全国高考物理模拟试题专题汇编 专题6 物理实验 第1讲 力学实验（B）（含解析） (2).doc

专题6 物理实验 第1讲 力学实验（b卷）1.(2015盐城1月检测12)(1)下图中游标卡尺读数为 mm，螺旋测微器读数为 mm2.(2015陕西三模9)测定木块和长木板之间的动摩擦因数时，采用图甲所示的装置（图中长木板水平固定不动） （1）已知重力加速度为g，测得木块质量为m，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块和长木板间的动摩擦因数的表达式=；（2）图乙为木块在长木板上运动时，打点器在木块拖动的纸带上打出的一部分计数点（相邻计数点之间还有四个计时点没有画出），其编号为0、1、2、3、4、5、6试利用图中的长度符号x1、x2和表示计数周期的符号t写出木块加速度的表达式a=（3）已知电火花打点计时器工作频率为50hz，用直尺测出x1=13.01cm，x2=29.00cm（见图乙），根据这些数据可计算出木块加速度大小a= m/s2（保留两位有效数字）3.(2015广东七校三联34）（18分）（1）（8分）用图甲的装置研究小车沿斜面在不同材料表面运动的情况图乙是某同学在实验中获得的一条纸带打点计时器的电源频率为50 hz小车打点计时器长木板平整布面图甲 0124678910abcdefghjmncm图乙图乙中a至n各点是打点计时器在纸带上连续打下的点，根据刻度尺上的数据可以判断，小车在a、e间（板面）做_运动，在f、n间（布面）做 运动，m点对应的小车速度为_m/s. （结果保留2位有效数字）若已知斜面的倾角为，小车的质量为m，在布面上运动时加速度的大小为a，重力加速度为g，则小车在布面上所受的阻力的表达式为 _.4.(2015江山市模拟8)（10分）如图1所示是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图（1）如图1三个实验装置中，摩擦力对实验结果没有影响的是 ；（选“a”或“b”）a甲 b乙 c丙（2）若某同学实验时所用的电源如图2甲所示，则打点计时器应选图2乙中的 （选“a”或“b”）（3）如果操作都正确，则通过装置 （选填“甲”、“乙”或者“丙”）可打出图3中的纸带 （选填“”或者“”）5.(2015苏锡常镇四市二调10)（8分）某同学用如图所示装置研究物块运动速度变化的规律。 （1）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.100.200.300.400.500.60速度v/ (ms-1)00.160.310.450.520.580.60 请根据实验数据做出物块的v-t图像 （2）上述v-t图像不是一条直线，该同学对其装置进行了进一步检查，列出了下列几条，其中可能是图像发生弯曲原因的是 a长木板不够光滑 b没有平衡摩擦力c钩码质量m没有远小于物块质量md拉物块的细线与长木板不平行 6.(2015天津武清三模9)（2）一研究性学习小组采用图示实验装置来探究“加速度与力、质量的关系”。图中a为小车，b为打点计时器，c为弹簧测力计，p为小桶（内有细沙），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置。实验前，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力。实验时，先接通电源再松开小车，并记下小车运动过程中弹簧测力计的示数作为小车所受的合力。本实验中是否要满足小桶（含内部细沙）的质量远小于小车的质量。（填“是”或“否”）实验中得到的一条纸带如图所示，打点计时器使用的电源频率为50hz，纸带上相邻两个计数点之间有四个计时点未画出，测量可得2、4点间距离为16.0mm，4、6点间距离为32.1mm，6、8点间距离为48.0mm，8、10点间距离为64.1mm，则小车的加速度为 m/s2。7.(2015盐城1月检测12) (2)某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用dis(数字化信息系统)测小车的加速度通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力f的关系图象他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-f图线，如图(b)所示图线 是在轨道水平的情况下得到的(选填“i”或“ii”)小车和位移传感器发射部分的总质量为 kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为 n8.(2015德州二模21)(8分)用如图实验装置验证组成的系统机械能守恒。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50hz，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(g取9.8 ms2，所有结果均保留三位有效数字)，则 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：_在打05点过程中系统动能的增加量_j，系统重力势能的减少量_j，在误差允许范围内验证了机械能守恒。 某同学作出了图线，则据图线得到的重力加速度g=_ms2。9. (2015枣庄八中模拟9)（6分）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置：水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘实验时，保持轨道和细线水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动实现平衡摩擦力（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？（回答“是”或“否”）（2）实验需要用游标卡尺测量挡光板的宽度l，如图2所示，则l=mm；（3）实验获得以下测量数据：小车（含传感器和挡光板）的总质量m，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度l，光电门1和光电门2的中心距离x，某次实验过程：力传感器的读数f，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2小车通过光电门2后砝码盘才落地，重力加速度为g该实验对小车需验证的表达式是（用实验中测出的物理量表示）10.(2015日照联合检测）21(8分)如图甲所示，实验桌面上o点的左侧光滑，从o点到实验桌的右边缘平铺一块薄硬砂纸并固定，利用该装置可以测定木块与砂纸之间的动摩擦因数。实验中，当木块a位于o点时，沙桶b刚好接触地面。将a拉到m点，待b稳定且静止后释放，a最终滑到n点。测出mo和on的长度分别为h和l。改变小块释放点m的位置，重复上述实验，分别记录几组实验数据。(1)实验开始时，发现a释放后会撞到滑轮，请提出两个解决方法：_；_。(2)问题解决后，根据实验数据作出hl关系的图象如图乙所示，图线的斜率为kl，实验中已经测得a、b的质量之比为k2，则动摩擦因数_(用k1、k2表示)。 11. (2015潍坊二模2 1)（8分）如图所示，是验证重物自由下落过程中机械能守恒的实验装置请按要求作答： (1)实验时使重物靠近打点计时器下端，先_，后_，纸带上打下一系列点 (2)选取一条符合要求的纸带如图所示，标出打下的第一个点o，从纸带的适当位置依此选取相邻的三个点a、b、c，分别测出到o点的距离为x1、x2、x3，已知重物的质量为m，重力加速度为g，打点时间间隔为t，则自开始下落到打下b点的过程中，重物减少的重力势能为=_，增加的动能为=_(3)实验中，利用= 2g求得，通过比较与大小，来验证机械能守恒这种做法是否正确？答：_（填“正确”或“不正确”）12. (2015扬州开学考试10)（10分）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，m1上拖着的纸带打出一系列的点，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，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1= 50g 、m2=150g ，则（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s；（2）在打点05过程中系统动能的增量ek = j，系统势能的减少量ep = j，由此得出的结论是 ；（3）若某同学作出图像如图，则当地的实际重力加速度g = m/s2。13.(2015宿迁市三校检测10)（8分）如图甲所示，在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块，质量为m，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且m=4m挡光片光电门接气源甲滑块（1）用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d= cm； 0 5 10 20 15 1 2 3 0 乙cm（2）某同学打开气源，将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门的速度为 (用题中所给字母表示)；丙on（3）开始实验时，细线另一端挂有6个钩码，由静止释放后细线上的拉力为f1，接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中，当只剩3个钩码时细线上的拉力为f2，则f1 2f2（填“大于”、“等于”或“小于”）；（4）若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块，设挡光片距光电门的距离为l，钩码的个数为n，测出每次挡光片通过光电门的时间为t，测出多组数据，并绘出 图像，已知图线斜率为k，则当地重力加速度为 （用题中字母表示）14. (2015吉林三模22).（8分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如1图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上a点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上b点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示a点到光电门b处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过b点时的瞬时速度，实验时滑块在a处由静止开始运动（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=mm；（2）滑块通过b点的瞬时速度可表示为；（3）某次实验测得倾角=30，重力加速度用g表示，滑块从a处到达b处时m和m组成的系统动能增加量可表示为ek=，系统的重力势能减少量可表示为ep=，在误差允许的范围内，若ek=ep则可认为系统的机械能守恒；（4）在上次实验中，某同学改变a、b间的距离，作出的v2d图象如图3所示，并测得m=m，则重力加速度g=m/s2第1讲 力学实验（b卷） 参考答案与详解1.【答案】52.35mm、1.990mm【命题立意】本题旨在考查刻度尺、游标卡尺的使用、螺旋测微器的使用。【解析】（1）游标卡尺的固定刻度读数为52mm，游标尺上第7个刻度游标读数为：0.057mm=0.35mm，所以最终读数为：52mm+0.35mm=52.35mm；（2）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.0149.0mm=0.490mm，所以最终读数为：1.5mm+0.490mm=1.990mm故答案为：52.35mm、1.990mm2.【答案】（1）；（2）； （3）2.0【命题立意】本题旨在考察通过实验探究摩擦力因素【解析】 （1）对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，运用牛顿第二定律求出木块与长木板间动摩擦因数（2）（3）根据匀变速直线运动的规律根据smsn=（mn）at2求解加速度解：（1）对木块、砝码盘和砝码组成的系统，由牛顿第二定律得：mgmg=（m+m）a，解得：；（2）已知第一段位移s1=x1，第三段位移s3=x2，t=2t，根据smsn=（mn）at2得：a=（3）将x1=13.01cm=0.1301m，x2=29.00cm=0.29m代入（2）式，解得：a=2.0m/s23.【答案】匀速直线，匀减速直线、；【命题立意】本题旨在考查探究小车速度随时间变化的规律。【解析】：根据刻度尺上的数据可以判断，小车在a、e间做匀速直线运动；在f、n间（布面）做匀减速直线运动；匀减速直线运动瞬时速度可以用该一段上的平均速度来表示，故；由牛顿第二定律可得：解得：故答案为：匀速直线，匀减速直线、；。4.【答案】1）a；（2）b；（3）乙、【命题立意】本题旨在考查探究加速度与物体质量、物体受力的关系、探究功与速度变化的关系。【解析】（1）在匀变速直线运动的实验中，受到的拉力恒定，摩擦力也恒定，那么物体受到的合力恒定，对实验没有影响，在研究功和速度的关系的实验中，每次实验时受到的拉力加倍，但是摩擦力不加倍，对实验会产生影响，在研究加速度与力质量的关系的实验中，改变车的拉力的时候，摩擦力不变，对实验的计算会产生影响，所以没有影响的是a；（2）由于电源是学生电源，电磁打点计时器的电压为，所以要选择电磁打点计时器，故选：b（3）分析纸带可以得到，纸带中两端见的距离逐渐增大，说明是加速运动，纸带中两点间的距离相等，说明是匀速运动，实验纸带应该是研究功和速度的关系的实验中得到的，即乙，所以通过装置乙可以得到纸带。故答案为：（1）a；（2）b；（3）乙、5.【答案】（1）如下图所示（2）d【命题立意】本题旨在考察探究速度变化规律实验中需要注意的问题及数据处理【解析】（1）根据描点法作出图象，即可；（2）根据图象的斜率含义，结合牛顿第二定律及力的分解与滑动摩擦力公式，即可求解（1）合理选取坐标刻度，尽可能使图象“充满”整个坐标平面，利用题中所给数据描点连线，得到小车的vt图象如图所示：（2）由速度与时间图象可知，斜率表示加速度的大小，由图象可得，一开始加速度不变，后来加速度减小，由题意分析可得：物块的合外力变小，引起的原因是拉物块的细线与长木板不平行，当物块越靠近定滑轮时，夹角越大，则拉力沿着桌面的分力减小，然而，长木板不够光滑，或没有平衡摩擦力，或钩码质量m没有远小于物块质量m，都不会出现中途加速度变化的现象，故d正确，abc错误；6.【答案】否 0.4【命题立意】该题考查探究“加速度与力、质量的关系”【解析】因为弹簧测量的即为小车a的合外力，不存在系统误差，故不需要满足小桶（含内部细沙）的质量远小于小车的质量。根据公式,得：7.【答案】；、【命题立意】本题旨在考查探究加速度与物体质量、物体受力的关系。【解析】在水平轨道上，由于受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，可知图线是在轨道水平的情况下得到的；根据牛顿第二定律得：，图线的斜率表示质量的倒数，则：，解得：，因为时，加速度为零，解得：故答案为：；、8.【答案】 bc 0.576j 0.588j 9.67 ms2【命题立意】本题旨在考察机械能守恒定律的表示方法【解析】试验中涉及打点计时器的工作条件和操作顺序，根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；根据图象的物理意义可知，图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小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，再去让中午运动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=2.4m/s；物体的初速度为零，所以动能的增加量为：ek=mv0=（0.05+0.15）2.42=0.576j；重力势能的减小量等于物体重力做功，故：ep=w=mgh=（0.05+0.15）9.80.216=0.588j；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本题中根据机械能守恒可知，mgh=mv2，即有：v2=gh，所以出 v2h图象中图象的斜率表示重力加速度，由图可知，斜率k=9.67，故当地的实际重力加速度g=9.67m/s29.【答案】（1）否 （2）5.50 （3）【命题立意】本题旨在考察探究功与速度变化的关系【解析】 （1）当用砝码盘和砝码的重力表示绳子的拉力时，要满足砝码和砝码盘的总质量要远小于小车的质量该实验绳子的拉力通过传感器测出，不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（2）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读（3）该实验需验证小车所受合力做的功是否等于小车动能的变化量，结合极短时间内的平均速度表示瞬时速度得出通过光电门的速度，抓住平衡摩擦力时摩擦力与砝码的重力相等得出摩擦力的大小，从而得出需验证的表达式解：（1）因为小车的拉力可以通过传感器测量，不需要用砝码盘和砝码的总重力表示，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（2）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为0.0510mm=0.50mm，则最终读数为5.50mm（3）小车通过光电门1、2的瞬时速度分别为，小车动能的增加量为：，合力做功为：fxfx=fxm0gx，所以验证的表达式为10.【答案】（1）增大a的质量、减小b的质量、降低b的起始高度等；（2）【命题立意】本题旨在考查探究影响摩擦力的大小的因素。【解析】：（1）b减少的重力势能转化成系统的内能和ab的动能，a释放后会撞到滑轮，说明b减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小b的质量；增加细线的长度（或增大a的质量；降低b的起始高度）解决故解决方法有：可以通过减小b的质量；增加细线的长度（或增大a的质量；降低b的起始高度）；（2）设a、b的质量分别为m、m，则b下落至临落地时根据动能定理有：在b落地后，a运动到n有：又因为：，所以解得：故答案为：（1）增大a的质量、减小b的质量、降低b的起始高度等；（2）。11.【答案】（1）先接通电源，后释放只带；（2）、；（3）不正确【命题立意】本题旨在考查验证机械能守恒定律.【解析】（1）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，所以先接通电源，