【創(chuàng)新設(shè)計】2015屆高考物理（浙江專用）二輪精選題組：專練12　力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）

1、專練12力學(xué)實(shí)驗(yàn)1某同學(xué)在測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率時：用游標(biāo)卡尺為20分度的卡尺測量其長度如圖1所示，由圖可知其長度為_cm.圖1解析從題圖甲可以看出，主尺讀數(shù)為50 mm，游標(biāo)尺的第3條刻度線和主尺上的一刻度線對齊，則讀數(shù)應(yīng)為50 mm0.05×3 mm50.15 mm5.015 cm.答案5.0152(2014·全國大綱卷，22)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時刻物塊的位置如圖2所示拍攝時頻閃頻率是10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端

2、的高度h和斜面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示重力加速度大小g9.80 m/s2.圖2單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a_m/s2(保留3位有效數(shù)字)(2)因?yàn)開，可知斜面是粗糙的解析(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論，利用逐差法，得x3x12a1T2x4x22a2T2a，又知T0.1 s聯(lián)立以上各式得a4. 30 m/s2(2)如果斜面光滑，根據(jù)牛頓第二定律得，物體下滑的加速度agsin g5.88 m/s2a，所以斜面是粗糙的答案(1)4.30(2)ag5.88 m/s23(2014·浙江

3、名校高考聯(lián)盟聯(lián)考)光滑斜面上小球和斜面一起在水平面上加速，當(dāng)加速度的大小滿足一定條件時，小球和斜面可以保持相對靜止為了研究此現(xiàn)象，某學(xué)習(xí)研究小組同學(xué)自制小車進(jìn)行探究，圖3甲為實(shí)驗(yàn)裝置：鉤碼、小車、小球、打點(diǎn)計時器等(交流電頻率為50Hz)圖3(1)打點(diǎn)計時器如圖乙，則該打點(diǎn)計時器是_計時器，工作電壓為_伏(2)側(cè)面為直角三角形的斜面小車底邊長L、高為h，如圖丙所示，請你用計算式表示小球和小車保持相對靜止時的加速度a_.(3)如圖4是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時測量的紙帶，則打下B點(diǎn)時小車的速度為_m/s，小車的加速度為_m/s2.(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖4解析(1)由圖乙可知，該打點(diǎn)計時器為電火花計時

4、器；工作電壓要求220 V.(2)以小球?yàn)檠芯繉ο螅∏蚴艿截Q直向下的重力mg、垂直斜面向上的彈力FN，兩者合力方向?yàn)樗较蜃?，由牛頓第二運(yùn)動定律有關(guān)系：tan ，得：F合mgtan mgma，故小球和小車相對靜止時的加速度ag.(3)相鄰計數(shù)點(diǎn)間時間間隔t0.02 s，根據(jù)B點(diǎn)的瞬時速度為AC段的平均速度，得打下B點(diǎn)時小車的速度vB0.70 m/s；同理得：vc0.80 m/s；故小車的加速度 m/s25.0 m/s2.答案(1)電火花220(2)hg/L(3)0.705.042014·天津卷，9(2)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，

5、掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示圖5(1)若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些_.(2)實(shí)驗(yàn)開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行他這樣做的目的是下列的哪個_(填字母代號)A避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動B可使打點(diǎn)計時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰C可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動D可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計算小

6、車速度在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個解決方法：_.(4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些這一情況可能是下列哪些原因造成的_(填字母代號)A在接通電源的同時釋放了小車B小車釋放時離打點(diǎn)計時器太近C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D鉤碼做勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，需要驗(yàn)證mgxMv2，同時根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知，此實(shí)驗(yàn)中需要測量鉤碼質(zhì)量、小車質(zhì)量和位移，故還需要的器材有：刻度尺和天平；(2)分析小車受力可知，在平衡摩擦力的基礎(chǔ)上，使細(xì)繩與木板平行是為了讓細(xì)繩的拉力充當(dāng)小車所受

7、合外力，故選項(xiàng)D正確；(3)紙帶上打出的點(diǎn)較少，說明小車的加速度過大(即小車過快)，故可知減小鉤碼質(zhì)量或增加小車質(zhì)量(在小車上加上適量的砝碼)；(4)在此實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)牛頓第二定律可知，鉤碼的重力大于細(xì)繩的拉力，而實(shí)驗(yàn)中用重力代替拉力會導(dǎo)致拉力做功大于小車動能增量；如果實(shí)驗(yàn)未平衡或未完全平衡摩擦力也會導(dǎo)致拉力做功大于動能增量，故選項(xiàng)C、D正確答案(1)刻度尺、天平(包括砝碼)(2)D(3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)(4)CD5某同學(xué)利用圖6甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究小車在均勻長木板上的運(yùn)動規(guī)律圖6(1)在小車做勻加速直線運(yùn)動時打出一條紙帶，已知打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50 Hz，圖乙中所示的

8、是每打5個點(diǎn)所取的計數(shù)點(diǎn)，x13.62 cm，x45.12 cm，由圖中數(shù)據(jù)可求得：小車的加速度為_m/s2，第3個計數(shù)點(diǎn)與第2個計數(shù)點(diǎn)的距離(即x2)約為_cm.(2)若用該實(shí)驗(yàn)裝置“探究與F、M之間的關(guān)系”，要用鉤碼(質(zhì)量用m表示)的重力表示小車所受的細(xì)線拉力，需滿足_，滿足此條件做實(shí)驗(yàn)時，得到一系列加速度a與合外力F的對應(yīng)數(shù)據(jù)，畫出aF關(guān)系圖象，如圖7所示，若不計滑輪摩擦及紙帶阻力的影響，由圖象可知，實(shí)驗(yàn)操作中不當(dāng)之處為_；小車的質(zhì)量M_kg；如果實(shí)驗(yàn)時，在小車和鉤碼之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器用來測量拉力F，如圖8所示，從理論上分析，該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將_(填“變大”、“變小”或“不

9、變”)圖7(3)為了驗(yàn)證動能定理，在用鉤碼的重力表示小車所受合外力的條件下，在圖8中1、3兩點(diǎn)間對小車用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動能定理的表達(dá)式為_(用題中所涉及數(shù)據(jù)的字母表示，兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔用t表示)圖8解析(1)因?yàn)榇螯c(diǎn)周期為T0.02 s，且每打5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，所以每兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t0.1s；由勻變速直線運(yùn)動的推論xmxn(mn)at2得x4x13at2，代入數(shù)據(jù)解得a0.50 m/s2；由勻變速直線運(yùn)動的推論：x2x1at2得x2x1at2，代入數(shù)據(jù)得x20.041 2 m，即為4.12 cm.(2)要使細(xì)線的拉力等于鉤碼的重力，應(yīng)該滿足的條件是Mm.由aF關(guān)系圖象可知實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)

10、之處為沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小車的質(zhì)量MF/a1 kg.實(shí)驗(yàn)中把鉤碼的重力作為拉力F，實(shí)際上，由于鉤碼向下加速運(yùn)動，拉力小于鉤碼重力若在小車和鉤碼之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器用來測量拉力F，則分析可知小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線的斜率變大(3)實(shí)驗(yàn)時保證鉤碼的重力等于小車所受的合外力，從計數(shù)點(diǎn)1到計數(shù)點(diǎn)3，合外力對小車做的功為mg(x2x3)計數(shù)點(diǎn)1對應(yīng)的速度v1，計數(shù)點(diǎn)3對應(yīng)的速度v3，在1、3兩計數(shù)點(diǎn)間對小車用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動能定理的表達(dá)式為mg(x2x3)(x3x4)2(x1x2)2答案(1)0.504.12(2)Mm沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足1變大(3)mg(x2x3)(

11、x3x4)2(x1x2)262014·重慶卷，6(2)為了研究人們用繩索跨越山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們設(shè)計了如圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計(不計質(zhì)量及長度)固定在相距為D的兩立柱上，固定點(diǎn)分別為P和Q，P低于Q，繩長為L(L>)圖9他們首先在繩上距離P點(diǎn)10 cm處(標(biāo)記為C)系上質(zhì)量為m的重物(不滑動)，由測力計讀出繩PC、QC的拉力大小TP和TQ，隨后，改變重物懸掛點(diǎn)C的位置，每次將P到C點(diǎn)的距離增加10 cm，并讀出測力計的示數(shù)，最后得到TP、TQ與繩長PC的關(guān)系曲線如圖10所示由實(shí)驗(yàn)可知：(1)曲線中拉力最大時，C與P點(diǎn)的距離為_cm，該曲線為 _(選填：TP或TQ)的曲線(2)在重物從P移到Q的整個過程中，受到最大拉力的是_(選填：P或Q)點(diǎn)所在的立柱(3)在曲線、相交處，可讀出繩的拉力T0_N，它與L、D、m和重力加速度g的關(guān)系為T0_.圖10解析(1)由圖知曲線中拉力最大時，C與P點(diǎn)的距離為60 cm，由幾何關(guān)系知：PC距離越小時，PC與豎直方向的夾角越小，QC與豎直方向的夾角越大，又由兩段繩的拉力在水平方向的分力平衡，故TPsin TQsin ，PC距離較小時，<，故sin <sin ，所以TP>TQ，故曲線應(yīng)為TP的曲線(2)由圖知拉力最大的點(diǎn)