2018版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題8力學(xué)實驗(含2012年高考真題)

1、專題 8 力學(xué)實驗1. (2012 全國理綜)圖 1 為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖圖中打點計時器的電源為 50Hz 的交流電源，打點的時間間隔用t 表示.在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”(1 )完成下列實驗步驟中的填空：1_ 平衡小車所受的阻力： 小吊盤中不放物塊， 調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打 點計時器打出一系列的點.2按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼3打開打點計時器電源， 釋放小車，獲得帶有點列的紙袋,m.按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟 在每條紙帶上清晰的部分， 沒

2、5 個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點求出與不同 m 相對應(yīng)的加速度a.(2 )完成下列填空:(i)本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時,和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是(ii)_設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為 S1、S2、S3.a 可用&、S3和 t 表示為 a=_ .圖 2 為用米尺測量某一紙帶上的 S1、S3的情況，由圖可讀出 S1=_mnpS3=_ ,在紙袋上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量.測量相鄰計數(shù)點的間距S!,S2, -一1一 一以砝碼的質(zhì)量 m 為橫坐標(biāo)-為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出a1和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與 m 處應(yīng)成a丄-m關(guān)系圖線.若加速度與小車a關(guān)系 (填“線性”或“非線性”)

3、.小車所受的拉力近似不變，小吊盤由此求得加速度的大小 a=_ m/S2.（iii）圖 3 為所得實驗圖線的示意圖設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為 _ ，小車的質(zhì)量為 _解析：（1）間距相等的點（2）線性（2）（ i ）遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量（ii）蘭牛2（5加）2q = 36.7mm12.5mm = 24.2mm% = 120.0mm 72.8mm =47.2mm11m1（iii）設(shè)小車的質(zhì)量為m，則有F =（m m）a，變形得-=-m-,所以-m圖象的aFFa111mb斜率為丄二k，所以作用力F二丄，-m圖象的截距為 =b，所以m-.FkaFk2

4、. （ 2） （2012 廣東卷）某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系1_ 將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在 _ 方向（填“水平”或“豎直”）2_ 彈簧自然懸掛，待彈簧 時，長度記為Lo,彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加 10g 砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6,數(shù)據(jù)如下表表:代表符號L0LxL1L3L4L5L6數(shù)值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_ .由表可知所用刻度尺的最小長度為圖：3圖 16 是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈

5、簧長度與 _ 的差值（填“L。或L1”）.4由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 _N/m；通過圖和表可5知砝碼盤的質(zhì)量為 _ g （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2）解析：彈簧的軸線必須沿重力方向，所以應(yīng)沿豎直方向.2由于表中測量值已經(jīng)估讀到0.1 mm,所以刻度尺的最小刻度應(yīng)是 1mm .3因為mg =k Lx-Lo, nmg - mg二k Ln- L，整理得nMg二k Ln- Lx，所以橫軸 應(yīng)為彈簧長度與 Lx 的差值.4從上式可以看出圖象的斜率表示 k 的大小，即ka=4.9N/m里g=10g3.（2012 全國新課標(biāo)）.（5 分）某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度.該螺旋測

6、微器校零時的示數(shù)如圖（a）所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖（b）所示.圖（a）所示讀數(shù)為 _ mm 圖（b）所示讀數(shù)答案：0.010, 6.870, 6.860解析：螺旋測微器又叫千分尺，精確度為0.01mm,故讀數(shù)應(yīng)以 mm 為單位時，小數(shù)點后面應(yīng)有三位，即讀到毫米的千分位上.4.（ 2012 上海卷）.（8 分）在“利用單擺測重力加速度：的實驗中（1）某同學(xué)嘗試用 DIS 測量周期.如圖，用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺下方放置一個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點正下方.圖中磁傳感器的引出端 A 應(yīng)接到_ .使單擺做小角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強度測量值最大時， 磁性小球位于 _.若測得連續(xù)

7、N個磁感應(yīng)強度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期的測量值為_ （地磁場和磁傳感器的影響可忽略）所測金屬板的厚度為 _ mm.6（2） 多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長L及相應(yīng)的周期7T.虎后，分別取L和T的對數(shù)，所得到的 IgT-lgL圖線為_（填“直線”、“對數(shù)曲線”8或“指數(shù)曲線”）；讀得圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為c,由此得到該地的重力加速度g=2t解析：（1）數(shù)據(jù)采集器，最低點（或平衡位置），NT1，（2）直線，4/102c,圖中磁傳感器的引出端A 應(yīng)接到數(shù)據(jù)采集器，磁性小球位于最低點測量誤差較小，因為2tt=（N-1）*T/2 ，所以周期 T=Np.(2)因為T =2：，兩邊取

8、對數(shù)的igTg1 2二2Ig L |g,為直線，依題意有c = lg ,2gg.24二2c105. （2012 安徽卷）.（18 分）I.（10 分）圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置 示意圖砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和 砝碼的總質(zhì)量為M實驗中用砂和砂桶 總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?） 試驗中， 為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力,使細(xì)線與長木板平行接下來還需要進行的一項操作是先調(diào)節(jié)長木板一滑輪的高度,A.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動B.將長木板的一端

9、墊起適當(dāng)?shù)母叨龋?讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶， 撤去砂和砂 桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動（2）實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40gB.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120gC.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g小車、砝碼、打點計時器9D.M=400g,m=20g40g、60g、80g、100g、120g(3)圖 2 是試

10、驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為 7 個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為SAB=4.22cmSBC=4.65 cm、SCD=5.08 cm、SDE=5.49 cm、SEF=5.91 cm、SFG=6.34 cm .已知打點計時器的工作效率為50 Hz,則小車的加速度a= m/s2(結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字).答案：(1)B； (2)C ；( 3)0.42解析：要使砂和砂桶的重力mg 近似等于小車所受合外力，首先要平衡摩擦力，然后還要滿足 mvM.而平衡摩擦，不需掛砂桶，但要帶紙帶，故(1)選 B, (2)選 C. (3)用逐差法

11、SDE SEF SFG-SAB-SBC-SCD6. (2012 江蘇卷).(10 分)為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，小亮設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗，實驗中，當(dāng)木塊A位于水平桌面上的O點時，重物B剛好接觸地面，將A拉到P點，待B穩(wěn)定后靜止釋放，A最終滑到 Q 點，分別測量OR 0Q的長度h和s,重復(fù)上 述實驗，分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù)(1)實驗開始時，發(fā)現(xiàn) A 釋放后會撞到滑輪，請?zhí)岢鰞蓚€解決方案;(2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出s-h關(guān)系圖像2， 求得a9T圖 210h(cm)20.030.040.050.060.0s(cm)19.528.539.048.056.5211sAtn（3） 實驗測

12、得A、B的質(zhì)量分別為 m=0.40kg、M=0.50kg，根據(jù)s-h圖像可計算出A木塊與桌面間的動摩擦因數(shù) 卩=_（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）（4） 實驗中，滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致卩的測量結(jié)果 _ （選填“偏大”、或“偏小”12解析：（3）在 B 下落至臨落地時，據(jù)動能定理，有Mgh - mgh （M - m）v,在 B 落地后，A 運動到 Q,據(jù)動能定理,有-mgs = 0-lmv2，解得：Mh-2(M + m)s+ mh5h5將M = 0.5kg,m= 0.4kg代入得5h=，從s-h圖象得斜率k=1.04,9s + 4hs94h即=1.04，代入上式得=0.4.h本題易錯點：認(rèn)為 A/B 末速度

13、都為 0 ,根據(jù)Mgh -mg (h s) = 0，解得=0.6.（4） 滑輪組的摩擦?xí)?dǎo)致s偏小，從而.L 偏大.7.（ 2012 四川卷）.（17 分）（1）某物理興趣小組采用如圖所 示的裝置深入研究平拋運動 .質(zhì)量分別為m和m的A、B小 球處于同一高度，M為A球中心初始時在水平地面上的垂直投影.用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時松開B球，B球自由下落.A球落到地面N點處，B球落到地面P點處.測得m=0.04 kg,m=0.05kg ,B球距地面的高度是 1.225m,工地面NM N 點間的距離為 1.500m,則B球落到P點的時間是 _ s,A球落地時的動能是 _J.（忽略

14、空氣阻力，g取 9.8m/s2）一一12解析：由自由落體運動公式hBPgt,代入數(shù)據(jù)可知時間t =0.5s；根據(jù)XMN二v0t和機2121312械能守恒mAghBp二Ek- mAv0聯(lián)立可得：Ek=0.6642J : 0.66J.2& （ 2） （2012 天津卷）某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素1他組裝單擺是，在擺線上端的懸點處， 用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,夾將橡皮夾緊，如圖所示，這樣做的目的是 _ （填字母代號）A. 保證擺動過程中擺長不變B. 可使周期測量得更加準(zhǔn)確C. 需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動解析：用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線增加了線與

15、懸掛處的摩擦保證擺長不變；改變擺長時用力拉不會將擺線拉斷，方便調(diào)節(jié)擺長；AC 正確.2他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則擺球的直徑為mm ，單擺擺長為 m12 主尺 cm|*壯川|譏訂|.0 橋槪尺 10解析：用 10 分度游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為12mm 游標(biāo)尺讀數(shù)為 0,則擺球的直徑為 12mm+Q0.1mm=12.0mm.D0 012單擺擺長為I =L - D =0.9990-0012= 0.9930mm2 2下列振動圖像真實地描述了對擺長約為1m 的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫

16、坐標(biāo)遠(yuǎn)點表示計時開始，A、B、C 均為 30 次全振動的圖像，已知 sin5 =0.087 ,sin 15 =0.26 , 這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是解析：單擺的振動在擺角小于 5 度才能看作簡諧振動，在測量周期時計時起點應(yīng)該選擇在平再用鐵架臺的鐵“ 1 5_（填字母代號）兒xr cm14衡位置（速度大誤差?。└鶕?jù)擺角估算振幅A =|sin5 = 0.993 0.087 = 0.086m=8.6cm, A B 振幅合理.A = l sin15 = 0.993x 0.26 = 0.25m=25cn, C D 振幅不合理錯誤.A 中振動圖像的計時起點在平衡位置是合理的，B 中振動圖像

17、的計時起點在正的最大位置是不合理的答案 A.10.（2012 山東卷）.（13 分）某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運 動規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）.從紙帶上便于測量的點開始，每5 個點取 1 個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示.打點計時器電源的頻率為 50Hz.1通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點 _和_之間某時刻開始減速.2計數(shù)點 5 對應(yīng)的速度大小為m/s，計數(shù)點 6 對應(yīng)的速度大小為m/s.（保留三位有效數(shù)字）3物塊減速運動過程中加速度的大小為a=_ms2，若用-來計算物塊與桌面間的動g摩擦因數(shù)（g 為重力加速度），則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值 _ （填“偏大”或“偏小”）.解析：由于計數(shù)點前后的間隔距離都小于它們的間隔距離，說明計數(shù)點 6 之前物塊在加速，計數(shù)點 7 之