近六年2012-2017年新课标全国卷高考物理试题分类汇总-专题7：力学实验

2012-2017年新课程标准主题7:机械实验主题7:机械实验第6页1.(2017新课程标准一)为了研究汽车在桌子上的直线运动，一个研究小组用自制的“滴水计时器”测量时间。实验前，如图(a)所示，将计时器固定在汽车旁边。在实验过程中，保持桌子水平，用手轻轻推车。在小车移动期间，滴水计时器以相等的间隔滴下小水滴。图(b)记录了桌面上6个连续水滴的位置。(众所周知，点滴计时器每30秒滴下46滴小液滴)(1)从图(b)中可以看出，台车在桌面_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _上移动(填写“从右向左”或“从左向右”)。(2)根据图(b)中的数据，该组学生判断小车匀速变速。当汽车移动到图(b)中的a点时，速度为_ _ _ _ _ _ _ _米/秒，加速度为_ _ _ _ _ _ _ _米/S2。(结果都保留2位有效数字)2.(2017新课程标准二)(6分)一位同学研究了固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。所用设备有：斜面、滑块、不同长度的矩形挡光板、光电计时器。实验步骤如下：如图(A)所示，将光电门固定在斜面下端附近；在滑块上安装挡光片，并注意挡光片前端相对于斜面的位置，使滑块从斜面上方的支架上滑下；(2)当滑块上的挡光片通过光电门时，用光电定时器测量挡光片挡住光线的时间t；(3)如图(b)所示，用s表示挡光片在移动方向上的长度，表示挡光片挡光的时间t内滑块的平均速度，并找出；(4)在滑块上更换另一挡光片，使滑块上挡光片的前端与(1)中的位置相同，滑块从静止状态滑下，重复步骤(2)和(3)；(5)多次重复步骤(4)；利用实验中获得的数据制作一个-t图，如图(c)所示。完成下列空白处：(1)如果用A表示滑块下滑的加速度，用vA表示挡光板前端到达光电门时滑块的瞬时速度，则与vA、A、T的关系为=。(2)从图(c)中，vA=cm/s，a=cm/s2。(结果保留3位有效数字)3.(2017年新课程标准三第6卷)一个研究小组做了“验证力的平行四边形法则”的实验，将带有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度为1 mm)的纸粘贴在水平桌面上，如图(a)所示。当橡胶带的一端Q固定在Y轴上的点B(图中所示部分的外侧)，另一端P位于Y轴上的点A时，橡胶带处于其原始长度。(1)使用测力计沿Y轴从点A向坐标原点O拉动橡胶带的P端。此时，测力计可以读取拉力F的大小。测力计的数量如图(b)所示，f的大小为_ _ _ _ _ _ n。(2)移除(1)中的拉力，并将橡胶带的P端返回至A点；现在用两个测力计同时拉动橡皮筋，再把P端拉到O点。此时，观察到两个拉力沿着由图(a)中的两条虚线指示的方向，并且两个拉力的大小由测力计的数量读出，分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。(1)用一条5毫米长的线段代表1 N的力，以o为作用点，画出力f 1的图形。图(a)中的F2，然后根据平四边形的规则画出它们的合力f；(二)万向节的尺寸为_ _ _ _ _ _ N，万向节与拉力F的夹角正切为_ _ _ _ _ _。如果入力和出力的大小和方向的偏差在实验允许的误差范围内，则实验验证力的平行四边形法则。1.(2016年新课程标准，国家论文一)一位同学用图(A)所示的实验装置验证了机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为(2)S1=8.89厘米，s2=9.50cm厘米，s3=10.10cm厘米；已经被测量；局部重力加速度为9.80米/秒2，实验中重物的平均阻力约为其重力的1%，因此f计算为_ _ _ _ _ _赫兹。2.(2016年新课程标准，国家卷二)一个物理小组探索了轻弹簧的弹性势能。实验装置如图(A)所示：轻弹簧放置在光滑的水平工作台上，左端固定，右端与一块材料接触但不相连。纸带通过打点计时器，并连接到材料上。将材料推到左边将弹簧压缩一段距离，将材料从静止状态释放出来。通过测量和计算，可以得到压缩弹簧的弹性势能。(1)实验包括以下步骤：(1)向左拉直纸带(2)放开释放物体(3)打开打点计时器的电源向左推物体块压缩弹簧，测量弹簧的压缩量上述步骤的正确操作顺序是_ _ _ _ _ _ _ _(填写代表步骤的序列号)。(2)图(b)中的M和L纸带是分别将弹簧压缩到不同位置得到的实际打点结果。打点计时器使用的交流电频率为50赫兹。从M纸带给出的数据中，可以发现在与纸带相对应的实验中，物体片脱离弹簧的速度为_ _ _ _ _ _ m/s。比较两个纸带，可以看出在与_ _ _ _ _ _(用“M”或“l”填充)纸带相对应的实验中，弹簧被压缩的弹性势能很大。3.(2016年新课程标准，第三卷)一个物理课外小组使用图(A)中的装置来探索物体加速度和它所受外力之间的关系。在图中，放在实验台上的长木板是水平放置的，其右端固定有一个轻滑轮。轻型绳索穿过滑轮，滑轮的一端与放在板上的小滑轮连接，另一端可以悬挂。挂钩代码。在本实验中，共有N=5个钩码可用，每个钩码的质量为0.010千克。实验步骤如下：(1)将五个钩码全部放入小车，在长木板的左下侧垫上适当厚度的小块，使小车(和钩码)在木板上匀速下滑。(2)将n (n=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻质绳的右端，剩余的N-n个钩码仍留在小车内；用你的手握住手推车，使灯绳与木板平行。松开小车，同时用传感器记录T时刻小车相对于其起始位置的位移S，绘制s-t图像，数据处理后得到相应的加速度A。(3)下表显示了对应于不同氮的值。当N=2时的s-t图像如图(b)所示；根据图(b)计算此时汽车的加速度(保留2位有效数字)，并将结果填入下表。n12345a/(ms-2)0.200.580.781.00(4)使用表格中的数据填充图(c)中的数据点，并制作a-n图像。从图中可以看出，当物体的质量不变时，物体的加速度与它所受的外力成正比。(5)使用a-n图像(保持两位有效数字，重力加速度G为9.8 m/s2)发现小车(空载)的质量为_ kg。(6)如果将步骤(1)替换为“保持电路板水平”，以下陈述是正确的_ _ _ _ _ _ _ _(在正确选项前填写标签)。A.a-n曲线不再是直线。B.A-N图线仍然是一条直线，但是这条直线没有到达原点。c a-n图线仍然是一条直线，但是直线的斜率变大了。4.(2015年新课程标准，国家论文一)一个物理小组的学生设计了一个实验来粗略测量一辆玩具车通过一个凹桥最低点的速度。所用设备有：玩具小车、压力托盘秤和凹桥模拟器(弧形部分半径为R=0.20m米)。完成下列空白处：(1)将凹形桥模拟器放在托盘秤上。如图(a)所示，托盘秤的数量为1.00千克；(2)当玩具车放置在凹桥模拟器的最低点时，托盘秤的指示器编号如图(b)所示5.(2015年新课程标准，国家卷二)一名学生使用图(A)所示的实验装置测量物体块与斜面之间的动摩擦系数。众所周知，打点计时器使用的电源频率为50Hz。图(B)中显示了在滑块滑动过程中获得的纸带的一部分，图中标记了5个连续点之间的距离。(1)物体块下落的加速度a=_ _ _ _ m/S2是c点的速度v=_ _ _ _ m/s；(2)已知重力加速度大小为g，为了求得摩擦系数，还需要测量物理量为_ _ _ _ _ _(填写正确答案标签)A.块的质量B.斜面高度C.斜面倾斜度6.(2014年新课程标准，国家论文一)一位同学利用图(A)所示的实验装置和数字信息系统，得到了汽车加速度A与挂钩代码质量M的对应关系图，如图(B)所示。在实验中，汽车(包括发射器)的质量为200克。在实验中，选择了不可拉伸的灯串和灯冠。汽车的加速度是由位移传感器和与之相连的计算机获得的。回答以下问题：(1)根据学生的成绩，汽车的加速度和挂钩代码的质量成_ _ _ _ _ _(可选“线性”或“非线性”)关系。(2)从图(b)可以看出，a-m线没有穿过原点，可能的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)如果用实验装置验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并将吊钩代码所受的重力mg直接作为小车所受的组合外力，则实验中要采取的改进措施为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _， 挂钩代码的质量应满足_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的条件。7.(2014年新课程标准，国家卷二)一个实验小组探讨了弹簧刚度系数K与其长度(圈数)之间的关系。实验装置如图(A)所示：一个均匀的长弹簧垂直悬挂，七个指针P0。P1、P2.P3.P4.P5.P6分别固定在弹簧上，距离悬挂点0.10.20.30.40.50.60圈。指针的位置可以通过旁边的垂直刻度读出，P0指向0刻度。当弹簧下端没有悬挂重物时，每个指针的位置记为X0；当悬挂0.100千克的重物时，每个指针的位置标记为x。测量结果和一些计算结果如下表所示(n是弹簧的圈数，重力加速度为9.80米/秒2)。已知实验中使用的弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88厘米第一亲代P2P3P4孕烯醇酮P6x0/cm2.044.066.068.0510.0312.01x/cm2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m/N)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)用：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _填写表格中的数据。(2)以n为横坐标，1k为纵坐标，在图b给出的坐标纸上画1k-n幅图像(3)图(b)中画出的直线可以近似认为穿过原点。如果从实验中使用的弹簧中截取一段n匝弹簧，则弹簧刚度系数k与匝数n之间的关系表达式为k=_ n/m；弹簧的刚度系数k与其自由长度l0(单位为m)之间的关系表示为k=_ _ _ _ n/m。8.(2013年新课程标准，国家卷一)图(一)是测量物体块与水平桌面之间动态摩擦系数的实验装置示意图。实验步骤如下：(1)用天平测量物体块和遮光片的总质量m和重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度D；用米刻度测量两个光电门之间的距离；(2)调整轻滑轮使螺纹水平；(3)使物体块从光电门a的左侧脱离静止，用数字毫秒计分别测量遮光片通过光电门a和光电门b的时间ta和TB，并计算加速度；(4)重复步骤9.(2013年新课程标准，国家卷二)一位同学用以下装置探索了轻质弹簧的弹性势能：将轻质弹簧放在光滑的水平桌面上，弹簧的左端固定，右端与小球接触但不固定连接；当弹簧处于其原始长度时，球正好在桌面的边缘，如图(a)所示。向左推球，使弹簧在压缩一定距离后从静止状态释放，球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可以得到弹簧压缩后的弹性势能。回答以下问题：(1)在这个实验中，可以认为弹簧压缩后的弹性势能Ep等于球抛出时的动能Ek。众所周知，重力加速度的大小为g。为了获得Ek，应至少测量下列物理量中的_ _ _ _ A.球质量mB.从投球点到着陆点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧压缩xE.弹簧长度l0(2) Ek由选定的测量量和已知量表示，获得Ek=_ _ _ _。(3)图(b)中的直线是实验测量的s-x线。从理论上可以推断，如果h保持不变，m增加，s-x图的斜率将为_ _ _ _ _ _ _ _(填入“增加”、“减少”或“不变”)；如果m不变，h增加，s-x图的斜率将为_ _ _ _ _ _ _ _(填入“增加”、“减少”或“常数”)。从图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可以看出，Ep与x的_ _ _ _ _ _次方成正比。10.一位同学用螺旋千分尺测量了一块金属板的厚度。图a显示螺旋测微计的零点校准，图b显示金属板的厚度。图(a)所示的读数为_ _ _ _ _毫米，图(b)所示的读数为_ _ _ _ _毫米，被测金属板的厚度为_ _ _ _ _毫米。回答：1.(1