力学实验部分.doc

物理精品物理精品 2012 2012 版版 6 6 年高考年高考 4 4 年模拟年模拟 力学实验部分力学实验部分 第一部分第一部分 六年高考荟萃六年高考荟萃 20112011 年高考题年高考题 1 2011 安徽 安徽 为了测量某一弹簧的劲度系数 降该弹簧竖直悬挂起来 在自由端挂上 不同质量的砝码 实验册除了砝码的质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据 七对应点已在 图上标出 g 9 8m s2 1 作出 m l 的关系图线 2 弹簧的劲度系数为 N m 解析 1 如图所示 2 0 248 0 262 2 2 20112011 江苏 江苏 8 分 某同学用如图所示的实验装置来验证 力的平行四边形定则 弹 簧测力计 A 挂于固定点 P 下端用细线挂一重物 M 弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点 手持另一端向左拉 使结点 O 静止在某位置 分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数 并在贴于竖直木板的白 记录 O 点的位置和拉线的方向 1 本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N 图中 A 的示数 为 N 2 下列不必要不必要的实验要求是 请填写选项前对 应的字母 A 应测量重物 M 所受的重力 B 弹簧测力计应在使用前校零 C 拉线方向应与木板平面平行 D 改变拉力 进行多次实验 每次都要使 O 点静止在同一位置 2 解析 3 2011北京北京 如图2 用 碰撞实验器 可以验证动量守恒定律 即研究两个小球在轨道水平部 分碰撞前后的动量关系 实验中 直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的 但 1 是 可以通过仅测量 填选项前的符号 间接地 解决这个问题 A 小球开始释放高度h B B 小球抛出点距地面的高度H C 小球做平抛运动的射程 图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影 实验时 2 先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放 找到其平均落地点的位置P 测量平抛射 程OP 然后 把被碰小球m2静置于轨道的水平部分 再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放 与小球m2相碰 并多次重复 接下来要完成的必要步骤是 填选项前的符 号 A 用天平测量两个小球的质量ml m2 B 测量小球m1开始释放高度h C 测量抛出点距地面的高度H D 分别找到m1 m2相碰后平均落地点的位置M N E 测量平抛射程OM ON 若两球相碰前后的动量守恒 其表达式可表示为 用中测量的量表示 3 2 若碰撞是弹性碰撞 那么还应满足的表达式为 用中测量的量表示 2 经测定 m1 45 0g m2 7 5g 小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示 碰撞 4 前 后m1的动量分别为p1与p1 则p1 p1 11 若碰撞结束时m2的动量为p2 则 p1 p2 11 实验结果表明 碰撞前 后总动量的比值 1 12 p pp 为 有同学认为 在上述实验中仅更换两个小球的材质 其它条件不变 可以使被碰小 5 球做平抛运动的射程增大 请你用中已知的数据 分析和计算出被碰小球m2平抛运 4 动射程ON的最大值为 cm 3 答案 C ADE 或 DAE 或 DEA OPmONmOMm 121 2 1 2 2 2 1 OPmONmOMm 14 2 9 1 1 01 76 8 解析 在落地高度不变的情况下 水平位移就能反映平抛初速度的大小 所以 仅测 量小球做平抛运动的射程就能间接测量速度 因此选 C 测量平均落点的位置 找到平抛的水平位移 因此步骤中 D E 是必须的 而且要 D 先在 E 后 至于用天平测质量先后均可 所以答案是 ADE 或 DAE 或 DEA 设落地时间为 t 则 t OP v 1 t OM v 1 t ON v 2 动量守恒的表达式是 221111 vmvmvm 动能守恒的表达式是 2 22 2 11 2 11 2 1 2 1 2 1 vmvmvm 所以若两球相碰前后的动量守恒 则 OPmONmOMm 121 成立 若碰撞是弹性碰撞 动能守恒则 2 1 2 2 2 1 OPmONmOMm 成立 碰撞前后 m1动量之比 11 14 20 35 80 44 1 1 OM OP p p 9 2 11 68 555 7 20 35 0 45 2 1 2 1 ONm OMm p p 01 1 68 555 720 3545 80 44 0 45 21 1 21 1 ONmOMm OPm pp p 发生弹性碰撞时 被碰小球获得的速度最大 根据动量守恒和动能守恒 221111 vmvmvm 2 22 2 11 2 11 2 1 2 1 2 1 vmvmvm 联立解得 1 21 1 2 2 v mm m v 因此 最大射程为cmcm80 7680 44 5 745 452 4 20114 2011 海南海南 现要通过实验验证机械能守恒定律 实验装置如图 1 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 的砝码相连 遮光片两条长边与导轨垂直 导轨上 B 点有一光电门 可以测试遮光片经过光电门时的挡 光时间 t 用 d 表示 A 点到导轨低端 C 点的距离 h 表示 A 与 C 的高度差 b 表示遮光片的 宽度 s 表示 A B 两点的距离 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 用 g 表示重力加速度 完成下列填空和作图 1 若将滑块自 A 点由静止释放 则在滑块从 A 运动至 B 的过程中 滑块 遮光片与砝码 组成的系统重力势能的减小量可表示为 h Mm gs d 动能的增加量可表示为 2 2 1 2 b mM t 若在运动过程中机械能守恒 2 1 t 与 s 的关系式为 2 1 t 22 12 hMdm g s tMm db 2 多次改变光电门的位置 每次均令滑块自同一点 A 点 下滑 测量相应的 s 与 t 值 结果如下表所示 以 s 为横坐标 2 1 t 为纵坐标 在答题卡上对应图 2 位置的坐标纸中描出第 1 和第 5 个数 据点 根据 5 个数据点作直线 求得该直线的斜率 k 2 40 214 10 sm 保留 3 位有效数字 由测得的 h d b M 和 m 数值可以计算出 2 1 s t 直线的斜率 o k 将 k 和 o k进行比较 若 其差值在试验允许的范围内 则可认为此试验验证了机械能守恒定律 5 5 20112011 新课标 新课标 利用图 1 所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度 一斜面上安装有两个光电门 其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处 光电门甲的位置可移动 当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时 与两个光电门都相连的计 时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间 t 改变光电门 甲的位置进行多次测量 每次都使滑块从同一点由静止开始下滑 并用米尺测量甲 乙之间的距离 s 记下相应的 t 值 所得数据如 下表所示 完成下列填空和作图 1 若滑块所受摩擦力为一常量 滑块加速度的大小 a 滑块经过光电门乙时的瞬时速度 vt 测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是 2 根据表中给出的数据 在图 2 给出的坐标纸上画出 S t t 图线 3 由所画出的 S t t 图线 得出滑块加速度的大小为 a m s2 保留 2 位有 效数字 5 答案 1 s t 1 2 at vt 2 S t t 图线如图所示 3 2 0 解析 设滑块经过光电门甲的速度为 v0 由匀变速直线运动规律 s v0 vt t 2 vt v0 at 联立解得 s t 1 2 at vt S t t 图线的斜率等于 1 2 a 由 S t t 图线可知 其斜率等于 1 0 所 以滑块加速度的大小为 a 2 0 m s2 6 20116 2011 浙江浙江 10 分 在 探究加速度与力 质量的关系 实验时 已提供了小车 一端 附有定滑轮的长木板 纸带 带小盘的细线 刻度尺 天平 导线 为了完成实验 还须 从下图中选取实验器材 其名称是 漏选或全选得零分 并分别写出所选器材的 作用 21 答案 学生电源 电磁打点计时器 钩码 砝码或电火花计时器 钩码 砝码 学生电源为电磁打点计时器提供交流电源 电 磁打点计时器 电火花计时器 记录小车运动的 位置和时间 钩码用以改变小车的质量 砝码用 以改变小车受到的拉力的大小 还可以用于测量 小车的质量 解析 电磁打点计时器 电火花计时器 记录小车运动的位置和时间 钩码用以改变小车 的质量 砝码用以改变小车受到的拉力的大小 还可以用于测量小车的质量 如果选电磁 打点计时器 则需要学生电源 如果选电火花计时器 则不需要学生电源 7 7 20112011上海 上海 5 分 如图 为测量作匀加速直线运动小车的加速度 将宽度均为b的挡光 片A B固定在小车上 测得二者间距为d 1 当小车匀加速经过光电门时 测得两挡光片先后经过的时间 1 t 和 2 t 则小车加速度 a 2 多选题 为减小实验误差 可采取的方法是 A 增大两挡光片宽度b B 减小两挡光片宽度b C 增大两挡光片间距d D 减小两挡光片间 7 答案 1 2 22 21 11 2 b dtt 2 B C 8 2011 重庆理综重庆理综 2 某同学设计了如题 22 图 3 所示的 装置 利用米尺 秒表 轻绳 轻滑轮 轨道 滑块 托盘和砝码等器材来制定滑块和轨 道间的动摩擦因数 滑块和托盘上分别放有若干砝码 滑块质量为 M 滑块上砝码总质 量为 m 托盘和盘中砝码的总质量为 m 实验中 滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为 零的匀加速直线运动 重力加速度 g 取 10m s2 为测量滑块的加速度a 须测出它在 A B 间运动的 与 计算a的运 动学公式是 根据牛顿运动定律得到a与m的关系为 1g amg Mmm 他想通过多次改变m 测出相应的a值 并利用上式来计算 若要求a是m的一次 函数 必须使上式中的 保持不变 实验中应将从托盘中取出的砝码置 于 实验得到a与m的关系如题 22 图 4 所示 由此可知 取两位有效数字 8 答案 位移 时间 2 2 t S a mm 滑块上 解析 将运动公式 2 2 1 atS 变形得 2 2 t S a 测量出位移 S 和发生位移 S 的时间 t 求得加速度 a 以 m 为研究对象 maTmg 以mM 为研究对象 amMgmMT 消去绳子的拉力 T 解得加速度 mmM gmMmg a 化简可得 1g amg Mmm 将加速度的表达式 1g amg Mmm 与数学中的一次函数bkxy 类比 1g amg Mmm 就相当于图像的斜率k 为了保证图像斜率不变 要求mm 保持不变 在实验中就要把从小车上拿下的砝码放置到托盘中 从托盘中拿下的砝码放置到小车上 1g amg Mmm 相当于纵轴截距 在图像上取两个点 64 10 3 0 23 67 10 3 0 35 写 出直线的两点式方程 33 1067 35 0 1064 23 0 x y x y 化简得3 240 xy 方程中的 3 23 就是直线的纵轴截距 所以3 2 g 因为 2 10smg 所以23 0 9 2011 广东卷 广东卷 1 图 14 是 研究匀变数直线运动 实验中获得的一条纸带 O A B C D 和 E 为纸带上六个计 数点 加速度大小用 a 表示 OD 间的距离为 cm 图 15 是根据实验数据绘出的 s t2图 线 s 为各计数点至同一起点的距离 斜率表示 其大小为 m s2 保 留三位 有效数字 9 解析 1 答案 1 20 a 2 0 933 要估读一位 s v0t 2 1 at2 斜率为 a 2 10 2011 天津 天津 18 分 分 1 某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态 他在地面上用测力计测量 砝码的重力 示数为 G 他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力 发现测力计的 示数小于 G 由此判断此时电梯的运动状态可能是减速上升或加速下降 解析 物体处于失重状态 加速度方向向下 故而可能是减速上升或加速下降 2 用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示 该金属丝的直径是 1 706mm 解析 注意副尺一定要有估读 读数为 1 5 20 6 0 01mm 1 706mm 因为个人情况不同 估读不 一定一致 本题读数 1 704 1 708 都算正确 3 某同学用大头针 三角板 量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率 开始玻 璃 砖的位置如图中实线所示 使大头针 P1 P2与圆心 O 在同一直线上 该直线 垂直于玻璃砖的直径边 然后使玻璃砖绕圆心 O 缓慢转动 同时在玻璃砖直 径 边一侧观察 P1 P2的像 且 P2的像挡住 P1的像 如此观察 当玻璃砖转到 图 中虚线位置时 上述现象恰好消失 此时只需测量出玻璃砖直径边绕 O 点转过的角度 即可计算出玻璃砖的折射率 请用你的测量量表示出折射率 1 sin n 解析 由题意可知 当玻璃砖转过某一角度 时 刚好发生全 反射 在直径边一侧观察不到 P1 P2的像 做出如图所示的光路图 P1 P2 O 可知 当转过角度 时有 1 sin n 1111 20112011 湖北 湖北 6 分 注意 在注意 在试题卷上作答无效试题卷上作答无效 在 油膜法估测油酸分子的大小 实验中 有下列实验步骤 往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水 待水面稳定后将适量的痱子粉 均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上 计算出油膜的面积 根据油酸的体 积和面积计算出油酸分子直径的大小 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下量筒内每增 加一定体积时的滴数 由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积 将玻璃板放在浅盘上 然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 完成下列填空 1 上述步骤中 正确的顺序是 填写步骤前面的数字 2 将 1 cm3的油酸溶于酒精 制成 300 cm3的油酸酒精溶液 测得 l cm3的油酸 酒精溶液有 50 滴 现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上 测得所形成的油膜的面 积 是 0 13 m2 由此估算出油酸分子的直径为 m 结果保留 l 位有效数字 解析 1 2 5 10 10m 6 10 11 110 50300 5 10 0 13 v dmm s 12 2011 四川 四川 7 分 某研究性学习小组进行了如下实验 如 图所示 在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水 水中 放一个红蜡做成的小圆柱体 R 将玻璃管的开口端用胶塞塞紧 后竖直倒置且与 Y 轴重合 在 R 从坐标原点以速度 v0 3cm s 匀速上浮的同时 玻璃管沿 x 轴正方向做初速为零的匀加速直 线运动 同学们测出某时刻 R 的坐标为 4 6 此时 R 的速 度大小为 cm s R 在上升过程中运动轨迹的示意图 是 R 视为质点 解析 研究运动的合成与分解 实验中 小圆柱体 R 在竖直方向匀速运动有tvy 0 s scm cm v y t2 3 6 0 在水平方向做初 速为 0 的匀加速直线运动 2 2 1 atx 得 2 2scma R 的速度大小为 scmtavv 5 222 0 轨迹示意图是 D 1313 20112011 山东 山东 1 某探究小组设计了 用一把尺子测定动摩擦因数 的实验方案 如图 所示 将一个小球和一个滑块用细绳连接 跨在斜面上端 开始时小球和滑块均静止 剪短细绳后 小球自由下落 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 保持小球和滑块释放的位置不变 调整挡板位置 重复以上操作直到能同时听到 小球落地和滑块撞击挡板的声音 用刻度尺测出小球下落的 2 高度 H 滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移x 空气阻力对本实 验的影响可以忽略 滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 滑块与斜面间的动摩擦因数为 以下能引起实验误差的是 a 滑块的质量 b 当地重力加速度的大小 c 长度测量时的读数误差 d 小球落地和滑块撞击挡板不同时 答案 H x 22 2 1 hx H x h c d 20102010 年高考新题年高考新题 2010 2010 重庆重庆 1 某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度 电 源频率50fHz 在纸带上打出的点中 选出零点 每隔 4 个点取 1 个技术点 因保存 不当 纸带被污染 如题 22 图 1 所示 A B C D 是本次排练的 4 个计数点 仅能读出 其中 3 个计数点到零点的距离 16 6 A Smm 126 5 B Smm 624 5 D Smm 若无法再做实验 可由以上信息推知 相邻两计数点的时间间隔为 s 打 C 点时物体的速度大小为 m s 取 2 位有效数字 物体的加速度大小为 用 A S B S D S和f表示 答案 0 02s 2 5 m s 75 23 2 fsss ABD 解析 打点计时器打出的纸带每隔 4 个点选择一个计数点 则相邻两计数点的时间 间隔为 T 0 02s 根据间的平均速度等于点的速度得5 2 2 T ss v BD C m s 匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以 aT2均匀增大 有 2 aTABBC 22 2aTABaTBCCD 2 32aTABBD 所以 75 23 3 2 2 2 fsss T ssss a ABDABBD 2 2 2010 2010 天津天津 9 9 2 2 在探究合力的方法时 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 下列哪些说法是正确的 填字母代号 1 A 将橡皮条拉伸相同长度即可 B 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C 将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 同学们在操作过程中有如下议论 其中对减小实验误差有益的说法是 填字母 2 代号 A 两细绳必须等长 B 弹簧秤 细绳 橡皮条都应与木板平行 C 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D 拉橡皮条的细绳要长些 标记同一细绳方向的两点要远些 答案 答案 2 BD BD 3 3 2010 2010 全国卷全国卷 22 22 利用图中所示的装置可以研究自由落体运动 实验中 需要调整好仪器 接通打点计时器的电源 松开纸带 使重物下落 打点计时 器会在纸带上打出一系列的小点 1 为了测试中午下落的加速度 还需要的实验器材有 填入正确选 项前的字母 A 天平 B 秒表 C 米尺 2 若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值 而实 验操作与数据处理均无错误 写出一个你认为可能引起此错误差的原因 4 4 2010 2010 江苏物理江苏物理 11 11 为了探究受到空气阻力时 物体运动速度随时间的变化规律 某 同学采用了 加速度与物体质量 物体受力关系 的实验装置 如图所示 实验时 平 衡小车与木板之间的摩擦力后 在小车上安装一薄板 以增大空气对小车运动的阻力 1 往砝码盘中加入一小砝码 在释放小车 选填 之前 或 之后 接 通打点计时器的电源 在纸带上打出一系列的点 2 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 请根据实验数据作出小车的 v t 图像 3 通过对实验结果的分析 该同学认为 随着运动速度的增加 小车所受的空气阻力将 变大 你是否同意他的观点 请根据 v t 图象简要阐述理由 答案 答案 5 5 2010 2010 福建福建 19 19 1 6 分 某同学利用 插针法 测定玻璃的折射率 所用的玻璃 砖 两面平行 正确操作后 做出的光路图及测出的相关角度如图所 示 次玻璃的折射率计算式为 n 用图中的 12 表示 如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择 为了 减少误差 应选用宽度 填 大 或 小 的玻璃砖来测量 2 6 分 某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系 实验时 将原长约 200mm 的橡皮筋上端固定 在竖直悬挂的橡皮筋下端逐 一增挂钩码 质量均为 20g 每增挂一只钩码均记下对应的橡皮 筋伸长量 当挂上 10 只钩码后 再逐一把钩码取下 每取下一只 钩码 也记下对应的橡皮筋伸长量 根据测量数据 作出增挂钩码 和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 l 与拉力 F 关系的图像如图所示 从图像中可以得出 填选项前的字母 A 增挂钩码时 l 与 F 成正比 而减挂钩码时 l 与 F 不成正比 B 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D 增挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限度 答案 答案 6 6 2010 2010 新课标新课标 22 22 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图 现有的器材为 带铁 夹的铁架台 电磁打点计时器 纸带 带铁夹的重锤 天平 回答下列问题 1 为完成此实验 除了所给的器材 还需要的器材有 填入正确选项前的字母 A 米尺 B 秒表 C 0 12V 的直流电源 D 0 12V 的交流电源 2 实验中误差产生的原因有 写出两个原因 答案 答案 1 AD 2 纸带与打点计时器之间有摩擦 用米尺测量纸带上点的位置时读数有 误差 计算势能变化时 选取始末两点距离过近 交流电频率不稳定 解析解析 1 用 A 项米尺测量长度 用 D 项交流电源供打点计时器使用 2 纸带与打点 计时器之间有摩擦 用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差 计算势能变化时 选取始 末两点距离过近 交流电频率不稳定 7 7 2010 2010 上海物理上海物理 27 27 卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量 G 1 多选题 为了测量石英丝极微的扭转角 该实验装置中采取使 微小 量放大 的主要措施 A 减小石英丝的直径 B 增大 T 型架横梁的长度 C 利用平面镜对光线的反射 D 增大刻度尺与平面镜的距离 2 已知 T 型架水平横梁长度为 1 质量分别为 m m的球 位于同一水平面 当横梁处 于力矩平衡状态 测得 m m连线长度 r 且与水平横梁垂直 同时测得石英丝的扭转角 度为 由此得到扭转力矩 k k 为扭转系数且已知 则引力常量的表达式 G 解析 1 CD 2 根据 2 mm Glk r 得 2 k r G mm l 8 8 2010 2010 海南物理海南物理 14 14 利用气垫导轨验证机械能守恒定律 实验装置示意图如图 1 所示 1 实验步骤 将气垫导轨放在水平桌面上 桌面高度不低于 lm 将导轨调至水平 用游标卡尺测量挡光条的宽度l 结果如图 2 所示 由此读出l mm 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s m 将滑块移至光电门 1 左侧某处 待砝码静止不动时 释放滑块 要求砝码落地前挡光条 已通过光电门 2 从数字计时器 图 1 中未画出 上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 1 t 和 2 t 用天平称出滑块和挡光条的总质量 M 再称出托盘和砝码的总质量m 2 用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式 滑块通过光电门 1 和光电门 2 时瞬时速度分别为 1 v 和 2 v 当滑块通过光电门 1 和光电门 2 时 系统 包括滑块 挡光条 托盘和砝码 的总动能分 别为 k1 E 和 k2 E 在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中 系统势能的减少 P E 重力加 速度为 g 3 如果 P E 则可认为验证了机械能守恒定律 答案 1 9 30 60 00 答案在 59 96 60 04 之间的 也给分 2 1 l t 2 l t 2 1 1 2 l Mm t 2 2 1 2 l Mm t mgs 3 k2k1 EE 解析 由于挡光条宽度很小 因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度 20092009 年高考新题年高考新题 一 选择题一 选择题 1 1 09 09 广东理科基础广东理科基础 17 17 一个实验小组在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b 得到弹力与弹簧长度的图象如图所示 下列表述正确的 是 B A a 的原长比 b 的长 B a 的劲度系数比 b 的大 C a 的劲度系数比 b 的小 D 测得的弹力与弹簧的长度成正比 解析解析 图象中的斜率表示劲度系数 可知 a 的劲度系数比 b 的大 B 正确 与l的截据表示 原长则 a 的原长比 b 的短 A 错 2 2 09 09 广东理科基础广东理科基础 18 18 研究匀变速直线运动 的实验中 使用电磁式打点计时器 所用交流电的频率为 50Hz 得到如图 8 所示的纸带 图中的点为计数点 相邻两计数点 间还有四个点未画出来 下列表述正确的是高 C A 实验时应先放开纸带再接通电源 B S6一 S1 等于 S2一 S1 的 6 倍 C 从纸带可求出计数点 B 对应的速率 D 相邻两个计数点间的时间间隔为 0 02s 解析解析 在 研究匀变速直线运动 的实验中 实验时应先接通电源再放开纸带 A 错 根 据相等的时间间隔内通过的位移有 2 atNMxx NM 可知 S6一 S1 等于 S2一 S1 的 5 倍 B 错 根据 B 点为 A 与 C 的中间时刻点有 t x v AC B 2 C 对 由于相邻的计数点 之间还有 4 个点没有画出 所以时间间隔为 0 1s D 错 3 3 09 09 全国卷全国卷 23 23 10 分 某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾 角的关系 设计实验装置如图 长直平板一端放在水平桌面上 另一端架在一物块上 在 平板上标出 A B 两点 B 点处放置一光电门 用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光 的时间 实验步骤如下 实验步骤如下 用游标卡尺测量滑块的挡光长度 d 用天平测量滑块的质量 m 用直尺测量 AB 之间的距离 s A 点到水平桌面的垂直距离 h1 B 点到水平桌面的垂直距 离 h2 将滑块从 A 点静止释放 由光电计时器读出滑块的挡光时间 t1 重复步骤 数次 并求挡光时间的平均值 利用所测数据求出摩擦力 f 和斜面倾角的余弦值cos 多次改变斜面的倾角 重复实验步骤 做出 f cos 关系曲线 1 用测量的物理量完成下列各式 重力加速度为 g 斜面倾角的余弦cos 滑块通过光电门时的速度 v 滑块运动时的加速度 a 滑块运动时所受到的摩擦阻力 f 2 测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示 读得 d 答案 1 s hhs 2 21 2 cos d t 2 2 2 t s d a 2 12 2 2 hhd mgm sst 2 3 62cm 解析解析 1 物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动 受重力 支持力 滑动摩擦力 如 图所示 根据三角形关系可得到 s hhs 2 21 2 cos 根据 t d t x v 根据运 动学公式 a v x 2 2 有 a v s 2 2 即有 2 2 2 t s d a 根据牛顿第二定律mafmg sin 则有 2 2 21 2 t s d m s hh mgf 2 在游标卡尺中 主尺上是 3 6cm 在游标尺上恰好是 第 1 条刻度线与主尺对齐 再考虑到卡尺是 10 分度 所以读数为 3 6cm 0 1 1mm 3 61cm 或者 3 62cm 也对 4 4 09 09 全国卷全国卷 23 23 13 分 某同学得用图 1 所示装置做 研究平抛运动 的实验 根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹 但不慎将画有轨迹图线的坐 标纸丢失了一部分 剩余部分如图 2 所示 图 2 中水平方向与竖直方向每小格的长度均代 表 0 10m 1 P 2 P和 3 P是轨迹图线上的 3 个点 1 P和 2 P 2 P和 3 P之间的水平距离相等 完成下列填空 重力加速度取 2 9 8m s 1 设 1 P 2 P和 3 P的横坐标分别为 1 x 2 x和 3 x 纵坐标分别为 1 y 2 y和 3 y 从图 2 中可读出 12 y y m 12 y y m 12 xx m 保 留两位小数 2 若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动 利用 1 中读取的数据 求出小球从 1 P运动到 2 P所用的时间为 s 小球抛出后的水平速度为 m s 均可用根号表示 3 已测得小球抛也前下滑的高度为 0 50m 设 1 E和 2 E分别为开始下滑时和抛出时的机 械能 则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失 12 1 100 EE E 保留两位有效数字 答案 0 61 1 61 0 60 0 20 3 0 8 2 解析解析 本题考查研究平抛运动的实验 由图可知 P1 到 P2 两点在竖直方向的间隔为 6 格 P1 到 P3 两点在竖直方向的间隔为 16 格所以有 12 y y 0 60m 31 yy 1 60m P1 到 P2 两点 在水平方向的距离为 6 个格 则有 12 xx 0 60m 2 由水平方向的运动特点可知 P1 到 P2 与 P2 到 P3 的时间相等 根据 2 atx 解得时间约 为 0 2s 则有sm t x vo 0 3 2 0 60 0 3 设抛出点为势能零点 则开始下滑时的机械能为 E1 mgh mg 2 抛出时的机械能为 E2 2 2 1 o mv 4 5m 则根据 1 21 E EE 0 082 5 5 09 09 上海物理上海物理 17 17 6 分 如图为 用 DIS 位移传感器 数据采集器 计算机 研究加速度和力的关系 的实验装置 1 在该实验中必须采用控制变量法 应保持 不变 用钩码所受的重力作为 用 DIS 测小车的加速度 2 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可画出 a F 关系图线 如图所示 来源 K 分析此图线的 OA 段可得出的实验结论是 单选题 此图线的 AB 段明显偏离直线 造成此误差的主要原因是 A 小车与轨道之间存在摩擦B 导轨保持了水平状态 C 所挂钩码的总质量太大D 所用小车的质量太大 答案 1 小车的总质量 小车所受外力 2 在质量不变的条件下 加速度与外力成正比 C 解析解析 1 因为要探索 加速度和力的关系 所以应保持小车的总质量不变 钩码所受的 重力作为小车所受外力 2 由于 OA 段 a F 关系为一倾斜的直线 所以在质量不变的条 件下 加速度与外力成正比 由实验原理 mgMa 得 mgF a MM 而实际上 mg a Mm 可见 AB 段明显偏离直线是由于没有满足 M m 造成的 6 6 09 09 上海物理上海物理 18 18 6 分 利用图 A 实验可粗略测量人吹气产生的压强 两端开 口的细玻璃管水平放置 管内塞有潮湿小棉球 实验者从玻璃管的一端 A 吹气 棉球从另 一端 B 飞出 测得玻璃管内部截面积 S 距地面高度 h 棉球质量 m 开始时的静止位置 与管口 B 的距离 x 落地点 C 与管口 B 的水平距离 l 然后多次改变 x 测出对应的 l 画 出 l2 x 关系图线 如图 B 所示 并由此得出相应的斜率 k 1 若不计棉球在空中运动时的空气阻力 根据以上测得的物理量可得 棉球从 B 端飞 出的速度 v0 2 假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值 不计棉球与管壁的摩擦 重 力加速度 g 大气压强 p0均为已知 利用图 B 中拟合直线的斜率 k 可得 管内气体压强 p 3 考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦 则 2 中得到的 p 与实际压强相比 填偏大 偏小 答案 1 l 2 p0 3 偏小 kmg 4Sh 解析解析 小球从 B 点飞出后做平抛运动 则有 0 lv t 2 1 2 hgt 联立解得 0 2 g vl h 在 吹小球的过程中 由动能定理可得 2 22 00 11 2224 gmgl PP S xmvml hh A即 2 0 4PP Sh lx mg A A 可知直线的斜率 0 4PP Sh k mg A 可得 0 4 kmg PP Sh 若考虑实 验中小球与玻璃管的摩擦则得到的 p 与实际压强相比应偏小 7 7 09 09 上海上海 8 8 小明同学在学习了 DIS 实验后 设计了一个测物体 瞬时速度的实验 其装置如下图所示 在小车上固定挡光片 使挡光 片的前端与车头齐平 将光电门传感器固定在轨道侧面 垫高轨道的 一端 小明同学将小车从该端同一位置由静止释放 获得了如下几组 实验数据 D 实验 次数 不同 的 挡光 片 通过光电门的 时间 s 速度 m s 第一 次 I0 230440 347 第二 次 0 174640 344 第三 次 0 116620 343 则以下表述正确的是 四个挡光片中 挡光片 I 的宽度最小 四个挡光片中 挡光片 的宽度最小 四次实验中 第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 四次实验中 第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 A B C D 8 8 09 09 山东山东 23 23 12 分 请完成以下两小题 1 某同学在家中尝试验证平行四 边形定则 他找到三条相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小事物 以及刻度尺 三角板 铅笔 细绳 白纸 钉字 设计了如下实验 将两条橡皮筋的一端分别在墙 上的两个钉子 A B 上 另一端与第二条橡皮筋连接 结点为 O 将第三条橡皮筋的 另一端通过细胞挂一重物 为完成实验 下述操作中必需的是 a 测量细绳的长度 b 测量橡皮筋的原长 c 测量悬挂重物后像皮筋的长度 d 记录悬挂重物后结点 O 的位置 钉子位置固定 欲利用现有器材 改变条件再次实验证 可采用的方法是 答案 1 bcd 更换不同的小重物 9 9 09 09 安徽安徽 21 21 6 分 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系 实验装置如图所师 实验主要过程如下 1 设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W 2W 3W 2 分析打点计时器打出的纸带 求 出小车的速度 1 v 2 v 3 v 3 作出Wv 草图 4 分析Wv 图像 如果Wv 图像是一条直线 表明 v 如果不是直线 可考虑是 否存在W 2 v W 3 v W v等关系 第四 次 0 058500 342 以下关于该试验的说法中有一项不正确 它是 A 本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W 2W 3W 所采用的方法是选用同 样的橡皮筋 并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致 当用 1 条橡皮筋进行是实验 时 橡皮筋对小车做的功为 W 用 2 条 3 条 橡皮筋并在一起进行第 2 次 第 3 次 实验时 橡皮筋对小车做的功分别是 2W 3W B 小车运动中会受到阻力 补偿的方法 可以使木板适当倾斜 C 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 可能是没有使木板倾斜或倾角太小 D 根据记录纸带上打出的点 求小车获得的速度的方法 是以纸带上第一点到最后一点 的距离来进行计算 III 答案 D 解析 本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系 这个速度是指橡皮绳做 功完毕时的速度 而不整个过程的平均速度 所以 D 选项是错误的 10 10 09 09 天津天津 9 9 3 如图所示 将打点计时器固定在铁架台上 使重物带动纸带 从静止开始自由下落 利用此装置可以测定重力和速度 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 直流电源 天平及砝码 B 直流电源 毫米刻度尺 C 交流电源 天平及砝码 D 交流电源 毫米刻度尺 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据 提高实验的准确程度 为使图线的斜 率等于重力加速度 除作 v t 图象外 还可作 图象 其纵轴表示的是 横轴表示的 是 3 答案 D h v 2 2 速度平方的二分之一 重物下落的高度 解析解析 本题考查用打点计时器测重力加速度 涉及器材的选取和用图像处理数据的方法 打点计时器需接交流电源 重力加速度与物体的质量无关 所以不要天平和砝码 计算 速度需要测相邻计数的距离 需要刻度尺 选 D 由公式ghv2 2 如绘出h v 2 2 图像 其斜率也等于重力加速度 11 11 09 09 四川四川 2 2 气垫导轨 如图甲 工作时 空气从导轨表面的小孔喷出 在导轨表 面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层 使滑块不与导轨表面直接接触 大大减小了 滑块运动时的阻力 为了验证动量守恒定律 在水平气垫导轨上放置两个质量均为 a 的滑 块 每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连 两个打点计时器所用电源的频率 均为 b 气垫导轨正常工作后 接通两个打点计时器的电源 并让两滑块以不同的速度相向 运动 两滑块相碰后粘在一起继续运动 图乙为某次实验打出的 点迹清晰的纸带的一部 分 在纸带上以同间的 6 个连续点为一段划分纸带 用刻度尺分别量出其长度 s1 s2和 s3 若题中各物理量的单位均为国际单位 那么 碰撞前两滑块的动量大小分别为 两滑块的总动量大小为 碰撞后两滑块的总动量大小为 重复上述实验 多做几次 若碰撞前 后两滑块的总动量在实验误差允许的范 围内相等 则动量守恒定律得到验证 答案 2 0 2abs3 2 分 0 2abs1 2 分 第 1 2 空答案可互换 0 2ab s1 s3 4 分 0 4abs 2 3 分 解析解析 2 动量 P mV 根据 V S 5T 可知两滑块碰前的速度分别为 V1 0 2S1b V2 0 2S3b 则碰前动量分别为 0 2abs1和 0 2abs3 总动量大小为 aV1 aV2 0 2ab s1 s3 碰撞后两滑块的总动量大小为 2aV 2a s2 5T 0 4abs2 12 12 09 09 重庆重庆 22 22 19 分 1 某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作 请 判断是否恰当 填 是 或 否 把单摆从平衡位置拉开约 5 释放 在摆球经过最低点时启动秒表计时 骨秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期 该同学改进测量方法后 得到的部分测量数据见表 用螺旋测微器测量其中 一个摆球 直径的示数见题 22 图 1 该球的直径为 mm 根据表中 数据可以初步判断单 摆周期随 的增大而增大 13 13 09 09 福建福建 19 19 18 分 1 6 分 在通用技术课上 某小组在组装潜艇模型时 需要一枚截面为外方内圆的小螺母 如图所示 现需要精确测量小螺母的内径 可选用 的仪器有 A 50 等分的游标卡尺 B 螺旋测微器 在所提供的仪器中应选用 在测量过程中 某同学在小螺母中空部分 360 范围内选取不同的位置进行多次测量 取平均值的目的是 14 14 09 09 浙江浙江 22 22 9 分 1 在 探究单摆周期与摆长的关系 实验中 两位 同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲 乙所示 测量方法正确的是 选填 甲 或 乙 2 实验时 若摆球在垂直纸面的平面内摆动 为了将人工记录振动次数改为自动记录振 动次数 在摆球运动最低点的左 右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录 仪相连 该仪器显示的光敏电阻阻值 R 随时间 t 变化图线如图乙所示 则该单摆的振动周 期为 若保持悬点到小球顶点的绳长不变 改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球 进行实验 则该单摆的周期将 填 变大 不变 或 变小 图乙中 的 t 将 填 变大 不变 或 变小 答案 1 如图 2 150 220V 300W 1 乙 2 2t0 变大 变大 解析解析 本题考查多用电表 和电路设计 1 如图所示 实验要求电压从零开始调整 滑动变阻器采用分压式接法 2 15 10 150 P 320W R U 2 标称 300W 的灯泡 解析解析 本题考查游标卡尺和单摆的知识 1 应将待测物体正确地放在测脚中如乙图 2 单摆 1 个周期遮光两次 单摆周期与 小球质量 大小无关 但若改用直径变为原小球直径的 2 倍 周期变大 但遮光时间 t 变大 15 15 09 09 江苏物理江苏物理 11 11 10 分 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 的实验 装置如图甲所示 1 在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中 打出了一条纸袋如图乙所示 计时器打点的 时间间隔为 0 02s 从比较清晰的点起 每 5 个点取一个计数点 量出相邻计数点之间的距 离 该小车的加速度 a m s2 结果保留两位有效数字 2 平衡摩擦力后 将 5 个相同的砝码都放在小车上 挂上砝码盘 然后每次从小车上取 一个砝码添加到砝码盘中 测量小车的加速度 小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力 F 的实验数据如下表 砝码盘中砝码总重 力 F N 0 1960 3920 5880 7840 980 加速度 a m s 2 0 691 181 662 182 70 请根据实验数据作出 a F 的关系图像 3 根据提供的试验数据作出的a F 图线不通过原点 请说明主要原因 答案 1 0 16 0 15 也算对 2 见图 3 未计入砝码盘的重力 解析解析 1 处理匀变速直线运动中所打出的纸带 求解加速度用公式 2 atx 关键弄 清公式中各个量的物理意义 x 为连续相等时间内的位移差 t 为连需相等的时间间隔 如果每 5 个点取一个点 则连续两点的时间间隔为 t 0 1s x 3 68 3 52 2 10 m 带入可得加速度a 0 16m s2 也可以使用最后一段和第二段的位移 差求解 得加速度a 0 15m s2 2 根据图中的数据 合理的设计横纵坐标的刻度值 使图线倾斜 程度太小也不能太大 以与水平方向夹角 45 左右为宜 由此确定 F 的范围从 0 设置到 1N 较合适 而 a 则从 0 到 3m s2较合适 设好刻度 根据数据确定个点的位置 将个点用 一条直线连起来 延长交与坐标轴某一点 如图所示 3 处理图象问题要注意图线的斜率 交点 拐点 面积等意义 能正确理解这些量的意 义则很多问题将会迎刃而解 与纵坐标相交而不过原点 该交点说明当不挂砝码时 小车 仍由加速度 即绳对小车仍有拉力 从此拉力的来源考虑很容易得到答案 是因为砝码盘 的重力 而在 2 问的图表中只给出了砝码的总重力 而没有考虑砝码盘的重力 16 16 09 09 海南物理海南物理 13 13 4 分 某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆 片的直径和厚度 读出图中的示数 该金属圆片的直径的测量值为 cm 厚度的 测量值为 mm 答案 1 240 2 分 1 682 2 分 填 1 683 的同样给分 17 17 09 09 广东物理广东物理 15 15 10 分 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究 动能定 理 如图 12 他们将拉力传感器固定在小车上 用不 可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连 用拉 力传感器记录小车受到拉力的大小 在水平桌面上相 距 50 0cm 的 A B 两点各安装一个速度传感器记录小 车通过 A B 时的速度大小 小车中可以放置砝码 1 实验主要步骤如下 测量 和拉力传感器的总质量 M1 把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过 定滑轮与钩码相连 正确连接所需电路 将小车停在 C 点 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力及小车通过 图 12 A