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1、专题十四、力学实验 1 （2013 高考浙江理综第21 题）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在 小车上； 装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。一同学用装置 甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带和，纸带上的a、b、c均为打 点计时器打出的点。 (1) 任选一条纸带读出b、c两点间的距离为； (2) 任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为，纸带和上c、e 两点间的平均速度vv( 填“大于”“等于”或“小于”) ； （3）图中（填选项） A 两条纸带均为用装置甲实验所得 B 两条纸带均为用装置乙实验所得 C 纸带1为用装置甲实验所得纸带为用装置乙实验所
2、得 D 纸带1为用装置乙实验所得纸带为用装置甲实验所得 答案： (1) 1 2.10cm ，或 2.40cm 。 （2）1.13m/s ，1.25m/s 。小于 （3）C 解析： (1) 选择纸带 1 读出b、c两点间的距离为2.10cm，选择纸带读出b、c两点间 的距离为2.40cm。 (2) 选择纸带 1 读出c、e两点间的距离为4.52cm，求出c、e两点间的平均速度大小为 v= 4.52 20.02 10 -2 m/s=1.13m/s 。 选择纸带读出c、e两点间的距离为5.00cm。求出c、e两点间的平均速度大小为 v= 5.00 20.02 10 -2 m/s=1.25m/s 。
3、（3）分析纸带上的点距离可以看出，纸带 1做匀加速运动，纸带做加速度逐渐减小 的加速运动最后做匀速运动，所以带 1为用装置甲实验所得纸带为用装置乙实验 所得，选项C正确。 2. （ 18 分） （1） （2013 高考福建理综第19（1）题） （6 分）在“探究恒力做功 与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： 下列说法哪一项是正确的。 （填选项前字母） A. 平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B. 为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O 、 A、B、C 计数 点，已知打点计时器使用的交流电频率
4、为50 Hz则打 B点时小车的 瞬时速度大小为_m/s（保留三位有效数字） 。 答案： C0.653 解析： 在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中, ，平衡摩擦力时要去掉细线另一 端的钩码。为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，选项AB错误。实验时，应使 小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确。 打 B点时小车的瞬时速度大小为v= 18.59-5.53 2 0.10 10 -2 m/s=0.653m/s 。 3. （ 13 分） （1） （2013 高考山东理综第21（1）题）图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测 量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_( 填“A”“B”或“ C”)
5、进行测量；示 数如图乙所示，该钢笔帽的内径为_mm 。 答案： A 11.30 解析：测量内径应该用游标卡尺的A，测量外径应该用游标卡尺的B，测量深度应该用游标 卡尺的 C。该钢笔帽的内径为11mm+0.5 6mm=11.30mm 。 4. （2013 高考四川理综第8 题） （2） （ 11 分） 如图 1 所示，某组同学借用“探究a 与 F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操 作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验： 为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程 度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动。 连接细绳及托盘， 放 入砝码，通过实验
6、得到图 2 所示的纸带。纸带上O 为小车运动起始时刻所打 的 点 ，选 取 时间 间 隔为 0.1s 的相邻计数点A、B、 C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg. 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格（结果保留至少 小数点后第四位） 。 0 B O C OD OE O F W/J 0.0432 0.0572 0.0734 0.0915 k E/J 0.0430 0.0570 0.0734 0.0907 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W= Ek，与理论推导结果一致。 实验前已测得托盘的质量7.7 10 -3kg, 实验时该组
7、同学放入托盘中的砝码质量应为 _kg(g 取 9.8m/s 2, 结果保留至小数点后第三位 ) ( 2)匀速直线0.1115 0.1105 0.015 解析：在OF 过程中，小车所受合外力做的功W=F OF=0.20.5575J=0.1115J 。打 F 点时速度v= 66.77-45.75 20.1 10 -2 m/s， 小车动能的变化Ek= 1 2 mv 2=1 2 0.2 （ 66.77-45.75 20.1 10 -2）2J= 0.1105J 。根据实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg 可知，小车 质量不是远大于托盘和砝码质量之和. 由 mg-F=ma ，F=Ma可得
8、m= MF MgF =0.02273kg ，即托 盘和砝码质量之和为0.02222kg ，该组同学放入托盘中的砝码质量应为m=0.02273kg-7.7 10 -3kg=0.015kg 。 5(8 分) （2013 高考上海物理第28 题）如图，研究平抛 运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器 和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上 的标尺可以测得水平位移。 保持水平槽口距底板高度h0.420m 不变。改变小球在 斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移 d，记录在表中。 (1) 由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初
9、速度v0成关系，与 无关。 v0(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584 t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 (2) 一位同学计算出小球飞行时间的理论值 220.420 =289.8ms 10 h t g 理 ，发现理论 值与测量值之差约为3ms。经检查，实验及测量无误，其原因是。 (3) 另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竞发现测量值t依然大于自 己得到的理论值t理，但二者之差在37ms之间，且初速度越大差值越小。对实验装置 的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因
10、是。 答案：（ 1）正比 h （2）g 取值 10m/s 2 偏大 （3）水平槽口距底板高度h较大，小球飞行时受到空气阻力作用 解析：（1）由表中数据可知，在h一定时， 小球水平位移d与其初速度v0成正比关系， 与 h 无关。 （ 2）计算小球飞行时间的理论值 220.420 =289.8ms 10 h t g 理 中， g 不能取值 10m/s 2，应该取值 g=9.8m/s ，这样计算出的t=292.8ms 。 （3）导致偏差的原因是：水平槽口距底板高度h较大，小球飞行时受到空气阻力作用 6(2013 高考江苏物理第11 题) （10 分）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度， 实验装
11、置如图所示。倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1 个小 球。手动敲击弹性金属片M ，M与触头瞬间分开，第1 个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2 个小 球。当第 1 个小球撞击M时， M与触头分开，第2 个 小球开始下落。这样，就可测出多个小球下落的 总时间。 （1）在实验中，下列做法正确的有_ _。 （A）电路中的电源只能选用交流电源 （B）实验前应将M调整到电磁铁的正下方 （C）用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度 （D）手动敲击M的同时按下秒表开始计时 （2）实验测得小球下落的高度H=1.980m，10 个小球下落的总时间T=6.5s 。 可求
12、出重力加 速度 g=_m/s 2。 （结果保留两位有效数字） （3）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法。 （4）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间t磁性才消失，因此，每个小球的实际 下落时间与它的测量时间相差t，这导致实验误差。为此，他分别取高度 1 H和 2 H，测 量 n 个小球下落的总时间 1 T和 2 T。他是否可以利用这两组数据消除tV对实验结果的影响？ 请推导说明。 答案： (1)BD (2)9. 4 (3) 增加小球下落的高度; 多次重复实验,结果取平均值.( 其他答案只要合理也可) (4) 由 2 1 1 1 () 2 T Hgt n V和 2 2 2
13、1 () 2 T Hgt n V 可得 22 12 2 12 2() () nHH g TT , 因此可以消去 t的影响 . 解析：电路中的电源可以选用直流电源，选项 A错误。实验前应将M调整到电磁铁的正下方， 选项 B正确。用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离减去小球直径作为小球下落的高度，选 项 C错误。手动敲击M的同时，电磁铁断电，小球开始自由落体运动，按下秒表开始计时， 选项 D正确。 实验测得小球下落的高度H=1.980m，10 个小球下落的总时间T=6.5s ，单个小球自由落体运 动的时间为0.65s 。由 H=1 2 gt 2 可求出重力加速度g= 2 2H t =9.4m/s 2
14、。 7 （ 2013 高考天津理综物理第9 题） (2 ）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质 量的关系 下列做法正确的是（填字母代号） A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木 块上 C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件 是砝码桶及桶内砝码的总质量木块和木块上硅码的总质量（填远大于， 远小于， 或 近似于） 甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放
15、在水平桌面上，木块上均不放砝码， 在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a 与拉力F 的关系，分别得到图中甲、乙两条直 线设甲、 乙用的木块质量分别为m甲、m乙甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 甲，乙，由图可知， m甲 m乙甲乙（填“大于”、“小于”或“等于”) 答案： AD 远小于小于大于 解析： 在利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系实验中，调节滑轮的高度，使牵引 木块的细绳与长木板保持平行，选项 A正确。 木块下滑是受到重力、支持力、细线拉力和摩 擦力， 要使细线拉力等于木块的合力，需要使木板倾斜，木块重力沿斜面方向的分力等于摩 擦力。 在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力
16、时，应该去掉装有砝码的砝码桶，选项 B错误。实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，选项C错误。通过增减木块上的砝 码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，选项D正确。 为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件 是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上硅码的总质量。 在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a 与拉力 F 的关系，由牛顿第二定律， F-mg=ma ， 得到 a=F/m-g。对比图象，可得m甲小于 m乙甲大于 乙。 8 （18 分） （2013 高考广东理综第34 题） （1）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16 （a）所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图 16（ b）所示，其中每相邻两点之间还有4 个记录点未画出。 部分实验步骤如下： A. 测量完毕，关闭电源，取出纸带。 B. 接通电源，待打点计
