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2019-2020年高考物理 考前教材回歸八 力學實驗 1．在“探究求合力的方法”的實驗中，下列說法正確的是(　　) A．用三個已校好的彈簧測力計才能完成此實驗 B．用兩個校好的彈簧測力計就可以完成此實驗 C．用一個校好的彈簧測力計也能完成此實驗 D．實驗中彈簧測力計的外殼與紙面間的摩擦將會影響實驗的結果 [答案]　BC [解析]　　由實驗原理可知，當需要用兩個彈簧測力計同時拉橡皮筋時，在確定結點O及兩個分力的方向的情況下，可以用一個彈簧測力計先拉一側，另一側直接用細繩拉，先確定一個分力的大小，用同樣的方法再確定另外一個分力的大小，選項B、C正確． 2．(1)在“驗證機械能守恒定律”實驗中，打出的紙帶如圖所示．設重錘質量為m，交變電源周期為T，則打點4時重錘的動能可以表示為________． (2)為了求起點0到點4重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應該是________(填選項的序號即可)． A．取當?shù)氐膶嶋Hg值 B．根據(jù)打出的紙帶，用Δs＝gT2求出． C．近似取10m/s2即可 D．以上說法均不對 [答案]　(1)m()2　(2)A [解析]　　(1)由＝＝vt/2，可知，v4＝35＝，Ek4＝mv42＝m()2. (2)為了實驗的精確性，重力加速度的數(shù)值應該取當?shù)氐闹亓铀俣?，選項A正確而C錯誤；由于摩擦阻力的存在，物體下落的加速度應該小于g，故選項B錯誤． 3．某研究性學習小組進行了如下實驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與Y軸重合，在R從坐標原點以速度v0＝3cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線運動．同學們測出某時刻R的坐標為(4,6)，此時R的速度大小為________cm/s，R在上升過程中運動軌跡的示意圖是________．(R視為質點) [答案]　5　D [解析]　　紅蠟在y方向做勻速直線運動 ，由y＝vyt得，運動的時間為t＝＝2s，紅蠟在x方向做勻加速直線運動，x＝at2，加速度為a＝＝2m/s2，x方向的速度為vx＝at＝4m/s，此時紅蠟的速度為v＝＝5m/s；消去時間t得x＝y(tǒng)2，圖象為D選項． 4．在驗證機械能守恒實驗中，某同學利用圖甲中器材進行實驗，正確地完成實驗操作后，得到一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示，但在實驗數(shù)據(jù)處理中，某同學取A、B兩點來驗證實驗，已知打點計時器每隔0.02s打一個點，圖中測量結果記錄在下面的表格中． 項目 x1/cm A點瞬時速 度/(ms－1) x2/cm B點瞬時速 度/ (ms－1) AB兩點間 距離/cm 數(shù)據(jù) 3.92 0.98 12.80 50.00 (1)觀察紙帶，可知連接重物的夾子應夾在紙帶的________端(選填“左”或“右”)； (2)將表格中未填項目填寫完整； (3)若重物和夾子的總質量為0.6kg，那么在AB運動過程中，動能的增加量為________J，重力勢能減少量為________J. [答案]　(1)左　(2)3.20　(3)2.78　2.94 [解析]　　(1)重物剛開始運動，速度較小，點跡比較密集，故夾子應夾在紙帶的左端； (2)vB＝＝3.20m/s (3)在AB運動過程中，動能的增加量為ΔEk＝mvB2－mv A2＝2.78J；重力勢能減少量ΔEp＝mghAB＝2.94J. 5．某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置探究“合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系”．實驗中鉤碼重力大小與物體所受合外力大小視為相等． (1)如圖丙所示，由20分度的游標卡尺測得遮光條的寬度d＝________cm. (2)實驗中可選擇的鉤碼有2個，它們的質量分別為m1和m2，且m1>m2，你認為實驗中選擇________(選填m1或m2)較合適． (3)實驗中可選擇的遮光條有2個，它們的寬度分別為d1和d2，且d1>d2，你認為實驗中選擇________(選填d1或d2)較合適． (4)該實驗小組在a－F坐標系中，畫出了如圖丙所示的三條曲線．你認為符合事實的曲線是________(從①②③三條曲線中選出一條，填序號)．曲線未過坐標原點的原因可能是________． [答案]　(1)1.020　(2)m2　(3)d2　(4)③　氣墊導軌沒有調水平(或滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力) [解析]　　(1)20分度游標卡尺的讀數(shù)；游標尺上的第四條刻線與上面刻線對齊，則d＝10mm＋40.05mm＝10.20mm＝1.020cm. (2)本實驗的條件是M?m，本實驗選擇的鉤碼質量越小越好，故應選m2. (3)d越小，所求的經過遮光條的平均速度越接近瞬時速度，故應選d2. (4)由整體法可知，系統(tǒng)(也就是小車)的加速度：a＝＝mg＝F； 隨著所掛鉤碼質量逐漸增大，逐漸增大，即a－F關系圖線的斜率逐漸減小，曲線③更符合事實． 6．某探究小組設計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案．如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端．開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調整擋板位置，重復以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音．用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移 x．(空氣阻力對本實驗的影響可以忽略) ①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為________． ②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為________． ③以下能引起實驗誤差的是________． a．滑塊的質量 b．當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮? c．長度測量時的讀數(shù)誤差 d．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時 [答案]　(1)①?、凇、踓d [解析]　?、儆蓌＝at2得滑塊沿斜面的加速度a＝，由H＝gt2得重力加速度g＝，則a/g＝x/H.②根據(jù)a＝gsinα－μgcosα，其中sinα＝h/x，cosα＝，則＝－μ，得μ＝③根據(jù)μ＝及得到過程可知，引起實驗誤差的是長度(x、h、H)測量時的讀數(shù)誤差和小球落地及滑塊撞擊擋板不同時，選項c、d正確． 7．用如圖所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律． (1)為消除摩擦力的影響，實驗前平衡摩擦力的具體操作為：取下________，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做________運動． (2)某次實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出a－圖線，通過a－圖線求得合外力大小為________N(計算結果保留兩位有效數(shù)字) /kg－1 a/(m s－2) 4.0 1.2 3.6 1.1 2.0 0.6 1.4 0.4 1.0 0.3 [答案]　(1)砂桶　勻速直線 (2)描點、連線如圖所示；0.30N(0.28～0.32N均可) [解析]　　(1)平衡摩擦力時不能掛砂桶； (2)由a＝可知，在a－圖象中，圖線的斜率k代表小車所受合外力的大小，由圖線可知，k＝0.30，即F＝0.30N. 8．利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度，一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動．當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.改變光電門甲的位置進行多次測量．每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示. s(m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t(ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s/t (m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作圖： (1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經過光電門乙時的瞬時速度vt、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關系式是________； (2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在下面給出的坐標紙上畫出－t圖線； (3)由所畫出的－t圖線，得出滑塊加速度的大小為a＝________m/s2(保留2位有效數(shù)字)． [答案]　(1)＝at＋v1 (2)－t圖線如圖所示． (3)2.0(答案在1.8～2.2范圍內都可) [解析]　　(1)設經過光電門甲時的速度為v0，由＝＝得，v0＝－vt；由a＝，整理得，＝－t＋vt； (2)見答案 (3)由＝－t＋vt可知， －t圖象中圖線斜率的絕對值|k|＝，由圖線可知，k＝1m/s2，故a＝2k＝2m/s2. 9．某同學設計了如圖甲所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m′，托盤和盤中砝碼的總質量為m.實驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動，重力加速度g取10m/s2. ①為測量滑塊的加速度a，須測出它在A、B間運動的________與________，計算a的運動學公式是________； ②根據(jù)牛頓運動定律得到a與m的關系為： a＝m－μg 他想通過多次改變m，測出相應的a值，并利用上式來計算μ.若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中的________保持不變，實驗中應將從托盤中取出的砝碼置于________； ③實驗得到a與m的關系如圖乙所示，由此可知μ＝________(取兩位有效數(shù)字)． [答案]?、傥灰啤r間　a＝　②m′＋m　滑塊上?、?.23(0.21～0.25) [解析]　?、儆沙跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運動公式s＝at2可知：a＝，即需要測出滑塊在A、B間的運動位移和時間． ②由公式a＝m－μg可知，要求a是m的一次函數(shù)，必須滿足公式中的m′＋m保持不變，實驗時，應將從托盤中取出的砝碼置于滑塊上． ③可求得圖線的斜率k的數(shù)值，將公式a＝m－μg變?yōu)閍＝km－μg，再從直線上選取適當?shù)狞c，將點的兩坐標值(m，a)代入a＝km－μg后，可求得μ的值．