【物理】2010年高考试题分类汇编——力学实验(2)

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10年高考全国1卷物理试题分类解析(2010-2019)专题07 力学实验(解析版)

12年高考（2010-2019）全国1卷物理试题分类解析专题07 力学实验一、选择题1.（2010年）22．(4分)图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。

现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。

回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____。

(填入正确选项前的字母)A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D。

0～I2V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有______。

(写出两个原因)【答案】（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。

【解析】（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。

（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。

2.（2011年）23.（10分）利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。

一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。

改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。

s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22完成下列填空和作图：（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t 四个物理量之间所满足的关系式是_______；(2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出stt图线；（3）由所画出的stt图线，得出滑块加速度的大小为a=____________m/s2（保留2位有效数字）。

十年高考真题分类汇编(2010-2019) 物理专题力学、光学、热学实验 Word版含解斩

十年高考真题分类汇编(2010－2019) 物理专题 18力学、光学、热学实验1.(2019•全国Ⅰ卷•T9)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。

物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。

已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。

在ABCDE 五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C 点时物块的速度大小为______m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为_____m/s 2(保留2位有效数字)。

【答案】(1). A (2). 0.233 (3). 0.75【解析】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A 到E ，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A 点；在打点计时器打C 点瞬间，物块的速度24.65100.233m/s 220.1BD C x v T -⨯===⨯；根据逐差法可知，物块下滑的加速度()22226.15 3.15100.75m/s 440.1CEAC x x a T --⨯-===⨯。

故本题正确答案为：A ；0.233；0.75。

2.(2019•天津卷•T10)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN’的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。

高三专题复习高考真题汇编力学实验

力学实验2010年高考新题１．2010·重庆·２２（1）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率50f Hz =，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如题22图1所示，A 、B 、C 、D 是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：16.6A S mm -、126.5B S mm =、624.5D S mm =若无法再做实验，可由以上信息推知：①相邻两计数点的时间间隔为s ；②打 C 点时物体的速度大小为/m s （取2位有效数字）③物体的加速度大小为（用A S 、B S 、D S 和f 表示）【答案】⑴①0.02s ②2.5 m/s ③75)23(2f s s s A B D +- 【解析】⑴①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.02s 。

②根据间的平均速度等于点的速度得5.22=-=Ts s v B D C m/s ③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT 2均匀增大，有2aT AB BC +=，222aT AB aT BC CD +=+=，232aT AB BD +=，所以75)23(3)(2)(22f s s s T s s s s a A B D A B B D +-=-⨯--= 2．2010·天津·9（2）在探究合力的方法时，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。

○1实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（填字母代号） A.将橡皮条拉伸相同长度即可B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置○2同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（填字母代号）A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案：（2）①BD ②BD3. 2010·全国卷Ⅱ·22利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。

2010年全国统一高考物理试卷全国卷ⅱ含解析版

2010年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅱ）一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1．（6分）原子核Z A X与氘核12H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知（）A．A=2，Z=1B．A=2，Z=2C．A=3，Z=3D．A=3，Z=22．（6分）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，则（）A．波的周期为1sB．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C．x=0处的质点在t=s时速度为0D．x=0处的质点在t=s时速度值最大3．（6分）如图，一绝热容器被隔板K 隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中（）A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变4．（6分）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104V/m，已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/s2，水的密度为103kg/m3．这雨滴携带的电荷量的最小值约为（）A．2×10﹣9C B．4×10﹣9C C．6×10﹣9C D．8×10﹣9C5．（6分）如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d，则（）A．F d＞F c＞F b B．F c＜F d＜F b C．F c＞F b＞F d D．F c＜F b＜F d 6．（6分）图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（）A．B．C．D．7．（6分）频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（）A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角8．（6分）已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为（）A．6小时B．12小时C．24小时D．36小时二、解答题（共5小题，满分72分）9．（5分）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动．实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落．打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．（1）为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有．（填入正确选项前的字母）A．天平B．秒表C．米尺（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因：．10．（13分）（1）为了探究平抛运动的规律，某同学采用图示的装置进行实验，他用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球松开，自由下落，由此实验结果可以得出的结论是若增大打击金属片的力度，上述结论将（填“不”或”仍然”）成立．（2）．用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图甲所示，这时读出的数值是 mm；用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是 cm．（3）一热敏电阻R T放在控温容器M内：A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关．已知R T在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω．现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下R T的阻值．（a）在图中画出连线，完成实验原理电路图（ b ）完成下列实验步骤中的填空①依照实验原理电路图连线②调节控温容器M内的温度，使得R T温度为95℃③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录．⑤将R T的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数，记录．⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1= ．⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥11．（15分）如图，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP 相切于N、P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s．一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值．12．（18分）小球A和B的质量分别为m A和m B，且m A＞m B．在某高度处将A 和B先后从静止释放．小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰．设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短．求小球A、B碰撞后B上升的最大高度．13．（21分）图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。

2010届高三物理高考2010年2月理科综合实验题(2套)人教版

2010届高三高考2010年2月理科综合物理实验题〔1〕1．〔8分〕甲、乙两位同学在一次应用伏安法测量电阻R x的实验中进展了如下操作：第一步用万用表粗测电阻R x的阻值，第二步用伏安法测量电阻R x的阻值。

〔1〕第一步中万用表的旋钮位置与指针偏转情况如图一所示，其示数是Ω。

〔2〕第二步中甲、乙两位同学用以下器材测量电阻R x的阻值，他们各自设计的实验电路图如图二所示。

电源〔电动势6V，内阻为0.5Ω〕；电压表〔0—3V，内阻约为3kΩ〕；电流表〔0—10mA，内阻约为30Ω〕；滑动变阻器〔阻值0—10Ω，额定电流2A〕；电键和导线假设干。

你认为按同学的实验方案进行测量比拟准确。

图一图二〔3〕请你用笔画线代替导线，在图三中按照第〔2〕问你所选择的电路连接实验电路。

图三〔4〕甲、乙两位同学各自用自己的设计的电路进展了测量，并分别利用实验中记录的6 组数据画出U—I图线，如图四所示。

请根据你所选择的方案由图线算出被测电阻的阴值R x=Ω。

甲图四乙2．〔18分〕〔1〕用螺旋测微器测量一根电阻丝的直径，测量结果如图，其读数为mm。

用游标为50分度的卡尺测量一工件的直径，测量结果如下列图，此工件的直径为cm。

〔2〕如下列图，在“用双缝干预测光的波长〞的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其它元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是如下四个选项中的。

对于某种单色光，为增加相邻亮纹〔或暗纹〕间的距离，可采取的方法是。

A．a单缝b滤光片c双缝d光屏B．a单缝b双缝c滤光片d光屏C．a滤光片b单缝c双缝d光屏D．a滤光片b双缝c单缝d光屏〔3〕现用伏安法较准确的测一个阻值约为30KΩ的电阻，可供选用的实验仪器有〔〕A．电源〔电动势3V，内阻0.5Ω〕B．电源〔电动势16V，内阻2ΩC．电流表〔量程0—1mA，内阻250Ω〕D．电流表〔量程0—500μA，内阻500Ω〕E．电压表〔量程0—3V，内阻10KΩ〕F．电压表〔量程0—15V，内阻50KΩ〕G．滑动变阻器〔阻值0—200Ω〕H．开关和导线假设干①实验电路应选取的仪器是〔用字母表示〕；②在下面方框图中画出实验电路图。

十年上海物理高考题分类汇编-力学实验.

第十二单元力学实验1.(2000右图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体作平抛运动规律的照片,图中A 、B 、C 为三个同时由同一点出发的小球,A A '为A 球在光滑水平面上以速度v 运动的轨迹;B B '为B 球以速度v 被水平抛出后的运动轨迹;C C '为C 球自由下落的运动轨迹,通过分析上述三条轨迹可得出结论: 。

2.(2000用右图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验,力矩盘上各同心圆的间距相等。

(1在用细线悬挂钩码前,以下哪些措施是必要的 (A 判断力矩盘是否处在竖直平面。

(B 判断横杆MN 是否严格保持水平。

(C 判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小。

(D 判断力矩盘的重心是否位于盘中心。

[ ](2在A 、B 、C 三点分别用细线悬挂钩码后,力矩盘平衡,如图所示,已知每个钩码所受的重力为1牛,则此时弹簧秤示数为牛。

(3现同时撤去B 、C 两处的钩码,而改用一根细线悬挂5牛的钩码,为使力矩盘仍然保持原平衡状态,且弹簧秤示数不变,试在图中用直线画出该细线在力矩盘上的悬挂位置。

3.(2002如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意图,A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在车身上,C为小车的车轮,D为与C同轴相连的齿轮.车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n,累计脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是___________;小车速度的表达式为v=___________;行程的表达式为s=__________.4.(2003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 ,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落。

改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地。

高考物理力学实验复习题及答案 (2)

高考物理力学实验复习题及答案2．验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示。

（1）某同学实验操作步骤如下：①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下Q点的位置，并记下两个测力计的读数；②在纸上按比例作出两个力F OB、F OC的图示，用平行四边形定则求出合力F；③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F′的图示（如图乙），比较F′与用平行四边形定则求得的合力F；④改变F OB和F OC的夹角和大小，重复上述过程。

上述实验过程中有重要遗漏的步骤是记录两细绳的方向（填步骤序号）；图乙中，F'（选填“F”或“F′”）力的图线与AO延长线重合。

（2）某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，你认为正确的有AC。

A．拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些B．实验中把橡皮条结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角为90°不变，可便于计算合力C．拉橡皮条时，橡皮细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板D．两根细绳必须等长，且橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上（3）如图丙，某次测量F OB、F OC大小和方向实验过程中发现，F OC读数几乎满量程，而F OB读数不到量程一半（两弹簧测力计相同），需要作适当调整，下列做法正确的是AB。

A．保持结点O位置不变、OB方向不变，OC逆时针转过一定的角度B．保持结点O位置不变，OB、OC逆时针转过适当的角度C．适当调整结点O远离A，OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适当角度D．适当调整结点O靠近A，OB方向可不变，OC顺时针方向转过一个角度【解答】解：（1）本题要利用力的图示作出平行四边形，所以需要知道力的大小与方向，故步骤①需要记录两细绳的方向；图乙中F是平行四边形的对角线，为两个分力的理论上的合力，F′是实际合力，其方向一定在AO的延长线的方向上，故选F′；（2）A．细线更细更长一些可使力的方向记录的更精确，故A正确；B．合力的计算是通过作图的方式，实验过程中不要求夹角是90°，故B错误；C．橡皮条、细绳和弹簧测力计应与木板平行可以减小弹力大小的偶然误差，使实验更精确，故C正确；D．实验中两细绳不必要等长，为了保证实验结果的普适性，两细绳的夹角与橡皮条的角度关系应多样化，故D错误。

2010年高考试题中的力学实验解析

2010年高考试题中的力学实验解析陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君2010年高试题中的力学实验问题，从试题背景到设问，涵盖了《考试大纲》规定的基本实验，大多涉及到纸带法，即涉及到瞬时速度或加速度的测量。

设计性实验也是以基本实验为蓝图进行创新与变通，符合中学物理教学实际，符合学生的实验能力水平。

一、测量匀变速直线运动的加速度1．（重庆理综-22-1）某同学用打点计时器测量做匀变速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50 Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图1所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：s A=16.6mm ；s B=126.5mm、s D=624.5 mm若无法再做实验，可由以上信息推知：①相邻两计数点的时间间隔为s；②打 C点时物体的速度大小为m/s（取2位有效数字）③物体的加速度大小为（用s A、s B、s D和f表示）解析：本题以测量匀变速直线运动加速度实验为背景，主要考查数据处理能力及对匀变速直线运动规律的理解与灵活运用能力。

（1）因每两个计数点间还有四个点，因此打相邻两计数点的时间间隔是：。

（2）由匀变速推论“匀变速直线运动一段时间的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度”可得：，代入数据解得：。

（3）由匀变速直线运动的推论可得：和，代入解两式得：点评：纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论和，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。

二、探究胡克定律2．（浙江理综-21-Ⅰ）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码（每个钩码的质量均为m=0.1kg ，取g=10m/s 2），并记录绳下端的坐标X 加i （下标i 表示挂在绳下端钩码个数）。

2010年高考物理力学试题盘点与分析

2010年高考物理力学试题盘点与分析2010年高考物理力学试题,全面考查力学部分的核心知识、学科主要思想方法和基本方法,注重命题的基础性. 试题以经典的模型为主,同时也适当通过与生活、生产和科技相联系,设置问题情景. 具有情景创新但新而不偏,不避陈题但陈中有新,依托教材习题但考查落点不同等特点. 整体试题相对难度有所降低,特别是广东的理综物理试题和往年的单科试题相比,难度下降较多,对高中教学起到关注基础知识和技能,减轻学生课业负担的导向作用.一、直线运动部分突出对v-t图像的考查运动图像是中学物理图像问题中的重要问题之一,是每年各套试题考查的热点问题,今年主要集中对v-t图像的考查,直接考查v-t图像所能反映的一些物理信息,例如位移、速度、加速度等物理量的变化和运动方向的改变,同时也结合牛顿定律或动能定理等求解相关的物理量(如摩擦因数、力、功或功率等),但难度都不大.有选择和计算两种题型. 具体考查情况如下:例1.(2010年广东卷第17题)如图1是某质点运动的速度图像,由图像得到的正确结果是A. 0~1 s内的平均速度是2m/sB. 0~2s内的位移大小是3mC. 0~1s内的加速度大于2~4s内的加速度D. 0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相反【解析】对A选项:因平均速度v==m/s=1m/s;对B选项:由面积法知:0~2s的位移s=3m. 对C选项:0~1s段直线的斜率大于2~4s的直线的斜率,因而:a1> a2;对D选项:0~1s、2~4s两个时间段内速度均为正,表明速度都为正向,运动方向相同. 因而应选BC.启示:解v-t图像题的关键是理解速度图像的特点和所表示的物理过程的规律,要清楚地理解图像中的“点”“线”“斜率”“截距”“面积”的物理意义. 如图线与坐标轴所围图形面积的大小等于物体在该段时间内的位移大小;v的正、负值表示运动方向的正反. 由此还可以求解与加速度有关的相关物理量,如力F=ma,功率P=Fv,与速度相关的物理量如功W=△EK等等.二、万有引力和天体运动的结合是各套试题的必考点天体的运动问题是历年高考的重点和难点,是万有引力定律应用的具体表现,这类问题实际是力和运动运用的延伸,由万有引力提供做圆周运动的向心力,求线速度,角速度、周期等状态量. 今年除广东卷外其他各套题都涉及到这个考点,题型以选择题为主,考查的内容主要是万有引力与牛顿定律、圆周运动的结合,讨论天体运行、变轨等过程中相关物理量(v、T、a、R和ω等)的变化. 具体考查情况如下:例2.(2010年全国卷II第21题)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍. 若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为A. 6小时B. 12小时C. 24小时D. 36小时【解析】地球的同步卫星的周期为T1=24小时,轨道半径为r1=7R1,密度ρ1. 某行星的同步卫星周期为T2,轨道半径为r2=3.5R2,密度ρ2. 根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有=m1()2r1=m2()2r2两式化简得T2==12小时启示:突破这类试题的关键就是要知道所有万有引力问题都与匀速圆周运动的知识相联系,要认真分析卫星、飞船、空间站、航天飞机等天体物体绕地球运转以及对地球表面物体随地球自转的运动学特点、受力情形的动力学特点,建立天体运动的匀速圆周运动的物理学模型,即中心天体是不动,环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动,向心力就是两者之间的万有引力.三、动量和能量的综合问题依旧占据各套试题的主要地位动量守恒、机械能守恒和功能原理比牛顿运动定律的适应范围更广,是自然界中普遍适应的基本规律,是高中物理的重点,也是历年高考理科命题的重点和必考点. 2010年的高考物理试题几乎每套试题都体现这三大定律的重要性,所占分值在10~20分不等. 动量和能量的综合问题以多物体相互作用和多运动形式(直线运动、圆周运动或平抛运动的组合)组合为命题形式,除安微和四川卷是力电结合的方式命题,其他都以纯力学的方式出现. 具体情况如下表:例3.(2010年广东第35题)如图2所示,一条轨道固定在竖直平面内,粗糙的ab段水平,bcde段光滑,cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧. 可视为质点的物块A和B紧靠在一起,静止于b处,A的质量是B的3倍. 两物块在足够大的内力作用下突然分离,分别向左、右始终沿轨道运动. B到b 点时速度沿水平方向,此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的,A与ab段的动摩擦因数为μ,重力加速度g,求:(1)物块B在d点的速度大小;(2)物块A滑行的距离s.【解析】(1)设物块A和B的质量分别为mA和mB,B在d点的合力为F,依题意F=mBg-mBg=mBg①由牛顿第二定律得:mBg=mB②得:v=③(2)设物块A和B分离瞬间速度分别为v1、v2,系统动量守恒,则:mAv1-mBv2=0 ④B从b运动到d的过程中,机械能守恒mBv22=mBv2+mBgR⑤A在滑行过程中,由动能定理:0-mAv12=-μmAgs ⑥由③④⑤⑥得:s=启示:从今年各套试题对动量和能量的综合问题的命题,除安微和四川的力电结合形式难度稍高,北京第24题由于涉及到应用数学模型求通项也有一定的难度外,其他象广东、山东、上海、天津和新课标卷等试题虽然涉及多物体相互作用和多运动过程,但都是这些力学规律直接在运动模型中的应用,考生只要能正确理解相关力学规律以及掌握运动模型的处理方法,把多过程分解为几个简单过程,注意分析物体间的相互作用和运动状态,小心运算,规范答题,都能够较好的完成题目的解答.总的来说,2010年的力学试题都是以高考考试大纲为基本依据的试题,考查考生对基本规律的运用和基本概念的理解,中低档题目占大多数,没有偏、繁和难的题目,主要是考查学生应用基础知识和基本概念分析解决问题的能力. 因此,新一届的高三学生应该依纲扣本,扎实基础,正确理解物理规律及其应用,注重对一些典型的、重要的物理过程模型的理解和积累,熟练掌握基本解题的方法. 要注重能力培养,在中低档题上多下功夫,认真地消化好每一道题,通过中档题和低档题锤炼知识体系,培养分析问题、解决问题的综合能力,提高学习的有效性. 同时在平时训练中要注意解题的条理性和规范性,培养良好的解题习惯.责任编校李平安。

高中物理力学实验(2)——力学其他实验

第23课时　力学实验(2)——力学其他实验命题角度　(1)探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系；(2)验证力的平行四边形定则；(3)探究平抛运动的特点．高考题型1　探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系注意事项：(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度．(2)画图象时，不要连成折线，而应尽量让数据点落在直线上或均匀分布在直线两侧．例1　(2021·广东卷·11)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图1所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端．实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数L n，数据如表所示．实验过程中弹簧始终处于弹性限度内．采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数．图1n123456L n/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用ΔL i＝L i＋3－L i(i＝1,2,3)计算弹簧的压缩量：ΔL1＝6.03 cm，ΔL2＝6.08 cm，ΔL3＝________ cm，压缩量的平均值ΔL＝ΔL1＋ΔL2＋ΔL33＝________ cm；(2)上述ΔL是管中增加________个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，该弹簧的劲度系数为________ N/m(结果保留3位有效数字)．答案　(1)6.04　6.05　(2)3　(3)48.6解析　(1)ΔL3＝L6－L3＝(18.09－12.05) cm＝6.04 cm压缩量的平均值为ΔL＝ΔL1＋ΔL2＋ΔL33＝6.03＋6.08＋6.043cm＝6.05 cm(2)因三个ΔL 是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)根据钢球的平衡条件有3mg sin θ＝k ·ΔL ，解得k ＝3mg sin θΔL ＝3×0.2×9.80×sin 30°6.05×10－2N/m ≈48.6 N/m.例2　(2021·江苏常州市高三一模)某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数(圈中张力与整圈形变量之比)．他们设计了如图2甲所示实验：橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O ，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O 水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录所挂钩码的总质量m 和对应橡皮圈下端P 的刻度值x ，如下表所示：钩码质量m /g20406080100120P 点刻度值x /cm 5.53 5.92 6.30 6.677.027.40(1)请在图乙中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出m －x 图象；图2(2)作出m －x 图象后，同学们展开了讨论：甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；乙同学认为：图象的斜率k 即为橡皮圈的劲度系数；丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；……请参与同学们的讨论，并根据图象数据确定：橡皮圈不拉伸时的总周长约为________ cm ，橡皮圈的劲度系数约为________ N/m(重力加速度g 取10 m/s 2，结果保留三位有效数字)．(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O ，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)．答案　(1)见解析图　(2)10.40(10.20～10.80)　54.5　(3)不受影响　偏小解析　(1)描点作出m －x 图象如图所示(2)由m －x 图象可知，橡皮圈不拉伸时P 点距离O 点的距离约为5.20 cm(5.10 cm ～5.40 cm)，则橡皮圈的总周长约为10.40 cm(10.20 cm ～10.80 cm)．由m －x 图象可知，橡皮圈的劲度系数k ＝Δmg Δx ＝120×10－3×10(7.40－5.20)×10－2 N/m ≈54.5 N/m (3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O ，则由实验数据得到的劲度系数将不受影响，因为计算劲度系数时考虑的是橡皮圈的伸长量而不是长度．若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，会使读数偏大，则由实验数据得到的劲度系数将偏小．高考题型2　验证力的平行四边形定则本实验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“三注意”和“七记录”两次O 点的位置必须相同两个细绳套不要太短三注意夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜.两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和O 点的位置(五记录)七记录一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录)例3　(2017·全国卷Ⅲ·22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x 轴，纵轴为y 轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图3(a)所示．将橡皮筋的一端Q 固定在y 轴上的B 点(位于图示部分之外)，另一端P 位于y 轴上的A 点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P 端沿y 轴从A 点拉至坐标原点O ，此时拉力F 的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F 的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P 端回到A 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P 端拉至O 点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N.①用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；图3②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．答案　(1)4.0　(2)①见解析图　②4.0　0.05解析　(1)由题图(b)可知，F的大小为4.0 N.(2)①画出力F1、F2的图示，如图所示②用刻度尺量出F合的线段长约为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为tan α＝0.05.高考题型3　探究平抛运动的特点“探究平抛运动的特点”实验的操作关键1．应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触．2．小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响．在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出．3．坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点．例4　(2021·全国乙卷·22)某同学利用图4(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)．图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出．图4完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A 时，其速度的水平分量大小为________m/s ，竖直分量大小为________m/s ；(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s 2.答案　(1)1.0　2.0　(2)9.7解析　(1)小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为v 0＝x t＝0.050.05 m/s ＝1.0 m/s竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，因此小球在A 点速度的竖直分量大小为v y ＝8.6＋11.00.05×2cm/s ≈2.0 m/s.(2)由竖直方向为自由落体运动可得g＝y3＋y4－y2－y14t2，代入数据可得g＝9.7 m/s2.例5　(2021·山西省高三三模)某同学用如图5甲所示的实验装置测量重力加速度g的大小．实验步骤如下：①调节斜槽轨道末端水平，并与斜面体ABC的顶端A点衔接，然后将斜槽和斜面体固定；②将光电门传感器固定在斜槽轨道末端，并调节其高度，使小球在斜槽轨道末端静止时球心与光电门上的小孔重合；③先在斜面上铺一层白纸，再在白纸上铺复写纸，并将它们固定好；④把小球从斜槽轨道上的某一位置由静止释放，使其脱离斜槽轨道后落到复写纸上，记录小球经过光电门的遮光时间Δt1，并测量小球落在斜面上的位置与A点的距离s1；⑤不断改变小球从斜槽轨道上释放的位置，重复步骤④，得到多组Δt和s值，并以1(Δt)2为纵坐标，以s为横坐标，建立直角坐标系，描点作图后得如图丁所示的正比例函数图象，图象的斜率为k.(1)实验过程中，该同学用图乙所示的游标卡尺测量小球的直径d，应该用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量，示数如图丙所示，该小球的直径d为______ mm；图5(2)为完成该实验，还需测量的物理量有________；A．小球的释放点到桌面的高度h1B．斜面的高度h2C ．斜面的长度LD ．小球的质量m(3)请用k 、d 及第(2)问中所选物理量的符号表示重力加速度g 的大小：g ＝________.答案　(1)B 11.30　(2)BC (3)2kLh 2d 2L 2－h 22解析　(1)A 用于测量内径，B 用于测量外径，C 用于测量深度，故选B ；根据游标尺的刻度为20格，总长度比主尺短1 mm ，故精度为0.05 mm ，读数＝主尺读数(单位mm)＋游标尺和主尺对齐的格数×0.05 mm ，所以读数为11.30 mm.(2)该实验通过对小球落到斜面上之前的平抛运动的研究计算重力加速度，需要知道斜面倾角或倾角的正余弦值，斜面倾角的正弦值sin θ＝h 2L余弦值cos θ＝L 2－h 22L ，故选B 、C.(3)小球在平抛运动过程中x ＝v 0t ，y ＝12gt 2初速度v 0＝dΔt由几何关系得x ＝s cos θ，y ＝s sin θ整理得1(Δt )2＝(L 2－h 22)g 2Lh 2d 2s 因此斜率k ＝(L 2－h 22)g 2Lh 2d 2得g ＝2kLh 2d 2L 2－h 22.1．小张同学为了验证力的平行四边形定则，设计如下实验，其装置图如图6甲所示．实验步骤如下：(1)将3条完全相同的弹性橡皮条(满足胡克定律)的一端连接在一起形成一个结点O ，先测量出橡皮条的自然长度x 0；(2)在竖直平面内固定一木板，在木板上固定一张白纸，用图钉将其中两条橡皮条的A 、B 端固定在木板上，在另一条橡皮条C 端悬挂一小重锤，并确保橡皮条不超出弹性限度，且与纸面无摩擦；(3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3，并在白纸上记录________；(4)取下白纸，如图乙所示，在白纸上分别用长度(x1－x0)、(x2－x0)代表橡皮条OA和OB拉力的大小，作出力的图示OA′和OB′，并以OA′和OB′为两邻边作一平行四边形OA′C′B′，测量出OC′长度x4，如果近似可得x4＝________，且OC′的方向________，则实验验证了力的平行四边形定则；(5)改变A、B的位置，重复(2)到(4)的实验步骤进行多次验证．图6答案　(3)O、A、B三点的位置以及OC的方向　(4)x3－x0　与OC的方向相反解析　(3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3，并在白纸上记录O、A、B三点的位置以及OC的方向．(4)如果近似可得x4＝x3－x0，且OC′的方向与OC的方向相反，则实验验证了力的平行四边形定则．2．(2021·广西南宁市冲刺卷)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图7所示的装置．实验操作的主要步骤如下：A．在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平面垂直；B．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A；C．将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B；D．将木板再水平向右平移同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C，若测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2，已知当地的重力加速度为g.图7(1)关于该实验，下列说法中正确的是________；A．斜槽轨道必须光滑且无摩擦B．每次释放小球的位置可以不同C．每次小球均须由静止释放D．小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度差h，之后再由机械能守恒定律求出(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v0＝________；(用题中所给字母x、y1、y2、g表示)(3)小球打在B点时与打在A点时动量的变化量为Δp1，小球打在C点时与打在B点时动量的变化量为Δp2，则Δp1∶Δp2＝________.答案　(1)C　(2)xgy2－y1　(3)1∶1解析　(1)为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但斜槽末端必须是水平的，选项A错误；为保证抛出的初速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，选项B错误，C正确；因为摩擦力未知，无法根据机械能守恒定律计算速度，选项D错误．(2)竖直方向根据自由落体运动规律可得y2－y1＝gT2水平方向小球做匀速直线运动，得x＝v0T解得v0＝xy2－y1g ＝xgy2－y1.(3)根据动量定理，小球打在B点时与打在A点时动量的变化量Δp1＝mgT小球打在C点时与打在B点时动量的变化量Δp2＝mgT则Δp1∶Δp2＝1∶1.3．(2021·山东潍坊市昌乐一中高三期末)2020年12月8日，中尼两国共同宣布了珠穆朗玛峰的最新高度为海拔8848.86米，此次珠峰高度测量使用了重力仪、超长距离测距仪等一大批国产现代测量设备．重力仪的内部包含了由弹簧组成的静力平衡系统．为测量弹簧劲度系数，探究小组设计了如下实验，实验装置如图8甲所示，角度传感器固定在可转动的“T”形竖直螺杆上端，可显示螺杆转过的角度．“T”形螺杆中部套有螺母，螺母上固定力传感器．所测弹簧上端挂在力传感器上，下端固定在铁架台底座上，力传感器可显示弹簧弹力大小．“T”形螺杆转动时，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度随之发生变化．图8(1)该探究小组操作步骤如下：①旋转螺杆使弹簧初始长度等于原长，对应的角度传感器示数调为0；②旋转“T ”形螺杆使弹簧长度增加，记录力传感器示数F 及角度传感器示数θ；③多次旋转“T ”形螺杆，重复步骤②的操作，记录多组对应F 、θ值；④用所测数据作出F －θ图象．图乙已描出5个点，请在图中画出图象．(2)若螺杆的螺距(螺杆转动一周杆沿轴线前进的距离)为6 mm ，则角度传感器示数为240°时弹簧的伸长量x ＝______ m.(3)由F －θ图象可知弹力F 与弹簧的伸长量______(填“x ”“x 2”或“1x”)成正比，结合图象算出弹簧的劲度系数k ＝______ N/m.答案　(1)见解析图　(2)4×10－3　(3)x 15解析　(1)如图所示(2)转动的角度与移动的距离关系为6 mm 360°＝x 240°解得x ＝4 mm ＝4×10－3m(3)因为转动的角度与弹簧的伸长量成正比，而根据F －θ图象，转动的角度与弹簧弹力成正比，所以弹力F 与弹簧的伸长量x 成正比．由图可知，当角度为4 000°时，弹力为1 N ．此时弹簧的形变量为6 mm 360°＝x ′4 000°，解得x ′＝2003 mm ，弹簧的劲度系数为k ＝F x ′＝12003×10－3N/m ＝15 N/m.专题强化练[保分基础练]1．(2021·安徽安庆市一模)某实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验，采用如图1甲所示的装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力．实验中作出了小盘中砝码重力F随弹簧伸长量x变化的图象如图乙所示．图1(1)图象乙不过原点的原因是________．(2)利用图象乙，可求得小盘的重力为________ N，小盘的重力会使弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．答案　(1)未考虑小盘的重力　(2)1　不变解析　(1)由于受到的小盘的拉力，使弹簧变长，所以F－x图象不过原点；(2)利用图象乙，当弹簧的形变量为零时的拉力大小等于小盘的重力大小，因此图象反向延长与F轴交点可求得小盘的重力为1 N；应用图象法处理实验数据，所对应图象的斜率表示弹簧的劲度系数，小盘的质量不会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值不同．2．(2021·青海省高三一模)某实验小组欲验证力的平行四边形定则．实验步骤如下：图2①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向；②如图2甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计的示数为某一设定值，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧测力计的示数改变1.00 N，测出对应的l，部分数据如下表所示：F/N0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.007.00l/cm l011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.00③找出步骤②中F＝7.00 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′(橡皮筋上端为O，下端为O′)，此时橡皮筋的拉力记为F OO′；④在挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示，用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端到达O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB；⑤根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′，如图丙所示．(1)利用表中数据可得l0＝________ cm；(2)若测得OA＝7.50 cm，OB＝7.50 cm，则F OA的大小为________ N；(3)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案　(1)10.00　(2)5.00　(3)F OO′解析　(1)根据胡克定律，有ΔF＝kΔx代入表格中第二组和第三组数据，有(2.00－1.00) N＝k(12.00－11.00)×10－2 m解得k＝100 N/m同理，再代入第一组和第二组数据，得(1.00－0) N＝100 N/m×(11.00－l0)×10－2 m解得l0＝10.00 cm.(2)根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为F OA＝kΔl＝100×(7.50＋7.50－10.00)×10－2 N＝5.00 N.(3)在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下，由平行四边形求得的力F′和一个力F OO′作用时比较，即可验证力的平行四边形定则．3.(2019·北京卷·21改编)用如图3所示装置研究平抛运动．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．图3(1)下列实验条件必须满足的有________．A ．斜槽轨道光滑B ．斜槽轨道末段水平C ．挡板高度等间距变化D ．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究，建立以水平方向为x 轴、竖直方向为y 轴的坐标系．a ．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q 点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y 轴时________(选填“需要”或者“不需要”)y 轴与重垂线平行．图4b ．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据；如图4所示，在轨迹上取A 、B 、C 三点，AB 和BC 的水平间距相等且均为x ，测得AB 和BC 的竖直间距分别是y 1和y 2，则y 1y 2________13(选填“大于”“等于”或者“小于”)．可求得钢球平抛的初速度大小为________(已知当地重力加速度为g ，结果用上述字母表示)．(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________．A ．用细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B ．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C ．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断；从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样．这实际上揭示了平抛物体________．A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒答案　(1)BD　(2)a.球心　需要　b．大于　xgy2－y1　(3)AB　(4)B解析　(1)因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，B、D正确；挡板高度可以不等间距变化，故C错误．(2)a.因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定y轴时需要y轴与重垂线平行．b.由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上位移之比为1∶3∶5…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大．因此y1y2>13；由y2－y1＝gT2，x＝v0T，联立解得v0＝xgy2－y1.(3)将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能始终保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，A、B可行．(4)从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，故选项B正确．4．(2021·河北省1月选考模拟·11)为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器，坐标纸，细线，定滑轮(位置可调)两个，钩码若干．支架带有游标尺和主尺，游标尺(带可滑动的指针)固定在底座上，主尺可升降，如图5甲所示．图5实验步骤如下：(1)仪器调零．如图甲，将已测量好的劲度系数k为5.00 N/m的弹簧悬挂在支架上，在弹簧挂钩上用细线悬挂小钩码作为铅垂线，调节支架竖直．调整主尺高度，使主尺与游标尺的零刻度对齐．滑动指针，对齐挂钩上的O点，固定指针．(2)搭建的实验装置示意图如图乙．钩码组m A＝40 g，钩码组m B＝30 g，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针．实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面．此时测得α＝36.9°，β＝53.1°，由图丙可读出游标卡尺示数为________ cm，由此计算出弹簧拉力的增加量F＝________ N．当地重力加速度g为9.80 m/s2.(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图6框中作出，用平行四边形定则作出合力F′.图6(4)依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较F′和F的大小和方向，得出结论．实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果________(填写“有”或“无”)影响．答案　(2)9.78　0.489　(3)见解析图　(4)无解析　(2)游标卡尺的读数为主尺刻度＋游标尺读数＝97 mm＋8×0.1 mm＝97.8 mm＝9.78 cm；根据胡克定律可知弹簧的弹力增加量为：F＝kx＝5.00×9.78×10－2 N＝0.489 N.(3)选好标度，根据两分力F A、F B的方向作出力的图示，作出平行四边形得到合力F′，如图所示．(4)在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果无影响．[争分提能练]5．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：图7(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图7甲所示的F－x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.当指针如图乙所示，弹簧测力计的示数F＝________ N.(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是________．A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比答案　(1)25　3.0　(2)B解析　(1)在F－x图象中斜率表示弹簧的劲度系数，则k＝ΔFΔx＝60.24N/m＝25 N/m在题图乙中弹簧测力计的示数F＝3.0 N(2)在题图丙中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，故A错误；斜率表示劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误；弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．6.在“研究平抛运动”的实验中：图8(1)某同学用图8所示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．①他观察到的现象是：小球A、B________(填“同时”或“不同时”)落地；②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将________(填“变长”“不变”或“变短”)；③上述现象说明__________________．(2)一个同学在“研究平抛运动”实验中，只画出了如图9所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得Δx＝0.1 m．又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝0.1 m，h2＝0.2 m，取g＝10 m/s2，利用这些数据，可求得：(结果保留两位有效数字)图9①物体抛出时的初速度为________ m/s；②物体经过B时速度为________ m/s.答案　(1)①同时　②不变　③平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动　(2)①1.0　②1.8解析　(2)在竖直方向上，根据h2－h1＝gT2得T＝h2－h1g＝0.2－0.110s＝0.1 s则物体平抛运动的初速度v0＝ΔxT＝0.10.1m/s＝1.0 m/sB点的竖直分速度为v yB＝h1＋h22T＝0.1＋0.20.2m/s＝1.5 m/s则B点的速度为。

2010届高考物理复习探究性实验题汇编

2010届高考物理复习探究性实验题汇编一．力学篇1、（泰州一调模拟9分）如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W. 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放. 小车每次实验中获得的速度（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有；（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是；（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的部分进行测量；（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；（5）从理论上讲，橡皮筋做的功W n 和物体速度vn 变化的关系应是W n ∝ . 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；（6）若在实验中你做出的图线与理论的推测不完全一致，你处理这种情况的做法是： . 答案：（1）刻度尺; （1分）（2）把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力 (1分)（3）点距均匀(1分)（4）2W 、3W 、4W 、5W (2分) （5）v 2（1分）；图像 (2分)（6）分析误差来源或改进试验方案或测量手段，重新进行试验（1分）；若答：“修改试验数据数据，使之符合自己的推测”得0分； 2．（无锡市）为了用弹簧测力计测定两木块A 和B 间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。

（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A 和B 之间的滑动摩擦力大小，你认为方案更易于操作(2分)。

简述理由。

(3分)（2）若A 和B 的重力分别为100N 和150N ，当甲中A 被拉动时，弹簧测力计a 示数为60N ，b 示数为110N ，则A 、B 间的动摩擦因数为。

2010高考物理力学实验复习试题及答案

专题十四力学实验一、选择题1. 某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L 一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。

他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g= 。

请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将。

(填“偏大”、“偏小”或“相同”)2.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。

盘边缘上固定一竖直的挡光片。

盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1 所示。

图2为光电数字计时器的示意图。

光源A中射出的光可照到B中的接收器上若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。

挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。

圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。

由图可知，（l）挡光片的宽度为_____________mm。

（2）圆盘的直径为_______________cm。

（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒（保留3位有效数字）。

3.某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置.①在图2中，从纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致.②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：、（写出2个即可）.4. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。

打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。

10年高考全国1卷物理试题分类解析(2010-2019)专题07 力学实验(原卷版)

12年高考（2010-2019）全国1卷物理试题分类解析专题07 力学实验1.（2010年）22．(4分)图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。

现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。

回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____。

(填入正确选项前的字母)A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D。

0～I2V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有______。

(写出两个原因)2.（2011年）23.（10分）利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。

改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。

s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22完成下列填空和作图：（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t 四个物理量之间所满足的关系式是_______；(2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出stt-图线；（3）由所画出的stt-图线，得出滑块加速度的大小为a=____________m/s2（保留2位有效数字）。

3.（2012年）22．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示．图（a）所示读数为mm，图（b）所示读数为mm，所测金属板的厚度为mm．4.（2013年）22．（7分）图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。

2010年高考物理试卷

2010年高考物理试卷一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1. 关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）A. 物体受到力的作用就会运动。

B. 做匀速直线运动的物体一定不受力的作用。

C. 物体受到力的作用，运动状态一定改变。

D. 物体运动状态改变时，一定受到力的作用。

2. 一质量为m的物体，以初速度v_0沿斜面从底端向上滑行，斜面光滑，以斜面底端所在平面为零势能面，则当物体滑到h高处时，物体的机械能是（）A. (1)/(2)mv_0^2B. mghC. (1)/(2)mv_0^2+mghD. (1)/(2)mv_0^2-mgh3. 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为n_1:n_2=4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。

当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A_1的读数为12mA，那么电流表A_2的读数为（）（此处可插入简单的变压器与导线切割磁感线的电路图）A. 0B. 3mAC. 48mAD. 与R值大小有关。

4. 一物体做自由落体运动，下落t = 5s时落地。

则当它下落t_1= 2s时，离地面的高度为（g = 10m/s^2）（）A. 45mB. 50mC. 80mD. 105m5. 两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的图是（）（此处可插入四个关于场强与x关系的图像选项图）6. 如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间摩擦不计。

开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F_1和F_2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对m、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（）（此处可插入简单的木板与木块及弹簧的受力示意图）A. 由于F_1、F_2等大反向，故系统机械能守恒。

广东省教育强市2010届高三一模物理试题分类汇编之力学实验

广东省教育强市2010届高三一模物理试题分类汇编之力学实验一、平行四边形定则实验1.（2010年1月广东四校联考）在做“互成角度的两个共点力的合力”实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中正确的是 ( B )A、同一次实验过程中，O点位置允许变动B、实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C、实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D、实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取900，以便于算出合力大小2．（2010年3月广州一模）（1）“验证力的平行四边形的则”实验中①部分实验步骤如下，请完成有关内容：A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。

B．在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图15—（1）所示，记录：、、。

C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图15—（2）所示，小心调整B、C的位置，使，记录。

②如果“验证力的平行四边形的则”得到验证，那么图15—（2）中答案：（1）①B．钩码个数（或细线拉力）……1分橡皮筋与细线结点的位置O ……1分细线的方向（说明：能反映细线方向的其它记录也可以）……1分C．橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合……2分钩码个数和对应的细线方向……2分（没有反映出受力和细线方向对应关系的给1分）3②4二、弹簧型变量和弹性势能关系1、（2010年3月深圳一模）（8分）（1）在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中，弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量．现有两组同学分别按图甲（让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面）和图乙（让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度）两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系E P = ；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量；两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对能的测量．请你用简短的语言设计第三种研究弹簧弹性势能的方案．【答案】E P =mgS 2/4h ；滑块的质量；动能；（此空根据情况给分） (每空2分)三、机械能守恒的实验1. （2010年1月惠州第三次调研34）（1）如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置，请回答下列问题：①从下列器材中选出实验所必须的，其编号为。