全国高考物理：专题十四、力学实验(附解析答案)

专题十四、力学实验

1．（2013高考浙江理综第21题）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点。

(1)任选一条纸带读出b、c两点间的距离为；

(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为，纸带①和②上c、e 两点间的平均速度v①v②(填“大于”“等于”或“小于”)；

（3）图中（填选项）

A．两条纸带均为用装置甲实验所得

B．两条纸带均为用装置乙实验所得

C．纸带○1为用装置甲实验所得．纸带②为用装置乙实验所得

D．纸带○1为用装置乙实验所得．纸带②为用装置甲实验所得

答案：(1) ○1 2.10cm，或② 2.40cm。

（2）1.13m/s，1.25m/s。小于

（3）C

解析：(1)选择纸带○1读出b、c两点间的距离为2.10cm，选择纸带②读出b、c两点间的距离为2.40cm。

(2)选择纸带○1读出c、e两点间的距离为4.52cm，求出c、e两点间的平均速度大小为

v=

4.52

20.02

⨯

×10-2m/s=1.13m/s。

选择纸带②读出c、e两点间的距离为5.00cm。求出c、e两点间的平均速度大小为

v=

5.00

20.02

⨯

×10-2m/s=1.25m/s。

（3）分析纸带上的点距离可以看出，纸带○1做匀加速运动，纸带②做加速度逐渐减小的加速运动最后做匀速运动，所以带○1为用装置甲实验所得．纸带②为用装置乙实验所得，选项C正确。

2.（18分）

（1）（2013高考福建理综第19（1）题）（6分）在“探究恒力做功

与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：

①下列说法哪一项是正确的。（填选项前字母）

A．.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上

B．.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量

C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放

②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz．则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字）。

答案：①C②0.653

解析：①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,，平衡摩擦力时要去掉细线另一端的钩码。为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，选项AB错误。实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确。

②打B点时小车的瞬时速度大小为v=18.59-5.53

20.10

×10-2m/s=0.653m/s。

3.（13分）（1）（2013高考山东理综第21（1）题）图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm。

答案：A 11.30

解析：测量内径应该用游标卡尺的A，测量外径应该用游标卡尺的B，测量深度应该用游标卡尺的C。该钢笔帽的内径为11mm+0.5×6mm=11.30mm。

4.（2013高考四川理综第8题）（2）（11分）

如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

①为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做___________运动。

②连接细绳及托盘，放

入砝码，通过实验得到图

2所示的纸带。纸带上O

为小车运动起始时刻所打

的点，选取时间间隔为0.1s 的相邻计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 。实验时小车所受拉力为0.2N ，小车的质量为0.2kg.

请计算小车所受合外力做的功W 和小车动能的变化△E k ，补填表中空格（结果保留至少小数点后第四位）。

0——B O —C O —D O —E O —F W/J 0.0432 0.0572 0.0734 0.0915

k E ∆/J 0.0430 0.0570 0.0734 0.0907

△E k ，与理论推导结果一致。

③实验前已测得托盘的质量7.7×10-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_________kg(g 取9.8m/s 2,结果保留至小数点后第三位)

(2)①匀速直线 ②0.1115 0.1105 ③0.015

解析：在O —F 过程中，小车所受合外力做的功W=F ·OF=0.2×0.5575J=0.1115J 。打F 点时速度v=

66.77-45.7520.1⨯×10-2m/s ，小车动能的变化△E k =12mv 2=12×0.2×（66.77-45.7520.1⨯×10-2）2J= 0.1105J 。根据实验时小车所受拉力为0.2N ，小车的质量为0.2kg 可知，小车质量不是远大于托盘和砝码质量之和.由mg-F=ma ，F=Ma 可得m=MF Mg F

-=0.02273kg ，即托盘和砝码质量之和为0.02222kg ，该组同学放入托盘中的砝码质量应为△m=0.02273kg-7.7×10-3

kg=0.015kg 。

5．(8分) （2013高考上海物理第28题）如图，研究平抛

运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器

和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上

的标尺可以测得水平位移。

保持水平槽口距底板高度h ＝0.420m 不变。改变小球在