2014届高考物理第二轮复习升级训练篇：11　力学实验.doc

1、优质文档优质文档专题升级训练十一 力学实验（时间：60 分钟 满分：100 分）1 （15 分）在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为 50 Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择标为 05 的 6 个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出。纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺，零点跟 “0”计数点对齐，由图可以读出 1、 3、5 三个计数点跟“0”点的距离d1、 d3、 d5填入表格中。距离 d1d3来源:学_科_网Z_X_X_Kd5测量值（cm）计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为_m/s，通过计数点“4”的瞬时速度为_m/s；小车

2、的加速度是_m/s 2。2 （20 分） （2012湖北众望高中高三周练）如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平凹形轨道上，一端与轨道的 A 端固定，另一端正好在轨道的 B 端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤。根据平抛运动的规律和功能关系的相关知识，可利用该装置找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系。（1）为完成实验，还需下面哪些器材（ ）A秒表 B刻度尺 C白纸 D复写纸 E天平 F弹簧秤（2）如果在实验中，得到弹簧压缩量 x 和小球离开桌面后的水平位移 s 的一些数据如下表，经你的推导分析，得到的实验结论是：_。实验次数 1 2 3 4x/cm 2.003.00来源:Zxxk

3、.Com4.00 5.00s/cm 10.03 15.04 20.02 25.00（3）为提高实验结果的准确程度，请写出至少两条可以提高实验结果准确程度的有益的建议：_。3 （15 分）为“验证牛顿第二定律” ，某同学设计了如下实验方案：A实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一优质文档优质文档端挂一质量为 m0.5 kg 的钩码，用垫块将光滑的长木板有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿光滑长木板向下做匀速直线运动。B保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所

4、示。甲来源:Zxxk.Com乙请回答下列问题：（1）图乙中纸带的哪端与滑块相连_。（2）图乙中相邻两个计数点之间还有 4 个打点未画出，打点计时器接频率为 50 Hz 的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度 a_m/s 2。（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量 M_kg。 （ g 取 9.8 m/s2）4 （25 分） （2012北京朝阳二模） （1）某物理学习小组在“验证机械能守恒定律”的实验中（ g 取 9.8 m/s2）：他们拿到了所需的打点计时器（带导线） 、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要_（填字母代号） 。A直流电源 B交流电源C游标卡尺 D毫米刻度尺E天平及

5、砝码 F秒表先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如图所示， O 是纸带静止时打出的点， A、 B、 C 是标出的 3 个计数点，测出它们到 O 点的距离分别为 x112.16 cm、 x219.1 cm 和 x327.36 cm，其中有一个数值在记录时有误，代表它的符号是_（选填“ x1”“x2”或“ x3”） 。已知电源频率是 50 Hz，利用中给出的数据求出打 B 点时重物的速度vB_m/s。优质文档优质文档重物在计数点 O、 B 对应的运动过程中，减小的重力势能为 mgx2，增加的动能为，通过计算发现， mgx2_ （选填“” “mB） ；甲【步骤 2】安装好实验装置，使斜

6、槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；【步骤 3】让入射小球从斜槽上某一位置 P 由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示；来源:Z&xx&k.Com乙【步骤 4】将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置 P 由静止开始释放，使它们碰撞。两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置，照片如图丙所示。丙经多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变。实验中放在斜槽末端的小球是_（选填“ A”或“ B”） 。来源:Zxxk.Com若要验证他们的猜想，需要在照片中直接测量的物理量有_（选填“ x0”“y0”“x1”“y1”“

7、x2”“y2”） 。写出该实验小组猜想结果的表达式_（用测量量表示）。他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为 e ，其中 v10和 v20分别是碰撞前两物体的速度， v1和 v2分别是碰|v2 v1|v20 v10|撞后两物体的速度，弹性碰撞恢复系数 e1，非弹性碰撞恢复系数 e1。 ”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值 e_。 （结果保留到小数点后两位数字）5 （25 分） （2012北京西城二模）甲、乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图 1 所示。优质文档优质文档图 1两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对

8、象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做_运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量 m_小车的质量 M（选填“远小于” “远大于”或“近似等于” ） 。接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系。甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度 a。图 2 是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了 5 个计数点，在相邻的两个计数点之间还有 4 个点未标出，图中数据的单位是 cm。图 2实验中使

9、用的电源是频率为 f50 Hz 的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度 a_m/s 2。 （结果保留三位有效数字）乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量 M，得到小车的加速度 a 与质量 M 的数据，画出 图线后，发现：当 较大时，图线发生弯曲。于是，该同学后来又对实1M1M验方案进行了进一步的修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么，该同学的修正方案可能是（ ）A改画 a 与 的关系图线来源:Z_xx_k.Com来源:Zxxk.Com1M mB改画 a 与（ M m）的关系图线C改画 a 与 的关系图线mMD改画 a 与 的关系图线1(M m)2优质文档优质文档参考答案来源:Z。

10、xx。k.Com1答案：1.20 5.40 12.00 0.21 0.33 0.6解析：以计数点 0（刻度尺零刻度）为一维坐标原点，连出向右方向的一维坐标系，从图中可读得计数点 1、3、5 的坐标值 x11.20 cm， x35.40 cm， x512.00 cm则 d1 x1 x01.20 cm， d3 x3 x05.40 cm， d5 x5 x012.00 cm每相邻两计数点间时间间隔 T50.02 s0.1 s所以 v2 102 m/s0.21 m/sx3 x12T 5.40 1.2020.1v4 102 m/s0.33 m/s。x5 x32T 12.00 5.4020.1定义 1、3

11、计数点间距为 s1 x3 x14.20 cm，定义 3、5 计数点间距为 s2 x5 x36.60 cm1、3（或 3、5）之间 T2 T0.2 s由 s2 s1 aT 2来源:学科网有 a 102 m/s20.6 m/s 2。s2 s1T 2 6.60 4.200.222答案：（1）BCD（2）弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比关系（3）多次测量取平均值 选择密度适当大的小球 选择精度高的测量仪器3答案：（1）右端 （2）1.65 （3）2.97解析：（1）取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加，相邻点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连。（2）由于相邻的 s 相同， s aT2，

12、得 a m/s21.65 m/s 2。 sT2 1.6510 20.12（3）匀速下滑时滑块所受合外力为零，由于长木板是光滑的，撤去钩码滑块所受合外力等于 mg，由 mg Ma 得 M2.97 kg。4答案：（1）BD x2 1.90 纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力（2） B x0、 x1、 x2 mAx0 mAx1 mBx2 0.88解析：（1）打点计时器需要交流电源，处理纸带用毫米刻度尺即可，选 BD。使用毫米刻度尺读出的数据以厘米为单位，小数点后应两位，所以记录有误的是 x2。 vB m/s1.90 m/s。纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力，有部分x3 x12T 0.273 6 0.121 60.08机械能转化为内能，所以重力势能的减小大于动能的增加。 （2）放在斜槽末端的小球应是质量较小的 B，这样可保证碰后两球都向前运动。因为碰后两球都做平抛运动，高度相同，运动时间相同，水平方向做匀速运动，水平射程与速度成正比，所以可用水平射程代替速度，所以需要在照片中直接测量的物理量有 x0、 x1、 x2，该实验小组猜想结果的表达式为 mAx0 mAx1 mBx2。以图中正方形小格边长为单位， x210， x13， x08， e 0.88。|v2 v1|v20 v10| x2 x1x0 785答案：匀速直线 远小于0.343 A