高考物理二轮复习【专题12】力学实验(练)(原卷版)

2015高三二轮复习之讲练测之练案【新课标版物理】专题12力学实验1．【2014·山东卷】（8分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤：=1\*GB3①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作；=2\*GB3②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作；=3\*GB3③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤=1\*GB3①=2\*GB3②；实验数据如下表所示：1.502.002.503.003.504.000.590.830.991.221.371.61=4\*GB3④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物连接，保持滑块静止，测量重物离地面的高度；=5\*GB3⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的点（未与滑轮碰撞），测量间的距离。完成下列作图和填空：=1\*GB2（1）根据表中数据在给定坐标纸上作出图线。=2\*GB2（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数（保留2位有效数字）。=3\*GB2（3）滑块最大速度的大小（用和重力加速度表示）。2．【2014·新课标全国卷Ⅰ】某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”）的关系。（2）由图（b）可知，图线不经过远点，可能的原因是。（3）若利用本实验装置来验证“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，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是，钩码的质量应满足的条件是。3．（2013·广东卷）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16（a）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图16（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。①部分实验步骤如下：A.测量完毕，关闭电源，取出纸带B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C.将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写）②图16（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=。④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=。4．（2013·福建卷）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：①下列说法哪一项是正确的。（填选项前字母）A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为m/s（保留三位有效数字）。5．（2013·海南卷）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=m/s；（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。1．【2014·哈尔滨市第六中学2014届高三8月月考】研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。（1）部分实验步骤如下：A.测量完毕，关闭电源，取出纸带B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D.把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_________________________（用字母填写）（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_________s（3）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_________2．【2014·淮安市高三年级调研测试卷】如图甲所示，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。（1）整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a=m/s2；B刚穿过D时的速度大小v=m/s（结果保留两位有效数字）。（2）若用该装置验证机械能守恒定律，则需验证等式是否成立。还可运用图象法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出v2–h图线如图丙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g=，代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是否守恒（均用题中物理量的字母表示）。（3）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法。3．【2015•江西省六校高三上学期第一次联考】某实验小组采用如图所示的装置研究“小车运动变化规律”。打点计时器工作频率为50Hz。实验的部分步骤如下：a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；b．在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作。（1）设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车的加速度为：a=_______（用题中所给字母表示）；（2）下图是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点对应的测量xC值和计算速度vC值填在下表中的相应位置。计数点x/cms/cmv/(m·s-1)O1.000.30A2.341.340.38B4.043.040.46C5.00D8.337.330.61E10.909.900.70（3）实验小组通过绘制Δv2-s图线来分析运动规律（其中Δv2=v2-v02，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是O点对应时刻小车的瞬时速度）。他们根据实验数据在图中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出Δv2-s图线。（4）根据实验小组绘制的Δv2-s图线，小车的加速度=________m／s2，若发现该值大于理论值，其原因可能是。4．【2014•重庆市一诊】在用打点计时器研究小车匀变速直线运动的实验中，某同学将打点计时器接到频率为f的交流电源上，实验时得到一条纸带.他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明0，以后每5个点取1个计数点，依次得1、2、3、4计数点，相邻两计数点间有4个打点未标出，如题6图1所示.测量时，发现计数点1已模糊不清，于是该同学测得2、3、4计数点到0点的距离分别为x1、x2、x3，则打2点时小车的瞬时速度大小为________，小车运动的加速度为_________，计数点0、1间的距离应为________．5．【2014•北京市东城区普通校2013-2014学年高三第二学期联考】像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如下图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，下图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。①在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如下图所示，则窄片K的宽度d=mm（已知L>>d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；②用米尺测量两光电门的间距为L=0.4000m，则小车的加速度大小a=m/s2（保留二位有效数字）；③该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，需要的操作；④某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图像。如下图中的实线所示。试分析：图像不通过坐标原点O的原因是；曲线上部弯曲的原因；为了既能改变拉力F，又保证a-F图像是直线，可以进行这样的操作。6．【2014·黑龙江省大庆铁人中学2013-2014高三上学期期中试题】“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的（甲）或（乙）方案来进行。⑴比较这两种方案，___________（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是_______________________________。⑵如图（丙）是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s。物体运动的加速度a=___________m/s2(保留两位有效数字)；该纸带是采用__________（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。⑶图（丁）是采用（甲）方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是：（）A.B.C.D.7．【2014·河南周口中英文学校高三上期第三次月考】①在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带．甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm，肯定其中一个学生在操作上有错误，该同学是_____．其错误的操作是_________。②丁同学用甲图所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离16.76cm，已知当地重力加速度为g=9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为J，重力势能的减少量为J.（保留三位有效数字）③在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能，其原因主要是，④用题目给出的已知量.求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为N.8．【2014•北京市海淀区高三二模】（1）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，实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0……①实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是(填写字母代号)。A.为了释放小车后小车能做匀加速运动B.为了增大橡皮筋对小车的弹力C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D.为了使小车获得较大的动能②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=m/s（保留3位有效数字）。③几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度vm的数据，并利用数据绘出了图丙给出的四个图象，你认为其中正确的是。1．如图所示的定滑轮装置，可以用来研究匀变速运动。钩码甲的质量大于乙的质量，两钩码运动过程中做匀加速运动。钩码甲带有遮光片。铁架台上有两个光电门A、B，与光电门相连的数字计时器（图中没有画出）能够自动记录下钩码甲在A、B之间运动的时间t。用刻度尺测出两个光电门A、B之间的距离h。改变光电门A的位置，测出6组不同的h与t对应数据（每次钩码甲都是从同一位置O由静止开始加速下落）。请回答以下问题：（1）设钩码加速度的大小a，钩码甲下落到B时速度v1，那么a、v1、h、t之间的关系式是h=。（2）根据实验过程中得到的h与相对应t的6组实验数据，作出-t图线，如图所示，由图线可知，钩码运动的加速度a=m/s2；当钩码甲落至B位置时的速度v1=m/s。2．某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使用的电磁打点计时器的打点周期为T，他的实验步骤如下：①按图甲安装好实验器材；②让拖着纸带的小车沿平板斜面开始向下运动，接通电源，重复几次；③选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始比较密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、2、…、6点所示；④测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作s1、s2、s3、…、s6；⑤通过测量和计算，判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。（1）在上面甲图中，图中明显存在的问题是，电源应该接电源，实验操作过程中明显的错误是；（2）若实验装置安装和操作过程完全正确，利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度，计算加速度得到的表达式是a＝；（3）若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角α，且已知当地的重力加速度为g，则在以下物理量中，还能计算出（填字母序号）。（A）小车的质量（B）小车与平板斜面之间的动摩擦因数μ（C）小车到达斜面底端时的动能（D）小车滑下过程中损失的机械能3．利用如图甲所示的装置可测量滑块在斜面上运动的动摩擦因数，在斜面上安装有两个光电门A、B，且光电门固定在斜面上，A、B两点高度差为h，水平距离为s，当一带有宽度为d的很窄的遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门相连的计时器可以显示出遮