广东潮州市高考物理力学实验专项训练汇编

广东潮州市高考物理力学实验专项训练汇编

潮州市2012年高考实验专项训练----力学部分 2012-5‎ 实验一：研究匀变速直线运动 ‎1．下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（6分）已知打点计时器电源频率为50Hz，OABCDE是纸带上六个计数点，每两个相邻计数点间有一个计时点没有画出，则纸带上OA段运动的时间 ，某同学在纸带上记录了C、D和D、E间的距离，数据记录错误的是 段（填“CD”或“DE”）；‎ ‎②从图中读出A、B两点间距s =__________；‎ ‎③D点对应的速度是________（计算结果保留三位有效数字）．‎ O A B C D E ‎1.3cm ‎1.10cm sAB ‎1．①0.04s， DE；（2分，每空1分） ②‎0.70cm（或0.69～‎0‎‎.71cm之间）（2分）‎ ‎③‎0.300m/s（或‎30.0cm/s）（2分）‎ 说明：无单位（或单位错误）、②③有效数字错误的均不给分 ‎2．（2011新课标巻）利用图甲所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。‎ 完成下列填空和作图：‎ ‎（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是___ ____；‎ ‎（2）根据表中给出的数据，在图乙 ‎ 给出的坐标纸上画出图线；‎ ‎（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a =_______m/s2（保留2位有效数字）。‎ ‎2．（1）= vt－at （2）图线如图所示。（3）2.0‎ 析：设滑块经过光电门甲的速度为v0，由匀变速直线运动 ‎ 规律，s=(v0+vt)t/2， vt =v0+ at 联立解得=-at+vt。图线的斜率等于a，‎ 由图线可知，其斜率等于1.0，所以滑块加速度的 ‎ 大小为a=2.0 m/s2。‎ 实验二：探究弹力和弹簧伸长量的关系 ‎3．（1203潍坊1模）（5分）某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，实验时，先把弹簧平放在上桌面上，用直尺测出弹簧的原长L0=‎4.6cm，再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的长度x，数据记录如下表所示。‎ 钩码个数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 弹力F/N ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ 弹簧的长度x/m ‎7.0‎ ‎9.0‎ ‎11.0‎ ‎13.0‎ ‎15.0‎ ‎ ‎ ‎（1）根据表中数据作出F – x图线；‎ ‎ （2）由此图线可得，该弹簧劲度系数k = N/m；‎ ‎ （3）图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是 ‎ 。‎ ‎3.（1）图略（2分）；（2）50（2分）；（3）弹簧自身重力影响（2分）。‎ ‎ [来源:Zxxk.Com]‎ 实验三：验证力的平行四边形定则 ‎4．（8分）（12如皋一中2模）‎ ‎（1）已知用不同的工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：‎ A．‎2.4cm B．‎2.37cm C．‎2.372cm D．‎‎2.375cm 其中用毫米刻度尺测量的结果是____________；用游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为‎49mm的游标卡尺测量的结果是_____________。(将所选答案的序号填入空格)‎ ‎（2）如图所示在“力的平行四边形定则”的实验探究中，某同学进行实验的主要步骤是：‎ 将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根带 ‎ 有绳套的细绳，每根绳套分别边着一个弹簧测力计。沿着两 个方向拉弹簧测力计，将橡皮条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的大小并标出方向；再用一个弹簧测力计将 橡皮条的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小和方向。‎ ‎①用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，这样做 的目的是_______ ___ ______.‎ ‎②为尽可能减小实验误差，下列操作中正确的是（ ）‎ 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．标记同一细绳方向的两点要远些 D．用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大 ‎（3）（1201郑州市）（4分）某同学利用如图所示的装置探究共点力合成的规律，图中GE是橡皮条，甲图表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条，乙图表示用一个拉力牵拉橡皮条，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A．甲图中两个拉力的方向必须相互垂直 ‎ B．甲、乙两图中，橡皮条拉伸方向EO必须水平 ‎ C．甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置O ‎ D．甲图实验完成后，可更换橡皮条，继续进行乙图实验 ‎4．（1）B（2分） C（2分）‎ ‎（2）①与F1、F2共同作用的效果相同（2分）（只要能表达出效果相同的含义即可给分）‎ ‎ ②B C（2分）（选不全得1分，错选不得分）‎ ‎（3）C（2分）‎ 实验四：验证牛顿运动定律（含传感器的简单使用）‎ ‎5．（1205西城2模）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图1所示。‎ ‎①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面 的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小 车能够自由地做____________运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m ‎ 小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）‎ 接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系。‎ ‎②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。‎ 实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度 a= m/s2。（结果保留三位有效数字） ‎ ‎③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，‎ 画出a ~图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。于是，该同学后来又对实验方 案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么，该同学的修正方案可 能是：‎ A．改画a与的关系图线 B．改画a与的关系图线 C．改画 a与的关系图线 D．改画a与的关系图线 ‎5.（1）①匀速直线（1分），远小于（1分）· ② 0.343（2分）③ A （2分）‎ ‎6．（8分）（11惠州2调）如图甲所示为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置，‎ ‎ ‎ ‎①在该实验中必须采用控制变量法，应保持 不变，用钩码所受的重力作为 小车所受外力，用DIS测小车的加速度，‎ ‎ ②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F 关系图线（如图乙所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是 ‎ ‎ 。‎ ‎ ③此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 ‎ A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态 ‎ C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大 ‎6．①小车的总质量（或质量）②在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比；③C。‎ ‎7．（12届江苏综合）（8分）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（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）‎ ‎（1） 下列措施中不需要或不正确的是________________‎ A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力 B．平衡摩擦力的方法就是使小车能匀速滑动 C．每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 D．每次小车都要从同一位置开始运动 E．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源 ‎（2） 图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2．（保留三位有效数字）‎ ‎（3）某组同学实验得出数据，画出的a -的关系图线，如图所示。从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F= N。当物体的质量为‎5 kg时，它的加速度为______m/s2。‎ ‎7．⑴ 0.510 ⑵ BCDE ⑶ 5、1‎ ‎8．（1203石景山1模）（10分）光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系，NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，l、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。 ‎ ‎ ‎ ‎①该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>m，这样做的目的是__ __ ； ‎ ‎ ②为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量 ，若上述测量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为:a= ；‎ ‎ ⑤某同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车的加速度与所受合外力的关系图象；‎ ‎ ④由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：‎ ‎ 。‎ ‎（2）①小车所受合外力大小等于（或约等于）mg（2分）; ‎ ‎②两个光电门之间的距离（或小车由光电门1运动至光电门2所用的时间）（2分）；‎ ‎（或）（2分）‎ ‎③图略；④木板倾角太小（或平衡摩擦力不足，或未完全平衡摩擦力）（2分）。‎ 实验五：探究动能定理 ‎9．（11湛江调研）（9分）①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置进行实验，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，在器材的选用和调节上，除满足钩码的质量远远小于小车的质量外，还须满足的另一个要求是 ．‎ ‎ 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、F是依次选取的计数点，相邻计 数点间的时间间隔为T、距离如图乙所示，则打下 C点时小车的速度表达式为（用题中所给的物理量表 示） ；‎ ‎ ③要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测量的物理量 ‎ 有： ．‎ ‎ ‎ ‎9．①平衡摩擦力（9分） ②（其它表达式正确的同样给分）（3分）‎ ‎③钩码的重力和小车的质量（3分，只写对其中一项的给1分）‎ ‎10．（1203丰台1模）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图（a）所示。用刻度尺测量斜面的高度与长度之比为1：4，小车质量为‎400g，图（b）是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。由图（b）可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vＢ＝　　　m/s，打纸带上B点到E点过程中小车重力势能的减少量为　　　J，此过程中小车克服阻力所做的功为　　　　J。(g取‎10m/s２，保留两位有效数字)‎ cm ‎10．0.15 ； 7.2×10-2 ； 5.5×10-2 。‎ ‎11．（1203海淀反馈题）（1B）‎ ‎ “探究动能定理”的实验装置如图a所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。‎ ‎①关于该实验，下列说法正确的是（ ）‎ A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6V B．实验中若橡皮筋断裂了，可以拴接后继续使用，并不影响实验结果 C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的图象，得出合力做功与小车速度变化的关系。‎ ‎②图b给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=‎5.65cm，OB=‎7.12cm，OC=‎8.78cm，OD=‎10.40cm，OE=‎11.91cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm= m/s。（要求保留2位有效数字）‎ ‎11.（1B）① CD；②0.78～0.84‎ 实验六：验证机械能守恒定律 ‎12．（1203太原1模）（5分）在用图示装置做验证机械能守恒定律的实验时：‎ ‎（1）在计算某点的速度时，小赵同学测出下落的时间，用v= gt来计算，小李同学用匀 变速直线运动某点的瞬时速度，等于这点前后两点间的平均 速度来计算，其中 同学的计算方法更符合实验要求．‎ ‎ （2）计算重力势能时，关于重力加速度g的数值，小张同学用‎9.8m/s2代入；小周同学通过对纸带进行分析计算，用重锤下落的实际加速度代入，小吴同学用当地的实际重力加速度代入，其中 同学的做法是最恰当的。‎ ‎ （3）计算结果时，小孙同学发现重物重力势能的减少量△EP略大于动能的增加量△Ek，小郑同学发现△Ep<△Ek，实验过程中肯定存在错误的是 同学．‎ ‎ （4）本实验中产生误差的原因有：‎ ‎①____ ；‎ ‎② 。（答出两条即可）‎ ‎12.（1）小李（1分）。（2）小吳（1分）。（3）小郑（1分）。（4）①纸带和打点计时器间存在摩擦系数（1分）；②测量长度时，读数存在误差（1分）。（可以从系统误差和偶然误差两方面回答，言之有理即可得分）‎ ‎13．（12届盐城2模）在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学用如图甲所示装置进行实验，获取一张纸带，但起始点模糊不清。取后面连续打出的清晰点来研究，测出B、C、D、E、F到A点的距离分别为hB、hC、hD、hE、hF。已知相邻计数点间的时间间隔为T，重物质量为m.‎ ‎①实验中，打点计时器两个限位孔的连线必须保持_____ ___；‎ ‎②打E点时重物的动能表达式为_______ ________；‎ ‎③在v2-h坐标系中，描出B、C、D、E点对应的坐标，如图乙所示。如果这些坐标可连成一条直线，要判断重物下落过程中机械能是否守恒，还需要_______ __ ___。‎ ‎13. ①竖直；（2分），②；（2分），③判断直线斜率是否接近2g。‎ ‎14．（11惠州2调）（9分)某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到0点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为lkg，打点计时器打出B点时，重锤下落的速度= m/s，重锤的动能 = ‎ ‎ J，从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为 J．‎ ‎（结果保留三位有效数字）‎ ‎14． (2)1.17；0．684， 0.691‎ ‎15．（1203南京2模）（ 8分）如图a为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，请结合以下实验步骤完成填空。‎ ‎ （1）将气垫导轨放在水平桌面上，并调节至水平。‎ ‎（2）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。用刻度尺 测出两光电门中心之间的距离s，用游标卡尺测出挡光条的宽度l，见图b，l的读数为 ‎__ ___cm。‎ ‎（3）将滑块移至光电门1左侧某处，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。‎ 读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2。‎ ‎（4）滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）‎ 的总动能分别为Ek1= 和Ek2= 。在滑块从光电门1运动到光电门2的过 程中，系统势能的减少量ΔEp= 。（已知重力加速度为g）‎ 比较 和 ,若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。‎ ‎10．（1）1.550~1.56 0cm（2分）‎ ‎（4） mgs（每空1分）‎ ‎ ΔEp， Ek2－Ek1 （3分） 或者mgs ，‎ 实验十二：验证动量守恒定律 ‎16．（10分）（11海淀二模反馈）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图1所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：‎ 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置；‎ 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球 ‎ ‎1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤 ‎ ‎1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；‎ 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N 离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。‎ ‎①在上述实验操作中，下列说法正确的是___________‎ A．小球1的质量一定大于球2的质量，小球1的半径可以 大于小球2的半径 B．将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平 C．小球在斜槽上的释放点应该越高越好，可样碰前的速度大，测量误差会小 D．复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起看印迹是否清晰并进行移动 ‎②以下提供的器材中，本实验必需的有 A．刻度尺 B．游标卡尺 C．天平 D．秒表 ‎③设球1的质量为m1，球2的质量为m2，MP的长度为l1，ON的长度为l2，则本实验验 证动量守恒定律的表达式为____________________，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。‎ ‎④完成实验后，实验小组对上述装置进行了如图2所示的改变：（I）在木板表面先后钉 上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近 槽口处，使小球A从斜槽轨道上某固定点 C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下 痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离 固定，再使小球A从原固定点C由静止 释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）把 半径相同的小球B 静止放在斜槽轨道水 平段的最右端，让小球A仍从原固定点由 静止开始滚下， 与小球B 相碰后，两球撞在木板上得到痕迹 M和 N；（IV）用刻度尺 测量纸上O点到M、P、N 三点的距离分别为y1、y2、y3。请你写出用直接测量的物理量 来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式： 。（小球A、‎ B的质量分别为m1、m2）‎ ‎16．①BD（2分）；②AC（2分）；③m1·l1= m2·l2（2分）;‎ ‎④m1 = m1 + m2（4分） ‎