2014年高考物理一轮速递训练 专题十二 力学实验（含详解）

1 20142014 年高考物理一轮速递训练年高考物理一轮速递训练 专题十二专题十二 力学实验 含详解 力学实验 含详解 1 5 分 2013 四川自贡一诊 用平木板 细绳套 橡皮条 弹簧测力计等做 验证力的平 行四边形定则 的实验 为了使实验能够顺利进行 且尽量减小误差 你认为下列说法 或做法能够达到上述目的的是 A 使用弹簧测力计前应将测力计水平放置 然后检查并矫正零点 B 用弹簧测力计拉细绳套时 拉力应沿弹簧的轴线 且与水平木板平行 C 两细绳套必须等长 D 用弹簧测力计拉细绳套时 拉力应适当大些 但不能超过量程 E 同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置 1 答案 全部选对得 5 分 选对但不全的得 3 分 选错的得 0 分 ABDE 解析 两细绳套不必须等长 选项 C 错误 2 5 分 2013 四川资阳诊断 某实验小组在验证平行四边形定则时 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 实验对两次拉伸橡皮条的要求中 下列说法正确的是 A 将橡皮条拉伸相同长度即可 B 将橡皮条沿相同方向拉即可 C 将弹簧秤都拉到相同刻度 D 将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置 2 答案 D 解析 验证平行四边形定则是采用等效法 对两次拉伸橡皮条的要求是 将橡皮条和细 绳的结点拉到相同位置 选项 D 正确 3 10 分 2013 四川资阳诊断 某校两个课外活动小组分别用 以下两种方法来验证机械能守恒定律 请阅读下列两段材料 完成后 面问题 第 1 小组 利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律 图所示所标数据为实际距离 t0时刻刚好对应抛出点 该小组同学通 过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表 当他们要计算重 力势能的改变量时 发现不知道当地重力加速度 请你根据实验数据 2 按照下列要求计算出重力加速度 时刻 t1t2 t3t4t5 速度v m s 4 524 043 563 082 60 v2 m2 s2 20 4316 3212 679 496 76 1 在所给的坐标纸上作出v2 h图象 2 分析说明 图象斜率的绝对值表示的物理意义是 3 由图象求得的重力加速度是 m s2 结果保留三位有效数字 第 2 小组 DIS 实验是利用现代信息技术进行的实验 用 DIS 研究机械能守恒定律 的 实验装置如图甲所示 小组同学在实 验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚 下 选择 DIS 以图象方式显示实验的 结果 所显示的图象如图乙所示 图 象的横轴表示小球距d点 最低点 的高度h 纵轴表示小铁球的重力势能EP 动能Ek或机械能E 试回答下列问题 1 图乙的图象中 表示小球的重力势能EP 动能Ek 机械能E随小球距d点的高度 h变化关系的图线分别是 按顺序填写相应图线所对应的文字 2 根据图乙所示的实验图象 可以得出的结论是 10 答案 第 1 小组 1 图示 2 分 3 说明 不用刻度尺 随手画的不给分 2 重力加速度的二倍 或 2g 2 分 3 9 41 9 85 2 分 说明 填 9 80 不给分 第 2 小组 1 乙 丙 甲 2 分 2 忽略阻力作用 小球下落过程机械能守恒 2 分 解析 将各个时刻对应的高度和速度二次方数据标在坐标图中 用描点法作出v2 h图 象 由 mgh mv2 可得v2 h图象的斜率等于 2g 根据小球下滑动能增大 重力势能减小 1 2 机械能不变可知表示小球的重力势能EP 动能Ek 机械能E随小球距d点的高度h变化关系 的图线分别是乙 丙 甲 4 2013 山东莱州质检 某 同学做 探究弹力和弹簧伸长量的 关系 实验 他先把弹簧甲放在桌 面上使其自然伸长 用直尺测出弹 簧的原长 L 再把弹簧竖直悬挂起 来 挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度 L 把 L Lo 作为弹簧的伸长量 这样操作 由于弹簧 自身重力的影响 最后画出的图线可能是下图中的哪一个 4 C 2 分 解析 由于弹簧自身重力的影响 不挂砝码时 弹簧就有一定的伸长量 图 象 C 可能正确 5 2013 山东莱州质检 在 探究求合力的方法 的实验中 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 9 实验中需用两个弹 簧秤分别勾住绳套 并互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置 0 1 某同学在做该实验时认为 A 拉橡皮条的细绳 OB OC 长度必须相等 B 拉橡皮条时 弹簧秤 橡皮条 细绳应贴近木板 且与木板平面平行 C 实验中 先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最 大量程 然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向 把橡皮条另一端拉到 O 点 D 拉力 F1和 F2的夹角越大越好 4 其中正确的是 填入相应的字母 2 在实验中 如果只将细绳换成橡皮筋 其它步骤没有改变 那么实验结果是否会发生 变化 答 选填 变 或 不变 5 B 2 分 不变 2 分 解析 拉橡皮条的细绳 OB OC 长度不是必须相等 实验中 不能先将其中一个弹簧秤沿 某一方向拉到最大量程 然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向 把橡皮条另一端拉 到 O 点 拉力 F1和 F2的夹角适当就可 所以正确的是 B 在实验中 如果只将细绳换成橡皮 筋 其它步骤没有改变 那么实验结果是不会发生变化 6 2013 山东莱州质检 某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量 及斜面倾角是否有关 实验室提供如下器材 A 表面光滑的长木板 长度为 L B 小车 C 质量为 m 的钩码若干个 D 方木块 备用于垫木板 E 米尺 F 秒表 实验过程 第一步 在保持斜面倾角不变时 探究加速度与质量的关系 实验中 通过向小车放入钩码来改变物体质量 只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用 时间 t 就可以由公式 a 求出 a 某同学记录了数据如上表所示 根据以上信息 我们发现 在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间 填 改变 或 不改变 经过分析得出加速度与质量的关系为 第二步 在物体质量不变时 探究加速度与倾角的关系 实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角 由于 没有量角器 因此通过测量出木板顶端到水平面高度 h 求出倾 角 的正弦值 sin h L 某同学记录了高度和加速度的对应值 并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下 请根据他所作 的图线求出当地的重力加速度 g m s2 进一步分析可知 光滑斜面上物体下滑的加 5 速度与倾角的关系为 6 答案 a 2L t2 2 分 不改变 2 分 斜面倾角一定时 加速度与物体质量无关 2 分 10 2 分 a gsin 2 分 解析 光滑斜面上物体做初速度为零的匀加速运动 由 L at2可得 a 2L t2 根据以 1 2 上信息 我们发现 在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间不改变 经过分析得出加 速度与质量的关系为 斜面倾角一定时 加速度与物体质量无关 物体在光滑斜面上运动 其加速度 a gsin 其 a sin 图象的斜率表示重力加速度 g 10m s2 7 7 分 2013 北京海淀期中 在验证 当物体质量一定时 物体运动的加速度与它所受的合外力成正比 这一规律时 给出如下器材 倾角可以调节的长木板 如图 10 所示 小车一个 计时器 一个 刻度尺一把 实验步骤如下 让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2 记下所用的时间t 用刻度尺测量A1与A2之间的距离x 用刻度尺测量A1相对于A2的高度h 改变斜面的倾角 保持A1与A2之间的距离不变 多次重复上述实验步骤并记录相关数据 h t 以h为纵坐标 1 t2为横坐标 根据实验数据作图 若在此实验中 如能得到一条过坐标系原点的直线 则可验证 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 根据上述实验步骤和说明回答下列问题 不考虑摩擦力影响 用已知量和测得量符号表示 1 设小车所受的重力为mg 则小车的加速度大小a 小车所受的合外力大 小F 2 请你写出物体从斜面上释放高度h与下滑时间t的关系式 图 10 A1 A2 6 7 7 分 1 或g 2 分 mg或m 2 分 2 h 3 分 2 2 t x x h x h 2 2 t x 2 2 g 2 t x 解析 小车所受合外力为 F mgsin mgh x 小车的加速度大小a F m gh x 或由 x at2 1 2 解得 a 合外力为 F ma m 由 a gsin sin h x x at2联立解得h 2 2 t x 2 2 t x1 2 2 2 g 2 t x 8 8 分 2013 北京海淀期中 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 11 所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点 后面计数点未画出 相 邻计数点间有 4 个点迹未画出 打点计时器每隔 0 02s 打出一个点 O A B C D E F 1 为研究小车的运动 此同学用剪刀沿虚线方向 把纸带上OB BD DF 等各段纸带剪下 将剪下的 纸带一端对齐 按顺序贴好 如图 12 所示 简要说 明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动 方法 2 在图 12 中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 31cm x4 8 94cm x5 9 57cm x6 10 20cm 则打下点迹A时 小车运动的速度大小是 m s 小车运动的加速度大小是 m s2 本小题计算结果保留两位有效数字 8 8 分 1 连接纸带左上角 上方中点或纸带中点 为一条直线或每条纸带比前一条纸带 长度增加量相等 写出一条即可 2 分 2 0 74 3 分 0 63 3 分 图 11 x2x3x4x5x6x1 图 12 O B B D D F F H H J J L 7 解析 T 5 0 02s 0 1s 打下点迹A时 小车运动的速度大小是 vA 0 74m s 由 12 2 xx T x aT2 和逐差法可得小车运动的加速度大小是 a 0 63m s2 9 2013 四川绵阳一诊 如图 用小锤轻击弹簧金属片 A 球向水平方向飞出 同时 B 球被松开 竖直向下运动 用不同的力打击弹簧金属片 可以观察到 A A 球的运动线路不同 B 球的运动线路相同 B A B 两球运动线路相同 C A B 两球同时落地 D 力越大 A B 两球落地时间间隔越大 用频闪照相的方法研究 A B 两球的运动 如图是它们运动过程 的频闪照片 仅从照 片上看 相邻竖直线之间的距离相等 相邻水平线之间的距离不相等 据此 可以认为 A 小球在水平方向做匀速运动 B 小球在水平方向做匀加速运动 C 小球在竖直方向做匀速运动 D 小球在竖直方向做匀加速运动 9 1 答案 AC 3 分 A 3 分 解析 用不同的力打击弹簧金属片 A 球做平抛运动的初速度不同 运动线路不同 而 B 球做自由落体 其运动线路相同 A B 两球同时落地 选项 AC 正 确 BD 错误 频闪照片相邻竖直线之间的距离相等 相邻水平线之间的距离不相等 据 此 可以认为小球在水平方向做匀速运动 小球在竖直方向做加速运动 但不能确定做 匀加速运动 选项 A 正确 BCD 错误 10 2013 四川绵阳一诊 在 验证机械能守恒定律 的实验 中 下列操作正确且必要的有 A 用秒表测出重物下落的时间 B 用天平称出重物的质量 C 装配好器材 接通电源 松开纸带 让重物自由下落 8 D 在点迹清晰的纸带上 沿重物下落的方向 依次取若干个连续的点并标记 作为 测量 点 某小组的同学 用 6V 50Hz 的打点计时器打出的一 条纸带 如图所示 0 为重锤下落 的起点 选取的测量点为 A B C D E F 各测量点到 O 点的距离 h 已标在测量点下面 打点计时器打 C 点时 重物下落的速度 vC m s 结果保留三位有效数字 分别求出打其他各点时的速度 v 作 v 2 h 关系图像如图所 示 图线是一条直线 则该实验 选填 能 或 不能 验证机械能守恒定律 该小组的同学利用在 中得到的 v2 h关系图像求本地的重力加速度 则 g m s2 结果保留三位有效