高考物理命题猜想与仿真押题专题12 力学实验(仿真押题)(解析版)含解析

【考向解读】高考对物理试验的考查，是在《考试说明》规定的试验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否生疏这些常规试验器材，是否真正动手做过这些试验，是否能机敏的运用学过的试验理论、试验方法、试验仪器，去处理、分析、争辩某些未做过的试验，包括设计某些比较简洁的试验等．所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区分，是以教材中试验为背景或素材，通过转变试验条件或增加条件限制，加强对考生迁移力量、创新力量和试验力量的考查．【命题热点突破一】验证力的平行四边形定则试验的条件是“力的作用效果相同”，因此，在两个分力和一个力分别作用下，同一弹性绳的同一端点必需到达同一位置才能满足试验的验证条件．例1、(2021·安徽)在“验证力的平行四边形定则”试验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示．请将以下的试验操作和处理过程补充完整：①用铅笔描下结点位置，记为O；②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，______________________；④依据力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；⑤依据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；⑥比较__________的全都程度，若有较大差异，对其缘由进行分析，并作出相应的改进后再次进行试验．【答案】③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线；⑥F和F3.【变式探究】(2021·山东)某同学通过下述试验验证力的平行四边形定则．试验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数转变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F(N)00.50 1.00 1.50 2.00 2.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05 完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F－l图线，依据图线求得l0＝________ cm.(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)依据给出的标度，在图中作出F OA和F OB的合力F′的图示．(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出试验结论．(3)如图；(4)通过比较F′和F′OO的大小和方向，可得出试验结论．【答案】(1)10.00(2)1.80(3)如图(4)F′OO【命题热点突破二】验证牛顿其次定律试验中用砝码(包括砝码盘)的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起系统误差．例2、如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的试验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．③下列不必要的一项试验要求是____________．A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调整水平D．应使细线与气垫导轨平行④转变钩码的质量，记录对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，争辩滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图像．(选填“t2－F”“1t－F”或“1t2－F”)．【答案】①2.25②A位置到光电门B之间的距离L③A④1t2－F【变式探究】某爱好小组设计出如图甲所示的试验装置，探究小车的加速度跟合外力的关系，途中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上．按甲图装配好试验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，渐渐向砂桶中添加细砂粒，当观看到小车刚开头运动时，登记传感器的最大示数为F0，可认为摩擦阻力为F0.(1)将小车放回初位置并用手按住，连续向砂桶中添加肯定量的砂粒，登记传感器的示数F1，接通频率为50 Hz 的沟通电源使打点计时器工作，然后释放小车，打出一条纸带．再连续向砂桶中添加砂粒，多次重复试验，打出多条纸带，图乙为某次试验打出的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出，按时间挨次，取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离(单位：cm)，分别标注在相应的计数点的下方，则小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留三位有效数字)(2)算出各次小车的加速度和合力F(F＝F1－F0)，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图像，纸带与打点计时器间的摩擦可忽视，下列图像可能正确的是________．(3)写出一条提高试验结果精确程度有益的建议__________.【思路点拨】依据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小．依据牛顿其次定律得出a 与F的关系式，结合关系式得出正确的图线．本题借助试验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平常练习中要加强基础学问的理解与应用，提高解决问题的力量．解决试验问题首先要把握该试验原理，了解试验的操作步骤和数据处理以及留意事项，其中平衡摩擦力的缘由以及做法在试验中应当清楚．【答案】(1)0.756(2)AD(3)多测量几次，取平均值【命题热点突破三】验证机械能守恒定律1．验证机械能守恒定律一般有阻力存在，例如纸带与限位孔之间的，一般重力势能削减量大于动能增加量．2．需要不需要测争辩对象的质量要具体问题具体分析．例3、用如图试验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开头下落，在m1拖着的纸带上打出一系列的点，打点计时器的打点频率为50 Hz，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是试验中猎取的一条纸带，0是打下的第一个点，相邻两计数点间均有4个点未画出，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g(g取9.8 m/s2，全部结果均保留三位有效数字)，求：(1)下面给出了该试验的操作步骤：A．依据图示的装置安装试验器材B．将打点计时器接到直流电源上C ．先释放m 2，再接通电源，在纸带打下一系列点迹D ．选择点迹清楚的纸带进行测量E ．依据测量的结果，分别计算系统削减的重力势能和增加的动能 其中操作不当的步骤是：________.(2)在打0－5点过程中系统动能的增加量ΔE k ________J ，系统重力势能的削减量ΔE p ________J ，在误差允许范围内验证了机械能守恒．(3)某同学作出了v 22－h 图线，则据图线得到的重力加速度g ＝________ m/s 2.【解析】试验中涉及打点计时器的工作条件和操作挨次，依据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，依据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；依据图像的物理意义可知，图像的斜率大小等于物体的重力加速度大小．【答案】 (1)BC ②0.576 0.588 (3)9.67【变式探究】某试验小组利用电磁打点计时器和如图的其他器材开展多项试验探究，选择了一条符合试验要求的纸带，数据如图(相邻计数点的时间为T )，回答下列问题：(1)按装置安装器材时，纸带应穿过电磁打点计时器的限位孔从复写纸的________(填“上”或“下”)表面通过． (2)若是探究重力做功和物体动能的变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试写出在E 点时重锤运动的瞬时速度v E ＝________(用题中字母表示)．(3)若是测量重力加速度g .为削减试验的偶然误差，接受逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g ＝________(用题中字母表示)．(4)假如争辩重锤在AE 运动过程中机械能守恒时，重锤增加的动能总是小于减小的重力势能，造成试验误差的主要缘由是__________________________________________________(只写一条)．【思路点拨】 本题肯定要明确试验原理，并且亲自动手试验，娴熟应用所学基本规律解决试验问题．要会从下面三个方面分析得出正确答案：(1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求出E 点的速度大小．(2)接受逐差法可有效利用数据，再接受求平均值的方法可更好地减小误差．(3)分析验证机械能守恒定律时误差形成的缘由即可．【答案】 (1)下 (2)s 5＋s 62T(3)s 4＋s 5＋s 6－s 1＋s 2＋s 39T 2(4)重锤克服阻力做功(或阻力对重锤做负功) 【命题热点突破四】 争辩匀变速直线运动 1．如何选取纸带和计数点要选取点迹清楚的一条，舍掉开头比较密集的点迹，在便于测量的地方取一个开头点O ，然后每5个点取一个计数点，依次为A 、B 、C ……如图所示，测出相邻计数点间的距离x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6……利用打下点的纸带和测量的有关数据便可以进行计算．2．求任一计数点对应的瞬时速度v 如v B ＝x 2＋x 32T(其中T ＝5×0.02 s ＝0.1 s)．3．利用“逐差法”求加速度a a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39T 2.4．验证牛顿其次定律时 (1)试验用的是把握变量法；(2)将砂桶或钩码重力视为小车所受合外力，必需满足小车和砝码的总重量远远大于砂桶的重量； (3)在平衡摩擦力时，要将一端垫高，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．例4、某同学利用图甲所示的试验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开头运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开头，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据，可推断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开头减速．(2)计数点5对应的速度大小为________ m/s ，计数点6对应的速度大小为________ m/s.(保留三位有效数字) (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a ＝________ m/s 2，若用ag 来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g 为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)．(3)物块在计数点7到11之间做减速运动， 依据Δx ＝aT 2，得x 9－x 7＝2a 1T 2 x 10－x 8＝2a 2T 2故a ＝a 1＋a 22＝x 9＋x 10－x 8＋x 72×2T2≈－2.00 m/s 2 物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力和打点计时器对纸带的摩擦阻力，因此依据牛顿其次定律，得μmg ＋f ＝ma ，即μ＝ma －f mg ，因此用μ′＝a g 计算出的动摩擦因数比μ的真实值偏大．【答案】 (1)6 7(或7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00 偏大 【变式探究】如图(a)所示，竖直平面内固定一斜槽，斜槽中放有若干个直径均为d 的小铁球，紧靠斜槽末端固定有电磁铁，闭合开关K ，电磁铁吸住第1个小球．手动敲击弹性金属片M ，M 与触头瞬间分开，第1个小球从O 点开头下落，M 快速恢复，电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M 时，M 与触头分开，第2个小球从O 点开头下落……某爱好小组利用此装置测定重力加速度，请回答下列问题：(1)利用游标卡尺测量小球的直径d ，如图(b)所示，读数为________ mm.(2)用刻度尺测出OM ＝1.462 m ，手动敲击M 的同时按下秒表开头计时，若10个小球下落的总时间为5.5 s ，则当地的重力加速度g ＝________ m/s 2(保留两位有效数字)；(3)若在O 点的正下方A 点固定一光电门(图中未画出)，测出OA ＝h ，小球经过光电门的时间为Δt ，则小球通过光电门时的速度v ＝________，可求得当地的重力加速度g ＝________.(用已知量和测得量的符号表示) 【思路点拨】 本题中的游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．首先要明确电路结构、试验原理即可正确解答；依据自由落体运动规律h ＝12gt 2，可以求出重力加速度大小．由于测量自由落体的重力加速度，类比对应的公式可知，由刻度尺读出两光电门的高度差，由光电计时器读出小球从光电门1到光电门2的时间，依据匀变速直线运动位移时间公式列出等式求解．要把握游标卡尺的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数．对于试验问题肯定要明确试验原理，并且亲自动手试验，娴熟应用所学基本规律解决试验问题．(3)依据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球运动到光电门处时的瞬时速度，则小球通过光电门时的速度v ＝d /Δt ；依据运动学公式得重力加速度g ＝v 22h ＝d 22h Δt2.【答案】(1)9.30(2)9.7(3)dΔtd22Δt2h【命题热点突破五】探究弹力和弹簧伸长量的关系该试验要留意区分弹簧总长度和弹簧伸长量．对探究性试验，要依据描出的点的走向，尝试判定函数关系．(这一点和验证性试验不同．)可以扩展为橡皮筋、弹性绳．例5、(2021·四川)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好试验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________ cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F 2＝________ N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________．作出F－x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．【答案】25.820.98弹簧的原长l0【变式探究】某探究学习小组的同学欲以下图装置中的滑块为争辩对象“验证动能定理”，他们在试验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的同学电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺、细沙等材料．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放沙桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项试验，则：(1)试验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m、滑块的质量M 两者应满足的条件是________，而且试验时还需要有________的步骤．(2)在(1)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.向沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动状况，在打点计时器打出的纸带上取OABC四点，量得各计数点间的距离分别为x1、x2、x3.若争辩滑块的AB段，本试验最终要验证的数学表达式为________(用题中的字母表示，重力加速度为g，打点计时器所接交变电流的周期为T)．【思路点拨】试验前要平衡摩擦力，使滑块受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑块质量远大于沙和沙桶总质量的状况下，才可近似认为滑块受到的拉力等于沙和沙桶的重力．由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度，代入动能定理表达式即可正确解题．该题考查了力学试验的基本操作和数据处理，正确解答这些问题的关键是明确试验原理，提高应用基本物理规律解决试验问题的力量．【答案】(1)M≫m平衡滑块摩擦力(2)M8T2(x1＋2x2＋x3)(x3－x1)＝mgx2【命题热点突破六】探究动能定理本试验关键是确保测量的是物体所受合力做的功，其次物体的初动能、末动能也是测量的关键．例6、为了探究动能定理，某学习小组在试验室组装了如图1所示的装置，备有下列器材：打点计时器、同学电源、导线、纸带、复写纸、天平、细沙、滑块、沙桶、木板他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态．要完成该试验，请回答下列问题：(1)要完成本试验，还缺少的试验器材是________；(2)试验开头前，首先要________；试验中要保证满足的试验条件是________．(3)在满足(2)问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图2所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后挨次确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离标注在图上，当地重力加速度为g，则在B、D两点间对滑块用试验验证动能定理表达式为________．(用题中所给的表示数据的字母表示)【答案】(1)刻度尺(2)平衡摩擦力m远小于M(3)mg(x2＋x3)＝M8T2(x3＋x4)2－(x1＋x2)2]。

1．读出下图中游标卡尺(50分度)与螺旋测微器的示数．(1)________mm；(2)________mm.2.由于当年实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究，而今天即使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证落体运动的规律．如图是某次实验中获得的质量为m的小球下落时的频闪照片，频闪间隔是130s．根据此照片计算(结果保留三位有效数字)(1)小球在4.90 cm位置处的速度大小为________m/s；(2)小球下落的加速度大小为________m/s2；(3)小球在13.60 cm位置处的速度大小为________m/s.3.某同学用两个弹簧测力计、细线和橡皮条做共点力合成实验，最后画出了如图所示的图．(1)在图上标出的F1、F2、F和F′四个力中，力______不是由弹簧测力计直接测得的，比较力F与力F′的大小和方向基本相同，这就验证了共点力合成的平行四边形定则．(2)某同学对此实验的一些说法，其中正确的是()A．如果手头只有一个弹簧测力计，改变方法也可以完成实验B．用两个测力计拉线时，橡皮条应沿两线夹角的角平分线C．拉橡皮条的线要长一些，用以标记同一细线方向的两点要相距远些D．拉橡皮条时，细线应沿弹簧测力计的轴线E．在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，只需这两次橡皮条的伸长量相同就行4.如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a －F图象，图象是一条过原点的直线．①a－F图象斜率的物理意义是________________________．②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：________(选填“合理”或“不合理”)．③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？答：________(选填“是”或“否”)；理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以________的倒数为横轴．5.在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图甲所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：甲(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后________，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用h A、h B、h C、h D、h E、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为____________，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为__________．(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量ΔE k为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是________________________．6．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始选取的连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律较为简便；(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p＝________J，动能增加量ΔE k＝________J；(结果取三位有效数字)(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h ，则以v 22为纵轴、以h 为横轴画出的图象是下图中的________．7．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示，图中A 、B 两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d 的挡光 片通过A 的挡光时间为t 1，通过B 的挡光时间为t 2，重力加速度为g .为了证明小物体通过A 、B 时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．(1)下列必要的实验测量步骤是________．A ．用天平测出运动小物体的质量mB ．测出A 、B 两传感器之间的竖直距离hC ．测出小物体释放时离桌面的高度HD ．用秒表测出运动小物体由传感器A 到传感器B 所用时间Δt (2)若该同学用d 和t 1、t 2的比值分别来反映小物体经过A 、B 光电门时的速度,并设想如果能满足_______关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的 机械能是守恒的．8．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．(1)OD 间的距离为________cm. (2)图乙是根据实验数据绘出的x-t 2图线(x 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示______________，加速度大小为________m/s 2(保留三位有效数字)．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.(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线________(选填“Uh”或“U2h”)更容易得出结论．(2)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__________．(3)同学甲根据实验数据画出如图(b)所示a 1m图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为______kg ；(g 取10 m/s 2)(4)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 p ＝12kx 2”，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；B ．将弹簧拉伸x 后用插销锁定，测出其伸长量x ；C ．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；D ．选择纸带上某处的A 点测出其速度v ；E ．取不同的x 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：(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________(填s 1、s 2、s 3)的段中取；(3)若E p ＝12kx 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：①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 ；②调整轻滑轮，使细线水平；③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出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ；④多次重复步骤③，求a 的平均值a －；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.回答下列问题：(1)测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)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 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________.(3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a －和重力加速度g 表示为μ＝_____.(4)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．(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b ，结果如图乙所示，由此读出b ＝________mm.(2)滑块通过B 点的瞬时速度可表示为________．(3)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时m 和M 组成的系统动能增加量可表示为ΔE k ＝________，系统的重力势能减少量可表示为ΔE p ＝________，在误差允许的范围内，若ΔE k ＝ΔE p 则可认为系统的机械能守恒．(4)在上次实验中，某同学改变A 、B 间的距离，作出的v 2－d 图像如图丙所示，并测得M ＝m ，则重力加速度g ＝________ m/s 2.14．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实现平衡摩擦力．(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l ＝________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m 0，挡光板的宽度l ，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t 1、t 2.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是_______________________________ (用实验中测出的物理量表示)．。

咼考押题专练1.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则•实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向②如图所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O i、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O i、02间的距离(即橡皮筋的长度I).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的I，部分数据如下表所示：③找出②中F= 2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为0、0',橡皮筋的拉力记为F OO.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图所示•用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到0点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋0A段的拉力记为F OA, 0B段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空:(1) 利用表中数据在图坐标纸上画出 ______ FI图线，根据图线求得l o= cm.⑵测得0A = 6.00 cm , 0B= 7.60 cm，贝U F OA的大小为_________ N.(3)根据给出的标度，在图中作出F OA和F OB的合力F的图示.若OA — 6.00 cm , OB — 7.60 cm ，则橡皮筋的弹力为 F 1 — k A x 1 — 50 X (6.0® 7.60- 10.00) X 10N — 1.80 N 则此时 F OA — F 1— 1.80 N（3）F OB — F OA — 1.80 N ，两力的合力 F 如图乙所示和F OO的大小和方向，可得出实验结论⑷通过比较F'与 __________ 的大小和方向，即可得出实验结论 •【答案】 ⑴见解析图甲 10.0（9.8、9.9、10.1均正确）（2）1.801.90均正确）（3）见解析图乙⑷ F OO '【解析】（1）作出Fl 图象，如图甲所示，求得直线的横截距即为 10, 可得 10—10.0 cmk — — = _25 =A x — 0.05N/m —50 N/m ⑷F OO 的作用效果和 F OA 、F OB 两个力的作用效果相同,F 是F OA 、F OB 两个力的合力，所以通过比较F '⑵可计算橡皮筋的劲度系数2•某同学利用如图所示的装置验证动能定理•将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸•将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h 竖直位移y/cm30.015.010.07.5 6.0 4.3 3.8 3.3(1) __________________________ 表格中空缺的数据应为.(2) 已知木板与斜槽末端的水平距离为x,小球在离开斜槽后的竖直位移为y,不计小球与槽之间的摩擦,小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立，则应满足的关系式是(3) 若仅仅换一形状完全相同，但摩擦不能忽略的斜槽(其余装置、位置均不变)，表格中竖直位移y的数值与上表相比会________ (填变大”变小”或不变”).x2 【答案】(1)5.0 (2)H = (3)变大4y【解析】⑴根据表格中的数据规律可以发现，Hy = 30h，是个定值，则当H = 6h时，y= 5.0 cm.1(2) 设小球离开斜槽时的速度为v,根据平抛运动的规律得：x= vt, y= 2gt2小球在斜槽上滑下过程中，不计小球与槽之间的摩擦，只有重力做功，则有:1 x2mgH = ^mv2,解得：H =石H⑶若摩擦不能忽略，则有：w= mgH —卩mcos B s j n 0=mgH(1- t a^ /部分同学用游标卡速度为g ，完成下列问题:(1) 小球在B 点时的速度大小为⑵小球从A 点到B 点的过程中，动能减少量为成立，就可以验证机械能守恒 (用题目中给出的物理量符号 表示)• d 1 1【答案】(1) &(2)2mv2—2m A t 2d 2A 2]4. 某同学利用图所示装置，验证以下两个规律:① 两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等； ② 系统机械能守恒.P 、Q 、R 是三个完全相同的物块，P 、Q 用细绳连接，放在水平气垫桌上.物块R 与轻质滑轮连接，放在正中间，a 、b 、c 是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放 .(1)为了能完成实验目的，除了记录 P 、Q 、R 三个遮光片的遮光时间 t 1、t 2、t 3外，还必需测量的物理量 有 ________ ;A. P 、Q 、R 的质量MB. 两个定滑轮的距离 dC. R 的遮光片到c 的距离HD. 遮光片的宽度x(3)在误差允许范围内，若等式 d 2⑶gh = 【解析】(1)小球在B 点的瞬时速度大小dV B =— BAt' ⑵小球从A 点到B 点，动能的减小量 _ 1 2 1 2 1 2 1 d 2A E k = mvk — mvB = mvX —c m “ 2.2 2 2 2 A t d 2 “ 1° d 21 1 d2 1 5⑶重力势能的增加量为 mgh , 若 mgh = 尹/一 2 A —.即gh =彳⑷^— A 2］，机械能守恒.b(2)根据装置可以分析出 P 、Q 的速度大小相等，验证表达式为 ___________ ;(3)若要验证物块 R 与物块P 的沿绳分速度相等，则验证表达式为 ____________________⑷若已知当地重力加速度g ,则验证系统机械能守恒的表达式为 _____________________ .【答案】(1)BCD (2)t 1— t 2 x 2 「 x 2 , x 2(4)gH — 2t 32 + 2t 22+ 2t 12【解析】(1)为了能完成实验目的，除了记录 P 、Q 、R 三个遮光片的遮光时间 t 1、t 2、t 3外，还必需测量的物理量有：两个定滑轮的距离d ; R 的遮光片到c 的距离H ;遮光片的宽度 x ;故选B 、C 、D.(2)根据装xx 置可以分析出P 、Q 的速度大小相等，根据v — A *可知，验证表达式为t 1 — t 2.(3)P 经过遮光片时的速度VP —.;A tt 15.在 验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度 h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外 h ,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷(1) 用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d — _______ m m ;⑵为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象A.h -1图象1B.h -［图象C.h -12图象1D.h —卫图象(3)经正确的实验操作， 1小明发现小球动能增加量？mv 2总是稍小于重力势能减少量 mgh ,你认为增加释放高度h 后，两者的差值会 (填增大”缩小”或不变”).【答案】(1)17.806(17.804 〜17.808 均可)(2)D2H J 4H 2+ d 2R 经过遮光片时的速度 V R —J 若要验证物块R 与物块P的沿绳分速度相等,则需验证 V R COS 0—*3 2H—V P ,整理可得«-羽|_|2 + d 2.(4)验证系统机械能守恒的表达式为mgH — 2mvP^ + 2mv&+ ?mv 於，其中 xvp —t 1， :,V R —:，联立解得线的时间t ，改变小球下落高度H甲乙⑶增大【解析】(1)螺旋测微器的读数为 d = 17.5 mm + 30.6 X 0.01 mm= 17.806 mm1 、(2) 减小的重力势能若全部转化为动能，则有mgh= gmv2,小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬d 1 d 1时速度，故v= d，联立可得h =函早2，故作h —卞图象，D正确.1(3) 由于实验中存在空气阻力，所以发现小球动能增加量2山，总是稍小于重力势能减少量mgh，若增加释放高度h，则阻力做功增大，系统损失的机械能增加，所以两者的差值会增大6. 在用落体法”做验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示.他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C……，测出O到A、B、C……的距离分别为m、h2、h3 .电源的频率为f.(1) _______________________________________________ 为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是A. 选用铁质重锤B. 安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C. 释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D. 重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2) 打B点时，重锤的速度V B为.⑶小明用实验测得数据画出的V2—h图象如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是___________—h图线，并与其比较, 其中正确的是甲乙⑷另有四位同学在图乙的基础上,⑶图线不过原点，h =0时，速度不为零，可知打下 0点时重锤速度不为零. ⑷不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，两图线交于同一点，故7.用如图甲所示的实验装置验证 m 1、m 2组成的系统机械能守恒， m 2从高处由静止开始下落，打点计时器频率为50 Hz , m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律 .如图乙给出的是实验中获取的一条纸带： 0是打下的第一个点 海相邻两计数点之间还有 4个点(图中未标出), 计数点间的距离如图所示.已知m 1 = 50 mg , m 2= 150 mg.(结果均保留两位有效数字)【解析】 (1)ABC (2严一讪 (3)打下0点时重锤速度不为零 (4)B (1)为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故 A 正确；安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故B 正确；释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，可以减小阻力，故 C 正确；重锤下落过程中，手不能拉着纸带，故D 错误.(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,B 点的瞬时速度h 3— h 1 (h 3— h 1)fV B =2TB 正确，A 、C 、D 错ji1 ]2 * • • ■*单位：cm (3&402LH )【答案】I)Efljzi ___ —n 1 甲(1) 在纸带上打下计数点_____ 5时的速度v= m/s.⑷一位同学做此实验时得到如图乙所示的 F — x 图线，说明此同学可能出现了哪种错误?J(当地重力加速度g 约为9.8 m/s 2)1⑶若某同学作出2V 2— h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度 g = _________ m/s 2.【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.59 (3)9.7【解析】(1)由于每相邻两个计数点间还有 4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔 T = 0.1 s ,=2.4 m/s.1 1⑵在0〜5过程中系统动能的增量 AEk = 2(m 1 + m 2)v0= 2 X 0.2 X 勾4~ 0.58 J.系统重力势能的减小量为(m 2— m 1)gx 5= 0.1 X 9.8 X (0.3+ 0.216 0) J 〜0.59 J.1 2⑶本题中根据机械能守恒可知， (m 2 — m 1)gh = ?(m 1 + m 2)v 2,m2——m1m 1 + m 2gh ，所以2V 2- h 图象中图象的斜率不表示重力加速度,8.某学生做探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一 只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度 x ，数据记录如表所示.钩码个数 0 1 2 3 4 5 6 7 弹力F /N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 弹黄伸长的长度 x /cm2.003.986.027.979.9511.8014.00(1)根据表中数据在图甲中作出 F — x 图线;⑵根据F — x 图线可以求得弹簧的劲度系数为 __________ N/m ;(3) ___________________________________________ 估测弹簧弹力为5 N 时弹簧的弹性势能为 J.⑵在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量AEk =J ,系统势能减少△E P =根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度:X 46 0.216 0+ 0.264 0V 5 = = ------------------------ 52T 2 X 0.1m/s即有：由图可知，斜率 5.821.20=4.85，故当地的实际重力加速度 g = 9.7 m/s 2.IOX乙【答案】(1)见解析图(2)50 ⑶0.25 (4)已超出了弹簧的弹性限度【解析】(1)根据描点法可得出对应的F-x图象，如图所示；(2) 根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k—冷N/m —50 N/m(3) 根据图象的性质以及W—Fx可知，图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功，根据功能关系可知，1等于弹簧的弹性势能，故E p—X 5X 0.099 5 J ~;0.25 J(4) 由图可知，当力达到某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限度9. 用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度 a.A. 实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B. 平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C. 每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D. 实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2) 图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、50 Hz ，打B 点时小车的速度 V B = __________ m /s ，小车的加速度 a = __________ m/s 2.(3)改变细线下端钩码的个数，得到 ___________________________________ a— F 图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是 ____________________________________________________ .【答案】(1)AD (2)0.316 0.93 (3)随所挂钩码质量 m 的增大，不能满足 M? m.【解析】(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故 A 正确；在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B 错误；由于平衡摩擦力之后有Mgs in =卩Mgos 0,故ta n 0=卩所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力 沿斜面的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C 错误；打点计时器要 早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放小车，而当实验结束时应先控制小车停下再停止 打点计时器，故 D 正确；(2)已知打点计时器电源频率为 50 Hz ，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为 T = 5 X 0.02 = 0.1 s.根据 A x = aT 2 可得：X CE — X AC = a(2T)2，X CE — X AC 0.163 6 — 0.063 2 — 0.063 2 ?2小车运动的加速度为 a =4T 2 = ----------- 0~04 ------------- m/s 2= 0.93 m/s 2B 点对应的速度：V B =穿=0.063 2 m/s = 0.316 m/s ； ⑶随着力F 的增大，即随所挂钩码质量 m 的增大，不能满足 M?m ，因此图线上端出现弯曲现象.10. 如图所示，利用DIS 实验系统探究加速度与力的关系.一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器(接收器)，绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器 (发射器)的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物 .将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动.不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦(1) 实验中力传感器的示数F 与小重物的重力 mg 的关系为( )A.F =mg2 B.F> mg 2 C.F<mg 2D.无法确定(2) 保持小车(含发射器)的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验.记下每次力传感器的示数F，利用DIS测出每次实验中小车的加速度a,将得到的a、F数据绘制成a- F图象.以下图象可能的是()(3) 在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：______________________________________________________________________________________ 【答案】(1)C (2)A ⑶减小小车与长木板之间的摩擦【解析】(1)小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：mg-2F —ma,解得：F - mg-ma<m；g，故C正确.⑵根据实验装置可知，本实验没有平衡摩擦力，所以当FK时，a —0,即在F轴上有截距，绳子的拉1 F f力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F —F f —ma, a—m F - m，是一条倾斜的直线，故A正确，B、C、D错误.(3)减小小车与长木板之间的摩擦可以减小实验误差11. 某实验小组利用图所示装置进行探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A. 挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B. 打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C. 重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤.回答下列问题:(1) 按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？________ (填是”或否”;(2) 若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有___________ ;A. 悬挂钩码的总质量mB. 长木板的倾角0C. 两传感器间的距离ID. 小车的质量M⑶根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：_________________________________ .(重力加速度为g)1 1【答案】(1)否(2)ACD (3)mgl = 2M V22—2M V12【解析】(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，挂上钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，1 1则有：mgl= ?Mv孑—2MV12,所以要测量悬挂钩码的总质量m、两传感器间的距离I和小车的质量M.12. 某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的装置.在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为 1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮B(可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B与A等高，BD为水平参考线，测出BC间绳长L = 0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改变h的值，记录下相应的最大拉力F，取H = L —h, g = 9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下(1) _______________________________________ 当H = 0.60 m时，小球的最大动能为J,此过程中外力做功为_____________________________________________ J;(2) 实验结论是：__________________________________________________________(3) 根据实验结论，推导出F与H之间的关系为： ____________________ .【答案】见解析【解析】(1)根据实验中得到的数据可知， H — 0.60 m , F — 24.45 N , 小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，v 21在最低点，根据牛顿第二定律得：F — mg — m 【解得：^mv 2— 5.86 J ,此过程中外力做功为 W — mg(L - h)— 1.00 X 9.80 X 0.60J5.88 J. ⑵实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量.2⑶根据实验结论可知， F — mg — m —, ^mv 2— mg(L - h)，解得：F —普务 + mg ,代入数据得：F — 24.5H + 9.8. 13.如图甲所示的装置可以探究外力做功和物体速度变化的关系.光滑斜槽轨道固定在水平桌面上，将斜槽从底端开始分成长度相等的五等份，使AB — BC — CD — DE — EF ，让小球每次从不同等分点处释放，最后【答案】(1)W (2)v 2 ——15 ' 丿 4Hsin 0【解析】(1)根据几何关系可知，h FA — 5h BA ,对小球从F 到A 和B 到A 的两个过程，根据动能定理得： WW — mgh FA , W'— mgh BA ，解得： W'— 5(2)小球从A 点抛出后做平抛运动，下落的高度相等，则运动时间相等，则小球运动到斜槽底端时的速时间相等，所以v 与x 成正比，而根据图象可知， L 与x 2成正比，所以L 与v 2成正比，又 W 与L 成正比，故W 与v 2成正比点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为 W , 则小球从B 点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为(2)实验中，小球每次在斜槽上运动的长度记作 L ,小球做平抛运动的水平位移记作 x ,通过五组数据描 点作出的L - x 2图象是一条过原点的直线，如图乙所示 .设小球运动到斜槽底端时的速度为v ,可以判断，外力做功W 与(填v 、v 2或小)成正比，若斜槽的倾角为 0,小球抛出点距地面的高度为H ，则图象的斜率为(用H 、B 表示).屮(1)实验中，若小球从 F小球抛出点距地面的高度为 H ，则运动时间t = 嘗②1根据动能定理得：mgLsin 0= gmv 2③ 由①②③解得：L = 4H ： 01则L -x 2图象的斜率k = 4Hsz14. 某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验 用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在气垫导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了 因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差(1) 下面是实验的主要步骤：① 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ② 向气垫导轨通入压缩空气；③ 把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固 定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④ 使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤ 把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥ 先 _______ ，然后 _________ ，让滑块带动纸带一起运动； ⑦ 取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示； ⑧ 测得滑块1的质量为310 g ，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容.(2) 已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点.通过计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 _____________ kg • m/s 两滑块相互作用以后系统的总动量 为 ________ kg - m/s 保留三位有效数字).(3) 试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 ___________________________________.气垫导轨装置如图甲所示，所I fi.fi cm ----- * * ----- 20*4 cm【答案】见解析【解析】（1）先接通打点计时器的电源，后释放滑块 1;（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块 2发生碰撞后跟滑块 2 一起做匀速运动，根据纸带的数0 2据得：碰撞前滑块 1的动量为P 1= m 1V 1 = 0.310 £ kg • m/s 0.620 kg • m/滑块2的动量为零，所以碰撞前 的总动量为0.620 kg • m/碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：（m 1 + m 2）v 2= （0.310 + 0.205） kg • m/s 0.618 kg • m/s.（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用 14.如图甲为测量重力加速度的实验装置，C 为数字毫秒表，A 、B 为两个相同的光电门，C 可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔.开始时铁球处于 A 门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时，数字 毫秒表开始计时，落到 B 门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过1 x 1 1根据x = 2gt 2可得，t = 2gt ,则2§ = k ,解得g = 2k ;若某次测得铁球经过 A 、B 门的时间间隔V C 为t 0，则可知铁球经过 B 门时的速度大小为 V = gt 0= 2kt 0,此时两光电门间的距离为x = <0= kt 。

1.(7分)（2013四川省成都市三模）某同学做“研究力的平行四边形定章”的实验中, 请先将以下不完美的实验步骤增补完好, 再依据合理实验次序排序。

a. 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点 , 在橡皮条的另一端拴上两条细绳, 细绳的另一端系着绳套;b. 在桌上放一块方木板, 在方木板上铺一张白纸, 用图钉把白纸钉在方木板上;c. 只用一只弹簧测力计, 经过细绳套拉橡皮条使其伸长, 让结点 ; 读出弹簧测力计的示数, 记下细绳的方向,按同一标度作出这个力 F 的图示；d．用两个弹簧测力计分别钩住绳套, 互成角度地拉橡皮条, 使橡皮条伸长, 结点抵达某一地点O。

记录下O 点的地点 , 读出两个弹簧测力计的示数 F l和 F2, 记下；e．比较F和 F 的大小和方向 , 看它们能否同样, 得出结论。

f ．按选好的标度, 用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F l和 F 2的图示 , 并用平行四边形定章作出合力 F;依据合理实验次序迸行排序的是( )A.abcdefB. bacdfeC.cabdefD.badcfe2．（ 5 分）（ 2013 上海市闵行区二模）以以下图a 所示，某实验小组对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改制，在装置双侧都装上完好同样的斜槽A、B，但地点有必定高度差，白色与黑色两个同样的小球 A、 B 都由斜槽某地点静止开释。

启动闪光连拍相机对上述实验过程摄影。

实验后比较片做必定办理并成立直角坐标系，获得以下图的部分小球地点表示图。

（ 1）依据小球地点表示图能够判断闪光间隔为______________s 。

(g=10m/s 2 )（ 2）（多项选择题）依据部分小球地点表示图，以下说法正确的选项是（）（A）白球 A 先开释，黑球 B 后开释（B） A 球抛出点坐标（ 0， 0）（C） B 球抛出点坐标（ 0.95 ， 0.50 ）（D）两小球开释地点到平抛槽口的高度差同样3．（ 6 分）（2013 武汉市4 月调研）以下图，在“研究加快度与力、质量的关系”的实验中，某同学保持木板水平，调理盘和重物的总重量，使小车能拖动纸带沿木板匀速运动，记下此时盘和重物的总质量 m0、小车的总质量 M。

专题12 力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景，稍微改变原有的实验目的，或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等)，或探究与原实验密切相关的新关系（如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等）。

2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。

①立足实验要求、选用相关力学规律分析原理，如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。

①加强探究性思考，运用物理方法科学设计。

典例1：（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。

弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m 。

已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g 。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。

接通打点计时器电源。

从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。

钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。

从打出A点到打出F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。

由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。

典例2：（2021·福建·高考真题）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。

2024年高考物理预测题-力学实验一、填空题1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中某同学进行实验的主要步骤是：a．如图甲所示将橡皮筋的一端固定在木板上的A点另一端拴上两根绳套每根绳套分别连着一个弹簧测力计。

b．分别沿着两个方向同时拉弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉到某一位置将此位置标记为O 点读取此时弹簧测力计的示数分别记录两个拉力F1、F2的大小。

用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点并分别将其与O点连接表示两拉力的方向。

c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。

（1）实验中确定分力方向时图甲中的b点标记得不妥其原因是。

（2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示其中是F1和F2合力的实际测量值。

（3）在该实验中下列说法正确的是____（单选）；A．拉着细绳套的两只弹簧测力计稳定后读数应相同B．分别沿两个方向同时拉弹簧测力计时两绳套之间的夹角越小越好C．测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时橡皮条、绳套和弹簧测力计应贴近并平行于木板（4）若只有一个弹簧测力计为了完成该实验至少需要（填“2”“3”或“4”）次把橡皮筋的活动端拉到O点。

二、实验探究题2．某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系” 装置如下图所示。

主要实验步骤如下：A．按图示安装实验装置适当调节长木板的倾角以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；B．调整定滑轮及力传感器相连的细线使其竖直；C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶再由静止释放小车记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度a′并计算出小车的加速度a；D．在沙桶中加入细沙多次重复步骤C；E.根据实验数据在坐标纸上作出a−F的图像。

根据以上实验过程回答以下问题：（1）实验中手机、沙桶和细沙的质量（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。

（2）每次实验中小车的加速度a是沙桶加速度a′的倍。

y/mmx60.0543 30.5 21 2 3 4 5 6o业副市器成阳光实验学校08-高考模拟试题汇编专题训练十二 力学1．〔一中高三教学质量检测物理试卷一〕⑴ 在<探究求合力的方法>中，做好准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O ，此时学生需要记录的是 ， ， ，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是 ．⑵某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系〞。

他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L ，把L-L 0作为弹簧的伸长X ，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是以下所示图线的哪一个？( )答案：⑴两个弹簧秤的读数，两个细绳套的方向，橡皮条结点的位置 . 把橡皮条的结点拉到同一位置O 。

⑵ C2．〔一中高三教学质量检测物理试卷一〕滴水法测重力加速度的作法如下： 〔1〕让水滴落到垫起来的盘子上，可以听到水滴每次碰盘子的声音，仔细地调整水龙头的阀门，使第一滴水碰到盘的瞬间，同时第二滴水正好从阀门处开始下落。

〔2〕从听到某个水滴的声音时开始计时，并数“0〞，以后每听到一次响声，顺次加1，直到数到“100〞，计时停止，秒表上时间为40s 。

〔3〕用米尺量出水龙头滴水处到盘子的距离为76cm ，根据上述所得的数据，计算出重力加速度的值为__________。

答案： 2m/s 2。

3．〔一中高三教学质量检测物理试卷一〕为研究钢球在液体中运动时所受阻力的大小，让钢球从某一高度竖直落下进入液体中运动，用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置。

如下图为拍摄中的一段图片。

钢球在液体中运动时所受阻力2kv F ，闪光照相机的闪光频率为f ，图中刻度尺的最小分度为0s ，钢球的质量为m ，那么阻力常数k 的表达式为k=___________。

答案：k =2204fs mg4．作匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带，通过打点计时器，交流电源的频率是50 Hz ，由纸带上打出的某点开始，每5个点剪下一断纸带，如右图所示，使每一条纸下端与x 轴重合，将边与y 轴平行，将纸带贴在直角坐标中。

计算题的解题方法与技巧仿真押题1.如图1所示，水平桌面左端有一顶端高为h 的光滑圆弧形轨道，圆弧的底端与桌面在同一水平面上.桌面右侧有一竖直放置的光滑圆轨道MNP ，其形状为半径R ＝0.8m 的圆环剪去了左上角135°后剩余的部分，MN 为其竖直直径，P 点到桌面的竖直距离也为R .一质量m ＝0.4kg 的物块A 自圆弧形轨道的顶端静止释放，到达圆弧形轨道底端恰与一停在圆弧底端水平桌面上质量也为m 的物块B 发生弹性正碰(碰撞过程没有机械能的损失)，碰后物块B 的位移随时间变化的关系式为x ＝6t －2t 2(关系式中所有物理量的单位均为国际单位)，物块B 飞离桌面后恰由P 点沿切线落入圆轨道.(重力加速度g 取10m/s 2)求：错误！未指定书签。

图1(1)BP 间的水平距离x BP ；(2)判断物块B 能否沿圆轨道到达M 点； (3)物块A 由静止释放的高度h . 答案 (1)4.1m (2)不能 (3)1.8m 错误！未指定书签。

(2)若物块B 能沿轨道到达M 点，在M 点时其速度为v M ，则有12mv 2M －12mv 2D ＝－22mgR设轨道对物块的压力为F N ，则F N ＋mg ＝m v2MR解得F N ＝(1－2)mg <0，即物块不能到达M 点. (3)对物块A 、B 的碰撞过程，有：m A v A ＝m A v A ′＋m B v 012m A v 2A ＝12m A v A ′2＋12m B v 20 解得：v A ＝6m/s设物块A 释放的高度为h ，则mgh ＝12mv 2A ，解得h ＝1.8m2.如图2所示为过山车简易模型，它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成，Q 点为圆形轨道最低点，M 点为最高点，圆形轨道半径R ＝0.32m.水平轨道PN 右侧的水平地面上，并排放置两块长木板c 、d ，两木板间相互接触但不粘连，长木板上表面与水平轨道PN 平齐，木板c 质量m 3＝2.2kg ，长L ＝4m ，木板d 质量m 4＝4.4kg.质量m 2＝3.3kg 的小滑块b 放置在轨道QN 上，另一质量m 1＝1.3kg 的小滑块a 从P 点以水平速度v 0向右运动，沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b 发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失.碰后a 沿原路返回到M 点时，对轨道压力恰好为0.已知小滑块b 与两块长木板间动摩擦因数均为μ0＝0.16，重力加速度g ＝10m/s 2.错误！未指定书签。

2024届天成教育命题研究院高考物理押题试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ，在正极板附近有一质量为m ，电荷量为()110q q >的粒子A ；在负极板附近有一质量也为m 、电荷量为()220q q ->的粒子B 。

仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。

已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距37l 的平面Q ，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是（ ）A ．电荷量1q 与2q 的比值为3:7B ．电荷量1q 与2q 的比值为3:4C ．粒子A 、B 通过平面Q 时的速度之比为9:16D ．粒子A 、B 通过平面Q 时的速度之比为3:72、运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看成做自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落. p F E υ合、、和E 分别表示速度、合外力、重力势能和机械能.其中t h 、分别表示下落的时间和高度，在整个过程中，下列图象可能符合事实的是( )A ．B ．C ．D ．3、如图，长l 的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。

后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。

当小球甲刚要落地时，其速度大小为( )A．B．C．D．04、光滑水平面上，一质量为m的滑块以速度v与质量为M的静止滑块相碰，碰后两者粘在一起共同运动。

设碰撞过程中系统损失的机械能为E∆。

下列说法正确的是（）A．若保持M、m不变，v变大，则E∆变大B．若保持M、m不变，v变大，则E∆变小C．若保持m、v不变，M变大，则E∆变小D．若保持M、v不变，m变大，则E∆变小5、2018年7月29日09时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。

高考模拟试卷物理卷学科：物理满分：120分考试时间：60 分钟考生须知：1、本卷共 5 页；2、本卷答案必须做在答案卷上，做在试卷上无效；3、答题前请在答题卷密封线内填好相关栏目。

一、选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

）14．【原创】下列说法正确的是（）A．相同质量，速度大的物体的惯性大B．牛顿通过理想斜面实验得出了力不是维持物体运动状态的原因C．电力工作人员全身穿戴采用金属材料编织的衣服在几百万伏的高压线上进行带电作业时，电力工作人员体内的场强为零D．动圈式话筒是应用电流的磁效应，其原理是奥斯特发现的【命题意图：本题考查了物理学史上的重要物理学家的重大发现以及他们的观点】15. 【2015山东二模改编】如图所示，截面为三角形的钢坯A、B，叠放在汽车的水平底板上，汽车底板和钢坯表面均粗糙，以下说法正确的是（）A．汽车、钢坯都静止时，汽车底板对钢坯A静摩擦力向左B．汽车、钢坯都静止时，钢坯A对B无摩擦力作用C．汽车以恒定功率启动过程中，若汽车与钢坯相对静止，钢坯A对B的弹力不变D．刹车时，若汽车与钢坯相对静止，钢坯A受到汽车底板对它的静摩擦力【命题意图：本题考察受力分析与力的合成分解，特别学生对涉及静摩擦力的平衡】16. 【网络试题改编】如图所示，为一种自动跳闸限流开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，当通过闸刀的电流超过I0时，开关自动断开．闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，CO间距离为L．下列说法正确的是（）A．这个限流开关是利用电磁感应理论研发的B．这个限流开关正常工作时的电流应C→OSM A BC ．若要增大上限电流I 0，应增强磁感应强度 BD ．这个开关可以替代家里的熔断丝【命题意图：本题考查生活中具体安培力实例，对于其原理具有一定难度】 17. 【原创】现在流行在自行车的气门上装“风火轮”。

它的主要元件是由七彩的LED 灯与纽扣电池，以及内部的感应装置开关组成。