高考物理 模拟新题特快专递(第三期)专题十二 力学实验

2013高考模拟新题特快专递第三期专题十二
力学实验
1．（8分）（2013山东枣庄期中）“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。

（1）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示。

其中，细绳CO对O点的拉力大小为 N；
（2）请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上。

由
图求出合力的大小F合= N（保留两位有效数字）；
（3）某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他
将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得
出了弹簧的劲度系数。

那么，该弹簧的劲度系数k= N/m（保留两位有效数字）。

1.答案：（1）
2.60 （2）如图所示 5.1 （3）60
解析：由图丙可知，弹簧测力计0刻度线对应5.0mm，2.60N对应48.0mm，由胡克定律，F=kx，解得k=F/x=60N/m。

2.（6分）（2013上海八校联考）某同学在做验证互成角度的两个力合成的平行上边形定则实验时，把橡皮条的一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧秤将橡皮条的另一端拉到
位置O 。

这时两弹簧秤的示数分别为F A ＝3.5 N 、F B ＝4.0 N ，其位置记录如图甲所示。

倘若橡皮条的活动端仅用一个弹簧秤拉着，也把它拉到O 点位置，弹簧秤的示数为F C ＝6.0 N ，其位置如C 。

（1）用1 cm 表示1 N ，在图乙中作出力F A 、F B 和F C 的图示。

（2）根据平行四边形定则在图乙中作出F A 和F B 的合力F ，F 的大小为___________N 。

（3）实验的结果是否能验证平行四边形定则：________（选填“能”或“不能”）。

答案：（6分）（1）如图（1分）， （2）如图（1分），5.9-6.3N （2分） （3）能（2分），
解析：利用平行四边形定则得出的合力与弹簧秤的示数F C ＝6.0 N ，在实验误差范围内相等可知，实验的结果能验证平行四边形定则。

3.（6分）（2013上海八校联考）如图所示，在研究平抛运动时，小球A 沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S ，被电磁铁吸住的与轨道末端等高的小球B 同时自由下落．改变整个装置的高度H 和改变A 球释放时的初位置做同样的实验， 发现A 、B 两球总是同时落地．
（1）该实验现象揭示了A 球在离开轨道后在__________方向上分运动的规律； （2）该实验装置的设计思想所体现的物理思维方法和实验方法是：__________________和__________________．
答案：竖直 ； 等效思维法 控制变量法或实验比较法 （每空格2分）
解析：根据实验得到的A 、B 两球总是同时落地．该实验现象揭示了A 球在离开轨道后
夹子 重物
在竖直方向上分运动的规律；该实验装置的设计思想所体现的物理思维方法是：等效思维法；实验方法是：控制变量法或实验比较法
4．（4分）（2013安徽马鞍山二中期中测试）在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F ，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F 与弹簧的形变量x 作出的F －x 图线如图9所示，由图可知弹簧的劲度系数为 N/m ．图线不过原点的原因是由于 。

4.答案：200N/m ；(2分) 由于弹簧自身有重力( 2分)
解析：由胡克定律可知，F －x 图线斜率等于弹簧的劲度系数，为200N/m ．由于弹簧自身有重力，弹簧竖直悬挂让其自然下垂，就有一定的伸长量，导致图线不过原点。

5．（8分）（2013安徽马鞍山二中期中测试）用如图10所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V 的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律． （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： A ．按照图示的装置安装器件；
B ．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C ．用天平测出重锤的质量；
D ．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
E ．测量纸带上某些点间的距离；
F ．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 ．（将其选项对应的字母填在横
线处）
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a 的数值．如图11所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A 、B 、C 、D 、E
，测出点AC 间的距离为s 1，点CE 间的距离为s 2，使用交流电的频率为f ，根据这些条件计算重锤下落的加速度a ＝_________．
图9 图10
（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g ，还需要测量的物理量
是 ．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F ＝ ．
5、答案：（1）BCD ( 2分) （2）4)(212f s s a -= (2分)
（3） 重锤的质量m ，( 2分) ]4
)([2
12f s s g m --
( 2分) 解析：将打点计时器接到电源的“交流输出”上，选项B 操作错误；没有必要用天平测出重锤的质量，选项C 没有必要；应该先接通电源开关，然后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带，选项D 操作错误。

6．在研究小车速度随时间变化规律的实验中，将木板倾斜，可使小车牵引纸带沿斜面下滑．小车拖动纸带，用打点计时器打出的纸带如下图所示．已知打点周期为
0.02s.
(1)根据纸带提供的数据，按要求计算后填写表格． 实验数据
(2)作出v－t图象并求出平均加速度．
6．答案：(1) 0.145、0.245、0.355、0.455、0.560、0.665
(2) v-t图象如图所示,加速度a=1.04m/s2 .
7．（8分）（2013福建福州名校检测）小明和小红同学对如图所示自制“橡皮筋测力计”进
行标度（均在橡皮筋的弹性范围内）
①小明测量了不挂钩码和挂1个钩码时的指针指在刻度尺上的位置分别为
5.00cm和5.60cm,然后根据所学弹簧弹力知识,经过类比,按弹簧测力计的
刻度规律在刻度尺上依次进行了标度,则小明应在刻度尺 cm处标
示挂5个钩码的指针位置.
②小红分别测量了不挂钩码、挂1个钩码、挂2个钩码……指针在刻度尺
上的位置，并按实际测量进行标度，其数据如下表：
请在右图坐标上画出指针在刻度尺上的所指的刻度x
与所挂钩码个数的关系图像。

并回答橡皮筋所受的拉力 与其伸长长度 （填“是”或“否”）成线性关系。

③请你分析小明和小红的标度方法谁更科学（说明理由）。

7.答案： ①8.00②作图如图。

否③小红的作法更科学。

因为橡皮筋所受的拉力与其伸长量
不成线性关系，所以不能与弹簧类比，要进行实际测量。

8. (2013年浙江五校联考) “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（甲）所示。

（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带。

从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数
点间的距离如图（乙）所示。

已知打点计时器所用电源的频率为50Hz 。

求：
第13题图（乙）
①从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1 = cm；
②该小车的加速度a = m/s2。

（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。

挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。

小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
①请根据该组实验数据在答卷的坐标纸作出a—F的关系图象；
②根据提供的实验数据作出的a—F图线不通过原点的主要原因是▲ 。

8.答案：（1）① 0.70
② 0.2 （2）①如图
②未计入砝码盘的重力
解析：读出A、
B两点间的距离s1
=1.70cm-1.00cm=0.70cm；B、C两点间的距离
s2=2.60cm-1.70cm=0.90cm；由T=5×0.02s=0.1s，s2-s1=aT2
解得a=0.2m/s2。

由于未计入砝码盘的重力，在砝码盘中不放入砝码时小车就具有一定的加速度。