2014高考物理复习 2013届模拟题汇编(2)专题十二力学实验。
1.(5分)(2013四川自贡一诊)用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验,为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是。
a.使用弹簧测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点。
b.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行。
c.两细绳套必须等长。
d.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过量程。
e.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置。
1答案:.(全部选对得5分,选对但不全的得3分,选错的得0分) abde
解析:两细绳套不必须等长,选项c错误。
2.(5分)(2013四川资阳诊断)某实验小组在验证平行四边形定则时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列说法正确的是___
a.将橡皮条拉伸相同长度即可。
b.将橡皮条沿相同方向拉即可。
c.将弹簧秤都拉到相同刻度。
d.将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置。
2.答案:d
解析:验证平行四边形定则是采用等效法,对两次拉伸橡皮条的要求是:将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置,选项d正确。
3.(10分)(2013四川资阳诊断)某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料,完成后面问题。
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪**验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现不知道当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度。
1)在所给的坐标纸上作出v2—h图象;
2)分析说明,图象斜率的绝对值表示的物理意义是:
3)由图象求得的重力加速度是___m/s2(结果保留三位有效数字)。
第2小组:dis实验是利用现代信息技术进行的实验。“用dis研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下,选择dis以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示。
图象的横轴表示小球距d点(最低点)的高度h,纵轴表示小铁球的重力势能ep、动能ek或机械能e。试回答下列问题:
1)图乙的图象中,表示小球的重力势能ep、动能ek、机械能e随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是按顺序填写相应图线所对应的文字);
2)根据图乙所示的实验图象,可以得出的结论是。
10.答案:第1小组:(1)图示(2分);
说明:不用刻度尺,随手画的不给分)
2)重力加速度的二倍(或2g)(2分);
3)9.41~9.85(2分)。(说明:填9.80不给分)
第2小组:(1)乙、丙、甲(2分);
2)忽略阻力作用,小球下落过程机械能守恒(2分)。
解析:将各个时刻对应的高度和速度二次方数据标在坐标图中,用描点法作出v2—h图象;由mgh=mv2,可得v2—h图象的斜率等于2g。根据小球下滑动能增大、重力势能减小、机械能不变可知表示小球的重力势能ep、动能ek、机械能e随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲。
4.(2013山东莱州质检)某同学做“**弹力和弹簧伸长量的关系”实验,他先把弹簧甲放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长l。再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度l,把l-lo作为弹簧的伸长量,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下图中的哪一个:
分)解析:由于弹簧自身重力的影响,不挂砝码时,弹簧就有一定的伸长量,图象c可能正确。
5.(2013山东莱州质检)在“**求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图9)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置0。
1)某同学在做该实验时认为:
a.拉橡皮条的细绳ob、oc长度必须相等。
b.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行。
c.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到o点。
d.拉力f1和f2的夹角越大越好。
其中正确的是填入相应的字母).
2)在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其它步骤没有改变,那么实验结果是否会发生变化?
答选填“变’或“不变”)
(2分) 不变(2分)
解析:拉橡皮条的细绳ob、oc长度不是必须相等。实验中,不能先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到o点。
拉力f1和f2的夹角适当就可,所以正确的是b。在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其它步骤没有改变,那么实验结果是不会发生变化。
6.(2013山东莱州质检)某**性学习小组欲**光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材:
a)表面光滑的长木板(长度为l),b)小车,c)质量为m的钩码若干个,d)方木块(备用于垫木板),e)米尺,f)秒表。
实验过程:第一步,在保持斜面倾角不变时,**加速度与质量的关系。
实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,就可以由公式a= 求出a。某同学记录了数据如上表所示:
根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间 (填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度与质量的关系为。
第二步,在物体质量不变时,**加速度与倾角的关系。
实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h,求出倾角α的正弦值sinα=h/l。某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下,请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g= m/s2。进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为。
6.答案:a=2l/t2 (2分) 不改变(2分)
斜面倾角一定时,加速度与物体质量无关(2分)
10(2分) a=gsinα(2分)
解析:光滑斜面上物体做初速度为零的匀加速运动,由l=at2可得a=2l/t2 。根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间不改变。
经过分析得出加速度与质量的关系为:斜面倾角一定时,加速度与物体质量无关。
物体在光滑斜面上运动,其加速度a=gsinα,其a—sinα图象的斜率表示重力加速度,g=10m/s2。
7.(7分)(2013北京海淀期中)在验证“当物体质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律时,给出如下器材:
倾角可以调节的长木板(如图10所示),小车一个,计时器一个,刻度尺一把。
实验步骤如下:
让小车自斜面上方一固定点a1从静止开始下滑到斜面底端a2,记下所用的时间t。
用刻度尺测量a1与a2之间的距离x。
用刻度尺测量a1相对于a2的高度h。
改变斜面的倾角,保持a1与a2之间的距离不变,多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t。
以h为纵坐标,1/t2为横坐标,根据实验数据作图。
若在此实验中,如能得到一条过坐标系原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
根据上述实验步骤和说明回答下列问题:(不考虑摩擦力影响,用已知量和测得量符号表示)
1)设小车所受的重力为mg,则小车的加速度大小a小车所受的合外力大小f
2)请你写出物体从斜面上释放高度h与下滑时间t的关系式。
7. 7分(1)或g(2分), mg或m(2分) (2)h=(3分)
解析:小车所受合外力为f=mgsinθ=mgh/x,小车的加速度大小a=f/m=gh/x。或由x=at2解得a=,合外力为f=ma= m。
由a=gsinθ,sinθ=h/x,x=at2联立解得h=。
8.(8分) (2013北京海淀期中)某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况,图11所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出),相邻计数点间有4个点迹未画出。(打点计时器每隔0.02s打出一个点)
1)为研究小车的运动,此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上ob、bd、df……等各段纸带剪下,将剪下的纸带一端对齐,按顺序贴好,如图12所示。简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动。
方法。2)在图12中x1=7.05cm、x2=7.
68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.
57cm、x6=10.20cm,则打下点迹a时,小车运动的速度大小是___m/s,小车运动的加速度大小是___m/s2。(本小题计算结果保留两位有效数字)
8. 8分(1)连接纸带左上角(上方中点或纸带中点)为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等。(写出一条即可)(2分) (2)0.74(3分),0.63(3分)
解析:t=5×0.02s=0.
1s,打下点迹a时,小车运动的速度大小是va==0.74m/s。由△x=at2,和逐差法可得小车运动的加速度大小是a=0.
63m/s2。
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