专题12 力学实验(仿真押题)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1、专题12力学实验(仿真押题)在“探究求合力的方法”实验中，橡皮条一端固定于A点.如图1所示，同时使用两只弹簧测力计通过细绳套将橡皮条的另一端拉至O点分别记录两个拉力的大小和方向，其中一只弹簧测力计的示数如图所示，则其示数为N.图1关于本实验，下列说法正确的是.细绳套尽可能短一些橡皮条的伸长量越大越好拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好拉细绳套时，拉力应尽量与木板平行某同学通过多次实验得出：力的合成遵循平行四边形定则.图2为根据其中一次实验数据画出的两个力行、F2的图示，请利用平行四边形定则在图中作出这两个力的合力F合根据图示可以确定合力大小为N.在利用如图3甲所示的实验装置做“探究弹力和弹簧伸长

2、的关系”的实验.所用的钩码的质量都是30g.实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将4个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次挂完钩码待弹簧稳定后测出相应的弹簧总长度，并将数据填在了下面的表中.(弹簧始终未超过弹性限度，取g=10m/s2)，试完成下列问题：实验次数1234536912钩码总质量(g)00000弹簧总长度(cm)678910.00.11.20.31.40请在图乙所示的坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图象.由图象求得该弹簧的劲度系数k=N/m(保留两位有效数字).某同学直接利用表中实验数据，作出了钩码质量m跟弹簧总长度x之间的函数关系图象是一条直线,该图象斜率所表

3、示的物理意义是；该图象在横轴上截距的物理意义是.为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图4所示的实验装置：舷码盘|o|oUa打点汁时器图4以下实验操作正确的是()将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动调节滑轮的高度，使细线与木板平行先接通电源后释放小车实验中小车的加速度越大越好在实验中，得到一条如图5所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s,且间距、x2、x、x”、xc、x乙已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a=3456m/s2(结果保留两位有效数字).图5（3）有一

4、组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平是在轨道倾斜情况下得kg.及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图6所示图线.到的（填“”或“”）；小车及车中砝码的总质量m=4用如图7所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连.先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x.气垫导轨图7TOC o 1-5 h z（1）计算滑块离开弹簧

5、时速度大小的表达式是.（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量.弹簧原长B.当地重力加速度C.滑块（含遮光片）的质量（3）增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将.A.增大B.减小C.不变如图8甲所示为验证机械能守恒定律的实验简图，地面以下为较松软的泥土实验时把一质量为m的铁块举到离地面高为H的地方，让其自由下落，落入泥土中.铁块下面贴有力传感器（质量忽略不计），可测得泥土中任意深度h处铁块受到的阻力Ff,图乙为计算机根据所测数据绘制的拟合图象（横轴表示深度h，单位cm,纵轴表示阻力Ff,单位N）.I,甲分析图象数据，可得出铁块受到的阻力Ff与深度h的关系为（选填“Ff=kh2”、“Ff=kh

6、3”或年=kh4”）.某次实验中，铁块下落深度为hi时停止运动，尝试写出铁块从下落到落地前验证其机械能守恒定律的方程（比例系数k为已知）用如图9所示装置做“验证动能定理”的实验.实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面.图9（1）为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是（选填选项前的字母）.在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行所加钩码的质量尽量大一些（2）如图10是某次实验中打出纸带的一部分.0、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用

7、交流电源的频率为50Hz.通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为m/s.图10（3）甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带也把小车开始运动时打下的点记为O,再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v.如图11是根据这些实验数据绘出的v2-s图象已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg，小车中砝码的总质量为0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，则由图象可知小车的质量为kg（结果保留两位有效数字）.在钩码总质量远小于小车质量的情况下，乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小.但经

8、多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，造成这一情况的原因可能是(选填选项前的字母).滑轮的轴处有摩擦小车释放时离打点计时器太近长木板的右端垫起的高度过高钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力某同学用如图12所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v=f作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小AE与动能变化大小PAEk，就能验证机械

9、能是否守恒.k用AEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到之间的竖直距离.钢球在A点时的顶端钢球在A点时的球心钢球在A点时的底端(2)用AEk=|mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图13所示，其读数为cm.某次测量中，计时器的示数为0.0100s,则钢球的速度为v=m/s.一遮光条|)cm1|1II111II1图13下表为该同学的实验结果：AEP(X1O-2J)4.8929.78614.6919.5929.38AEk(x10-2J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的AE与AEk之间存在差异，认为这是由于空气阻

10、力造成的.你是否同意他的观点？请说明pk理由.请你提出一条减小上述差异的改进建议.如图甲是“研究匀变速直线运动”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.OABcDE11111111111I111111111cm甲(1)OD间的距离为cm.(2)图乙是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示9某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m,滑块可沿米尺自由下落.在米尺上还安装了一个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框A,线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示.把滑块从米尺的0

11、刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U.改变h,调整线框的位置，多做几次实验，记录各次的h，U.如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图(选填“Uh”或“U2h”)更容易得出结论.影响本实验精确程度的因素主要是(列举一点即可)10在“探究加速度与质量的关系”的实验中(1)备有器材：A.长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码;D.装有细砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺.还缺少的一件器材是.(2)实验得到如图(a)所示的一条纸带,相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距s2和D、E间距s4已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为m，从图

12、线可得砂和砂桶的总质量为kg；(g取10m/s2)同学乙根据实验数据画出了图(c)，从图线可知乙同学操作过程中可能.11.某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，形变量为x时弹性势能为E=+kx2”，为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以p2下步骤进行实验实验步骤：A.水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带；将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量x；打开打点计时器的电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端;选择纸带上某处的A点测出其速度v；取不同的x

13、重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论.实验中已知小车的质量为m,弹簧的劲度系数为k,则:纸带甲小车打点计时器弹簧插销(1)长木板右端垫一小物块，其作用是(2)如图乙中纸带上A点位置应在傾S、s2、s3)的段中取;若E訂如2成立，则实验中测量出物理量x与m、k、v关系式是x=12.图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:细线光电门B光电门遮光片弋卜4物块一一亦轻滑轮重物用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测

14、出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间和求出加速度a；多次重复步骤，求a的平均值万；根据上述实验数据求出动摩擦因数回答下列问题：TOC o 1-5 h z1231111111111111111111111111111TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 05101520测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图(b)所示，其读数为cm.(2)物块的加速度a可用d、s、AtA和AtB表示为a=动摩擦因数“可用M、m、a和重力加速度g表示为尸如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于(填“偶然误差”或“系统

15、误差”)13利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，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.光电门)12cm2.4呼)2I川刖山川川丨丨丨主尺010图甲图乙用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图乙所示，滑块通过B点的瞬时速度可表示为某次实验测得倾角0=30。，

16、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20游标0.5图丙由此读出b=mm.增加量可表示为AEk=，系统的重力势能减少量可表示为AE=，在误差允许的范围内，kp若AEk=AE则可认为系统的机械能守恒.kp（4）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2d图像如图丙所示，并测得M=m，则重力力廿速度g=mis2.14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

17、实现平衡摩擦力0cm121111111111111111111111111111105101520（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1=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1,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、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（用实验中测出的物理量表示）.15.某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图18所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）.用汇斗图18第一次实验，如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度hM距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；第二次