【三维设计】高考物理二轮复习 力学实验课时达标自测（含试题含详解）.doc

【三维设计】2014年高考物理二轮复习 力学实验课时达标自测（含2013试题，含详解）1(2013淮安模拟)一种游标卡尺，它的游标尺有50个等分度，总长度为49 mm。现用它测量某工件宽度，示数如图1甲所示，其读数为_ cm。乙图中螺旋测微器读数为_mm。图1解析：游标卡尺为50个等分度，精度为0.02 mm，故工件宽度为40 mm0.02 mm540.10 mm4.010 cm螺旋测微器的读数为1 mm0.01 mm13.01.130 mm答案：4.0101.1302.(2013云南玉溪一中质检)如图2所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，po为橡皮筋，oa、ob为带有绳套的两细绳。(1)对下列操作和实验现象的叙述正确的是()a两细绳的夹角要尽可能地大b必须测出两细绳的长度，以便画出力的图示 图2c有可能两弹簧测力计的拉力都比橡皮筋的拉力大d换用一根弹簧测力计后只需把橡皮筋拉伸到相同长度即可(2)在某次实验中，用两个弹簧秤拉绳使橡皮筋的一端拉伸到o点，在保持o点位置不变的情况下，下列操作可能实现的有()a保持oa、ob两细线的方向不变，改变两弹簧秤拉力的大小b保持oa的方向及a弹簧秤的示数不变，改变b弹簧秤的拉力大小及方向c保持弹簧秤a的示数不变，使弹簧秤b的示数减小d保持ob细线的方向不变，使弹簧秤a的示数减小解析：(1)a项夹角太大误差较大；b项不必要，只需记录细绳的方向、o点位置和弹簧测力计的示数即可；两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，故c正确；两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置o，故d错误。(2)利用共点力动态平衡，控制两个力的合力不变，从而可得选项c、d正确。答案：(1)c(2)cd 3(2013延安中学模拟)某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究：图3(1)当地的重力加速度是多少？(2)如何测定物体下落过程中某一位置的速度？(3)下落过程中机械能是否守恒？此同学依据这些问题设计了如下实验方案：如图3甲所示，将打点计时器(频率为f)固定在铁架台上，先打开电源而后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带，如图乙所示。在纸带上取出若干计数点，其中每两个计数点之间有四个点未画出。(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_(填字母代号)中的器材。a交流电源、天平及毫米刻度尺b交流电源、毫米刻度尺c交流电源、毫米刻度尺及砝码d交流电源、天平及砝码(2)计算当地重力加速度g_。(用f、x2、x5表示)(3)为了提高实验的准确程度，该同学用图像法剔除偶然误差较大的数据，为使图线的斜率等于重力加速度，除做vt图像外，还可作_图像，其纵轴表示的是_，横轴表示的是_。(4)如图乙所示，打计数点5时重物的速度v5_。(用f、x3、x4、x5表示)解析：(1)打点计时器需要交流电源，测量纸带上点迹之间距离需要用毫米刻度尺，选项b正确。(2)根据xmxn(mn)a(5t)2，解得gf2。(3)由机械能守恒定律，mghmv2，为使图线的斜率等于重力加速度，可以作v22h图像，或作v2h图像。作v22h图像，其纵轴表示的是重物下落至某一位置速度的二次方，横轴表示的是从计时起重物下落高度的2倍(2h)；或作v2h图像，其纵轴表示的是重物下落至某一位置速度的二次方的一半，横轴表示的是从计时起重物下落的高度h。(4)根据做匀变速度直线运动的质点在中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，有：v4，v3，v4，t1/f，联立解得：v5f。答案：(1)b(2)f2(3)v22h重物下落至某一位置速度的二次方从计时起重物下落高度的2倍(或：v2h重物下落至某一位置速度的二次方的一半从计时起重物下落的高度h)(4)f4(2013新课标全国卷)图4为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：图4用天平测量物块和遮光片的总质量m、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门a的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电门b所用的时间ta和tb，求出加速度a；多次重复步骤，求a的平均值；根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题：(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图5所示，其读数为_cm。图5(2)物块的加速度a可用d、s、ta和tb表示为a_。(3)动摩擦因数可用m、m、和重力加速度g表示为_。(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于_(填“偶然误差”或“系统误差” )。解析：本题考查基本仪器的读数及力学实验，意在考查考生的实验迁移能力。(1)游标卡尺主尺读数为9 mm，游标为20分度，读数为120.05 mm0.060 cm，游标卡尺的读数为0.9 cm0.060 cm0.960 cm。(2)遮光片通过光电门a的速度为va，通过光电门b的速度为vb，根据vv2as可解得a()2()2。(3)设细线拉力为t，以物块为研究对象，水平方向上：tmgm，以重物为研究对象，竖直方向上：mgtm，两式联立解得。(4)由于仪器未调整好造成的误差，属于系统误差。答案：(1)0.960(2)()2()2(3)(4)系统误差5(2013滨州模拟)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：(1)某组同学用如图6甲所示装置，采用控制变量的方法，来探究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系。图6该组同学由实验得出的数据，作出af图像，如图乙所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是_。a实验中摩擦力没有平衡b实验中摩擦力平衡过度c实验中绳子拉力方向没有跟平板平行d实验中小车质量发生变化(2)如图7所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取a、b、c、d、e、f、g等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出)，将毫米刻度尺放在纸带上。根据下图可知，打下e点时小车的速度为_ m/s，小车的加速度为_ m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)图7解析：(1)该同学做出的af图像不过原点，与a正半轴有交点，说明实验中平衡摩擦力过度了，b正确。(2)t0.1 s，ve0.20 m/s用逐差法求小车的加速度a m/s20.40 m/s2。答案：(1)b(2)0.200.406(2013潍坊模拟)某同学做“探究合力的功与动能改变关系”的实验，装置如图8甲所示，将光电门固定在水平轨道上的b点，用重物通过细线拉小车，保持小车质量不变，改变所挂重物质量多次进行实验，每次小车都从同一位置a静止释放。(g取10 m/s2)图8(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d_ cm；(2)认为小车所受拉力与重物重力大小相等。测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v，作出v2m图像如图9所示，由图像可知小车受到的摩擦力为_ n；图9(3)重物质量较大时，v2m图线的mn段明显弯曲，产生误差。为消除此误差，下列措施可行的是_。a调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动b重物质量增加后，可以改变小车释放的初始位置c在重物与细线之间接一力传感器，用力传感器读数代替重物的重力解析：(1)遮光条的宽度d10 mm0.05 mm1010.50 mm1.050 cm。(2)由题图可得，图线与横轴截距为0.1 kg，则小车受到的摩擦力为ff0.110 n1.0 n。(3)图像发生弯曲，是随着m的增大，小车所受的拉力比重物重力小得越来越多造成的，如在重物与细线之间接一力传感器，则力传感器的读数与细线拉力大小相等，就不存在上述误差了，故c正确。答案：(1)1.050(2)1.0(3)c7(2013石家庄模拟)为了“探究合外力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下实验方案：第一步：如图10甲所示，把木板一端垫起，滑块通过细绳与一重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下连一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速运动。第二步：如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器。第三步：接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示。其中打下计数点o时，滑块的速度为零，相邻计数点的时间间隔为t。图10(1)根据纸带求打点计时器打e点时滑块速度ve_。(2)已知重锤质量为m，当地的重加速度为g，合外力在oe段对滑块做功的表达式woe_。(3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功w及a、b、c、d、e各点的速度v，以v2为纵轴，以w为横轴建坐标系，作出v2w图像，发现它是一条过坐标原点的倾斜直线，测得直线斜率为k则滑块质量m_。解析：(1)e点对应滑块的速度ve。(2)由甲图可知，根据平衡条件：mgsin ffmg。故乙图中滑块的合外力f合mgsin ffmg。合外力在oe对滑块做的功wmgx5。(3)由wmv2得：v2w，对应题意可得：k，滑块的质量m。答案：(1)(2)mgx5(3)8(2013新课标全国卷)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图11所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。图11回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能ep与小球抛出时的动能ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得ek，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号)。a小球的质量mb小球抛出点到落地点的水平距离sc桌面到地面的高度hd弹簧的压缩量xe弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示ek，得ek_。 (3)图12中的直线是实验测量得到的sx图线。从理论上可推出，如果h不变，m增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)。由图12中给出的直线关系和ek的表达式可知，ep与x的_次方成正比。 图12解析：本题主要考查弹性势能的探究和平抛运动的相关知识，意在考查考生灵活应用知识解决问题的能力。(1)利用平抛运动规律，测量出平抛运动的初速度v。由svt，hgt2，联立解得vs。要测量小球速度，需要测量小球