2020版高考物理100考点最新模拟题千题精练专题7.6验证平行四边形定则（提高篇）（含解析）.docx

专题7.6 验证平行四边形定则（提高篇）1.（5分）（2019浙江绿色联盟模拟）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。如图弹簧测力计的示数为N；具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是ACD。A橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些B再次进行验证时，结点O的位置必须保持相同C使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D拉橡皮条的细线要长一些，标记用一细绳方向的两点要远一些该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是B。【思路分析】做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力（实际值）进行比较。用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值。由此结合实验过程中需要注意的事项依次分析即可。【参考答案】3.0；ACD；B【名师解析】由图可以读出此时弹簧测力计的读数为3.0N合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同，同时拉力的大小要适当大一些，可以有效减小误差；故A正确；在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同。故B错误；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差；读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差。故C正确；D、拉橡皮条的细线要长一些，标记用一细绳方向的两点要远一些，可以减小方向误差，故D正确；为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，同时在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，该图中所描的点太靠近结点。故A错误；该图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中。故B正确；实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，但不宜太大，该图中的读数都太小，故C错误；该图中两个分力之间的夹角太小，这样误差容易大，故D错误；【点评】在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解，同时要理解会给实验带来误差的因素。2.（2019浙江选考模拟3）对于“验证力的平行四边形定则”的实验，某同学有以下认识，以下操作可减小误差的是_。A.实验中两个分力的夹角取得越大越好B.细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行C.拉橡皮条的细绳要长些，用铅笔画出两个定点的位置时，应使这两个点的距离尽量远些D.作图要用细芯铅笔，图的比例要适当大些，要用严格的几何作图法作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向【参考答案】BCD【名师解析】实验时两细绳的夹角应近量大点，但不是越大越好，故A错误；实验时应保持拉力水平，故应保持细绳与纸面平行；故B正确；为了方便而且更加准确确定力的方向，操作时可以使绳套细且长一些，描点时两点应近量距离远一点，故C正确；为了减小误差，图的比例要适当大些，故D正确；【关键点拨】本题考查了具体实验细节要求，注意所有要求都要便于操作，有利于减小误差进行，所有操作步骤的设计都是以实验原理和实验目的为中心展开，据此可正确解答本题解决本题的关键是知道“探究求合力的方法”的实验原理和注意事项，需要用平行四边形作出合力，难度不大，属于基础题。3.(5分) （2019浙江质检）打点计时器是高中物理中重要的实验仪器,图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。请回答下面的问题:(1)图乙是(选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是(选填“交流46 V”“交流220 V”或“四节干电池”)。(2)探究合力和分力的关系的实验情况如图丙所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图丁是在白纸上根据实验结果画出的图。图丁中的F和F两力中,方向一定沿AO方向的是。本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.等效替代法 C.控制变量法D.建立物理模型法【参考答案】 (1)电火花交流220 V(2)FB【名师解析】 (2)F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计的拉力效果相同,测量出的合力相同。故方向一定沿AO方向的是F。合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法,故选B。4(2016淮南质检)在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳，实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_(填字母代号)。A两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些D用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大【参考答案】BC 【名师解析】通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；为了更加准确地记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故C正确；用弹簧秤同时拉细绳时，拉力不能太大，也不能太小，故D错误。5在“验证力的平行四边形法则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图甲)。实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在某同学的实验结果(如图乙)，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图_中是F1与F2的合力的理论值；_是力F1与F2合力的实验值；通过把_和_进行比较，验证平行四边形法则。【参考答案】FFFF【名师解析】F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F是F1与F2合成的理论值，F是F1与F2合成的实际值；在实验误差允许的范围内，比较F1与F2合成的理论值F(通过平行四边形定则得出的值)与实际值F(实际实验的数值)的关系验证平行四边形法则。6如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角AOB对两个传感器进行调零用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两传感器的读数取下钩码，移动传感器A改变角重复上述实验步骤，得到表格。F1/N1.0010.5801.002F2/N0.8680.2910.8653060150(1)根据表格数据，A传感器对应的是力_(选填“F1”或“F2”)，钩码质量为_ kg(保留一位有效数字)。(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是()A因为事先忘记调零 B何时调零对实验结果没有影响C为了消除横杆自身重力对结果的影响 D可以完全消除实验的误差【参考答案】(1)F10.05(2)C【名师解析】(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mgF1sin ，当30时，F11.001 N，可求得m0.05 kg。(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确。7.如图所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。(1)为完成该实验，下述操作中不需要的是_。A测量细绳的长度B测量橡皮筋的原长C测量悬挂重物后橡皮筋的长度D记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_。【参考答案】(1)A(2)更换不同的小重物【名师解析】(1)用橡皮筋验证平行四边形定则需要测量的是三条橡皮筋的伸长量及其拉伸的方向，与细绳的长度无关，故选项中A不需要，B和C是需要的；为了确保力的合成的等效性，悬挂重物后结点O的位置必须相同，所以D也是必需的。(2)因为钉子的位置已固定，为了继续进行实验，可改变重物的质量再次进行验证。8.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/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05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)利用表中数据在图丙所示的坐标纸上画出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，在图丁中作出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。【参考答案】(1)如图甲所示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 O【名师解析】(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧。如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l010.0 cm。(2)橡皮筋的长度lOAOB13.60 cm，由图甲可得F1.80 N，所以FOAFOBF1.80 N。(3)利用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后以FOA和FOB为邻边的平行四边形，对角线即为合力F，如图乙所示。(4)FO O的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相同，F是FOA、FOB两个力的合力，所以只要比较F和FO O的大小和方向，即可得出实验结论。9.小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1 ) 实验记录纸如图4 -1 甲所示，O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力 F1和 F2 的方向分别过 P1 和 P2 点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 F3 的方向过 P3 点。. 三个力的大小分别为：F1=3.30 N、F2= 3.85 N 和 F3= 4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出 F1 和 F2 的合力.图4-1甲(2) 仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度, 发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响. 实验装置如图4-1乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于 O 点,下端 N 挂一重物. 用与白纸平行的水平力缓慢地移动 N，在白纸上记录下N 的轨迹. 重复上述过程,再次记录下 N 的轨迹。 两次实验记录的轨迹如图4-1丙所示. 过 O 点作一条直线与轨迹交于 a、 b 两点, 则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a 和 b 时所受拉力 Fa、Fb 的大小关系为 . 图4-1乙图4-1丙(3) 根据(2) 中的实验，可以得出的实验结果有哪些? （ ）(填写选项前的字母)(A) 橡皮筋的长度与受到的拉力成正比(B) 两次受到的拉力相同时,橡皮筋第 2 次的长度较长(C) 两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第 2 次受到的拉力较大(D) 两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4) 根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.【参考答案】（1）见图4-1J2。图4-1J2（2）Fa=Fb。（3）BD（4）橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋。（或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。）注解：由于ab连线的延长线多O点，分别在a点和b点受力分析，画出受力分析图，由图可以得出