專題12 力學(xué)實驗(仿真押題)-2017年高考物理命題猜想與仿真押題(原卷版)

1、專題12力學(xué)實驗(仿真押題)在“探究求合力的方法”實驗中，橡皮條一端固定于A點.如圖1所示，同時使用兩只彈簧測力計通過細(xì)繩套將橡皮條的另一端拉至O點分別記錄兩個拉力的大小和方向，其中一只彈簧測力計的示數(shù)如圖所示，則其示數(shù)為N.圖1關(guān)于本實驗，下列說法正確的是.細(xì)繩套盡可能短一些橡皮條的伸長量越大越好拉兩個細(xì)繩套時，兩拉力夾角越大越好拉細(xì)繩套時，拉力應(yīng)盡量與木板平行某同學(xué)通過多次實驗得出：力的合成遵循平行四邊形定則.圖2為根據(jù)其中一次實驗數(shù)據(jù)畫出的兩個力行、F2的圖示，請利用平行四邊形定則在圖中作出這兩個力的合力F合根據(jù)圖示可以確定合力大小為N.在利用如圖3甲所示的實驗裝置做“探究彈力和彈簧伸長

2、的關(guān)系”的實驗.所用的鉤碼的質(zhì)量都是30g.實驗中，先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將4個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次掛完鉤碼待彈簧穩(wěn)定后測出相應(yīng)的彈簧總長度，并將數(shù)據(jù)填在了下面的表中.(彈簧始終未超過彈性限度，取g=10m/s2)，試完成下列問題：實驗次數(shù)1234536912鉤碼總質(zhì)量(g)00000彈簧總長度(cm)678910.00.11.20.31.40請在圖乙所示的坐標(biāo)紙中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象.由圖象求得該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m(保留兩位有效數(shù)字).某同學(xué)直接利用表中實驗數(shù)據(jù)，作出了鉤碼質(zhì)量m跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象是一條直線,該圖象斜率所表

3、示的物理意義是；該圖象在橫軸上截距的物理意義是.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖4所示的實驗裝置：舷碼盤|o|oUa打點汁時器圖4以下實驗操作正確的是()將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行先接通電源后釋放小車實驗中小車的加速度越大越好在實驗中，得到一條如圖5所示的紙帶，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s,且間距、x2、x、x”、xc、x乙已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，則小車的加速度a=3456m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).圖5（3）有一

4、組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們在軌道水平是在軌道傾斜情況下得kg.及傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條aF圖線，如圖6所示圖線.到的（填“”或“”）；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m=4用如圖7所示的裝置測量彈簧的彈性勢能.將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點;在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計時器（圖中未畫出）與兩個光電門相連.先用米尺測得B、C兩點間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A,靜止釋放，計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t,用米尺測量A、O之間的距離x.氣墊導(dǎo)軌圖7TOC o 1-5 h z（1）計算滑塊離開彈簧

5、時速度大小的表達(dá)式是.（2）為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量.彈簧原長B.當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴.滑塊（含遮光片）的質(zhì)量（3）增大A、O之間的距離x,計時器顯示時間t將.A.增大B.減小C.不變?nèi)鐖D8甲所示為驗證機(jī)械能守恒定律的實驗簡圖，地面以下為較松軟的泥土實驗時把一質(zhì)量為m的鐵塊舉到離地面高為H的地方，讓其自由下落，落入泥土中.鐵塊下面貼有力傳感器（質(zhì)量忽略不計），可測得泥土中任意深度h處鐵塊受到的阻力Ff,圖乙為計算機(jī)根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制的擬合圖象（橫軸表示深度h，單位cm,縱軸表示阻力Ff,單位N）.I,甲分析圖象數(shù)據(jù)，可得出鐵塊受到的阻力Ff與深度h的關(guān)系為（選填“Ff=kh2”、“Ff=kh

6、3”或年=kh4”）.某次實驗中，鐵塊下落深度為hi時停止運(yùn)動，嘗試寫出鐵塊從下落到落地前驗證其機(jī)械能守恒定律的方程（比例系數(shù)k為已知）用如圖9所示裝置做“驗證動能定理”的實驗.實驗中，小車碰到制動擋板時，鉤碼尚未到達(dá)地面.圖9（1）為了保證細(xì)繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是（選填選項前的字母）.在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行所加鉤碼的質(zhì)量盡量大一些（2）如圖10是某次實驗中打出紙帶的一部分.0、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出，所用

7、交流電源的頻率為50Hz.通過測量，可知打點計時器打B點時小車的速度大小為m/s.圖10（3）甲同學(xué)經(jīng)過認(rèn)真、規(guī)范地操作，得到一條點跡清晰的紙帶也把小車開始運(yùn)動時打下的點記為O,再依次在紙帶上取等時間間隔的1、2、3、4、5、6等多個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離s及打下各計數(shù)點時小車的瞬時速度v.如圖11是根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)繪出的v2-s圖象已知此次實驗中鉤碼的總質(zhì)量為0.015kg，小車中砝碼的總質(zhì)量為0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，則由圖象可知小車的質(zhì)量為kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.在鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況下，乙同學(xué)認(rèn)為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小.但經(jīng)

8、多次實驗他發(fā)現(xiàn)拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，造成這一情況的原因可能是(選填選項前的字母).滑輪的軸處有摩擦小車釋放時離打點計時器太近長木板的右端墊起的高度過高鉤碼做勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力某同學(xué)用如圖12所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律.一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v=f作為鋼球經(jīng)過A點時的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小AE與動能變化大小PAEk，就能驗證機(jī)械

9、能是否守恒.k用AEp=mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到之間的豎直距離.鋼球在A點時的頂端鋼球在A點時的球心鋼球在A點時的底端(2)用AEk=|mv2計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖13所示，其讀數(shù)為cm.某次測量中，計時器的示數(shù)為0.0100s,則鋼球的速度為v=m/s.一遮光條|)cm1|1II111II1圖13下表為該同學(xué)的實驗結(jié)果：AEP(X1O-2J)4.8929.78614.6919.5929.38AEk(x10-2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的AE與AEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻

10、力造成的.你是否同意他的觀點？請說明pk理由.請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議.如圖甲是“研究勻變速直線運(yùn)動”實驗中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點，加速度大小用a表示.OABcDE11111111111I111111111cm甲(1)OD間的距離為cm.(2)圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的x-t2圖線(x為各計數(shù)點至同一起點的距離)，斜率表示9某同學(xué)設(shè)計了以下的實驗來驗證機(jī)械能守恒定律:在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個磁性滑塊m,滑塊可沿米尺自由下落.在米尺上還安裝了一個連接了內(nèi)阻很大數(shù)字電壓表的多匝線框A,線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過線框，如圖所示.把滑塊從米尺的0

11、刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過線框時的電壓U.改變h,調(diào)整線框的位置，多做幾次實驗，記錄各次的h，U.如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，用圖(選填“Uh”或“U2h”)更容易得出結(jié)論.影響本實驗精確程度的因素主要是(列舉一點即可)10在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中(1)備有器材：A.長木板；B.電磁打點計時器、低壓交流電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車、砝碼;D.裝有細(xì)砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺.還缺少的一件器材是.(2)實驗得到如圖(a)所示的一條紙帶,相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T；B、C間距s2和D、E間距s4已量出，利用這兩段間距計算小車加速度的表達(dá)式為m，從圖

12、線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為kg；(g取10m/s2)同學(xué)乙根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了圖(c)，從圖線可知乙同學(xué)操作過程中可能.11.某興趣小組的同學(xué)看見一本物理書上說“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時彈性勢能為E=+kx2”，為了驗證該結(jié)論就嘗試用“研究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗裝置(如圖甲)設(shè)計了以p2下步驟進(jìn)行實驗實驗步驟：A.水平桌面上放一長木板，其左端固定一彈簧，通過細(xì)繩與小車左端相連，小車的右端連接打點計時器的紙帶；將彈簧拉伸x后用插銷鎖定，測出其伸長量x；打開打點計時器的電源開關(guān)后，拔掉插銷解除鎖定，小車在彈簧作用下運(yùn)動到左端;選擇紙帶上某處的A點測出其速度v；取不同的x

13、重復(fù)以上步驟多次，記錄數(shù)據(jù)并利用功能關(guān)系分析結(jié)論.實驗中已知小車的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,則:紙帶甲小車打點計時器彈簧插銷(1)長木板右端墊一小物塊，其作用是(2)如圖乙中紙帶上A點位置應(yīng)在傾S、s2、s3)的段中取;若E訂如2成立，則實驗中測量出物理量x與m、k、v關(guān)系式是x=12.圖(a)為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖.實驗步驟如下:細(xì)線光電門B光電門遮光片弋卜4物塊一一亦輕滑輪重物用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d用米尺測量兩光電門之間的距離s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測

14、出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間和求出加速度a；多次重復(fù)步驟，求a的平均值萬；根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)回答下列問題：TOC o 1-5 h z1231111111111111111111111111111TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 05101520測量d時，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為cm.(2)物塊的加速度a可用d、s、AtA和AtB表示為a=動摩擦因數(shù)“可用M、m、a和重力加速度g表示為尸如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)

15、誤差”)13利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t,用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動.光電門)12cm2.4呼)2I川刖山川川丨丨丨主尺010圖甲圖乙用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖乙所示，滑塊通過B點的瞬時速度可表示為某次實驗測得傾角0=30。，

16、重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時m和M組成的系統(tǒng)動能20游標(biāo)0.5圖丙由此讀出b=mm.增加量可表示為AEk=，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為AE=，在誤差允許的范圍內(nèi)，kp若AEk=AE則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.kp（4）在上次實驗中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2d圖像如圖丙所示，并測得M=m，則重力力廿速度g=mis2.14某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置：水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤實驗時，保持軌道和細(xì)線水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動

17、實現(xiàn)平衡摩擦力0cm121111111111111111111111111111105101520（1）該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？（回答“是”或“否”）（2）實驗需要用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度l,如圖2所示，則1=mm；（3）實驗獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車（含傳感器和擋光板）的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度1,光電門1和光電門2的中心距離x,某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)F,小車通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為、t2.小車通過光電門2后砝碼盤才落地，重力加速度為g.該實驗對小車需驗證的表達(dá)式（用實驗中測出的物理量表示）.15.某研究小組設(shè)計了一種“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案.如圖18所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端與桌面相切），B是質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點）.用匯斗圖18第一次實驗，如圖(a)所示，將滑槽末端與桌面右端M對齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點，測出滑槽最高點距離桌面的高度hM距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1；第二次