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2016年高考物理试题分类汇编：十二 力学实验

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2016年高考物理试题分类汇编：十二、力学实验 1. （全国新课标I卷，22）（5分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz30Hz、和40Hz。打出纸带的一部分如图（b）所示。 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。 (1) 若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为______________，打出C点时重物下落的速度大小为_____________，重物下落的加速度大小为_____________。

(2)已测得1238.89cm9.50cm10.10cmSSS，，，当地重力加速度大小为29.80m/s

，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%，由此推算出f为

__________Hz。

【答案】⑴12()2fSS，23()2fSS，231()2fSS；⑵40 【解析】⑴由于重物匀加速下落，ABCD、、、各相邻点之间时间间隔相同，因此B点应是从A运动到C的过程的中间时刻，由匀变速直线运动的推论可得：

B点的速度Bv等于AC段的平均速度，即122BSSvt

由于1tf，故12()2BfvSS 同理可得23()2CfvSS 匀加速直线运动的加速度vat

故2231231()()2()12CBfSSSSvvfaSStf ① ⑵重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得： gmF=ma阻 ②

由已知条件 0.01gF=m阻 ③ 由②③得 0.99ga

代入①得：231()2faSS，代入数据得40Hzf 2.（全国新课标II卷，22）（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

图a ⑴ 实验中涉及到下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块 ③接通打点计时器电源 ④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号）． ⑵ 图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m/s．比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．

图b 【答案】⑴④①③② ⑵1.29 M 【解析】：⑴略

⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则22.582.57101.29/0.04vms 由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大， 则PMPLEE 3. （全国新课标III卷，23）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加

速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下： （1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。 （2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。 （3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。 n 1 2 3 4 5

2/msa 0.20 0.58 0.78 1.00

（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 m·s–2）。 （6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号） A．a–n图线不再是直线 B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC

【解析】（3）因为小车做初速度为0的匀加速直线运动，故将（2,0.78）代入212xat

可得20.39/ams 根据描点法可得如图所示图线 （4）根据描点法可得如图所示图线

（5）根据牛顿第二定律可得(5)nmgnmMa，代入m=0.010kg，n=1、2、3、4、5，以及相应的加速度求可得0.45Mkg （6）若不平衡摩擦力，则满足F-f=ma的形式，所以直线不过原点，但仍是直线，A错B对；随着n的增大，小车的总质量在增大，斜率变大，C正确； 4.（北京卷，21（2）） （2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的。 动能变化量与势能变化量 A. 速度变化量和势能变化量 B. 速度变化量和高度变化量 ②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是。 A.交流电源 B.刻度尺 C.天平（含砝码） ③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。 已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量pE＝ ，动能变化量

kE＝ 。

④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是。 A．利用公式vgt计算中午速度 B．利用公式2vgh计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响 D．没有采用多次试验去平均值的方法 ⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘2vh图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确。 【解析】（2）①根据机械能守恒定律可得212mghmv，故需要比較动能变化量，A正确； ②电磁打点计时器使用的是交流电源，故A正确；因为在计算重力势能变化量时，需要用到纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B正确；根据21

2mghmv

可得等式两边的质量抵消，故不需要天平，C错； ③重力势能改变量为PBEmgh,由于下落过程中是匀变速直线运动，所以根据中

间时刻规律可得B点的速度为2CABhhvT,所以2211()222CAkBhhEmvmT

④实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C正确； ⑤该同学的判断依据不正确，在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据22102()2fmghfhmvvghm可知，2vh图像就是过原点的一条直线。要

向通过2vh图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g 5. （上海卷，26.）（3分）在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。（选填：“大”或“小”）。 【答案】光电门；大 【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直

径d与挡光时间的比值进行计算，为dvt

，当摆锤直径大于真实值时，小球直径d变

大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。 6.（天津卷，9（2））（2）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动

①实验中必要的措施是 A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ②他实验时将打点计时器接到频率为50HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）；s1=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s6=7.64cm；则小车的加速度a= m/s2（要求充分利用测量数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s；（结果均保留两位有效数字）

【答案】①AB ②0.80 0.40

7.（江苏卷，11）（10分）某同学用如题11–1图所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取dvt作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．

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2016届高考物理力学实验专题复习

2016届高考物理力学实验专题复习


②从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点 ，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通 常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝0.1 s，如图所示，正确 使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中．
③利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求 得各计数点的瞬时速度．
②由实验得出的v－t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的 规律，有两条途径进行分析： a．小车运动的v－t图像是一条倾斜的直线，当时间增加相同的值Δt 时，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀 变化． 8
实验一 研究匀变速直线运动 b．小车运动的 v－t图像是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关 系式为v＝kt＋b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化． 4．注意事项
④增减所挂钩码数，再做两次实验．
(3) 数据处理及实验结论 ①由实验数据作出v－t图像． 7
实验一 研究匀变速直线运动 根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，作一条直 线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点 ，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v－t图像，它是 一条倾斜的直线，如图所示．
专题12
力学实验常用仪器
力学实验
实验一 研究匀变速直线运动 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三 验证力的平行四边形定则
实验四 验证牛顿运动定律 实验五 探究动能定理
实验六 验证机械能守恒定律
1
力学实验常用仪器
1．刻度尺及其应用
常用的是毫米刻度尺，分度值是1 mm，读数时要估读一位． 2．弹簧测力计及其应用 (1) 弹簧测力计是用来测量力的大小的仪器，也叫测力计． (2) 构造：主要由弹簧、带刻度的外壳、指针三个部分组成． (3) 原理：根据胡克定律F＝kx.由于弹力的大小与弹簧的形变量成正 比，所以弹簧测力计的刻线是均匀的． (4) 注意事项：①所测力不要超过弹簧测力计的量程；②读数时眼 睛要正视刻度．
2016-2018年物理高考真题试题分类汇编：力学计算题、电学计算题(解析版)

2016-2018年物理高考真题试题分类汇编：力学计算题、电学计算题(解析版)

2016-2018年物理高考真题试题分类汇编力学计算题1．【2018·全国I卷】一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。

爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度【答案】（1）；（2）【解析】本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决实际问题的的能力。

（1）设烟花弹上升的初速度为，由题给条件有①守恒定律有⑤⑥由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。

设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为，由机械能守恒定律有⑦联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹上部分距地面的最大高度为⑧2．【2018·全国II卷】汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。

两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m，已知A和B的质量分别为kg 和kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小.求（1）碰撞后的瞬间B车速度的大小；（2）碰撞前的瞬间A车速度的大小。

【答案】（1）（2）【解析】试题分析：两车碰撞过程动量守恒，碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动，利用运动学公式可以求得碰后的速度，然后在计算碰前A车的速度。

（1）设B车质量为m B，碰后加速度大小为a B，根据牛顿第二定律有①⑤设碰撞后瞬间A车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有⑥联立③④⑤⑥式并利用题给数据得故本题答案是：（1）（2）点睛：灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题。

2016-2018年物理高考真题试题分类汇编：力学计算题、电学计算题(精编+解析版)

2016-2018年物理高考真题试题分类汇编：力学计算题、电学计算题(精编+解析版)

2016-2018年物理高考真题试题分类汇编试题部分力学计算题1．【2018·全国I卷】一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。

爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度2．【2018·全国II卷】汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。

两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m，已知A和B，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后（1）碰撞后的瞬间B车速度的大小；（2）碰撞前的瞬间A车速度的大小。

3．【2018·全国III卷】如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。

BC为圆弧轨道的直径。

O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。

重力加速度大小为g。

求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。

4．【2018·江苏卷】如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B．质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T．5．【2018·江苏卷】如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下．经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上．忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小．6．【2018·天津卷】我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取求飞机滑跑过程中（1）加速度a的大小；（2）牵引力的平均功率P。

专题07 力学实验-2016年高考全国名校试题物理分项汇编(北京特刊)(解析版)

专题07 力学实验-2016年高考全国名校试题物理分项汇编(北京特刊)(解析版)

一、选择题： 二、非选择题：1.【北京市东城区2015届高三上学期期末教学统一检测物理试题】（6分）实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。

（1）实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式224T L g π=，其中L 表示摆长，T 表示周期。

对于此式的理解，四位同学说出了自己的观点：同学甲：T 一定时，g 与L 成正比 同学乙：L 一定时，g 与T 2成反比 同学丙：L 变化时，T 2是不变的 同学丁：L 变化时，L 与T 2的比值是定值 其中观点正确的是同学 （选填“甲”、 “乙”、“丙”、“丁”）。

（2）实验室有如下器材可供选用：A ．长约1 m 的细线B ．长约1 m 的橡皮绳C ．直径约2 cm 的均匀铁球D ．直径约5cm 的均匀木球E ．秒表F ．时钟G ．最小刻度为毫米的米尺实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择： （填写器材前面的字母）。

（3）他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂（如图所示）。

用刻度尺测量悬点到 之间的距离记为单摆的摆长L 。

(4)在小球平稳摆动后，他们记录小球完成n 次全振动的总时间t ，则单摆的周期T = 。

(5)如果实验得到的结果是g =10.29m/s 2，比当地的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果，并写出其中一种： 。

【答案】（1）丁，(2)ACE , （3）小球球心 ， （4）tn,(5)可能是振动次数n计多了；可能是测量摆长时从第14题图悬点量到了小球底部；可能在计时的时候秒表开表晚了；（其他答案合理也给分）【解析】考点：本题考查了单摆测重力加速度。

2.【丰台区2014—2015学年度第一学期期末练习高三物理】如图1所示，某学生小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：小车图1（1）实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。