高考物理 备考30分钟课堂专练系列 专题16 力学实验（教师版）.doc

2013年高中物理高考备考30分钟课堂专练系列 专题16 力学实验（教师版）1（贵州省遵义2013届高三模拟）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为 mm，用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为 cm。2（福建省师大附中2013届高三模拟）甲、乙、丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一物体的长度时，测量的结果分别如下：甲同学：使用游标为10分度的卡尺，读数为12.04cm乙同学：使用游标为20分度的卡尺，读数为12.045cm丙同学：使用游标为50分度的卡尺，读数为12.045cm从这些数据中可以看出读数肯定有错误的是_同学丙同学所用的50分度卡尺的精度为0.02mm，游标尺对齐条数是整数，整数与精度0.02乘积的尾数肯定是偶数，所以丙同学的读数肯定错误。3（北京市朝阳区2013届高三上模拟）某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况。图示为该同学实验时打出的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s。从刻度尺中可以得到sab=_cm、scd=_cm，由这两个数据得出小车的加速度大小a=_m/s2，打点计时器打b点时小车的速度为 m/s。4.（安徽省黄山市2013届高三联考）利用如图所示装置可以研究自由落体运动：（1）实验时调整好仪器，开始打点计时的时候，应先 ，然后 。（2）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有 （填入正确选项前的字母）a.秒表 b.天平 c.刻度尺 d.直流电源（3）实验中用打点计时器打出一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点，用刻度尺测出相邻两点间的距离x1和x2，已知交流电频率为50赫兹，当地的重力加速度为9.81 m/s2。下列a、b、c、d四组数据中，正确的一组是 。a.51.0mm，55.8mm b.49.0mm，52.9mm c.45.1mm，52.8mm d.50.5mm，51.7mm5.（陕西省师大附中2013届高三模拟）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的o点，则下列说法中错误的是 。a同一次实验中，o点位置不允许变动b实验中，只需记录弹簧测力计的读数和o点的位置c实验中，把橡皮条的另一端拉到o点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90d实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到o点6.（山东省潍坊市2013届高三模拟）“探究力的合成”的实验如图甲所示，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，图乙是在白纸上根据实验数据画出的图。（1）实验中必修保证两次将橡皮筋与细绳的结点o拉倒同一位置，本实验主要采用的科学方法是 。 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（2）图乙做出的f与f两力中，方向一定沿ao方向的是 .7（浙江省2013届高三联考）请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验中”，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录_改变钩码个数，重复上述步骤某同学在下图坐标中，根据外力f与弹簧形变x的数据标出了五个点请你在图中描绘出相应的f-x图像，根据图像求出弹簧的劲度系数为_n/m（保留两位有效数字）8（北京市朝阳区2013届高三模拟）学校的物理课外活动小组欲测滑块在斜面上下滑的加速度以及滑块与木板间的动摩擦因数，一位同学想出了一个巧妙的方案。如图所示，将一小钢球和滑块用细线连接，跨在木板上端的小定滑轮上，开始时小球和滑块均静止，剪断细线小球自由落下，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。他反复调整挡板的位置，重复上述操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，然后用刻度尺测量出h=1.25m，x=0.50m，h=0.30m。根据以上数据可得滑块在斜面上下滑的加速度a=_m/s2，滑块与木板间的动摩擦因数=_。（g取10m/s2）9.（山东省潍坊市2013届高三模拟）现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面、小车、计时器一个、米尺，填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：（1）让小车自斜面上方一固定点a1从静止开始下滑至斜面底端a2，记下所用的时间t.（2）用米尺测量a1与a2之间的距离x，则小车的加速度a=_.（3）用米尺测量a1相对于a2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受合外力f=_.（4）改变_，重复上述测量（5）以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律象，所以需要改变h的数值（或者斜面倾角）。10（山西省忻州一中2013届高三上学期期中考试卷、陕西省陕师大附中2013届高三上学期期中考试卷）某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量质检的关系。（1）做试验时，将滑块从图甲所示位置有静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式v1= ；滑块加速度的表达式a= 。（以上表达式均用已知字母表示）。如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为_mm。（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量m和气垫导轨右端高度h（见图甲）。关于“改变滑块质量m和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是 。am增大时，h增大，以保持二者乘积增大bm增大时，h减小，以保持二者乘积不变cm减小时，h增大，以保持二者乘积不变dm减小时，h减小，以保持二者乘积减小mm=8.15mm。（2）滑块下滑时的合外力f=mgsin=mgh/s，其中g和斜面长度s恒定不变，为了保持滑块所受的合力不变，需要改变滑块质量m和气垫导轨右端的高度h，具体操作方法有：m增大时，h减小，以保持二者乘积不变；m减小时，h增大，以保持二者乘积不变。所以，本题答案为bc。11（山东省临沂市2013届高三上学期期中考试试题）冬奥会期间，某探究小组为了测量运动员的滑雪板在水平雪面上正常滑行时，板面与雪面间的动摩擦因数，利用数码相机的连拍功能，得到了一张运动员的组合照片，如图所示，已知滑雪板在水平面上的投影长度是160cm，相机的连拍周期是1.0s，g取10m/s2，则：（1）运动员滑行的加速度大小是 。（2）所求的动摩擦因数是 。（3）引起该实验误差的原因有 （填以下序号）.a运动员的体重 b雪面的平整程度c拍摄动景照片时的虚边效应 d确定距离时的读数误差12.（重庆一中2013届高三模拟）某同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，采用如图所示装置做实验，两个相同的弧形轨道m、n，分别用于发射小铁球p、q，其中m的末端是水平的，n的末端与光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁c、d，调节电磁铁c、d的高度，使ac=bd，从而保证小球p、q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小球p、q分别吸在电磁铁c、d上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道m、n的下端射出。实验可观察到的现象应该是 ，仅改变弧形轨道m的高度（ac距离保持不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 。13（黑龙江省哈师大附中2013届高三模拟）在运用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）a.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值b通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值c通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度d通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度答案：ac 解析：本实验要探究橡皮筋的拉力做功与小车速度的关系，即要验证“w=”，实验中，需要保证每次实验时橡皮筋的拉伸长度与第一次相同，通过改变橡皮筋的条数，从而测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍，选项a正确，b错误；实验中要验证的“速度变化”指的是小车加速过程中获得的最大速度的变化，即通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度，所以选项c正确，d错误。本题答案为ac。14（银川一中2013届高三模拟）某同学为了研究摩擦力做功，设计了如下的实验：将一个木块放在粗糙的水平长木板上，右侧拴一细线，跨过固定在水平边缘的滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连接，长木板固定在水平试验台上，实验时，木块在重物牵引力下由静止开始向右运动，后因重物落地而做减速运动，下图给出了重物落地后打点计时器打出的一段纸带，纸带中一系列的小黑点是计数点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未画出），计数点间的距离如图所示。打点计时器所用交流电频率为50hz。（1）根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下a点和b点时木块的速度va= m/s，vb= m/s。（结果保留三位有效数字）（2）由纸带运动情况可以得出，纸带做减速运动的加速度a的大小a= m/s2。（结果保留三位有效数字）。（3）若木块的质量m，a、b间距离为lab，则木块在ab段克服摩擦力所做功的关系式wab= 。（可选用va、vb、m，、a、lab等物理量表示）（3）木块在ab段运动的过程中，所受的摩擦力大小为f=ma，所以克服摩擦力所做功的关系式wab=flab=malab；或者根据动能定理有，。15.（江西省临川一中2013届高三模拟）某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：摆好实验装置如图所示。将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩p上。释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带。（1）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条。经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0cm。打下第n点时小车的速度大小为1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为 j，小车动能的增量为 j。（结果均保留两位有效数字）（2）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的三个主要原因是： ； ； 。 答案：（1）0.20；0.10 （2）小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；操作错误：先放小车后开电源 解析：（1）w=fs=m码gs=0.05kg10m/s20.40m=0.2j；ek=（2）本实验产生误差的因素可分为实验原理不完善引起的误差和实验操作引起的误差。16（云南省昆明一中2013届高三理综）某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：用天平测出电动小车的质量为0.4 kg；将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装；接通打点计时器（其打点周期为0.02 s）；使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的点迹如图甲、乙所示，图中o点是打点计时器打的第一个点。请你分析纸带数据，回答下列问题：（1）该电动小车运动的最大速度为_m/s；（2）该电动小车运动过程中所受的阻力大小为_n；（3）该电动小车的额定功率为_w17. （湖北省襄阳五中2013届高三模拟）在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz。查得当地的重力加速度g=9.80米/秒2。测得所用的重物的质量为1.00千克。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作0，另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点。经测量知道a、b、c、d各点到0点的距离分别为62.21厘米、69.31厘米、76.80厘米、84.67厘米。根据以上数据，可知重物由0点运动到c点，重力势能的减少量等于_焦，动能的增加量等于_焦（取3位有效数字）。18（湖南省衡阳八中2013届高三模拟）在“验证机械能守恒定律”的实验中，选出一条纸带如图所示其中o点为起始点，a、b、c为从合适位置开始选取的三个点，打点计时器通一50 hz的交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得oa=11.13 cm，ob=17.69 cm，oc=25.9 cm记录的这三个数据中不符合有效数字要求的应写成_ cm在记数点a和b之间、b和c之间还各有一个点未画出重锤的质量是0.5 kg根据以上数据，打b点时，重锤的重力势能比开始减少了_j，这时它的动能是_j（g=9.8m/s2，结果取三位有效数字），故得出实验结论为： 。为25.90 cm；打b点时，重锤的重力势能比开始减少了mgob=0.5 kg9.80m/s20.1769m0.867j；打b点时的瞬时速度v=（25.90cm-11.13cm）/0.08s184.6cm/s2=1.846m/s2，此时它的动能为ek=；可得出实验结论为“在误差允许范围内机械能守恒”。19.（安徽省2013届高三模拟）在验证机械能守恒定律实验时：（1）关于本实验的叙述中，正确的有（ ）a.打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力b.需用天平测出重锤的质量c.打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源d.用手托着重锤，先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重锤e.打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式，来验证机械能是否守恒f.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面（2）验证机械能是否守恒时，实验中计算某一点的速度，甲同学用v = gt来计算，乙同学用来计算。其中_同学的计算方法更符合实验要求。重力加速度g的数值，甲同学用9.8m/s2代入，乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入，丙同学用当地的实际重力加速度代入，其中_同学的做法是正确的。（3）甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量ep略大于动能的增加量ek，乙同学发现epek，实验过程中肯定存在错误的是_同学。本实验中引起误差的主要原因是_。20.（北京市东城区2013届高三模拟）某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下：a.将操作台调为水平b用天平测出滑块a、b的质量ma、mb；c用细线将滑块a、b连接，滑块a、b紧靠在操作台边缘，使a、b间的弹簧处于压缩状态；d剪断细线，滑块a、b均做平抛运动，记录a、b滑块的落地点m、n；e用刻度尺测出m、n距操作台边缘的水平距离x1、x2；f用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。（1）上述步骤中，多余的步骤是 。（2）如果动量守恒，须满足的关系是_（用测量量表示）。21.（四川省成都外国语学校2013届高三模拟）某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆