2012届高三物理二轮专题模拟题汇编 专题十二 力学实验

用心 爱心 专心1 专题十二专题十二 力学实验力学实验 特别说明 因时间关系 本资料试题未经校对流程 使用时请注意 特别说明 因时间关系 本资料试题未经校对流程 使用时请注意 1 2012 浙江期末 以下实验中可以用打点计时器和纸带测速度进行数据处理的有 A 验证牛顿运动定律 B 验证力的平行四边形定则 C 探究动能定理 D 验证机械能守恒定律 答案 ACD 解析 验证牛顿运动定律时 可测出速度画出v t图象 根据v t图象求加速度 2 2012 上海宝山高三期末 在实验中得到小车做直线运动的 s t 关系如图所示 由图可以确定 小车在 BC 段和 CD 段的运动情况 下列说法中正确的是 A BC 段是加速运动 CD 段是减速运动 B BC 段是匀速运动 CD 段是匀加速运动 C BC 段是匀速运动 CD 段是减速运动 D BC 段是加速运动 CD 段是匀加速运动 答案 C 解析 因为 BC 段是直线 所以 BC 段是匀速直线运动 CD 段 是曲线且斜率变小 所以速度逐渐减小 是减速运动 3 2012 长春高三第一次调研 关于高中物理实验 下列说法中正确的是 A 利用打点计时器 研究匀变速直线运动规律 的实验中 可以利用纸带打出的点迹间接 测得物体的运动速度 B 在 验证力的平行四边形定则 实验中 要使力的作用效果相同 只需橡皮条具有相同 的伸长量 C 在 验证牛顿第二定律 实验中 采用了控制变量的实验方法 D 在 验证机械能守恒定律 的实验中 应该先释放重物后接通电源 来 答案 AC s m t s A B C D 246 2 4 6 0 用心 爱心 专心2 源 4 2012 江苏质量检测 某同学在家中用三根相同的橡皮筋 遵循胡克定律 来探究 求合力的方法 如下图所示 三根橡皮筋在 O 点相互连接 拉长后三个端点用图钉固定在 A B C 三点 在实验中 可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小 并通过 OA OB OC 的方向确定三个拉力的方向 从而探究求其中任意两个拉力的合力的方 法 在实验过程中 下列说法正确的是 A 实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长 B 为减小误差 应选择劲度系数尽量大的橡皮筋 C 以 OB OC 为两邻做平行四边形 其对角线必与 OA 在一条直线上且长 度相等 D 多次实验中 O 点不必固定 答案 AD 解析 由于橡皮筋的弹力与形变量成正比 故可以用形变量等效替代弹力 做平行四边 形来验证平行四边形定则 要求得形变量必须测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长 A 选 项正确 C 选项错误 劲度系数大的橡皮筋施加一定弹力的形变量小 测量误差大 作图 时误差也较大 B 选项错误 本实验中采用的是三根橡皮条共点力的平衡验证 即使 O 点 不固定 OA 弹力与 OB OC 合力始终等值反向都可做平行四边形验证 D 选项正确 5 2012 河南郑州第一次质量检测 某同学利用如图所示的装置探究共点力合成的规律 图中 GE 是橡皮条 甲图表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条 乙图表示用一个拉力牵拉 橡皮条 下列说法正确的是 A 甲图中两个拉力的方向必须相互垂直 B 甲 乙两图中 橡皮条拉伸方向 必须水平 C 甲 乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置 O D D 甲图实验完成后 可更换橡皮条 继续进行乙图实验 答案 C 用心 爱心 专心3 解析 探究共点力合成的规律是根据合力与分力的效果等效 所以甲 乙两图中必须将橡 皮条拉到相同位置 O 6 2012 四川期末 探究动能定理 的实验装置如下图所示 当小车在两条橡皮筋 作用下弹出时 橡皮筋对小车做的功记为 W0 当用 2 条 3 条 4 条 完全相同的橡皮 筋并在一起进行第 2 次 第 3 次 第 4 次 实验时 橡皮 筋对小车做的功记为 2W0 3W0 4W0 每次实验中由静止 弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出 关于该实验 下列说法正确的是 A 某同学在一次实验中 得到一条记录纸带 纸带上打出的点 两端密 中间疏 出现这 种情况的原因 可能是木板倾角过大 B 当小车速度达到最大时 小车在两个铁钉的连线处 C 应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度 D 应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度 答案 C 解析 木板倾角过大时 相邻两点之间的间隔会越来越大 选项A错误 当橡皮筋处于原 长时 小车达到最大速度 而不是小车在两铁钉的连线处 选项B错误 本实验平衡阻力后 橡皮筋做功结束后 小车做匀速直线运动 选项C正确 选项D错误 7 2012 天津期中 在 验证牛顿运动定律 的实验中 保持小车的质量不变 改变所挂 钩码的数量 多次重复测量 在某次实验中根据测得的多组数据 在坐标纸上画出a F关系的点迹 如下图所示 经过分析 发现 这些点迹存在一些问题 产生这些问题的主要原因可能是 A 轨道与水平方向夹角太大 B 轨道保持了水平状态 没有平衡摩擦力 C 所挂钩码的总质量太大 造成上部点迹有向下弯曲趋势 D 所用小车的质量太大 造成上部点迹有向下弯曲趋势 答案 BC 用心 爱心 专心4 解析 拉力不为零时 加速度仍为零 可能没有平衡摩擦力 选项A错误 选项B正确 造成上部点迹有向下弯曲趋势 原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量 选 项C正确 选项D错误 8 2012 安徽期中 实验 用 DIS 研究机械能守恒定律 的装置如下图 a 所示 某组同学 在一次实验中 选择 DIS 以图 象方式显示实验的结果 所显 示的图象如下图 b 所示 图象 的横轴表示小球距 D 点的高度 h 纵轴表示摆球的重力势能 EP 动能 EK或机械能 E 图 b 的图象中 表示小球的重力势能 EP 动能 EK或机械能 E 随 小球距 D 点的高度 h 变化关系的图线分别是 A 丙 乙 甲 B 乙 甲 丙 C 甲 乙 丙 D 丙 甲 乙 答案 A 解析 小球在静止释放后 重力在做正功 重力势能EP不断减少 动能EK不断增加 通 过观察图象b特点易知 丙表示重力势能EP 乙表示动能EK 甲表示机械能E 9 2012 重庆期末 一名同学在用下图甲所示的装置做 研究匀变速直线运动 的实验中 打点计时器所用交变电流的频率为50Hz 下图乙是某次实验时得到的纸带 图中 A B C D E是纸带上五个计数点 则 A 打C点时小车的速度大小为2 1m s B 打D点时小车的速度大小为4 6m s C 小车的加速度大小为3 9m s2 D 小车的加速度大小为12m s2 答案 AC 用心 爱心 专心5 解析 打点计时器的打点周期为 T 0 02s 打 C 点时小车的速度大小为 2 1m sm s 0204 10858248 2 C v 选项 A 正确 打 D 点时小车的速度大小为 2 3m sm s 0204 10479858 2 D v 选项 B 错误 小车的加速度大小为 22 2 2 2 ACCE m s93m s 0204 10248607479858 4 T xx a 选项 C 正确 选项 D 错误 10 2012 浙江期中 在做 研究平抛运动 的实验时 让小球多次沿同一轨道运动 通过描点法画小球做平抛运动的轨迹 为了能较准确地描绘运动轨迹 下面列出了一些操作 要求正确的选项是 A 每次必须由同一位置静止释放小球 B 记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降 C 小球运动时不应与木板上的白纸 或方格纸 相接触 D 将球的位置记录在纸上后 取下纸 用直尺将点连成折线 答案 AC 解析 只有斜槽的末端保持水平 小球才具有水平初速度 其运动才是平抛运动 每次由 静止释放小球 是为了使小球有相同的初速度 如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接 触就会改变它的运动 便不是平抛运动 故 a b c e 选项正确 11 2012 广东潮州期末 用自由落体法进行 验证机械能守恒定律 的实验 实验完毕后选出一条纸带如图所示 其中 O 点为电磁打点计时器打下的第一个点 A B C 为三个计数点 打点计时器通以 50Hz 的交流电 用刻度尺测得 OA 12 41cm OB 18 60cm OC 27 21cm 在计数点 A 和 B B 和 C 之间还各有一个点 重物 的质量为 1 00kg 取 g 9 80m s2 甲同学根据以上数据算出 当打点计时器打到 B 点时重 物的重力势能比开始下落时减少了 J 此时重物的动能比开始下落时增加了 J 结果均保留三位有效数字 实验中产生系统误差的原因是 用心 爱心 专心6 乙同学利用他自己实验时打出的纸带 测量出了各计数点到打点计时器打下的第一 个点的距离 h 算出了各计数点对应的速度 v 以 h 为横轴 以为纵轴画出了如图的 2 2 1 v 图线 图线未过原点 O 的原因是 答案 1 82 1 80 纸带通过打点计时器受摩擦阻力 空气阻力 先释放重物 再接通计时器电源 解析 mgh 1 00 9 80 18 6 10 2 1 82 vB AC 0 04 27 21 12 41 10 2 0 08 0 60 m s Ek 1 80 纸带通过打点计时器受摩擦阻力 空气 2 60 000 1 2 1 阻力 先释放重物 再接通计时器电源 打下第一个点时重物已经有速度 也对 12 2012 湖南四市9校12月联考 某同学在做 研究匀变速直线运动 实验时 从打下 的若干纸带中选出了如下图所示的一条纸带 已知打点计时器使用电源频率为50Hz 每两 个相邻计数点间有四个点没有画出 则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为 s 如果用S1 S2 S3 S4 S5 S6来表示从O点开始各相邻两个计数点间的距离 用T表示两相 邻记数点的时间间隔 则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a 用符 号写出表达式 不要求计算 打F点时物体的速度大小为vF m s 答案均要求保 留3位有效数字 答案 0 1 2 321654 3T SSSSSS 1 60 解析 打点计时器每隔0 02s打一个点 则相邻两记数点之间的时间间隔为T 5 0 02s 0 1 s 由 S4 S5 S6 S1 S2 S3 a 3T 2 得 2 321654 3T SSSSSS a 打D点时物体的速度 12 41cm OBAC 18 60cm 27 21cm h 2 2 1 v O 用心 爱心 专心7 大小为 m s1761m s 102 1070128110 2 D v 打E点时物体的速度大小为 m s391m s 102 1070121015 2 E v 由 2 FD E vv v 得vF 1 60m s 13 2012 江苏模拟 某实验小组在实验室做 验证牛顿运动定律 实验 1 甲同学在物体所受合外力不变时 改变物体的质量 得到数据如下表所示 实验次数物体质量m kg 物体的加速度 a m s2 物体质量的倒数 1 m 1 kg 10 200 785 00 20 400 382 50 30 600 251 67 40 800 201 25 51 000 161 00 根据表中的数据 在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点 并作出 m a 1 图象 由 m a 1 图象 你得出的结论为 物体受到的合力大约为 结果保留两位有效数字 2 乙同学在保持小车质量不变的情况下 通过多次改变对小车的拉力 由实验数据作出的 a F图象如下图所示 则该图象中图线不过原点的原因是 小车的 质量为 kg 保留两位有效数字 用心 爱心 专心8 答案 1 a m 1 图象如下图所示 在物体受外力不变时 物体的加速度与质量成反 比 0 15N至0 16N之间均对 2 木板倾角过大 或平衡摩擦力太过 1 9至2 1之间均对 解析 1 由牛顿第二定律F ma得 m Fa 1 即图线的斜率等于小车所受的合外 力 大小为 N160N 884 760 F 2 由图象可得拉力等于零时 加速度不等于零 故木板倾角过大 或平衡摩擦力太过 由牛顿第二定律F ma得 m Fa 1 即图线的斜率等于小车质量的倒数 小车质量大小 为 kg02kg 250252 4 m 14 2012 湖北百校联考 某同学想利用 DIS 测电风扇的转速和叶片长度 他设计的实验 装置如图甲所示 该同学先在每一叶片边缘粘上一小条长为的反光材料 当叶片转到某 一位置时 光传感器就可接收到反光材料反射的激光束 并在计箅机屏幕上显示出矩形波 如图乙所示 已知屏幕横向每大格表示的时间为 则电风扇匀速转动的周期为 用心 爱心 专心9 s 若用游标卡尺测得的长度如图丙所示 则叶片长度为 m 15 2012 福建省六校联考 如图所示 为 探究加速度与力 质量的关系 实验装置图 图中 A 为小车 B 为砝码及砝码盘 C 为一端带有定滑轮的长木板 小车通过纸带与电 火花打点计时器相连 计时器接 50Hz 交流电 小车 A 的质量为 m1 砝码及砝码盘 B 的 质量为 m2 1 下列说法正确的是 A 每次改变小车质量时 应重新平衡摩擦力 B 实验时应先释放小车后接通电源 C 本实验 m2应远大于 m1 D 在用图象探究加速度与质量关系时 应作 a 1 1 m 图象 2 实验时 某同学由于疏忽 遗漏了平衡摩擦力这一步骤 他测 量得到的 a F 图像 可能是图中的图线 选 填 甲 乙 丙 3 如图所示为某次实验得到的纸带 纸带中相邻计数点间的距离已标出 相邻 计数点间还有四个点没有画出 由此可求 得小车的加速度大小 m s2 结 A B 纸带纸带 C a 0 F 乙丙 甲 单位 cm 2 402 893 39 用心 爱心 专心10 果保留二位有效数字 答案 1 D 驶 2 丙 3 0 49 或 0 50 解析 每次改变小车质量时 不需要重新平衡摩擦力 实验时应先接通电源后释放小 车 本实验 m2应远小于 m1 选项 ABC 错误 由牛顿第二定律可知 在用图象探究加速度与 质量关系时 应作 a 1 1 m 图象 选项 D 正确 如果遗漏了平衡摩擦力这一步骤 加了较小 的力 小车仍静止 他测量得到的 a F 图像为丙 由 x aT2可得小车的加速度大小为 0 50m s2 16 2012 湖北百校联考 验证机械能守恒定律 的实验装置可发采用嵊示的甲或乙方案 来进行 17 2012 湖南联考 某兴趣小组在做 探究动能定理 的实验前 提出了以下几种猜想 W v W v2 W v 他们的实验装置如下图所示 PQ 为一块倾斜放置的木板 在 Q 处固定一个速度传感器 物块从斜面上某处由静止释放 物块到达 Q 点的速度大小由速 度传感器测得 为探究动能定理 本实验还需测量的物理量是 根据实验所测 数据 为了直观地通过图象得到实验结论 应绘制 图象 用心 爱心 专心11 答案 物块初始位置到测速器的距离L L v2 解析 物块在斜面上所受合力 F 不变 由 0 2 1 2 mvFL 得 22 2 kvv F m L 可见本 实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离 L 由于 L 与 v2成正比 所以应绘 制 L v2图象 18 2012 江西模拟 某实验小组利用如下图所示的实验装置来探究当合外力一定时 物 体运动的加速度与其质量之间的关系 1 实验前用刻度尺测出两个光电门中心之间的距离 s 并测得遮光条的宽度 d 该实验 小组在做实验时 将滑块从图所示位置由静止释放 由数字计时器可以读出遮光条通过光 电门 1 的时间 t1 遮光条通过光电门 2 的时间 t2 则滑块经过光电门 1 时的瞬时速度 的表达式 v1 滑块经过光电门 2 时的瞬时速度的表达式 v2 则滑 块的加速度的表达式 a 以上表达式均用直接测量的物理量的字母表示 2 在本次实验中 实验小组通过改变滑块质量做了 6 组实验 得到如下表所示的实验数 据 实验次数 123456 质量 m g 250300350400500800 加速度 a m s2 2 021 651 431 251 000 63 通过计算分析上表数据后 得出的结论是在合外力不变的情况下 物体运动的加速度跟物 体的质量成反比 如果想通过图象法进一步确认自己的结论 须建立 填 a m 或 a m 1 坐标系 根据实验数据描点作图 如果图线是一条 就可确认上述结论 答案 1 v1 1 t d v2 2 t d 于 2 1 2 2 2 11 2 tt s d a 2 a m 1 通过原点 的直线 解析 1 瞬时速度等于极短时间内的平均速度 则 v1 1 t d v2 2 t d 由运动学公式 则 2 1 2 2 2 11 2 tt s d a 用心 爱心 专心12 1 图象法研究两个物理量的关系 图象画出来尽可能是线性关系 应画 a m 1 图 所 以 a m 1 图在理论上是一条通过原点的直线 19 2012 安徽联考 为了 探究动能改变与合外力做功 的关系 某同学设计了如下实 验方案 A 第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起 把质量为的滑块通过细绳与质M 量为的带夹重锤相连 然后跨过定滑轮 重锤夹后连一纸带 穿过打点计时器 调整m 木板倾角 直到轻推滑块后 滑块沿木板匀速运动如图甲所示 B 第二步保持长木板的倾角不变 将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处 取下细绳和 钩码 将滑块与纸带相连 使其穿过打点计时器 然后接通电源释放滑块 使之从静止 开始加速运动 打出纸带 如图乙所示 打出的纸带如下图 滑块 打点计时器 图 乙 纸带 重锤 打点计时器 图 甲 纸带 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x OABC DE F 6 x 用心 爱心 专心13 试回答下列问题 已知相邻计数的时间间隔为 根据纸带求滑块速度 当打OABCDEF t 点计时器打点时滑块速度 打点计时器打点时滑块速A A V B 度 B V 已知重锤质量 当地的重加速度 要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出mg 这一过程滑块 写出物理名称及符号 合外力对滑块做功的表 达式 W合 测出滑块运动段 合外力对滑块所做的功 OAOBOCODOE段 段 段 段 以为纵轴 以为横轴建坐标系 描点作出图象 可 ABCDE VVVVV 2 vW 2 vW 知它是一条过坐标原点的倾斜直线 若直线斜率为 则滑块质量 kM 答案 下滑的位移 312 22 xxx TT xmgx 2 K 解析 由时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度得 2 22 A xOB V TT 31 2 B xx V T 因整个系统在图甲中速度运动 撤去重锤后 滑块下滑的所受到的合外力就是重锤的重 力 由动能定理 只要知道滑块下滑的位移就可得合个力所做的功 并合力功为xmgx 由动能定理可得 若描点作出图象 是一条过坐标原点的倾斜直线 2 1 2 WMv 2 vW 直线斜率为 滑块质量 kM 2 K 20 2012 湖北百校联考 物理小组在一次探究活动中测量滑块与 木板之间的动摩擦因数 实验装置如右图 一表面粗糙的木板固 定在水平桌面上 一端装有定滑轮 木板上有一滑块 其一端与 电磁打点计时器的纸带相连 另一端通过跨过定滑轮的细线与托 盘连接 打点计时器使用的交流电源的频率为 50Hz 开始实验时 在托盘中放入适量砝 码 滑块开始做匀加速运动 在纸带上打出一系列小点 1 下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分 0 1 2 3 4 5 6 7 是计数点 每相邻两计数点间还有 4 个打点 图中未标出 计数点间的距离如下图所示 根据图中数 据计算的加速度 a 保留三位有效数字 用心 爱心 专心14 2 为测量动摩擦因数 下列物理量中还应测量的有 填入所选物理量前的 字母 A 木板的长度 lB 木板的质量 m1C 滑块的质量 m2 D 托盘和砝码的总质量 m3E 滑块运动的时间 t 3 滑块与木板间的动摩擦因数 用被测物理量的字母表示 重力加速 度为 g 与真实值相比 测量的动摩擦因数 填 偏大 或 偏小 写出支持你 的看法的一个论据 答案 1 0 495 至 0 497m s2 之间均可 2 CD 3 gm a mm gm 2 323 偏大 存在纸带与限位孔之间的阻