2019-2020年高考物理 考點匯總 考點7 力學實驗.doc

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2019-2020年高考物理 考點匯總 考點7 力學實驗 1.（xx安徽理綜T21（I））圖甲為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小. (1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細線與長木板平行.接下來還需要進行的一項操作是　(　　) A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動 B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動 C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動 (2)實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是　(　　) A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g (3)圖乙是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50 Hz,則小車的加速度a= m/s2(結果保留2位有效數(shù)字). 【解題指南】解答本題時要注意以下兩點: (1)實驗中應注意分析誤差來源及減小誤差的方法. (2)利用紙帶求加速度時應用位移逐差法. 【解析】(1)要使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,應將長木板遠離定滑輪的一端墊起,使小車所受重力沿木板向下的分力與小車及紙帶所受摩擦力平衡,即選項B正確. （2）要使砂和砂桶的總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，必須使m《 M，只有選項C符合這個要求 （3）小車的加速度為： ， 其中t=0.1s，代入數(shù)據(jù)得：a=0.42m/s2 【答案】（1）B（2）C（3）0.42 2.（xx江蘇物理T11）為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù),小亮設計了如圖所示的裝置進行實驗.實驗中,當木塊A位于水平桌面上的O點時,重物B剛好接觸地面.將A拉到P點,待B穩(wěn)定后靜止釋放,A最終滑到Q點.分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h,重復上述實驗,分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù). (1)實驗開始時,發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪.請?zhí)岢鰞蓚€解決方法. (2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出s -h關系的圖象. h/cm 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 s/cm 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 (3)實驗測得A、B的質(zhì)量分別為m=0.40 kg、M=0.50kg.根據(jù)s-h圖象可計算出A木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=　　　　.(結果保留一位有效數(shù)字) (4)實驗中,滑輪軸的摩擦會導致μ的測量結果　　　　(選填“偏大”或“偏小”). 對A全程用動能定理 確定h和s的關系 利用圖象斜率代入求解 【解題指南】解答本題第(3)問時可按以下思路分析： 【解析】(1)B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能和AB的動能，A 釋放后會撞到滑輪，說明B減少的勢能太多，轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能太少，可以通過減小B的質(zhì)量;增加細線的長度(或增大A 的質(zhì)量;降低B的起始高度)解決。 (2)由表中數(shù)據(jù)作s-h圖像如下： (3)由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：，又A、B 的質(zhì)量分別為m = 0.40kg、M =0.50kg，可知，在s -h 圖象上任取一組數(shù)據(jù)代入可以求得。 (4)若考慮滑輪軸的摩擦，有一部分機械能轉(zhuǎn)化成滑輪軸的內(nèi)能，實際計算時忽略了這部分能量，由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能比實際變大，所以測量結果偏大。 【答案】(1)減小B的質(zhì)量;增加細線的長度 (或增大A 的質(zhì)量;降低B的起始高度) (2)見解析圖 (3)0. 4 (4)偏大 3.（xx新課標全國卷T22）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)如圖甲所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖乙所示。圖甲所示讀數(shù)為_________mm，圖乙所示讀數(shù)為_________mm，所測金屬板的厚度為_________mm。 【解題指南】解答本題應注意以下兩點： （1） 螺旋測微器的讀數(shù)由兩部分組成. （2） 讀數(shù)時應注意估讀一位. 【解析】根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)方法：螺旋測微器的讀數(shù)值=固定刻度值+可動刻度0.01mm，讀出a、b兩圖的讀數(shù)值分別是0.010mm、6.870mm；并算出金屬板的厚度為6.860mm. 【答案】0.010；6.870；6.860 4.（xx.山東理綜T21(1)）某同學利用圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地后,物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處).從紙帶上便于測量的點開始,每5個點取1個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示.打點計時器電源的頻率為50Hz. ①通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點　　　和 之間某時刻開始減速. ②計數(shù)點5對應的速度大小為　　　　m/s,計數(shù)點6對應的速度大小為　　　　m/s.(保留三位有效數(shù)字) ③物塊減速運動過程中加速度的大小為a=　　m/s2,若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度),則計算結果比動摩擦因數(shù)的真實值　　　　(選填“偏大”或“偏小”). 【解題指南】解答本題應把握以下四點： （1） 判斷減速不能根據(jù)相鄰計數(shù)點之間的距離增大或減小. （2） 利用一段時間內(nèi)的平均速度表示中間時刻的瞬時速度. （3） 根據(jù)公式求物體的加速度的大小. （4） 正確分析摩擦力的來源，判斷動摩擦因數(shù)偏大還是偏小. 【解析】（1）①由于計數(shù)點6之前相鄰計數(shù)點之間距離之差約為2cm，而6、7之間的距離比5、6之間的距離只大1.27cm，故可判斷物塊在相鄰計數(shù)點6和7之間某時刻開始減速.②計數(shù)點5對應的速度v5==1.00m/s. 紙帶加速過程中的加速度，則計數(shù)點6對應的速度為.③物塊做減速運動時的加速度大小為2.00m/s2.由牛頓第二定律得：mg=ma，所以，由于除去物塊與桌面間有摩擦力，紙帶還受到摩擦力的作用，故計算結果比動摩擦因數(shù)的真實值偏大. 【答案】①6　7(或7　6)　②1.00　1.20?、?.00　偏大 5.（xx廣東理綜T34（2））某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系。 ①將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應在______方向（填“水平”或“豎直”） ②彈簧自然懸掛，待彈簧______時，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表表： 代表符號 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 數(shù)值（cm） 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號_______。由表可知所用刻度尺的最小長度為______。 ③如圖是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與_________的差值（填“L0或L1”）。 ④由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為_________g（結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2）。 【解題指南】本題要注意測量儀器的精度及正確讀數(shù)，同時要注意利用圖像法求解問題的幾個重要的物理量，例如斜率、截距等等。 【解析】①測量彈簧的長度時應在豎直方向. ②測量儀器是10分度的需要估讀到最小精度的下一位，則此刻度尺的最小精度應為1mm，故L3讀數(shù)錯誤。 ③橫軸表示的是彈簧的形變量，故為彈簧長度與 L0的差值。 ④由得圖像的斜率，故k=4.9N/m，掛了砝碼盤后彈簧伸長了2cm，由知其質(zhì)量為10g。 【答案】①豎直 ② 穩(wěn)定 L3 1mm ③ L0 ④ 4.9 10g 6.（xx海南單科T14）一水平放置的輕彈簧，一端固定，另一端與一小滑塊接觸，但不粘連；初始時滑塊靜止于水平氣墊導軌上的O點，如圖（a）所示。 現(xiàn)利用此裝置探究彈簧的彈性勢能Ep與其被壓縮時長度的改變量x的關系。先推動小滑塊壓縮彈簧，用米尺測出x的數(shù)值；然后將小滑塊從靜止釋放。肜計時器測出小滑塊從O點運動至氣墊導軌上另一固定點A所用時間t。多次改變x值及其對應的t值如下表所示。(表中的1/t值是根據(jù)t值計算得出的) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖（b）中 的方格紙上作出圖線。 (2)回答下列問題：（不要求寫出計算或推導過程） 已知點（0，0）在圖線上， 從圖線看，是什么關系? 從理論上分析，小滑塊剛脫離彈簧時的動能Ek與是什么關系（不考慮摩擦力）? 當彈簧長度改變量為x時，彈性勢能Ep與相應的Ek是什么關系？ 綜合考慮以上分析，Ep與x是什么關系？ 【解題指南】彈簧壓縮量x越大，彈性勢能越大，滑塊脫離彈簧時獲得的動能越大，滑塊從O運動到A的時間t越小。壓縮量x與滑塊從O運動到A的時間t有一定的關系。 【解析】（1）描點，作直線，如圖所示 （2）滑塊運動到O點過程，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能守恒，即壓縮x時的彈性勢能Ep等于滑塊在O點時的動能Ek，滑塊在O點的右邊做勻速直線運動，設OA=l,則運動速度,即 ①從圖線可看出，與x成正比關系（或線性關系）； ②滑塊脫離彈簧時的動能，所以Ek與()2成正比； ③彈簧壓縮量為x時，Ep=Ek； ④彈性勢能Ep與()2成正比，而與x成正比，所以Ep與x2成正比。 【答案】（1）-x圖線如圖所示： （2）①與x成正比關系；②Ek與()2成正比；③Ep=Ek；④Ep與x2成正比。