高考物理历年真题专题分类专题16力学实验

备战2012年高考物理历年真题专题16力学实验

[2011高考】

1.（福建）（18分）

（1）（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中:

①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm。

②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是o（填选项前的字母）

A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同

时开始计时

B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为—

100

C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公

式计算得到的重力加速度值偏大

D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

答案：（1）©0.97②C

解析：（1）由主尺读得9mm,游标上第7格与主尺刻度线对齐，为Q.7mm,则该摆球

的直径为9.7mm=Q.97on.单摆在摆角小于1丁时振动为简谐运动，选项A错误；由于摆球

1个周期内两次通过最低点，测量摆球通过最低点1。。次的时间t,则单摆周期为t”，选

项3错误；由单摆周期公式可知，用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单

摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，选项C正确；选择密度较小的摆球，测得的重

力加速度值误差较大，选项D错误.

2.（重庆）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、托盘和祛码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数M。滑块和托盘上分别

放有若干祛码，滑块质量为M,滑块上祛码总质量为ml托盘和盘中祛码的总质量为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gMX10m/s2»

题22图4

①为测量滑块的加速度。，须测出它在A、B间运动的与,计算。的

运动学公式是________一

②根据牛顿运动定律得到a与机的关系为：

止:侬］，，-〃g

M+W+/M)

他想通过多次改变根，测出相应的。值，并利用上式来计算〃。若要求。是根的一次

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祛码置

于；

③实验得到。与根的关系如题22图4所示,由此可知u=（取两位有效数

字）

2S

【答案】⑴①位移时丁司a=7r

⑵+m滑块上3.（浙江）（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”

1x

【解析】⑴将运动公式S=上成2变形得a=与，测量出位移S和发生位移S的时间

2t2

t,求得加速度a

⑵以m为研究对象，mg-T=ma；以河+w'为研究对象，

T-+冽'）g=（M4-喻a

消去绳子的拉力T，解得加速度“=-＞一（般+-？坦，化商可得

（l+/）g

a=一'’:——rW-

M+（冽+⑼

将加速度的表达式a=、任g与数学中的一次函数丁=kx+b类比，

M+（加+冽）

“『:个二"就相当于图像的斜率匕为了保证图像斜率不变，要求我+活'保持不变，

在实猿中就要把从小车上塞下的祛码放置到托盘中，从托盘中塞下的底码放置到小车上.

“-"g"相当于纵轴截距在图像上取两个点（64x1030.23）、（67xl0-\0.35）,写出直线的两

点式方程上（23J-0.35化蔺得40X-2.3,方程中的"-23.3,就是直

x-64x10-3工_67x10-3

线的纵轴截距，所以-应=-2.3,因为g=10w"2,所以〃=023

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①（漏选或全选得零分）:

并分别写出所选器材的作用②。

4

【答案】①学生电源、电磁打点计时器、钩码、眨码

或电火花计时器、钩码、祛码

②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；硅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；祛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.

.（新课标）（10分）

利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。-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

to改变光电门中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。

遮光片

图1

一

r■1

0.8000.9000.9S0

03000.6000.700

552.8673.8776.4

/(ms)»2.9371.5452.3

1.451.341.22

1.711.621.55

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图线;

也2

2.0

•••••

1.9is:::::::::::：：：：：：：：：：:：：：：：：：：：：

：：：»：•・••・•••；

1.8

1.7

.6a

“H

.5s

.4:::m

i<i

■器

■

:::•

:::•

:::

.0........................:..:.:................................................

00.10.20:.:3:0.40.50.60.70.80.91.0/(s)

“

由2

3

―•/

（3）由所画出的‘图线，得出滑块加速度的大小为a=2.0（1.8〜2.2）m/s?

（保留2位有效数字）。

5.（天津）（18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

祛码的重力，示数为2他在电梯中用测力计仍测量同一祛码的重力，发现测力计的示数小

于G,由此判断此时电此的运动状态可能是减速上升速加速卜降。

【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+20.6X0.01mm=l.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，使大头针外、

Pl

月与圆心。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。缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察A、

K的像，且K的像挡住X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0

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〃=」一

sin。

【解析】由题意可知，当玻璃砖转过某一角度0时，刚好发生全反射，在直径边•侧

观察不到A、K的像，做出如图所示的光路图可知，当转过角度，时有〃=—」一。

sin。

（1）（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•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）

64

解析：运动时间/=—=2s,所以水平方向平均速度为M=—=2ca/s,瞬时速度为

32

v=4cm/s,由速度合成知此刻R的速度大小为5cm/s,由曲线运动条件知道D正确。

7.（山东）（12分）

（1）某探究小组设计了“用•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，剪断细绳后，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）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为。

②滑块与斜面间的动摩擦因数为o

长度测量时的读数误差

小球落地和滑块撞击挡板不同时

答案：（1）答案：①x/H②（力-//〃）③cd

解析：由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块运动时间相同，

由*=』@/和庐联立解得滑块沿斜面运动的加速度叮重力加速度的比值为a/x/H。

22

22

对滑块，由牛顿第二定律，mgsina-/Jmgcosa=ma,而sina=h/x,cosa=y/x-h/x,

a=gx/H,联立解得P=（h-////）「1_。由H=5-x/H）/1可知，能引起

Vx2-/z2y/x2-h2

实验误差的是长度X、力、〃测量时的读数误差和小球落地和滑块撞击挡板不同时造成的误差。

8.（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0点，

手持另一端向左拉，使结点。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

竖直木板的白纸上记录。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No

（2）下列不必攀的实验要求是一。（请填写选项前对应的字母）<

（A）应测量重物M所受的重力一一、BO

--i/

（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。点静止在同一位置

（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决

办法。

【答案】（1）3.6（2）D

（3）①改变弹簧测力计3拉力的大小，

②减小重物M的质量；

（或将A更换成较大里程的弹簧测力计、改变弹簧测力计3拉力的方向等）.

【解析】本题考查验证力的平行四边形定则”（口弹簧测力计的刻度不是1。分度的，其

最小分度为Q.2、，故不需要估读.（2）实验过程应嗡证两弹簧拉力的合力与物体的重力等

大反向.故需要两力的大小方向，及物体的重力，实验过程中。点的位置对实嗡没有影响.

（3）可以通过减小合力（重物质量）的大小或改变拉力的方向，以激小弹簧测力计A的拉

力大小，也可以换用大里程的弹簧测力计.

9.（海南）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如遮光片

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c

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的祛码相连;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加』

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与图I

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

祛码组成的系统重力势能的减小量可表示为。动能的增加量可表示为o若在

运动过程中机械能守恒，1与s的关系式为，•=.

(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：

12345

0.6000.8001.0001.2001.400

t(ms)8.227.176.445.855.43

IZ?(ioV2)1.481.952.412.923.39

以s为横坐标，二为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个

厂

数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=xl()4机2・s-2(保留3

位有效数字).

图2

由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出，-s直线的斜率总，将左和幺进行比较,

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。

2(--m)gs

(M+m)b?a

答案：(1)•-Mgs

d2产(M+m)b?

（2）描点画图见解析

2.388

解析：（1）将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至3的过程中，下落的高度

设为hq,由几何关系得：如=上，解得也^=丝

hdd

滑块系统重力势能的激小量Z\Ep=Mgh^-mgs=密笆-mgs=（--喻gs；

dd

动能的噌加量ZXEk=［二+根）%

Mh+1一Mgs

若在运动过程中机械能守恒：（丝—Mgs=〈，解得------J-

d2J7产伽f+㈤/

（2）描点画图如下:

3.4

3.0

・■•,I

・■M・

2.6TT

H>!!!!!!!!!!3!!!!!!!!»»!g!»H»!H!!!H!»H

ISM

1［*XT"T［［【；［］；!T1YYI】PTY111YYI

2.2IIIIrtr11I*~11Ti'/THrtHHr

+M+HHiH+H+H++

i：=g^!!g|；!H!!!g!!!!Hg!!!!»!!g|

1.8

1.4-A

0.60.81.01.2).4Mm)

图2

aon_i40

由图可知：k=—-------X104W-I.*5-2=2.388X104W*1.*5-2

1.400-0.600

10.（北京）（18分）

（2）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。

①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度

是不容易的。但是，可以通过仅测量—

（填选项前的符号），间接地解决这个问题。

小球开始释放高度h

B.小球抛出点距地面的高度〃

C.小球做平抛运动的射程

②图2中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球处多次从斜轨

上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置产，测量平抛射程砒■然后，把被碰小球吸

静置于轨道的水平部分，再将入射球加从斜轨上S位置静止释放，与小球施相碰，并多次

重复。接下来要完成的必要步骤是o（填选项前的符号）

A.用天平测量两个小球的质量加、nk

B.测量小球®开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度〃

D.分别找到周、磔相碰后平均落地点的位置和N

E.测量平抛射程〃伙ON

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用②中测量的量表示）；

若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为（用②中测量的量表示）。

④经测定，周=45.0g,改=7.5g,小球落地点的平均位置距。点Co

的距离如图3所示。碰撞前、后面的动量分别为访与热’，则卜------35.20cm-----------

-----------------44.80cm——

・一•55.68cm

"____：11;若碰撞结束时他的动量为p【、则n'：

=11：o图3

实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值，.，为。

P：+P2

⑤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，可以使被碰小球

做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球位平抛运动射程

aV的最大值为_______cm。

答案：

（2）①C②AIK或DEA或DAE③mx-OM+ON=m^P

fn^OM2+吗。曾2=

©142.91-1.01⑤76.3

解析：

（2）①由于本实验的碰撞是在同一高度，在空中运动时间相同，因而根据小球做平抛

运动的射程就可知道碰撞后速度的大小之比，所以选C.

②本实嗡必须用天平测量两个小球的质量，也、叱，分别找到加；、叱相碰后平均落地点

的位置〃、、热测量平抛射程0",O）；,故选ADE.

aOMONOP*1X|

③由于mxVj+?«2-v2=m^y,且匕=----、v2=-----、v=-----Ph以

m1OM+nON=m10P.若碰撞是弹性碰撞,机械能守恒；n,v；+g-v；=!朗丫?，

2

所以miOM+?.。曾2=两。产2

④由于电=9="=丝型=巴；

p｛叫V；0M35.2011

P\__45.0x35.20_1584_11

^ON~7.5x55.68~417.6-Z9

上=——mfiP——=-----45.0x44.80------==1.007.所以为14

M+P；45.0x35.20+7.5x55.682001.6

2.91-1.01

⑤当两个球发生完全弹性碰撞时，被碰d*求叱平抛运动射程。'：的有最大值.弹性碰

撞动量守恒WJ-VI+WJv2=WjV,机械能守恒:n»；+；的£=；的丫2解得：

%=-—v,所以ON=―-OP=2x45°x44.8cm=16.8cm.被碰小球心

ZMJ+WJn+的45.0+7.5

平抛运动射程QV的最大值76.8m.

(2)弹簧的劲度系数为N/m.

解析：I.(1)如图所示

【2010高考】

1.2010•重庆•22(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/=50法，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：SA-16.6mm,SB-126.5/MW,SD-624.5mm

题22图I

若无法再做实验，可由以上信息推知：

①相邻两计数点的时间间隔为s；

②打C点时物体的速度大小为mis(取2位有效数字)

③物体的加速度大小为(用S/、SB、和/表示)

t答案】⑴①0.02s②2.5ms③32二包士生以二

75

【解析】⑴①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.

②根据间的平均速度等于点的速度得V。=m二包=2.5ms

2T

③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aF均匀增大，有

BC=AB+aT2,CD=BC+aT2=AB+2aT2,BD=2AB+3aT2,所以

_(SQ-sP-2x(53_sQ_(SQ-3s3+2sQ/

-3p-75

2.2010•天津•9(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，另次是用•个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。

①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)

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

②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

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：（2）①BD②BD

3.2010•全国卷n-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：

【答案】⑴C⑵打点计时器与纸带之间存在摩瘵

【解析】⑴时间由打点计时器测定，用米尺测定位移，答案C.

⑵打点计时器与纸带之间存在摩擦

4.2010江苏物理为了探究受到空气限力时，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’的实嗡装置（如图所示）.实峻时，平衡小车与

木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以噌大空气对小车运动的限力.

薄板

小车打点计射器

5r

（1）往皓码盘中加入一小祛码，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:

时间t/s00.501.001.502.002.50

速度u/(myT)0.120.190.230.260.280.29

请根据实验数据作出小车的v-t图像。

五

三

二

三

一

：

三：

一

三

二

（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:

（1）之前（2）（见右图）/

⑶同意.在，T图象中，速度滥大时，加速度

越小,小车受到的合力越小，则小车受空

气阻力越大.

5.2010•福建•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。①次玻璃的折射率计算式为n=（用图中的4、02

表示）；②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△1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△1与F成正比，而减挂钩码时△1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：

COS仇$in(90c-0,)

⑴①“=（或②大(2)D

cos01sin(90^-M

6.2010•新课标•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：(1)AD(2)纸带与打点计时器之间有摩瘵，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：(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

时器之间有摩燎，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.

7.2010•上海物理•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Go

(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、加的球，位于同一水平面，当横梁处于

力矩平衡状态，测得m、加连线长度r,且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为

0,由此得到扭转力矩k6(k为扭转系数且已知)，则引力常量的表达式G=o

解析：(1)CD

,、皿皿6mm',,.g门k6r,

(2)根据G―T—•/=kd，得G=--------o

rmm'I

8.2010•海南物理•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:

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m,将导轨调至水平；

②用游标卡尺测量挡光条的宽度/,结果如图2所示，由此读出/=mm；

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=m；

④将滑块移至光电门1左侧某处，待祛码静止不动时，释放滑块，要求祛码落地前挡光条已

通过光电门2；

⑤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△人和；

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托

盘和祛码的总质量加o

(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

①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为外=和%=。

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和祛码)的总动能分别

为ERI=和线2=

③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"「=(重力加

速度为g).

(3)如果,则可认为验证了机械能守恒定律。

【答案】(口②❷2。

③60.00（答案在59.96-60.04之间的，也给分）

I

(2)①一,

③

⑶42一耳]

【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.

[2009高考】

一、选择题

1.（09•广东理科基础•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：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/的截据表示

原长则a的原长比b的短，A错.

2.（09•广东理科基础•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.（Ss—S）等于⑸一Si）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：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X”—j=（M-N）at2,可知海一S）等于⑸一S）的5

倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有力="，C对；由于相邻的计数点之间还

有4个点没有画此所以时间间隔为0.Is,D错。

3.（09•全国卷I•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：

①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；

②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h„B点到水平桌面的垂直距离

h2i

③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t,

④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosa；

⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cosa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）：

①斜面倾角的余弦cosa=

②滑块通过光电门时的速度v=；

③滑块运动时的加速度a=；

④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，________________

…dd一小片一九d一

答案：⑴①cosa=J，_（/一位_②二；③。=——;@mg-——=7；

t2st-s1st2

3.62cm

解析：⑴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①；根据三角形关系可得到COSG=对二鱼二义.②根据》=£=士③根据运动学

stt

公式x=',有s=1-，即有a=二了5④根据牛顿第二定律mgsin9-f=tna，则有

2a2a2st

y=活gh二"一加匕；（2）在游标卡尺中，主尺上是3.6cm,在游标尺上恰好是第1

s2st2

条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是1Q分度，所以读数为3.6cm-0.1xlmm=3.61an或者

3.62cm也对.

4.（09•全国卷n-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,［、鸟和4是轨迹图线上的3个点，片和鸟、鸟和6之间的水平距离相等。

完成下列填空：（重力加速度取9.8m/s2）

（1）设耳、舄和4的横坐标分别为西、马和七，纵坐标分别为乂、为和丁3,从图2中

可读出帆_%卜①m,比一歹2卜②m,\xt-x2|=③m（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

出小球从々运动到巴所用的忖间为④S，小球抛出后的水平速度为

⑤mls（均可用根号表示）。

（3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50mo设g和4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，

gxl00%=⑥―.%（保留两位有效数字）

答案:①0.61；②1.61；③0.60；@0.20；⑤3.0；@8.2；

解析：本题考查研究平抛运动的实喊由图可知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|以乃卜0.60m.1-力|=1.60111上1到P2两点在

水平方向的距离为6个格，则有|再-X2|=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Ax=成。解得时间约

为0.2s,则有巳='=胃=3.0^/s

⑶设抛出点为势能零点则开始下滑时的机械能为El=mgh=mg2抛出时的机械能为

E2=-wv?=4.5m.则根据"一殳=0.082.

2"E1

5.（09•上海物理•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。

位移传感器（发射器）位移传感器（接收器）

2矿晴n

加码

（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）。

①分析此图线的0A段可得出的实验结论是。

②（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）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C,

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0A段a-F关系为一项斜的直线，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：活8=所得。=咨=£,而实际上作=唉，

MM（M+M

可见AB段明显偏离直线是由于没有满足NI»m造成的.

6.（09•上海物理•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，棉球从另端

B飞出，测得玻璃管内部微面积S,距地面高度力，棉球质量加，开始时的静止位置与管DB

的距离x,落地点C与管口B的水平距离晨然后多次改变x,测出对应的1,画出了-X关

系图线，如图B.所示，并由此得出相应的斜率上

(b)

AB

（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%=。

（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&大气压强外均为