2019-2020年高考沖刺物理百題精練 專題07 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）.doc

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2019-2020年高考沖刺物理百題精練 專題07 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析） 1．【xx?安徽省郎溪中學(xué)高三理綜】（1）用游標(biāo)為10分度的卡尺測(cè)量某圓柱的直徑，由于長(zhǎng)期使用，測(cè)量爪磨損嚴(yán)重，當(dāng)左、右外測(cè)量爪合在一起時(shí)，游標(biāo)尺的零線與主尺的零線不重合，出現(xiàn)如圖（a）所示的情況，測(cè)量圓柱的直徑時(shí)的示數(shù)如圖（b）所示。圖（b）所示讀數(shù)為_(kāi)____mm，所測(cè)圓柱的直徑為_(kāi)____mm 1.21.7mm 22.2mm 考點(diǎn)：本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 2．在水平固定的長(zhǎng)木板上，小明用物體A、B分別探究了加速度隨著外力的變化的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶圖中未畫(huà)出)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小明用不同的重物P分別掛在光滑的輕質(zhì)動(dòng)滑輪上，使平行于長(zhǎng)木板的細(xì)線拉動(dòng)長(zhǎng)木板上的物體A、B由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)（紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間阻力及空氣阻力可忽略），實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，小明得到了物體A、B的加速度a與輕質(zhì)彈簧秤彈力F的關(guān)系圖象分別如圖乙中的A、B所示， （1）（多選題）由圖甲判斷下列說(shuō)法正確的是 A．一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板不水平也可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康? B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放物體 C．實(shí)驗(yàn)中重物P的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于物體的質(zhì)量 D．彈簧秤的讀數(shù)始終為重物P的重力的一半 （2）小明仔細(xì)分析了圖乙中兩條線不重合的原因，得出結(jié)論：兩個(gè)物體的質(zhì)量不等，且 　?。ㄌ睢按笥凇薄暗扔凇被颉靶∮凇保?；兩物體與木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)　?。ㄌ睢按笥凇薄暗扔凇被颉靶∮凇保? 2.（1）AB；（2）小于；大于。 【解析】 考點(diǎn)：探究加速度隨著外力的變化的關(guān)系 3．測(cè)量小物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切，C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C′。重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m； ②測(cè)量出軌道AB的半徑R、BC的長(zhǎng)度L和CC′的高度h； ③將物塊Q在A點(diǎn)由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D； ④重復(fù)步驟③，共做10次； ⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，用刻度尺測(cè)量圓心到C′的距離s。 用實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量量表示： （1）物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB＝__________； （2）物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkC＝__________； （3）在物塊Q從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf＝__________； （4）物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________。 3.（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 試題分析：（1）小物塊從A到B，由動(dòng)能定理得：，則物塊到達(dá)B時(shí)的動(dòng)能為； （2）物體離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：，豎直方向：，物塊在C點(diǎn)的動(dòng)能，解得：； （3）由B到C過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：，克服摩擦力做的功； （4）B到C過(guò)程中，克服摩擦力做的功：，則； 考點(diǎn)：本題考查了測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)。 4．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，記錄小車通過(guò)A、B時(shí)的遮光時(shí)間，小車中可以放置砝碼。 (Ⅰ)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做目的是（ ） A.為了平衡小車所受到的摩擦力 B.為了增大小車下滑的加速度 C.可使得細(xì)線拉力對(duì)小車做的功等于合力對(duì)小車做的功 D.為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑 (Ⅱ)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： ①將小車停在C點(diǎn)，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄此時(shí)小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m，小車通過(guò)A、B時(shí)的遮光時(shí)間分別為、，則小車通過(guò)A、B過(guò)程中動(dòng)能的變化量ΔE=_______（用字母、、、d表示）。 ②在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復(fù)①的操作。 cm ③如題6（2）圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d =________mm。 (Ⅲ )若在本實(shí)驗(yàn)中木板保持水平而沒(méi)有平衡摩擦力，假設(shè)小車與水平長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。利用上面的實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)，保證小車質(zhì)量不變，改變砝碼盤中砝碼的數(shù)量（取繩子拉力近似等于砝碼盤及盤中砝碼的總重力），測(cè)得多組m、、的數(shù)據(jù)，并得到m與的關(guān)系圖像如題6（2）圖丙所示。已知圖像在縱軸上的截距為b，直線PQ的斜率為k，A、B兩點(diǎn)的距離為s，擋光片的寬度為d，則=_______(用字母b、d、s、k、g表示)。 4.(Ⅰ)AC ； (Ⅱ)① ， ③5.50mm ； (Ⅲ) 【解析】 試題分析：(Ⅰ)為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力，摩擦力平衡好時(shí)可使得小車在未施加拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、C正確；故選AC。 (Ⅱ)①小車通過(guò)A時(shí)的速度，小車通過(guò)B時(shí)的速度；則小車通過(guò)A、B過(guò)程中動(dòng)能的變化量。③20分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.05mm，游標(biāo)零刻度左側(cè)整毫米為5mm，右側(cè)第10個(gè)刻度對(duì)齊，則讀數(shù)為5mm+100.05mm=5.50mm。 (Ⅲ) 由題意，小車受到的拉力為，小車的位移是s，設(shè)小車的質(zhì)量是M，根據(jù)動(dòng)能定理得：，整理得：；則圖線的坐標(biāo)軸的截距；圖線的斜率。由摩擦力的公式得：。 考點(diǎn)：本題考查了探究功與速度變化的關(guān)系。 5．用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1 、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．已知m1= 50g 、m2=150g ，取g=9.8m/s2，則（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） ①. 在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v = m/s； ②. 在0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK = J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△EP = J； ③. 若某同學(xué)作出圖象如圖丙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭′= m/s2． 5.①2.4 ； ②0.58 ；0.59 ；③9.7 【解析】 試題分析：①. 在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度； ②. 在0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量；系統(tǒng)勢(shì)能的減少量； ③根據(jù)=可得：，則，解得：g=9.7m/s2 考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 6．利用圖所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量重物由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h。 ①某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案。 a．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)，計(jì)算出瞬時(shí)速度v。 b．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度v。 c．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度v，測(cè)算出瞬時(shí)速度，并通過(guò)，計(jì)算得出高度h。 d．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v。 以上方案中只有一種正確，正確的是 。（填入相應(yīng)的字母序號(hào)） ②實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力，使重錘獲得的動(dòng)能往往 它所減小的重力勢(shì)能（選填“大于”、“小于”或“等于”）。 ③如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2/2－h(huán)圖線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，該直線的斜率是 。 6.①d ， ②小于 ， ③g（或重力加速度）（每空2分） 【解析】 試題分析：①本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，結(jié)果肯定守恒，就不需要驗(yàn)證．其中a、b、c三項(xiàng)都是運(yùn)用了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的，故abc錯(cuò)誤．故選d． ②物體下落過(guò)程中存在阻力，重力勢(shì)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此動(dòng)能的增加量為小于重力勢(shì)能的減少量。 ③根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，即，因此的圖象是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，該線的斜率等于重力加速度g。 考點(diǎn)：本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 7．一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則． ①如圖（a），在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺______時(shí)電子秤的示數(shù)F； ②如圖（b），將三細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上．水平拉開(kāi)細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、____________________和電子秤的示數(shù)F1； ③如圖（c），將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上．手握電子秤沿著②中L2的方向拉開(kāi)細(xì)線L2，使____________和三根細(xì)線的方向與②中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2； ④在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若________________________，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證． 7.①靜止(或穩(wěn)定、平衡、不動(dòng)) ；②三細(xì)線的方向(至少記錄L1、L3的方向)；③結(jié)點(diǎn)O的位置 ④F′與F的圖示重合（或基本重合）（F′大小與F相等，方向相同） 【解析】 試題分析：①在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F； ②在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、三細(xì)線的方向和電子秤的示數(shù)F1； ③手握電子秤沿著②中L2的方向拉開(kāi)細(xì)線L2，使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與②中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2； ④若F′與F的圖示重合（或基本重合），則平行四邊形定則得到驗(yàn)證． 考點(diǎn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 8．如圖所示為用光電門測(cè)定鋼球下落時(shí)受到的阻力的實(shí)驗(yàn)裝置。直徑為d、質(zhì)量為m的鋼球自由下落的過(guò)程中，先后通過(guò)光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為、。用鋼球通過(guò)光電門的平均速度表示鋼球球心通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。測(cè)出兩光電門間的距離為h，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間 （1）鋼球下落的加速度大小a=____，鋼球受到的空氣平均阻力= ______。 （2）本題“用鋼球通過(guò)光電門的平均速度表示鋼球球心通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度”，但從嚴(yán)格意義上講是不準(zhǔn)確的，實(shí)際上鋼球通過(guò)光電門的平均速度____（選填“>”或“<”）鋼球球心通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。 8.(1)，；（2）<。 【解析】 試題分析：（1）鋼球在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)兩光電門時(shí)時(shí)間很短，可近似看作勻速運(yùn)動(dòng)，可用平均速度代替瞬時(shí)速度，故鋼球通過(guò)兩光電門的瞬時(shí)速度和，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移關(guān)系，得鋼球下落的加速度大小。對(duì)鋼球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有：，得平均阻力。 （2）鋼球通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度使用平均速度代替，而平均速度等于中間時(shí)刻的速度，鋼球通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度應(yīng)為中間位移的速度，，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，即鋼球通過(guò)光電門的平均速度小于鋼球球心通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。 考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，牛頓第二定律的應(yīng)用。 9．如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處由靜止釋放，下落過(guò)程中能通過(guò)A處正下方、固定于B處的光電門，測(cè)得A、B間的距離為H（H>>d），光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過(guò)光電門的時(shí)間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。則： ⑴如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑d = cm。 （2）多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出隨H的變化圖象如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達(dá)式： 時(shí)，可判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。 （3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量△EK總是稍小于重力勢(shì)能減少量△EP，增加下落高度后，則將 （選填“增加”、“減小”或“不變”）。 9.⑴0．725 （2）或 （3）增加 【解析】 試題分析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)7mm，游標(biāo)尺是20分度，最小分度為0.05mm，游標(biāo)尺的第五個(gè)格與主尺上的刻線對(duì)齊，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為。（2）重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，代入字母計(jì)算，得出。（3）動(dòng)能增加量△EK總是稍小于重力勢(shì)能減少量△EP的原因是因?yàn)槟Σ磷枇ψ鲐?fù)功，差值為摩擦力做負(fù)功的數(shù)值，增加下落高度后，摩擦力做負(fù)功越多，相差數(shù)值會(huì)增加。 考點(diǎn)：本題考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù)和驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)原理 10．用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1 、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．已知m1= 50g 、m2=150g ，取g=9.8m/s2，則（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） ①. 在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v = m/s； ②. 在0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK = J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△EP = J； ③. 若某同學(xué)作出圖象如圖丙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭′= m/s2． 10.①2.4 ； ②0.58 ；0.59 ；③9.7； 考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.