近六新課標全國卷高考物理試題分類匯總專題7：力實驗

專題7：力學實驗第頁2012-2017年新課標全國卷專題分類匯總專題7：力學實驗1.(2017新課標Ⅰ)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖(a)所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是____________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。(2)該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為___________m/s，加速度大小為____________m/s2。(結果均保留2位有效數(shù)字)2.(2017新課標Ⅱ)(6分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下：①如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；②當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間?t；③用?s表示擋光片沿運動方向的長度，如圖(b)所示，表示滑塊在擋光片遮住光線的?t時間內的平均速度大小，求出；④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復步驟②、③；⑤多次重復步驟④；⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出–?t圖，如圖(c)所示。完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小，則與vA、a和?t的關系式為=。(2)由圖(c)可求得，vA=cm/s，a=cm/s2。(結果保留3位有效數(shù)字)3.(2017新課標Ⅲ卷6分)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上，如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。(1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為_______N。(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N。(i)用5mm長度的線段表示1N的力，以O為作C．斜面的傾角6．(2014年新課標全國卷I)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖，如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質量成_______(選填“線性”或“非線性”)關系。(2)由圖(b)可知，a-m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是________________。(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是________________，鉤碼的質量應滿足的條件是________________。7．(2014年新課標全國卷II)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關系。實驗裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0．P1．P2．P3．P4．P5．P6分別固定在彈簧上距懸點0．10．20．30．40．50．60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度。設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0；掛有質量為0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x。測量結果及部分計算結果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2)。已知實驗所用彈簧總圈數(shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88cm。P1P2P3P4P5P6x0/cm2.044.066.068.0510.0312.01x/cm2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.81/k(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整:①_________，②_________。(2)以n為橫坐標，1k為縱坐標，在圖乙給出的坐標紙上畫出1kQUOTE1k-n圖象。(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點。若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關系的表達式為k=_____N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關系的表達式為k=_____N/m。8．(2013年新課標全國卷I)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：①用天平測量物塊和遮光片的總質量M、重物的質量m；用游標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；②調整輕滑輪，使細線水平；③讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB，求出加速度；④多次重復步驟③，求a的平均值a；⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ。回答下列問題：(1)測量d時，某次游標卡尺(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、ΔtA和ΔtB表示為____________。(3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、a和重力加速度g表示為___________。(4)如果細線沒有凋整到水平，由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。9．(2013年新課標全國卷II)某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。回答下列問題：(1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g。為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的_____A．小球的質量mB．小球拋出點到落地點的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的壓縮量ΔxE．彈簧原長l0(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=______。(3)圖(b)中的直線是實驗測量得到的s-Δx圖線。從理論上可推出，如果h不變，m增加，s-Δx圖線的斜率會_________(選填“增大”“減小”或“不變”)；如果m不變，h增加，s-Δx圖線的斜率會_________(選填“增大”“減小”或“不變”)。由圖(b)中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與Δx的_________次方成正比。10．(2012年新課標全國卷)某同學利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數(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)為____mm，所測金屬板的厚度為____mm。答案：1．(1)s1+s2f2、s2+s3f2、s3-s1f22，(2)40；2．(1)④①③②，(2)1.29．M；3．(3)0.39(0.37～0.41均可)，(4)略，(5)0.45(0.43～0.47均可)，(6)BC；4．(2)1.40，(4)7.9．1.4；