高三名校物理试题（新课标Ⅱ版）（第03期）20 力学实验2 含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2014届高三名校物理试题解析分项汇编（新课标Ⅱ版)（第03期）专题20力学实验2精选名校试题1.【2013·辽宁省五校协作体高三第二次模拟考试】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1。00kg重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2（1）纸带的端（选填“左”或“右')与重物相连;（2)根据图上所得的数据，应取图中O点和点来验证机械能守恒定律；【答案】（1）左（2)B2。【2014·辽宁省五校协作体高三上期期中考试】在验证机械能守恒定律的实验中,打点计时器所用电源输出交流电压的频率为50Hz,下图为在实验中打点计时器打出的一条纸带，图中A点是重锤下落的起点，重锤的质量为m。从某一位置B开始,B、C、D、E各相邻计数点间的距离分别为s1、s2、s3，设打点计时器的打点周期为T，则打D点时重锤动能的表达式为____________。（2分）3。【2014·云南省部分名校高三12月统一考试】（3分)一同学在某次实验中测量一物体长度，记录结果为11.75mm,则该同学所使用的测量工具可能为（）A． 10分度的游标卡尺B．20分度的游标卡尺C． 50分度的游标卡尺D．螺旋测微器4。【2014·云南省部分名校高三12月统一考试】（6分)一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为s,测得x1=7。68cm，x3=12。00cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_______m/s2，图中x2约为________cm.(结果保留3位有效数字）【答案】9。72m/s29.84cm

【解析】

试题分析：自由落体运动为匀变速直线运动，连续相等时间间隔内位移之差即，。根据频闪照片可得，带入数据计算得，根据带入可得5.【2014·北京市石景山区高三第一学期期末考试】（10分）三个同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验：(1）甲同学采用图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地,这说明．(2）乙同学采用图（2)所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明．（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图（3)所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为1.25cm，由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为___________m/s（g取9.8m/s2)．【答案】（1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（2分）（2）P、Q二球相碰（2分）平抛运动在水平方向上是匀速运动（2分）（3)0。036s或1/28s（2分）0.7（2分）【解析】

试题分析：（1）平抛运动落地时间与自由落体时间相等，与平抛的水平速度无关。即竖直方向是自由落体运动。(2）二者水平方向速度相同，那么当P落地时，Q必然也运动相同的水平位移，二者相碰.从而说明平抛在水平方向是匀速直线运动。（3）平抛运动竖直方向为自由落体运动即有，从图片可以读出相邻的两个照片竖直方向位移之差等于一格的边长即，计算得时间，相邻照片水平位移为2倍的边长即，平抛初速度

考点：探究平抛运动的规律

6.【2014·北京市通州区高三1月份摸底考试】某实验小组利用如图8所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。（1）在实验中必须消除摩擦力的影响，通常可以将木板适当倾斜，使小车在不受拉力作用时能在木板上近似做运动。（2)为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验需通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据.若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选组会比较合理.(填选项前的字母）A．10g～40g B．200g～400g C．1000g～2000g（3）图9中给出的是实验中获取的纸带的一部分,A、B、C、D、E是计数点,每相邻两计数点间的时间间隔是0.1s，由该纸带可求得打点“C”时小车的速度vc＝m/s,小车的加速度a=m/s2。（保留三位有效数字）力，所以钩码选择质量较小的A组（3)匀变速直线运动中间时刻速度等于平均速度，打点“C”时小车的速度等于BD的平均速度即，只有四组数据,我们选择，,加速度.

考点:探究加速度与合外力关系实验分析

7.【2014·贵州省六盘水市六校联合统考高三12月月考】某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验，图(a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）（1）若取小车质量M＝0.4kg,改变砂桶和砂的质量m的值，进行多次实验，以下m的值不合适的是.A．m1＝5gB．m2＝1kgC．m3＝10gD．m4＝400g（2）为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，实验操作时必须首先，该操作是否成功,判断的依据是。（3）假设将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内，令F=mg为横轴，则a-F图象中斜率的物理意义是。【答案】（1）BD（2）平衡摩擦；不挂砂桶时，小车在倾斜的木板上是否匀速。（3)总质量的倒数【解析】试题分析：（1）设细线的拉力为T，加速度为a，根据牛顿第二定律得：,，解得：，由此可知当砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M时，可将砂和桶的总重力看作小车的拉力,一般认为大于10倍为远远大于，所以AC合适，BD不合适，故选BD．8。【2013·贵州省天柱民中、锦屏中学、黎平一中、黄平民中高三上期期末联考】(10分)（1)（4分)用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图,该图中有4处错误，请写出其中两处：①___________________________;②___________________________。9.【2013·贵州省天柱民中、锦屏中学、黎平一中、黄平民中高三上期期末联考】(6分）利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：a、按装置安装好器材并连好电路。b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落.c、关闭电源，取出纸带,更换纸带重复步骤b，打出几条纸带.d、选择一条符合实验要求的纸带,数据如图(相邻计数点的时间为T），进行数据处理：若是探究重力做功和物体动能变化的关系。需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度,试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=.②若是测量重力加速度g.为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=.③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是.（g′为已知量）10.【2014·贵州省遵义市第四中学高三上学期第三次月考】（10分)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lm,将导轨调至水平；

②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;

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离S；

④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;

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△t1和△t2；

⑥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:

①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Ek1=和Ek2=．②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量△EP=（重力加速度为g)．(3）如果在实验误差允许的范围内，△EP=，则可认为验证了机械能守恒定律．考点：本题考查验证机械能守恒.11。【2014·海南省琼海市嘉积中学高三上学期教学质量监测】“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.（1）用公式mv2/2=mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为0，为达到此目的,所选纸带第一、二两点间的距离应接近。（2）若实验中所用的重锤质量M=1kg,打点纸带如下图所示,打点时间间隔为0。02s，则记录B点时，重锤动能EKB=，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量ΔEP=,因此可得结论是（3)根据纸带算出相关各点速度v,量出下落的距离h,以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的（g=10m/s2）12。【2014·黑龙江省牡丹江一中高三10月月考】①某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图中(甲)为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列说法中正确的是（）（本题为多选题,有错、不全、不选都得0分）.A．实验时要平衡摩擦力B．实验时不需要平衡摩擦力C．钩码的重力要远小于小车的总重力D．实验进行时应先释放小车再接通电源②如图（乙）所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点），其中L1=3。07cm,L2=12。38cm，L3=27。87cm,L4=49。62cm。则打C点时小车的速度为______m/s,小车的加速度是_______m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）【答案】（6分）①A、C②1。246。2217．（6分）13。【2014·黑龙江省双鸭山市一中高三上期期中考试】为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时（1）需要测定的物理量是____________________________________;（2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是＝_______.【答案】（1）钢球的质量m,桌面高度h,钢球落地点与桌面边缘的水平距离s。；（2）mgs2/4h。【解析】14。【2013·辽宁省丹东市宽甸二中高三上期期末考试】(4分）图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片,小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动.图甲（b）是该装置一次实验的数码连拍照片,同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹。①由图甲（b)的数码连拍照片分析可知，做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是_______________________________.②现在重新设计该实验，如图乙所示，光源位于S点,紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气阻力,小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能(每隔相同的时间自动拍摄一次）拍摄下来，如图丙所示。则小球的影像P在屏上移动情况应当是图丙中的___________（选填“（c)”或“（d)”）。【答案】①自由落体运动②d【解析】试题分析：①本实验中A做平抛运动，B做自由落体运动，同一时刻两球处于同一高度，说明竖直方向运动情况相同，所以A竖直方向的分运动是自由落体运动．

②设经过时间t照相机拍摄一次，从抛出开始经时间t后到达C点，经时间2t后经过B点，如图所示：

根据几何关系有:①②

水平方向做匀速运动,所以③

竖直方向做自由落体运动,所以＝④

由①②③④得:,即PG=GQ

所以小球的影像P在屏上移动情况应当是等间距的，故选d考点：平抛运动及其特点的演示实验15.【2014·辽宁省抚顺二中高三上期期中考试】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，实验装置如图所示，实验主要过程如下：（1）关于该实验的说法中正确的是___________。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.（2）在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是(回答一种即可)16.【2014·辽宁省抚顺市六校联合体高三上期期中考试】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落．重锤上拖着的纸带打出一系列的点．对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律．下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源打出一条纸带E．测量纸带上某些点间的距离F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．Ⅰ、其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_____．（将其选项对应的字母填在横线处）Ⅱ、在实验中,质量m为1.0kg的重物自由下落,带动纸带打出一系列的点,如图所示。相邻计数点间的时间间隔为0。02s，距离单位为cm。（1）纸带的___________端与重物相连;（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=___________m/s；（结果保留两位有效数字）（3）某同学从起点O到打下计数点B的过程中，计算出物体的动能增加量ΔEK=0。48J，势能减少量ΔEP=0.49J(g=9.8m/s2)，该同学的计算方法和过程并没有错误,却出现了ΔEK〈ΔEP的结果,试问这一结果是否合理？答：________________。（4）另一名同学用计算出B的动能EK=0。49J,恰好与势能减少量ΔEP相等，于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”，试问该同学的做法是否合理？答:________________。【答案】Ⅰ、BCD；Ⅱ、（1）左（或0）;（2）0.98；（3)合理;（4）不合理【解析】试题分析：:A、因为我们是比较mgh、eq\f（1，2)mv\s\up3(2）的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量；17.【2014·辽宁省辽宁师大附中高三上期期中考试】测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图的装置，图中长木板水平固定．（1)实验过程中，电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使_____________________．(2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ＝____________．【答案】（1）细线与长木板平行（答“细线水平”同样给分)（2）eq\f（mg－（m＋M)a，Mg）（3)1。3【解析】试题分析：（1）电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．