高考物理考点解读+命题热点突破专题12力学实验

一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。专题12 力学实验【考向解读】 高考对物理实验的考查，是在考试说明规定的实验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否真正动手做过这些实验，是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材，通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查【命题热点突破一】验证力的平行四边形定则实验的条件是“力的作用效果相同”，因此，在两个分力和一个力分别作用下，同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件例1、(2015安徽)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示请将以下的实验操作和处理过程补充完整：用铅笔描下结点位置，记为O；记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，_；按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验【答案】沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线；F和F3.【变式探究】 (2015山东)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0_ cm.(2)测得OA6.00 cm，OB7.60 cm，则FOA的大小为_N.(3)根据给出的标度，在图中作出FOA和FOB的合力F的图示(4)通过比较F与_的大小和方向，即可得出实验结论【解析】(1)作出Fl图像，求得直线的截距即为l0，可得l010.00 cm； (3)如图；(4)通过比较F和FOO的大小和方向，可得出实验结论【答案】(1)10.00(2)1.80(3)如图(4)FOO【命题热点突破二】 验证牛顿第二定律实验中用砝码(包括砝码盘)的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起系统误差例2、(2016全国，23，10分)某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码本实验中可用的钩码共有N5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑(2)将n(依次取n1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余Nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表n2时的st图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表n12345a/(ms2)0.200.580.781.00(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出an图象从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比 (5)利用an图象求得小车(空载)的质量为_kg(保留2位有效数字，重力加速度取g9.8 ms2)(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_(填入正确选项前的标号)Aan图线不再是直线Ban图线仍是直线，但该直线不过原点Can图线仍是直线，但该直线的斜率变大 【答案】(3)0.40(0.370.49均给分)(4)图见解析(5)0.44(0.430.47均给分)(6)BC【变式探究】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放下列不必要的一项实验要求是_A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B应使A位置与光电门间的距离适当大些C应将气垫导轨调节水平D应使细线与气垫导轨平行改变钩码的质量，记录对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出_图像(选填“t2F”“F”或“F”)【答案】2.25A位置到光电门B之间的距离LAF【变式探究】某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置，探究小车的加速度跟合外力的关系，途中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上按甲图装配好实验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，逐渐向砂桶中添加细砂粒，当观察到小车刚开始运动时，记下传感器的最大示数为F0，可认为摩擦阻力为F0.(1)将小车放回初位置并用手按住，继续向砂桶中添加一定量的砂粒，记下传感器的示数F1，接通频率为50 Hz的交流电源使打点计时器工作，然后释放小车，打出一条纸带再继续向砂桶中添加砂粒，多次重复实验，打出多条纸带，图乙为某次实验打出的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出，按时间顺序，取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离(单位：cm)，分别标注在相应的计数点的下方，则小车的加速度a_ m/s2(结果保留三位有效数字)(2)算出各次小车的加速度和合力F(FF1F0)，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图像，纸带与打点计时器间的摩擦可忽略，下列图像可能正确的是_(3)写出一条提高实验结果准确程度有益的建议_.【思路点拨】根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合关系式得出正确的图线本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题的能力解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚 (2)改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F(FF1F0)的关系图像由于已经平衡摩擦力，所以图像应该过原点故D项正确，ABC项错误(3)提高实验结果准确程度有益的建议：多测量几次，取平均值【答案】(1)0.756(2)AD(3)多测量几次，取平均值【命题热点突破三】 验证机械能守恒定律1验证机械能守恒定律一般有阻力存在，例如纸带与限位孔之间的，一般重力势能减少量大于动能增加量2需要不需要测研究对象的质量要具体问题具体分析例3、(2016江苏物理，11，10分)某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取v作为钢球经过A点时的速度记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小Ep与动能变化大小Ek，就能验证机械能是否守恒甲(1)用Epmgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到_之间的竖直距离A钢球在A点时的顶端 B钢球在A点时的球心C钢球在A点时的底端(2)用Ekmv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为_cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s，则钢球的速度为v_ m/s.乙(3)下表为该同学的实验结果：Ep(102 J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(102 J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的Ep与Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议【答案】(1)B(2)1.50(1.491.51都算对)1.50(1.491.51都算对)(3)见解析(4)见解析【变式探究】用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，在m1拖着的纸带上打出一系列的点，打点计时器的打点频率为50 Hz，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律下图给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，相邻两计数点间均有4个点未画出，计数点间的距离如图所示已知m150 g、m2150 g(g取9.8 m/s2，所有结果均保留三位有效数字)，求：(1)下面给出了该实验的操作步骤：A按照图示的装置安装实验器材B将打点计时器接到直流电源上C先释放m2，再接通电源，在纸带打下一系列点迹D挑选点迹清晰的纸带进行测量E根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是：_.(2)在打05点过程中系统动能的增加量Ek_J，系统重力势能的减少量Ep_J，在误差允许范围内验证了机械能守恒(3)某同学作出了h图线，则据图线得到的重力加速度g_ m/s2. (1)打点计时器必须在交流电源上才能工作；利用打点计时器时，须先让打点计时器工作，再去让纸带运动(2)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：v5 m/s2.4 m/s；物体的初速度为零，所以动能的增加量为Ekmv0(0.050.15)2.42 J0.576 J重力势能的减小量等于物体重力做功，故EpWmgh(0.050.15)9.80.216 J0.588 J由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒(3)本题中根据机械能守恒可知，mghmv2，即有v2gh，所以v2h图像中图像的斜率表示重力加速度由图可知，斜率k9.67，故当地的实际重力加速度g9.67 m/s2.【答案】(1)BC0.5760.588(3)9.67【变式探究】某实验小组利用电磁打点计时器和如图的其他器材开展多项实验探究，选择了一条符合实验要求的纸带，数据如图(相邻计数点的时间为T)，回答下列问题：(1)按装置安装器材时，纸带应穿过电磁打点计时器的限位孔从复写纸的_(填“上”或“下”)表面通过(2)若是探究重力做功和物体动能的变化的关系需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试写出在E点时重锤运动的瞬时速度vE_(用题中字母表示)(3)若是测量重力加速度g.为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g_(用题中字母表示)(4)如果研究重锤在AE运动过程中机械能守恒时，重锤增加的动能总是小于减小的重力势能，造成实验误差的主要原因是_(只写一条)【思路点拨】本题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题要会从下面三个方面分析得出正确答案：(1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求出E点的速度大小(2)采用逐差法可有效利用数据，再采用求平均值的办法可更好地减小误差(3)分析验证机械能守恒定律时误差形成的原因即可【答案】(1)下(2)(3)(4)重锤克服阻力做功(或阻力对重锤做负功)【命题热点突破四】 研究匀变速直线运动1如何选取纸带和计数点要选取点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，在便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点，依次为A、B、C如图所示，测出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6利用打下点的纸带和测量的有关数据便可以进行计算2求任一计数点对应的瞬时速度v如vB(其中T50.02 s0.1 s)3利用“逐差法”求加速度aa.4验证牛顿第二定律时(1)实验用的是控制变量法；(2)将砂桶或钩码重力视为小车所受合外力，必须满足小车和砝码的总重量远远大于砂桶的重量；(3)在平衡摩擦力时，要将一端垫高，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源例4、某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速(2)计数点5对应的速度大小为_ m/s，计数点6对应的速度大小为_ m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a_ m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值_(填“偏大”或“偏小”)【解析】(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差x2.00 cm，在6、7计数点间的位移比5、6之间增加了(12.2811.01) cm1.27 cm2.00 cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间(2)计数点5对应的速度大小为v5 m/s1.00 m/s.计数点4对应的速度大小为v4 m/s0.80 m/s.根据v5，得计数点6对应的速度大小为v62v5v4(21.000.80) m/s1.20 m/s.【答案】(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00偏大【变式探究】 如图(a)所示，竖直平面内固定一斜槽，斜槽中放有若干个直径均为d的小铁球，紧靠斜槽末端固定有电磁铁，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球从O点开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球从O点开始下落某兴趣小组利用此装置测定重力加速度，请回答下列问题：(1)利用游标卡尺测量小球的直径d，如图(b)所示，读数为_ mm.(2)用刻度尺测出OM1.462 m，手动敲击M的同时按下秒表开始计时，若10个小球下落的总时间为5.5 s，则当地的重力加速度g_ m/s2(保留两位有效数字)；(3)若在O点的正下方A点固定一光电门(图中未画出)，测出OAh，小球经过光电门的时间为t，则小球通过光电门时的速度v_，可求得当地的重力加速度g_.(用已知量和测得量的符号表示)【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为9 mm，游标尺上第6个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.056 mm0.30 mm，所以最终读数为：9 mm0.30 mm9.30 mm.(2)小球下落的时间t5.5/100.55 s，根据Hgt2，得g9.7 m/s2.(3)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球运动到光电门处时的瞬时速度，则小球通过光电门时的速度vd/t；根据运动学公式得重力加速度g.【答案】(1)9.30(2)9.7(3)【命题热点突破五】探究弹力和弹簧伸长量的关系该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系(这一点和验证性实验不同)可以扩展为橡皮筋、弹性绳例5、2016浙江卷 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：图17(1)若弹簧秤a、b间夹角为90，弹簧秤a的读数是_N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为_N.(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数_、弹簧秤b的读数_(填“变大”“变小”或“不变”)【答案】(1)3.003.023.94.1(有效数不作要求)(2)变大变大 【变式探究】(2015四川)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1_ cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2_ N(当地重力加速度g9.8 m/s2)要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_作出Fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系【答案】25.820.98弹簧的原长l0【变式探究】某探究学习小组的同学欲以下图装置中的滑块为研究对象“验证动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺、细沙等材料当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放沙桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：(1)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m、滑块的质量M两者应满足的条件是_，而且实验时还需要有_的步骤(2)在(1)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.向沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取OABC四点，量得各计数点间的距离分别为x1、x2、x3.若研究滑块的AB段，本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中的字母表示，重力加速度为g，打点计时器所接交变电流的周期为T) 【思路点拨】实验前要平衡摩擦力，使滑块受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑块质量远大于沙和沙桶总质量的情况下，才可近似认为滑块受到的拉力等于沙和沙桶的重力由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度，代入动能定理表达式即可正确解题该题考查了力学实验的基本操作和数据处理，正确解答这些问题的关键是明确实验原理，提高应用基本物理规律解决实验问题的能力【答案】(1)Mm平衡滑块摩擦力(2)(x12x2x3)(x3x1)mgx2【命题热点突破六】探究动能定理本实验关键是确保测量的是物体所受合力做的功，其次物体的初动能、末动能也是测量的关键例6、(2016全国，22，6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能(1)实验中涉及下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s.比较两纸带可知，_(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大由纸带知M上后半段两点间距大于L上的，说明M纸带对应的实验中物块获得较大的速度，对应的弹性势能也较大【答案】(1)(2)1.29M【变式探究】为了探究动能定理，某学习小组在实验室组装了如图1所示的装置，备有下列器材：打点计时器、学生电源、导线、纸带、复写纸、天平、细沙、滑块、沙桶、木板他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态要完成该实验，请回答下列问题：(1)要完成本实验，还缺少的实验器材是_；(2)实验开始前，首先要_；实验中要保证满足的实验条件是_(3)在满足(2)问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图2所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离标注在图上，当地重力加速度为g，则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为_(用题中所给的表示数据的字母表示)【答案】(1)刻度尺(2)平衡摩擦力m远小于M(3)mg(x2x3)(x3x4)2(x1x2)2 【高考真题】12016四川理综，8()，6分用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x. (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_A弹簧原长 B当地重力加速度C滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_A增大 B减小 C不变【解析】(1)计时器记录的是从B到C的时间t，故滑块速度v.(2)由能量守恒可知，弹性势能等于小滑块的动能，需测滑块的质量，C正确(3)增大AO距离，滑块速度变大，计时器显示的时间将减小，B正确【答案】(1)(2)C(3)B22016天津理综，9(2)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动(1)实验中，必要的措施是_A细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97 cm，s56.78 cm，s67.64 cm.则小车的加速度a_m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB_m/s2(结果均保留2位有效数字) (2)由题知，相邻计数点间时间间隔T0.1 s，根据a，可求得a0.80 m/s2，根据vB，可求得vB0.40 m/s.【答案】(1)AB(2)0.800.403(2016浙江理综，21，10分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图甲所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，(1)若弹簧秤a、b间夹角为90，弹簧秤a的读数是_N(图乙中所示)，则弹簧秤b的读数可能为_N.(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”“变小”或“不变”)【答案】(1)3.003.023.94.1(有效数不作要求)(2)变大变大4(2016全国，23，10分)某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码本实验中可用的钩码共有N5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑(2)将n(依次取n1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余Nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表n2时的st图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表n12345a/(ms2)0.200.580.781.00(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出an图象从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比 乙 丙(5)利用an图象求得小车(空载)的质量为_kg(保留2位有效数字，重力加速度取g9.8 ms2)(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_(填入正确选项前的标号)Aan图线不再是直线Ban图线仍是直线，但该直线不过原点Can图线仍是直线，但该直线的斜率变大 【答案】(3)0.40(0.370.49均给分)(4)图见解析(5)0.44(0.430.47均给分)(6)BC5(2016全国，22，5分)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图乙所示该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算 (1)若从打出的纸带可以判定重物匀加速下落，利用f和图乙中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_，打出C点时重物下落的速度大小为_，重物下落的加速度大小为_(2)已测得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm，当地重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为_Hz.【答案】(1)(2)406(2016全国，22，6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能(1)实验中涉及下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s.比较两纸带可知，_(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大【答案】(1)(2)1.29M7(2016江苏物理，11，10分)某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取v作为钢球经过A点时的速度记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小Ep与动能变化大小Ek，就能验证机械能是否守恒甲(1)用Epmgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到_之间的竖直距离A钢球在A点时的顶端 B钢球在A点时的球心C钢球在A点时的底端(2)用Ekmv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为_cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s，则钢球的速度为v_ m/s.乙(3)下表为该同学的实验结果：Ep(102 J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(102 J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的Ep与Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议【解析】(1)要测量小球下落的高度，应测量开始位置小球的球心到小球在A点时球心的竖直距离，B正确 (4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算Ek，将v折算成钢球的速度vv.【答案】(1)B(2)1.50(1.491.51都算对)1.50(1.491.51都算对)(3)见解析(4)见解析1(2015浙江理综，21，10分)(难度)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验图1 (1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_；乙同学需在图中选用的器材_(用字母表示)图2 (2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带和.纸带_的加速度大(填“”或“”)，其加速度大小为_答案(1)ABBDE(2)(2.50.2) m/s222015重庆理综,6(1)，6分(难度)同学们利用如图所示方法估测反应时间首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，则乙同学的反应时间为_(重力加速度为g)基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0 0.4 s，则所用直尺的长度至少为_cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间隔 在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是_的(选填“相等”或“不相等”)解析(1)在人的反应时间内,直尺做自由落体运动，则xgt2，解得乙同学的反应时间为t.当t0.4 s时，xgt2100.42 m0.8 m80 cm，即所用直尺的长度至少为80 cm;由于t，故每个时间间隔内在直尺上对应的长度不相等答案(1)80不相等(2)c4.1(4.04.2)减小Mbd32015福建理综，19(1)，6分(难度)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量l为_cm；本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是_；(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_答案6.93A钩码重力超过弹簧弹力范围42015四川理综,8(1)，6分(难度)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1_cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2_N(当地重力加速度g9.8 m/s2)要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_，作出Fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系解析刻度尺示数为25.85 cm，注意估读挂2个钩码时，弹簧弹力等于此时钩码的重力，即F2mg0.98 N由于伸长量等于弹簧的长度减去原长，因此要得到伸长量，还需要测量弹簧原长答案25.850.98弹簧原长5(2015安徽理综，21，6分)(难度)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示请将以下的实验操作和处理补充完整：用铅笔描下结点位置，记为O；记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，_；按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验答案沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线F和F362015广东理综,34(1)，8分(难度)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物_(填“靠近”或“远离”)计时器下端；_，_，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取_(填“b”或“c”)来计算重力加速度在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和_答案靠近先接通打点计时器电源，再释放纸带b纸带与打点计时器之间有摩擦7(2015山东理综,21，10分)(难度)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O，橡皮筋的拉力记为FO O.在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0_cm.(2)测得OA6.00 cm，OB7.60 cm，则FOA的大小为_N.(3)根据给出的标度，作出FOA和FOB的合力F的图示(4)通过比较F与_的大小和方向，即可得出实验结论解析(1)做出Fl图象,如图甲所示，求得直线的截距即为l0，可得l010.0 cm答案(1)10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.701.90均正确)(3)如图乙所示(4)FO O8(2015江苏单科，11，10分)(难度)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50 Hz的交流电图1(1)下列实验操作中，不正确的有_A将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示图2计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表请将表中的数据补充完整.位置12345678v(cm/s)24.533.837.8_39.539.839.839.8(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是_；磁铁受到阻尼作用的变化情况是_(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问实验是为了说明什么？对比实验和的结果可得到什么结论？_答案(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8 cm/s且增加的越来越慢逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用 1.【2014福建卷】（6分）某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为cm和 mm【答案】60.10 4.20【解析】（1）由图知测量值为60.10cm 游标卡尺主尺读数为4mm，游标尺100.02mm=0.20mm，故测量值为4.20mm；【考点定位】本题考查刻度尺与游标卡尺的读数2（6 分）【2014全国大纲卷】现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频