张静中学高考物理试题分类汇编力学实验带详细解析

张静中学高考物理试题分类汇编力学实验带详细解析

张静中学高考物理试题分类汇编——力学实验 ‎（全国卷1）22．（18分）图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。‎ ‎（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2 s ，则圆盘的转速为__________________转/s。（保留3位有效数字）‎ ‎（2）若测得圆盘直径为‎10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 ________ cm。（保留3位有效数字）‎ ‎【答案】⑴4.55转 /s ⑵‎‎2.91cm ‎【解析】⑴从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.00×10-2s，所以圆盘转动的周期是0.22s，则转速为4.55转 /s ‎⑵反光引起的电流图像在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一为cm。‎ ‎【命题意图与考点定位】匀速圆周运动的周期与转速的关系，以及对传感器所得图像的识图。‎ ‎（全国卷2）22.（5分）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。‎ ‎（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有——。（填入正确选项前的字母）‎ A.天平 B.秒表 C.米尺 ‎（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因： 。‎ ‎【答案】（1）C；（2）打点计时器与纸带之间存在摩擦。‎ ‎【解析】（1）时间由打点计时器测定，用米尺测定位移，答案C。‎ ‎（2）打点计时器与纸带之间存在摩擦。‎ ‎（新课标卷）22、(4分)如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题 ‎ (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)‎ ‎ ‎ ‎ A、米尺 B、秒表 C、0～12V的直流电源 D、0～12V的交流电源 ‎ (2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)‎ ‎ 答案：（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。‎ 解析：（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。‎ ‎（重庆卷）22.（1）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz在线带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：‎ ‎=‎16.6mm =‎126.5mm =‎‎624.5mm 若无法再做实验，可由以上信息推知：‎ ‎①相信两计数点的时间间隔为__________S ‎②打C点时物体的速度大小为____________m/s(取2位有效数字)‎ ‎③物体的加速度大小为__________(用、、、和f表示)‎ 答案：⑴①0.02s ②‎2.5 m/s ③‎ 解析：⑴①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.02s。‎ ‎②根据间的平均速度等于点的速度得m/s ‎③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，有 ‎，，，所以 ‎（上海物理）27．（6分）卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。‎ ‎(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施 ‎(A)减小石英丝的直径 ‎(B)增大T型架横梁的长度 ‎(C)利用平面镜对光线的反射 ‎(D)增大刻度尺与平面镜的距离 ‎（2）已知T型架水平横梁长度为1,质量分别为m、‎ 的球，位于同一水平面，当横梁处于力矩平衡状态，测得m、连线长度r，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为，由此得到扭转力矩k（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____。‎ 解析：（1）CD ‎(2)根据，得。‎ ‎（天津卷）9．（1）如图所示，在高为h的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B，两球运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为g。若两球能在空中相遇，则小球A的初速度VA应大于 A、B两球初速度之比为 ‎ ‎（天津卷）（2）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。‎ 实验 对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 （填字母代号）‎ A. 将橡皮条拉伸相同长度即可 B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 （填字母代号）‎ A. 两细绳必须等长 B. 弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C. 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 ‎ D. 拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 答案：（1），；（2）①BD；②BD ‎（江苏卷）11．（10分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。‎ ‎（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 ▲ （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。‎ ‎（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：‎ 请根据实验数据作出小车的v-t图像。w w w.ks5 u .c om ‎（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。‎ 答案：（1）之前 （2）（见右图）‎ ‎ ‎ ‎（3）同意 在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。‎ ‎（福建卷）19.（2）（6分）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约‎200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为‎20g ‎），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。（填选项前的字母）‎ A.增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不成正比 B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 答案：D 解析：‎ ‎(2)本题属于中等题，解题的关键在于弄清问什么两条图像会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，弹簧无法及时恢复原长，两条图像才会出现差异。‎ ‎（广东卷）34.（1）图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。‎ ‎①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。‎ ‎②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。‎ ‎ ks5uks5uks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u ks5u 答案：①0.02s，②‎0.70cm，‎0.100m/s 解析：‎ ‎（1）① ‎ ‎②读A、B两点数值：‎1.00cm、‎1.70cm ‎ 故：s=‎1.70cm-1.00cm=‎0.70cm ‎ ‎（山东卷）23.（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上K^S*5U.C#O%下画出两条平行线MN、PQ，并测出间距。开始时将木板置于MN 处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间。‎ ‎①木板的加速度可以用、表示为＝　　　　；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）　　　　　　。‎ ‎②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是　　　　　　。‎ ‎③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是　　　　　。‎ a．可以改变滑动摩擦力的大小 b．可以更方便地获取多组实验数据 c．可以比较精确地测出摩擦力的大小 d．可以获得更大的加速度以提高实验精度 ‎【解析】（1）①②C 。③BC ‎（浙江卷）21.Ⅰ（10分）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友（每个钩友的质量均为m=0.jkg，取g=‎10m/s2），并记录绳下端的坐标X加（下标i表示挂在绳下端钩友个数）。然后逐个拿下钩友，同样记录绳下端面的坐标X减，绳下端面坐标的值Xi＝（X加+X减）/2的数据如下表：‎ 挂在橡皮绳下端的钩码个数 橡皮绳下端的坐标（X/mm）‎ 甲 乙 ‎1‎ ‎216.5‎ ‎216.5‎ ‎2‎ ‎246.7‎ ‎232.‎ ‎3‎ ‎284.0‎ ‎246.5‎ ‎4‎ ‎335.0‎ ‎264.2‎ ‎5‎ ‎394.5‎ ‎281.3‎ ‎6‎ ‎462.0‎ ‎301.0‎ ‎（1）同一橡皮绳的X加 X减（大于或小于）；‎ ‎（2） 同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；‎ ‎（3）选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；‎ ‎（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？‎ 答案：（1）小于 （2）乙 ‎ （3）由所给数据的该变量如下表所示 ‎ ‎ 挂在橡皮绳下端的 勾码个数 改变量（Xn-X1）/mm 甲 乙 ‎1‎ ‎2‎ ‎30.2‎ ‎15.5‎ ‎3‎ ‎67.5‎ ‎30.0‎ ‎4‎ ‎118.5‎ ‎47.7‎ ‎5‎ ‎178.0‎ ‎64.8‎ ‎6‎ ‎245.5‎ ‎84.5‎ 由上表作图得 由图可得 k乙=57-70（N/m）‎ 或 对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可认为在弹性范围内，由图中切线的斜率得，‎ k甲=25-34（N/m）‎ ‎（4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差。‎ ‎（四川卷）22.（5分）（2）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。（已知当地的重力加速度为‎9.791m/s2）‎ A.‎61.0mm ‎65.8mm ‎70.7mm B. ‎41.2mm ‎45.1mm ‎‎53.0mm C.‎49.6mm ‎53.5mm ‎57.3mm D. ‎60.5mm ‎61.0mm ‎‎60.6mm 答案：C 解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02s内的位移增加量为：，答案为C。‎ ‎（安徽卷）21．Ⅰ．（6分）（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。‎ ‎（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。‎ 答案：（1）0.617（0.616～0.619） （2）0.675‎ 解析：（1）‎0.5mm+11.7×‎0.01mm=‎0.617mm（2）‎0.6cm+15×‎0.05mm=‎‎0.675cm ‎（安徽卷）21．Ⅲ．（6分）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度 ‎。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。‎ a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速度.‎ b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度.‎ c. 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度.‎ d. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带 上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。‎ 以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）‎ 答案：d