2013高考物理 真題分類解析 專題14 力學(xué)實驗

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1、專題十四、力學(xué)實驗 1．（2013高考浙江理綜第21題）如圖所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上。一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)行實驗，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點計時器打出的點。 (1)任選一條紙帶讀出b、c兩點間的距離為； (2)任選一條紙帶求出c、e兩點間的平均速度大小為，紙帶①和②上c、e兩點間的平均速度①②(填“大于”“等于”或“小于”)； （3）圖中（填選項） A．兩條紙帶均為用裝置甲實驗所得 B．兩條紙帶均為用裝置乙實驗所得 C．紙帶為用裝置甲實驗所得．紙帶

2、②為用裝置乙實驗所得 D．紙帶為用裝置乙實驗所得．紙帶②為用裝置甲實驗所得 答案：(1) 2.10cm，或②2.40cm。 （2）1.13m/s，1.25m/s。 小于 （3）C 解析：(1)選擇紙帶讀出b、c兩點間的距離為2.10cm，選擇紙帶②讀出b、c兩點間的距離為2.40cm。 (2)選擇紙帶讀出c、e兩點間的距離為4.52cm，求出c、e兩點間的平均速度大小為=×10-2m/s=1.13m/s。 選擇紙帶②讀出c、e兩點間的距離為5.00cm。求出c、e兩點間的平均速度大小為=×10-2m/s=1.25m/s。 （3）分析紙帶上的點距離可以看出，紙帶做勻加速運(yùn)動

3、，紙帶②做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動最后做勻速運(yùn)動，所以帶為用裝置甲實驗所得．紙帶②為用裝置乙實驗所得，選項C正確。 2.（18分） （1）（2013高考福建理綜第19（1）題）（6分）在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中（裝置如圖甲）： ①下列說法哪一項是正確的。（填選項前字母） A．.平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上 B．.為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量 C．實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放 ②圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz．則打B點時小車的瞬時

4、速度大小為____m/s（保留三位有效數(shù)字）。 答案：①C②0.653 解析：①在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中,，平衡摩擦力時要去掉細(xì)線另一端的鉤碼。為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，選項AB錯誤。實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放，選項C正確。 ②打B點時小車的瞬時速度大小為v=×10-2m/s=0.653m/s。 3.（13分） （1）（2013高考山東理綜第21（1）題）圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為________mm。

5、 答案：A 11.30 解析：測量內(nèi)徑應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的A，測量外徑應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的B，測量深度應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的C。該鋼筆帽的內(nèi)徑為11mm+0.5×6mm=11.30mm。 4（2013高考四川理綜第8題）（2）（11分） 如圖1所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，進(jìn)行“探究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗： ①為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩和托盤，通過調(diào)節(jié)墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做___________運(yùn)動。 ②連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到圖2所示的紙帶。紙帶上O為小車運(yùn)動起始時刻所

6、打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G。實驗時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg. 請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化△Ek，補(bǔ)填表中空格（結(jié)果保留至少小數(shù)點后第四位）。 0——B O—C O—D O—E O—F W/J 0.0432 0.0572 0.0734 0.0915 /J 0.0430 0.0570 0.0734 0.0907 分析上述數(shù)據(jù)可知：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)W=△Ek，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致。 ③實驗前已測得托盤的質(zhì)量7.7×10-3kg,實驗時該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為

7、_________kg(g取9.8m/s2,結(jié)果保留至小數(shù)點后第三位) (2)①勻速直線 ②0.1115 0.1105 ③0.015 解析：在O—F過程中，小車所受合外力做的功W=F·OF=0.2×0.5575J=0.1115J。打F點時速度v=×10-2m/s，小車動能的變化△Ek=mv2=×0.2×（×10-2）2J= 0.1105J。根據(jù)實驗時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg可知，小車質(zhì)量不是遠(yuǎn)大于托盤和砝碼質(zhì)量之和.由mg-F=ma，F(xiàn)=Ma可得m==0.02273kg，即托盤和砝碼質(zhì)量之和為0.02222kg，該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)

8、為△m=0.02273kg-7.7×10-3kg=0.015kg。 5．(8分) （2013高考上海物理第28題）如圖，研究平拋運(yùn)動規(guī)律的實驗裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移。 保持水平槽口距底板高度h＝0.420m不變。改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測出小球做平拋運(yùn)動的初速度v0、飛行時間t和水平位移d，記錄在表中。 (1) 由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時，小球水平位移d與其初速度v0成＿＿＿＿關(guān)系，與＿＿＿＿無關(guān)。 v0(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584 t(

9、ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 (2)一位同學(xué)計算出小球飛行時間的理論值，發(fā)現(xiàn)理論值與測量值之差約為3ms。經(jīng)檢查，實驗及測量無誤，其原因是＿＿＿＿。 (3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個實驗，競發(fā)現(xiàn)測量值t′依然大于自己得到的理論值，但二者之差在3－7ms之間，且初速度越大差值越小。對實驗裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是＿＿＿＿。 答案：（1）正比 h （2）g取值10m/s2偏大 （3）水平槽口距底板高度h較大，小球飛行時

10、受到空氣阻力作用 解析：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時，小球水平位移d與其初速度v0成正比關(guān)系，與h無關(guān)。 （2）計算小球飛行時間的理論值中，g不能取值10m/s2，應(yīng)該取值g=9.8m/s，這樣計算出的t=292.8ms。 （3）導(dǎo)致偏差的原因是：水平槽口距底板高度h較大，小球飛行時受到空氣阻力作用 6。(2013高考江蘇物理第11題)（10分）某興趣小組利用自由落體運(yùn)動測定重力加速度，實驗裝置如圖所示。 傾斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個小球。 手動敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個小球。 當(dāng)?shù)?

11、個小球撞擊M時，M與觸頭分開，第2個小球開始下落……。 這樣，就可測出多個小球下落的總時間。 （1）在實驗中，下列做法正確的有___▲____。 （A）電路中的電源只能選用交流電源 （B）實驗前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方 （C）用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度 （D）手動敲擊M的同時按下秒表開始計時 （2）實驗測得小球下落的高度H=1.980m，10個小球下落的總時間T=6.5s。 可求出重力加速度g=_______m/s2。 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）在不增加實驗器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法。 （4）某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需

12、要時間△t磁性才消失，因此，每個小球的實際下落時間與它的測量時間相差△t，這導(dǎo)致實驗誤差。 為此，他分別取高度 和，測量n個小球下落的總時間和。 他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除對實驗結(jié)果的影響？ 請推導(dǎo)說明。 .答案： (1)BD (2)9. 4 (3)增加小球下落的高度;多次重復(fù)實驗,結(jié)果取平均值.(其他答案只要合理也可) (4)由和 可得,因此可以消去△t的影響. 解析：電路中的電源可以選用直流電源，選項A錯誤。實驗前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方，選項B正確。用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離減去小球直徑作為小球下落的高度，選項C錯誤。手動敲擊M的同時，電磁鐵斷電，小球開始自由

13、落體運(yùn)動，按下秒表開始計時，選項D正確。 實驗測得小球下落的高度H=1.980m，10個小球下落的總時間T=6.5s，單個小球自由落體運(yùn)動的時間為0.65s。由H=gt2 可求出重力加速度g==9.4m/s2。 7（2013高考天津理綜物理第9題）(2）某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系． ①下列做法正確的是 （填字母代號） A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上 C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源 D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板

14、傾斜度 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量（填遠(yuǎn)大于，遠(yuǎn)小于，或近似于） ③甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線·設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲，μ乙，由圖可知，m甲m乙 μ甲μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”) 答案：①AD ②遠(yuǎn)小于 ③小于 大于 解析：①在利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗

15、中，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行，選項A正確。木塊下滑是受到重力、支持力、細(xì)線拉力和摩擦力，要使細(xì)線拉力等于木塊的合力，需要使木板傾斜，木塊重力沿斜面方向的分力等于摩擦力。在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，應(yīng)該去掉裝有砝碼的砝碼桶，選項B錯誤。實驗時，先接通打點計時器的電源再放開木塊，選項C錯誤。通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，選項D正確。 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量。 ③在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，

16、由牛頓第二定律，F(xiàn)-μmg=ma，得到a=F/m-μg。對比圖象，可得m甲小于m乙 μ甲大于μ乙。 8．（18分）（2013高考廣東理綜第34題）（1）研究小車勻變速直線運(yùn)動的實驗裝置如圖16（a）所示，其中斜面傾角可調(diào)。打點計時器的工作頻率為50Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖16（b）所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。 圖16（b） 圖16（a） ①部分實驗步驟如下： A. 測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶。 B. 接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車。 C. 將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連。 D. 把打點計時器固定在夾板

17、上，讓紙帶穿過限位孔。 上述實驗步驟的正確順序是：_________________________（用字母填寫）。 ②圖16（b）中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=_________s。 ③計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5=_________。 ④為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應(yīng)為a=_________. （1）答案：①CDBA②0.1s③④ 考點：研究勻速直線運(yùn)動實驗，紙帶分析，家用交流電周期 解析：①上述實驗步驟的正確順序是：將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連。把打點計時器固定在夾板上，讓紙帶穿過限位孔。接通電源，待打點計時器工

18、作穩(wěn)定后放開小車。測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶。 ②時間T=5T0=5×0.02s=0.1s。 ③運(yùn)用在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻速度的等于這段時間內(nèi)的平均速度計算計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5=。 ④取 則：T’=3T。則有△s’=aT’2，解得a=。 內(nèi)容總結(jié) （1）專題十四、力學(xué)實驗 1．（2013高考浙江理綜第21題）如圖所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上 （2）由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時，小球水平位移d與其初速度v0成＿＿＿＿關(guān)系，與＿＿＿＿無關(guān) （3）經(jīng)檢查，實驗及測量無誤，其原因是＿＿＿＿ （4）對實驗裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是＿＿＿＿