2018高考物理二轮复习：专题能力训练14 力学实验

专题能力训练14热学(时间:45分钟满分:90分)1.(1)(多选)(5分)下列说法正确的是。

A.液体中悬浮的微粒越大,布朗运动越显著B.第二类永动机不可能制成,因为它违反能量守恒定律C.一定质量的理想气体,当它的压强、体积都增大时,其内能一定增加D.因为液体表面层分子分布比内部稀疏,因此液体表面有收缩趋势(2)(10分)如图所示,圆柱形汽缸开口向上,竖直放置在水平面上,汽缸足够长,内截面积为S,大气压强为p0。

一厚度不计、质量为m=的活塞封住一定量的理想气体,温度为T0时缸内气体体积为V0。

先在活塞上缓慢放上质量为3m的砂子,然后将缸内气体温度缓慢升高到2T0,求稳定后缸内气体的体积。

2.(1)(多选)(5分)下列说法正确的是。

A.相同质量的0 ℃的水的分子势能比0 ℃的冰的分子势能大B.大颗粒的盐磨成了细盐,就变成了非晶体C.气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数,与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关D.气体在等压膨胀过程中温度一定不变(2)(10分)一密闭容器有进气口和出气口可以和外部连通,将进气口和出气口关闭,此时容器内容积为V0,内部封闭气体的压强为p0,将气体缓慢加热,使气体温度由T0=300 K 升至T1=350 K。

①求此时气体的压强。

②保持T1=350 K不变,缓慢由出气口抽出部分气体,使气体压强再变回到p0。

求容器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。

3.(2015·山东青岛统考)(1)(多选)(5分)下列有关热现象的叙述中正确的是。

A.布朗运动是液体分子无规则的运动B.分子间不可能同时存在引力和斥力C.热量可以从低温物体传递到高温物体,但一定要引起其他的变化D.一定质量的理想气体发生等压膨胀过程,其温度一定升高(2)(10分)若一条鱼儿正在水下10 m处戏水,吐出一个体积为1 cm3的气泡。

气泡内的气体视为理想气体,且气体质量保持不变,大气压强为p0=1.0×105Pa,g取10 m/s2,湖水温度保持不变。

专题能力训练14 力学实验(时间:45分钟满分:100分)1.(10分)(2018·全国卷Ⅰ)如图甲所示,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。

现要测量图甲中弹簧的劲度系数。

当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图乙所示,其读数为cm。

当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。

2.(14分)某同学利用图甲所示的实验装置,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始运动,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始,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。

甲乙(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点和之间某时刻开始减速。

(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/s2,若用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(选填“偏大”或“偏小”)。

3.(14分)为了测量木块与木板间动摩擦因数,某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离。

位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化规律,如图乙所示。

(1)根据上述x-t图,计算0.3 s时木块的速度v= m/s,木块加速度a= m/s2;(以上结果均保留两位有效数字)(2)若知道木板的倾角为θ,则木块与木板的动摩擦因数μ=(所有量用字母表示,已知当地的重力加速度为g)。

小题提速练(十四)(时间：20分钟分值：48分)选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 14．(2018·郑州三模)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是()A．普朗克通过对光电效应实验的研究，确定了光的粒子性B．汤姆孙通过阴极射线在电、磁场中偏转的实验，发现了原子内部存在电子C．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D．卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子B[爱因斯坦的光子学说成功的解释了光电效应实验的规律，确定了光的粒子性，A错误；汤姆孙通过阴极射线在电、磁场中偏转的实验，测出了这些粒子的荷质比，发现了原子内部存在电子，B正确；贝可勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核可以再分，C错误；卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验，发现了质子，D错误．]15．如图1所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上．细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离，斜面体始终静止．移动过程中()【导学号：19624251】图1A．细线对小球的拉力变大B．斜面对小球的支持力变大C．斜面对地面的压力变大D．地面对斜面的摩擦力变大A[如图，根据矢量三角形可知：当小球沿斜面缓慢向上移动一段距离时，β减小，绳子拉力增大，斜面对小球支持力减小；根据牛顿第三定律，小球对斜面体压力减小，将该力沿水平方向和竖直方向分解可知：两个方向的力都减小，所以地面对斜面的支持力和摩擦力都减小．综上所述，A正确．]16．光滑平行金属导轨轨道平面与水平面的夹角为θ，导轨上端接一阻值为R的电阻，导轨所在空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，有一质量为m、电阻为r的金属棒ab，放在导轨上，其余部分电阻不计．要使金属棒始终处于平衡状态，则磁场随时间变化的图象可能是()图2A B C DD[杆ab始终处于平衡状态，感应电流为b→a，则穿过闭合回路的磁通量应该是增加的，故选项C错误；根据平衡条件：mg sin θ＝BIL，I＝ΔBSΔt(R＋r)，杆ab始终处于平衡状态，则当B变大时，电流应该减小，故电动势应该减小，故ΔBΔt应该减小，故选项D正确．]17．(2018·临川一中模拟)北京的纬度约为39.6度，计算时用角度θ表示．已知地球半径为R，重力加速度为g，自转周期为T，光速为c，则地球同步卫星发射的电磁波到北京的最短时间为()A.3R 2T 2g 4π2/cB.⎝ ⎛⎭⎪⎫3R 2T 2g 4π2－R /c C.r 2＋R 2＋2Rr cos θ/c ，其中r ＝3R 2T 2g 4π2 D.r 2＋R 2－2Rr cos θ/c ，其中r ＝3R 2T 2g 4π2D [根据万有引力提供向心力，有GMm r 2＝m 4π2T 2·r ，GM ＝gR 2，得r ＝3gR 2T 24π2，地球同步卫星发射的电磁波到北京的最短路程s ＝r 2＋R 2－2Rr cos θ，电磁波的传播速度为c ，故最短时间t ＝s c ＝r 2＋R 2－2rR cos θc，其中r ＝3gR 2T 24π2，D 正确，A 、B 、C 均错误．]18．(2018·全国百所名校示范卷)如图3甲所示，在粗糙的水平面上，一质量m ＝1 kg 可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并被锁定，滑块与弹簧不相连，解除锁定前滑块处于P 处，t ＝0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的速度－时间图象如图乙所示，其中Oab 段为曲线，bc 段为直线，在t 1＝1 s 时滑块已经在水平面上滑行s ＝4 m 的距离．在滑块运动方向上与P 相距7 m 的Q 处有一竖直挡板，若滑块与挡板碰撞被弹回时无能量损失，g 取10 m/s 2，弹簧的劲度系数为0.8 N/m ，则下列正确的是( )【导学号：19624252】图3A ．滑块与水平面间动摩擦因数为0.2B ．弹簧锁定时具有的弹性势能为1.6 JC ．若水平面光滑，则在滑块向右运动的过程中，滑块的机械能守恒D ．当滑块从P 点向右运动2.5 m 时，滑块具有最大的动能A [从图象可知，滑块脱离弹簧后的加速度为：a 1＝v c －vb Δt ＝2－42－1m/s ＝－2 m/s 2 由牛顿第二定律有：－μmg ＝－ma 1得：μ＝0.2，故A 正确；t 1＝1 s 时滑块已经在水平面上滑行s ＝4 m 的距离，设弹簧对滑块做功为W ，由动能定理知：W －μmgs ＝12m v 2b代入数据得：W ＝16 J由图可知此时弹簧已经恢复原长，弹性势能已经全部释放，所以弹性势能E p ＝W ＝16 J ，故B 错误；若水平面光滑，则在滑块向右运动的过程中，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，但滑块的机械能不守恒，故C 错误；当弹簧弹力等于滑动摩擦力时，滑块的动能最大，则有：k Δx ＝μmg ，解得：Δx ＝0.2×100.8 m ＝2.5 m ，则当滑块从P 点向右运动的位移x ＝4 m －2.5 m＝1.5 m ，故D 错误．]19．如图4所示，质量为M 的三角形滑块置于水平光滑的地面上，斜面亦光滑，当质量为m 的滑块沿斜面下滑的过程中，M 与m 组成的系统( )图4A ．由于不受摩擦力，系统动量守恒B ．由于地面对系统的支持力大小不等于系统所受重力大小，故系统动量不守恒C ．系统水平方向不受外力，故系统水平方向动量守恒D ．M 对m 作用有水平方向分力，故系统水平方向动量也不守恒BC [水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，C 正确；竖直方向受重力和支持力，系统竖直方向动量不守恒，B 正确．]20．如图5是自耦变压器的示意图，负载变化时输入电压不会有大的波动，输电线的电阻用R 0表示．如果变压器上的能量损失可以忽略，以下说法正确的是( )图5A ．开关S 1接a ，闭合开关S 后，电压表V 示数减小，电流表A 示数增大B ．开关S 1接a ，闭合开关S 后，原线圈输入功率减小C ．断开开关S ，开关S 1接a 时电流表的示数为I 1，开关S 1接b 时电流表的示数为I 2，则I 1>I 2D ．断开开关S ，开关S 1接a 时原线圈输入功率为P 1，开关S 1接b 时原线圈输入功率为P 2，则P 1<P 2AD [开关S 1接a ，闭合开关S 后，副线圈的电阻R 减小，电流增大，A 的示数增大，R 0上的电压增大，电压表的示数减小，所以选项A 正确；由P 1＝P 2＝U 2副R 知，原线圈的输入功率增大，B 错误；断开开关S ，开关S 1接a 时，副线圈两端的电压为U 1，S 1接b 时，副线圈两端的电压为U 2，则U2>U1，由I＝UR可知，I1<I2，选项C错误；由P＝UI可知，P1<P2，选项D正确．]21．(2018·哈尔滨九中二模)如图6所示，空间同时存在竖直向上的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E.一质量为m，电量为q的带正电小球恰好处于静止状态，现在将磁场方向顺时针旋转30°，同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度v，则关于小球的运动，下列说法正确的是()【导学号：19624253】图6A．小球做匀速圆周运动B．小球运动过程中机械能守恒C．小球运动到最低点时电势能增加了mg v 3BqD．小球第一次运动到最低点历时πm 2qBAD[小球在复合电磁场中处于静止状态，只受两个力作用，即重力和电场力且两者平衡．当把磁场顺时针方向倾斜30°，且给小球一个垂直磁场方向的速度v，则小球受到的合力就是洛伦兹力，且与速度方向垂直，所以带电小球将做匀速圆周运动，选项A正确．由于带电小球垂直于纸面的倾斜平面内做匀速圆周运动过程中受到电场力要做功，所以机械能不守恒，选项B错误．小球从开始到最低点克服电场力做功为W＝EqR sin 30°＝mg×m vBq×12＝m2g v2Bq，所以电势能的增加量为m2g v2Bq，选项C错误．小球第一次运动到最低点的时间为14T＝πm2Bq，所以选项D正确．]。

2019 年高考物理二轮练习专项检测试题第14 讲力学实验注意事项：仔细阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思虑，多理解！不论是单项选择、多项选择仍是阐述题，最重要的就是看清题意。

在阐述题中，问题大多拥有委婉性，特别是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。

考生要仔细阅读题目中供应的有限资料，明确察看要点，最大限度的挖掘资料中的有效信息，建议考生答题时用笔将要点勾勒出来，方便屡次细读。

只有经过仔细商酌，推测命题老师的妄图，积极联想知识点，剖析答题角度，才可以将考点锁定，明确题意。

1、(2018 年湛江一模 )(1) 用游标卡尺 ( 卡尺的游标有20 均分 ) 测量一物块的长度，测量结果如图6－ 1－ 11 所示，由此可知物块的长度是________cm.图 6－ 1－11(2)“考证力的平行四边形定那么”的实验情况如图 6－1－ 12 甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，OB和OC为细线、图乙是在白纸上依照实验结果画出的图示、图 6－1－12①做好实验准备后，先用两把弹簧测力计把橡皮条的结点拉到某一地址O，此时需要记录的是 ______________， ________________ ， ____________.②图乙中的 F 与 F′两个力中，方向必然沿AO方向的是__________、③本实验采用的科学方法是______ 、A、理想实验法B、等效取代法C、控制变量法D、成立物理模型法2、 (2018 年深圳一模 ) 某同学利用如图 6－ 1－ 13 甲所示的装置做“研究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验、(1)在安装刻度尺时，必定使刻度尺保持________状态、(2)他经过实验获得如图乙所示的弹力大小 F 与弹簧长度 x 的关系图线、由此图线可得该弹簧的原长 x0＝________cm，劲度系数 k＝________N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度 x＝________cm.甲乙丙图 6－1－133、(2018 年浙江卷 ) 在“研究求协力的方法”的实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计、(1)为达成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，获得的实验数据以下表：弹力 F/N0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50伸长量 x/(×10－2m)0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m.(2) 某次实验中，弹簧测力计的指针地址如图6－ 1－ 14 所示，其读数为________N；同时利用 (1) 中的结果可得弹簧上的弹力值为 2.50N ，请在答题纸上画出这两个共点力的协力F合、(3) 由图获得 F 合＝________N.图 6－1－144、某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验时，从打下的假定干纸带中选出了如图6－ 1－15 所示的一条 ( 每两点间还有四个点没有画出来) ，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离、打点计时器的电源频次为50Hz.图 6－1－15由这些数据计算：a＝__________m/s2.(1) 该匀变速直线运动的加速度(2)与纸带上 D点相对应的瞬时速度 v＝__________m/s.(结果均保存三位有效数字)5、(2018 年佛山一模 ) 某同学用如图 6－ 1－ 16 所示的装置来研究自由落体运动、图 6－1－16(1)以下相关操作的表达正确的选项是()A、安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上B、将打点计时器与直流低压电源连结C、释放纸带时应尽量让重物凑近打点计时器D、应先释放纸带，尔后接通电源(2) 实验获得一条纸带，测得各点之间的距离如图6－ 1－ 17 所示、电源频次为50Hz, 那么纸带中相邻两点间的时间间隔是________s 、从该纸带可知，重物在做 __________( 填“匀2速”、“匀变速”或“非匀变速”) 运动，加速度大小a＝________m/s (保存三位有效数字) 、图 6－1－176、 (2018 年肇庆一模 )(1) 某同学设计了一个研究小车的加速度 a 与小车所受拉力 F 及质量 m的关系的实验，图6－ 1－ 18 甲为实验装置简图、他想用钩码的重力表示小车碰到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为以下说法中正确的选项是________( 填字母代号 ) 、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获得的一条纸带，其中A、 B、 C、 D、 E 是计数点个点取一个计数点) ，其中L1＝ 3.07cm，L2＝12.38cm ，L3＝ 27.87cm，L4＝ 49.62cm.( 每打那么打5C点时小车的速度为______m/s，小车的加速度是______m/s 2.( 结果均保存三位有效数字)图 6－1－187、(2017 年广州联考 ) 某同学在做“研究加速度与力、质量的关系”的实验中，测得小车的加速度 a 和拉力 F 的数据以下表所示：/N0.200.300.400.500.60F/(m ·s－2)0.110.190.290.400.51a(1)依照表中的数据在图 6－ 1－ 19 所示的坐标中作出a－F图象；图 6－1－ 19(2)图象的斜率的物理意义是 ________________________________________ ；(3)图象(或延伸线 )与F轴的截距的物理意义是________________________ ；(4)小车和砝码的总质量为________kg.8、 (2018 年深圳二模 ) 图 6－ 1－ 20 中的甲、乙都是使用电磁打点计时器考证机械能守恒定律的实验装置图、甲乙丙图 6－1－20(1)较好的装置是 ________( 填“甲”或“乙” ) 、(2)打点计时器必定接 ________( 填“高压”或“低压” ) 沟通电源、(3) 丙图是采用较好的装置进行实验获得的，若是发现第1、2 两点之间的距离大概为4mm，这是因为实验时__________________________ ；若是出现这种情况，那么打第 6 点时重物的重力势能与动能的关系为：______( 填字母代号 ) 、222ms ms msA、mgl＝8T2B、mgl>8T2C、mgl<8T29、 (2018年珠海一模 ) 某研究学习小组欲考证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图 6－ 1－ 21所示的装置，其他他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、当滑块连结上纸带，用细线经过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小沙桶，滑块处于静止状态、假定你是小组中的一位成员，要达成该项实验，那么：图 6－1－21(1)你认为还需要的实验器材有 ________、____________.(2)实验时为了保证滑块碰到的协力与沙和沙桶的总重力大小基真相等，沙和沙桶的总质量应知足的实验条件是________________________，实验时第一要做的步骤是____________________ 、(3) 在 (2) 的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M，往沙桶中装入适合的细沙，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，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距用打点计时器记录其运动情况，L 和这两点的速度大小v1与v2( v1<v2)、那么本实验最后要考证的数学表达式为中测量获得的物理量 ) 、______________( 用题中的字母表示实验10、 (2018 年惠州三模 ) 图 6－ 1－22 为考证碰撞中动量守恒的实验装置表示图、(1)设小球 A 的质量为 m A，小球 B 的质量为 m B，为保证明验成功，必定保证m A________(填“大于”、“等于”或“小于” ) m B.(2)实验中小球的落点情况以以下列图， P 为不放小球 B 时，将小球 A 从斜槽某一高度静止释放后的落点，M、 N分别为小球 A 从同一高度静止释放抵达斜槽水平端与小球 B 相碰后它们的落点，现已测得 O到 M、P、N的距离分别为s1、s2、s3，假定关系式____________________成立，那么考证了A、 B 相碰时动量守恒、图 6－ 1－221、 (1)8.130(2) ①O点的地址两弹簧测力计的读数两细绳套的方向( 其他答案合题即可 ) ②F′③ B2、 (1) 竖直 (2)450(3)103、 (1)53(51～ 55)(2)2.10(2.08～2.12) 图略(3)3.3(3.1～ 3.5)P(0.50,0.31)、 Q(6.00,3.25)剖析： (1) 如图 37 所示，在图象上取相距较远的两点，3.25 － 0.31弹簧的劲度系数k＝6.00－0.50N/cm＝0.53N/cm＝53N/m.图 374、 (1)1.93(2)1.195、 (1)AC(2)0.02匀变速9.636、7、 (1) 见剖析图 (2) 小车和砝码的总质量的倒数(3)小车碰到的阻力为 0.1N(4)1剖析： (1) 采用适合的标度，作出a－ F 图象如图38所示、图 38F(2)由 F＝ Ma得 a＝，可见图象的斜率为小车和砝码的总质量的倒数、M(3)图象与 F 轴的截距表示加速度恰巧为零时的拉力，也即是小车碰到的阻力，大小为0.1N.1 (4)由图 38 可知图线斜率k＝ 1kg －1，由k＝可得M M＝1kg.8、 (1) 甲 (2) 低压 (3) 先释放纸带后接通电源C9、 (1) 天平刻度尺(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力112 2(3)mgL＝2Mv2－2Mv110、 (1) 大于 (2) m A s2＝m A s1＋m B s3。

专题能力训练14 力学实验(时间:45分钟满分:100分)1.(10分)(2018·全国卷Ⅰ)如图甲所示,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。

现要测量图甲中弹簧的劲度系数。

当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图乙所示,其读数为cm。

当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。

2.(14分)某同学利用图甲所示的实验装置,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始运动,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始,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。

甲乙(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点和之间某时刻开始减速。

(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/s2,若用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(选填“偏大”或“偏小”)。

3.(14分)为了测量木块与木板间动摩擦因数,某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离。

位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化规律,如图乙所示。

(1)根据上述x-t图,计算0.3 s时木块的速度v= m/s,木块加速度a= m/s2;(以上结果均保留两位有效数字)(2)若知道木板的倾角为θ,则木块与木板的动摩擦因数μ=(所有量用字母表示,已知当地的重力加速度为g)。

高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。

理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。

（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。

由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。

（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。

【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。

（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。

（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。

1.[2015·南昌一模](多选)关于物体的内能，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少C．物体体积改变，内能可能不变D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功E．质量相同的0 ℃水的内能比0 ℃冰的内能大答案BCE解析影响物体内能变化的因素有做功和热传递，物体吸收热量，不知做功情况，内能变化不确定，A选项是错误的.由ΔU＝W＋Q，对外做功W取负，外界对物体做功W取正，吸热Q取正，放热Q取负，ΔU为正时，物体内能增加，ΔU为负时，物体内能减少，B 选项是正确的.当物体的体积改变时，就有做功情况存在，但热传递情况不确定，所以内能可能不变，C选项正确.可以从单一热源吸收热量并完全变为功，但肯定要引起外界变化，D选项错误.质量相同的0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，分子动能一样，所以水的内能大，E选项正确.2．[2015·唐山一模](多选)下列说法正确的是()A.液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性特征B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的C．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显E．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示答案ACD解析液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性的特征，A选项是正确的.第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，B选项是错误的.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，温度一定升高，又因为体积增大，气体对外做功，它一定从外界吸热才行，C选项是正确的.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显，D选项正确.空气的相对湿度是在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比来表示，E 选项是错误的.3．[2015·沈阳质监](多选)下列说法正确的是()A．单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B．足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果C．一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变答案ACD解析冰糖磨碎不改变其微观结构，仍是晶体，所以不改变其熔点，A项正确；足球充足气后很难被压缩，是压强作用的效果，不是分子斥力的作用，B项错误；等容过程中，由气体实验定律和热力学第一定律可知，吸收热量其内能一定增大，C项正确；由热力学第二定律(熵增加原理)可知，D项正确；由理想气体状态方程可知，气体体积不变，温度升高，压强一定增大，由压强的微观解释可知，单位体积内分子数不变，但由于温度升高，分子平均动能增大，故单位时间内撞击在单位面积上的分子数一定增大，E项错.4．[2015·南昌一模]一横截面积为S 的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的，两个活塞A 和B 将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3∶2，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A ，使之向右移动一段距离d ，求活塞B 向右移动的距离(不计活塞与气缸壁之间的摩擦).答案 25d 解析 设活塞B 向右移动的距离为x ，则气室1：p 0V 1＝p (V 1－Sd ＋Sx )气室2：p 0V 2＝p (V 2－Sx )由以上两式解得：x ＝V 2V 1＋V 2d V 1V 2＝32，解得：x ＝25d5．[2015·唐山一模]如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.已知外界大气压强为p 0，活塞的横截面积为S ，质量为m ＝p 0S 4g，与容器底部相距h ，此时封闭气体的温度为T 0.现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距910h ，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q 时，活塞再次回到原初始位置.重力加速度为g ，不计活塞与气缸的摩擦.求：(1)活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度；(2)加热过程中气体的内能增加量.答案 (1)2725T 0 (2)Q －3p 0hS 20解析 (1)由平衡条件可知p 1＝54p 0，T 1＝T 0，V 1＝hS ， p 2＝32p 0，V 2＝910hS ，由理想气体状态方程得： p 1V 1T 0＝p 2V 2T ，解得：T ＝2725T 0 (2)由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得ΔU ＝Q －3p 0hS 206. [2015·武汉调研]如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成，活塞A 、B 间封闭有一定质量的理想气体，A 的上方和B 的下方分别与大气相通.两活塞用长为L ＝30 cm 的不可伸长的细线相连，可在缸内无摩擦地上下滑动.当缸内封闭气体的温度为T 1＝300 K 时，活塞A 、B 的平衡位置如图所示.已知活塞A 、B 的质量均为m ＝1.0 kg ，横截面积分别为S A ＝20 cm 2、S B ＝10 cm 2，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，重力加速度为g ＝10 m/s 2.(1)活塞A 、B 在图示位置时，求缸内封闭气体的压强；(2)现对缸内封闭气体缓慢加热，为使气缸不漏气，求缸内封闭气体的最高温度.答案 (1)1.2×105 Pa (2)400 K解析 (1)活塞A 、B 在题图示位置时，设气缸内气体的压强为p1，以活塞A、B为研究对象：p0S A＋p1S B＋2mg＝p0S B＋p1S A①解得：p1＝p0＋2mgS A－S B＝1.2×105 Pa②(2)当活塞B刚好移动到两圆筒的连接处时，设气缸内气体的温度为T2，由①可知此过程气体做等压变化，由盖－吕萨克定律得：0.5L(S A＋S B)T1＝LS A T2③解得：T2＝400 K7．[2015·湖南十三名校联考]如图所示，面积S＝100 cm2的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的气缸B内，气缸开口向上竖直放置，高度足够大.在活塞上放一重物，质量为m＝20 kg，静止时活塞到缸底的距离为L1＝20 cm，摩擦不计，大气压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为27 ℃，g取10 m/s2.(1)若保持温度不变，将重物去掉，求活塞A移动的距离；(2)若加热气缸B，使封闭气体温度升高到177 ℃，求活塞A移动的距离.答案(1)4 cm(2)10 cm解析(1)以封闭气体为研究对象，初态压强：p1＝p0＋mgS＝1.2×105 Pa初状态体积：V1＝L1S＝20S末状态压强：p2＝p0＝1.0×105 Pa气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p 1V 1＝p 2V 2即1.2×105×20S ＝1×105×L 2S解得：L 2＝24 cm活塞移动距离：d ＝L 2－L 1＝4 cm(2)加热气缸，气体做等压变化，由查理定律得：V 1T 1＝V 3T 3即：20S 273＋27＝L 3S 273＋177解得：L 3＝30 cm活塞移动距离：d ′＝L 3－L 1＝30－20＝10 cm8．[2015·新疆维吾尔自治区测试]如图1所示，一定质量的理想气体被质量为M ，横截面积为S 的活塞封闭在竖直放置的气缸内，活塞通过劲度系数为k 的轻弹簧与气缸相连接，当活塞压缩弹簧到离缸底的距离为l 1时恰好平衡，在等温条件下将气缸缓慢翻转到如图2位置，此时弹簧伸长到l 2后重新达到平衡.求此时气缸内气体的压强.(不计一切摩擦，弹簧在弹性限度内，重力加速度大小为g )答案 2Mgl 1S (l 2－l 1)－kl 1S解析 设弹簧的长为l 1时气体压强为p 1，弹簧的长为l 2时气体压强为p 2，由玻意耳定律可得p 1l 1S ＝p 2l 2S ①设弹簧的原长为l 0，大气压强为p 0，由力的平衡可得p 0S ＋Mg ＝p 1S ＋k (l 0－l 1)②在后来状态下，活塞受四个力，由力的平衡可得p2S＋Mg＝p0S＋k(l2－l0)③由①②③联立解得p2＝2Mgl1S(l2－l1)－kl1S④。

专题能力训练14力学实验(时间:45分钟满分:100分)专题能力训练第35页1.(10分)(2018·全国卷Ⅰ)如图甲所示,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。

现要测量图甲中弹簧的劲度系数。

当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图乙所示,其读数为cm。

当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。

答案:3.77553.7解析:①主尺读数3.7cm,即37mm,游标第15刻度与主尺对齐,所以总读数为37mm+15×120mm=37.75mm=3.775cm;②由F=kΔx得k= Δ 2- 1 0.100×9.8N/m=53.7N/m。

(3.775-1.950)×10-22.(14分)(2019·全国卷Ⅱ)如图甲所示,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。

所用器材有:铁架台、长木板、铁块、刻度尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。

回答下列问题:甲(1)铁块与木板间的动摩擦因数μ=(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。

(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°。

接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。

多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图乙所示。

图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。

重力加速度取9.80m/s2。

可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为(结果保留小数点后2位)。

乙答案:(1) sin - cos (2)0.35解析:(1)对铁块受力分析得mg sinθ-μmg cosθ=ma所以μ= sin - cos 。

课时冲关练(十四)力学实验(45分钟,100分)1.(8分)如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F′表示F1和F2的等效力,则可以判断(选填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的。

【解析】由题设可知,F为F1和F2的合力,通过平行四边形定则所得,而F′是F1和F2的等效力,即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力,显然F′的方向应在细绳的方向上,因甲同学F′的方向与细绳在同一直线上,故甲同学的实验结果是符合事实的。

本题解答的焦点在F′的方向的确定上。

两位同学的实验结果都有误差,这是正常的,但乙同学很明显在F′的方向的确定上违背了实验的要求,作图是错误的。

答案:甲2.(12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”。

三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接。

(1)实验步骤如下:A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点;B.结点O下的细线挂钩码C;C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉,使结点O静止在某位置;D.记下钩码质量数、结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数,记录。

(2)在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差?答: (填选项前的字母)。

A.木板不竖直B.弹簧测力计A外壳的重力C.弹簧测力计B的拉力方向没有保持水平D.改变弹簧测力计B的拉力进行多次实验时,结点O的位置发生变化(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,请你提出解决问题的一个办法。

【解析】矢量和不仅与大小有关,和方向也有关,所以应记下钩码质量数、结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数,记录三条细绳(拉力)的方向。

木板不竖直时,钩码和木板间有摩擦力,会产生误差,选择A;B、C对实验无影响,结点O的位置发生变化是一种错误。

弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,解决问题的一个办法是减少钩码质量。

答案:(1)三条细绳(拉力)的方向(2)A (3)减小弹簧测力计B的拉力或减小钩码C的质量、减小AO与BO之间的夹角(任选一条),其他能达到要求的方法同样给分3.(12分)某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

高考物理专题复习《力学实验》知识点总结一、误差和有效数字 (1)误差(2)相对误差＝绝对误差真实值×100%。

(3)误差不可避免，但可以减小误差。

(4)有效数字：从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.020 6为三位有效数字。

二、基本仪器的使用三、实验要点四、实验数据的处理方法高考物理专题复习《力学实验》规律总结1.游标卡尺、螺旋测微器读数方法：主尺+副尺格数*精确度(游标卡尺不估读）2.读数规则：最小分度1估读到下一位、最小分度2、5不估读3.计时仪器：秒表、打点计时器、频闪照相4.平行四边形定则实验：等效替代、位置相同、标注结点、记录方向、线板平行、限度之内、夹角适当5.牛顿第二定律实验：三法（控制变量法、平衡摩擦法、近似法）巧记：小马拉大车6.测速度：速度的测量是很多力学实验的基础，通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律，因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量。

速度的测量一般有两种方法：一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度；另一种是通过光电门等工具来测量速度。

思维模板：用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论：①v t/2=v平均=(v0+v)/2，②Δx=aT2，为了尽量减小误差，求加速度时还要用到逐差法。

用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间，求出该段时间内的平均速度，则认为等于该点的瞬时速度，即：v=d/Δt。

7.常用实验原理的设计方法1）控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。

在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。

2）理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。

3）等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。

在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。