【备战2022】高考物理5年高考真题精选与最新模拟专题16力学实验【2022高考真题精选】(2022•重庆)(1)如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图所示,计算折射率时,用________(填“d”或“e”)得到的值较小,用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小.(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验器材如图所示.①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式______,利用测量数据作出U-I图象,得出E和r.②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路.③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中(a)(b)(c)(d)所示,由此可知:在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”).曲线(c)对应的电源电动势E=__________V,内阻r=________Ω,当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出功率P=________mW.(均保留三位有效数字)69\n【答案】(1)光学 d e(2)①U=E-Ir ②如图所示③不变 增大 0.975 478 0.268(2022·上海)29.(8分)在“利用单摆测重力加速度”的实验中。(1)某同学尝试用DIS测量周期。如图,用一个磁性小球代替原先的摆球,在单摆下方放置一个磁传感器,其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到____________。使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于____________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆周期的测量值为____________(地磁场和磁传感器的影响可忽略)。69\n(2)多次改变摆长使单摆做小角度摆动,测量摆长L及相应的周期T。此后,分别取L和T的对数,所得到的lgT-lgL图线为____________(填:“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”);读得图线与纵轴交点的纵坐标为c,由此得到该地重力加速度g=____________。(2022·广东)(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”)②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为______。69\n③图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L0或L1”)。④由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。【答案】①竖直②稳定L31mm③L0④4.910g【解析】②测量仪器是10分度的需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精度应为1mm,故L3读数错误。③横轴表示的是弹簧的形变量,故为弹簧长度与L0的差值。④由得图像的斜率,故k=4.9N/m,挂了砝码盘后弹簧伸长了2cm,由知其质量为10g。【考点定位】力学实验(2022·山东)21.(13分)(1)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点和之间某时刻开始减速。②计数点5对应的速度大小为m/s,计数点6对应的速度大小为m/s。(保留三位有效数字)。③物块减速运动过程中加速度的大小为=m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值(填“偏大”或“偏小”)。69\n(2022·安徽)21.(18分)Ⅰ.(10分)图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为,小车和砝码的总质量为。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。(1)试验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是()A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,69\n轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动。(2)实验中要进行质量和的选取,以下最合理的一组是A.=20,=10、15、20、25、30、40B.=200,=20、40、60、80、100、120C.=400,=10、15、20、25、30、40D.=400,=2040、60、80、100、120(3)图2是试验中得到的一条纸带,、、、、、、为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为=4.22cm、=4.65cm、=5.08cm、=5.49cm、=5.91cm、=6.34cm。已知打点计时器的工作效率为50Hz,则小车的加速度=m/s2(结果保留2位有效数字)。【答案】Ⅰ⑴B【解析】操作目的是平衡摩擦力,所以应除去绳子的拉力,并有纸带和运动,处于匀速时,说明恰好平衡。【答案】⑵C【解析】当用砂桶和砂子的重力当做拉小车的力,则应该让砂桶和砂子的质量远小于小车的质量。⑶0.42解:依据题意得出x1,x2,x3,x4,x5,x6,,然后采用逐差法求加速度,取平均值,保留2位有效数字。【考点定位】力学实验14.(2022·海南)水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x的数值;然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x,测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中的值是根据t值计算得出的)69\n(1)根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作—x图线。(2)回答下列问题:(不要求写出计算或推导过程)①已知点(0,0)在—x图线上,从—x图线看,与x是什么关系?②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与是什么关系?③当弹簧长度改变量为x时,弹性势能与相应的Ek是什么关系?④综合以上分析,Ep与x是什么关系?答案:(1)—x图线如图。69\n(2)①与x成正比。②Ek与()2成正比。③Ep=Ek④Ep与x2成正比。③由能量守恒定律,当弹簧长度改变量为x时,弹性势能与相应的Ek相等,即Ep=Ek。④综合以上分析,Ep与x2成正比。【考点定位】此题考查力学实验及其相关知识。(2022·江苏)11.(10分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.69\n(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象.(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg.根据s-h图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数=_________.(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________(选填“偏大”或“偏小”).【解析】(1)减小B的质量;增加细线的长度(或增大A的质量;降低B的起始高度)(2)(见下图)(3)0.4(4)偏大【考点定位】探究性实验(2022·浙江)21、(10分)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图甲所示。69\n(1)在答题纸上相应的图中画出完整的光路图;(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=____________(保留3位有效数字);(3)为了观察光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了二次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图乙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_____________(填“A”和“B”)【答案】(1)如图所示(2)1.510.03(3)A【解析】见答案【考点定位】实验操作、仪器读数、数据处理(2022·浙江)22、(10分)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤、(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表用作图法求得该弹簧的劲度系数k=_________________N/m;(2)某次实验中,弹簧的指针位置如图所示,其读数为_____________N,同时利用(3)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合;69\n(3)由图得到F合=__________N。【答案】(1)53(2)2.10(3)3.3【解析】见答案【考点定位】实验操作、仪器读数、数据处理(2022·天津)9.(18分)(1)质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为kg·m/s。若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小为N(取g=10m/s2)。(2)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。①他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是(填字母代号)。A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确69\nC.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为mm,单摆摆长为m。③下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横作标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知sin50=0.087,sin150=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是(填字母代号)。【答案】①AC②12.0;0.9930③A【解析】①橡皮摩擦力较大且用铁夹将橡皮夹紧,这样单摆在摆动过程中可保证摆长不变,需要调节摆长时也方便调节,选A、C两项。②游标卡尺读数为12.0mm,从悬点到摆球的最低端的长度L=0.9990m,则单摆摆长应为从悬点到球心的距离,所以就减去球的半径,因此摆长为0.9990-0.0060m=0.9930m。③摆球摆到平衡位置时的速度最大,为了减小误差,应该从平衡位置开始计时,排除B选项。摆角越小误差越小,振幅越小,且应测30次全振动的时间,所以选A。【考点定位】本题考查用单摆的简谐运动。(2022·北京)21.(18分)69\n在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为mm(该值接近多次测量的平均值)【答案】0.398(0.395~0.399)【解析】螺旋测微器读数时要注意0.5mm刻线是否露出,读数时要有估读值。【考点定位】本题考查螺旋测微器读数,属简单题。(2022·全国新课标卷)22.(5分)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。【答案】0.0106.8706.8601.(2022·福建)(18分)69\n(1)(6分)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中:①用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为cm。②小组成员在试验过程中有如下说法,其中正确的是。(填选项前的字母)A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角,并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小答案:(1)①0.97②C2.(重庆)某同学设计了如题22图3所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m‘,托盘和盘中砝码的总质量为m,实验中,滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度g取10m/s2。69\n①为测量滑块的加速度,须测出它在A、B间运动的与,计算的运动学公式是;②根据牛顿运动定律得到与的关系为:他想通过多次改变,测出相应的值,并利用上式来计算。若要求是的一次函数,必须使上式中的保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置于;③实验得到与的关系如题22图4所示,由此可知μ=(取两位有效数字)【答案】⑴①位移时间⑵滑块上69\n【解析】⑴将运动公式变形得,测量出位移S和发生位移S的时间t,求得加速度a⑵以m为研究对象,;以为研究对象,消去绳子的拉力T,解得加速度,化简可得将加速度的表达式与数学中的一次函数类比,“”就相当于图像的斜率k,为了保证图像斜率不变,要求保持不变,在实验中就要把从小车上拿下的砝码放置到托盘中,从托盘中拿下的砝码放置到小车上.“”相当于纵轴截距.在图像上取两个点(64×10-3,0.23)、(67×10-3,0.35),写出直线的两点式方程,化简得,方程中的“”就是直线的纵轴截距,所以,因为,所以。3.(浙江)(10分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验,还须从下图中选取实验器材,其名称是①(漏选或全选得零分);并分别写出所选器材的作用②。69\n【答案】①学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码②学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到的拉力的大小,还可以用于测量小车的质量。【解析】电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到的拉力的大小,还可以用于测量小车的质量。如果选电磁打点计时器,则需要学生电源,如果选电火花计时器,则不需要学生电源。5.(天津)(18分)(1)某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力,示数为G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力,发现测力计的示数小于G,由此判断此时电梯的运动状态可能是。(2)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是mm【答案】1.706【解析】注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因为个人情况不同,估读不一定一致,本题读数1.704-1.708都算正确。(3)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像,且P2的像挡住P1的像。如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失。此时只需测量出,即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率。69\n【答案】玻璃砖直径边绕O点转过的角度【解析】由题意可知,当玻璃砖转过某一角度θ时,刚好发生全反射,在直径边一侧观察不到P1、P2的像,做出如图所示的光路图可知,当转过角度θ时有。θθP1P2Oθ6.(四川)(17分)(1)(7分)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合,在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为Cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是。(R视为质点)解析:运动时间,所以水平方向平均速度为,瞬时速度为,由速度合成知此刻R的速度大小为5cm/s,由曲线运动条件知道D正确。7.(山东)(12分)69\n(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。③以下能引起实验误差的是________。a.滑块的质量b.当地重力加速度的大小c.长度测量时的读数误差d.小球落地和滑块撞击挡板不同时答案:(1)答案:①x/H②(h-x2/H)③cd解析:由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块运动时间相同,由x=at2和H=gt2联立解得滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为a/g=x/H。对滑块,由牛顿第二定律,mgsinα-μmgcosα=ma,而sinα=h/x,cosα=/x,a=gx/H,联立解得μ=(h-x2/H)。由μ=(h-x2/H)可知,能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差和小球落地和滑块撞击挡板不同时造成的误差。(2022·江苏)(8分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。69\n(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为______N。(2)下列不必要的实验要求是____。(请填写选项前对应的字母)(A)应测量重物M所受的重力(B)弹簧测力计应在使用前校零(C)拉线方向应与木板平面平行(D)改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法。(2022·海南)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A,B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;69\n(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为=________.(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:以s为横坐标,为纵坐标,在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=___________(保留3位有效数字).69\n由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率,将k和进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律。答案:(1)(2)描点画图见解析2.388解析:(1)将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,下落的高度设为hAB,由几何关系得:,解得:滑块系统重力势能的减小量=;动能的增加量;若在运动过程中机械能守恒:=,解得=(2)描点画图如下:69\n由图可知:k=(2022·北京)(18分)(2)如图2,用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。①实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量______(填选项前的符号),间接地解决这个问题。小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程②图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_________。(填选项前的符号)A.用天平测量两个小球的质量ml、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,ON③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_________(用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为___________(用②中测量的量表示)。④经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1´,则p1:p1´=____:11;若碰撞结束时m2的动量为p2´,则p1´:p2´=11:_______。69\n实验结果表明,碰撞前、后总动量的比值为____________。⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm。答案:(2)①C②ADE或DEA或DAE③④142.91~1.01⑤76.8解析:(2)①由于本实验的碰撞是在同一高度,在空中运动时间相同,因而根据小球做平抛运动的射程就可知道碰撞后速度的大小之比,所以选C。69\n⑤当两个球发生完全弹性碰撞时,被碰小球m2平抛运动射程ON的有最大值。弹性碰撞动量守恒,机械能守恒解得:,所以。被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值76.8cm。(2022·安徽)(18分)Ⅰ.为了测量某一弹簧的劲度系数,降该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,七对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)(1)作出m-l的关系图线;(2)弹簧的劲度系数为N/m.解析:Ⅰ.(1)如图所示(2)0.248~0.262【2022高考真题精选】2022·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69\n,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:、、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;②打C点时物体的速度大小为(取2位有效数字)③物体的加速度大小为(用、、和表示)2022·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。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)两细绳必须等长69\n弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大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)①BD②BD2022·福建·19(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。(2)(6分)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)69\nA.增挂钩码时l与F成正比,而减挂钩码时l与F不成正比B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度答案:2022·新课标·22如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、0~12V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。2022·上海物理·27卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。69\n(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施(A)减小石英丝的直径(B)增大T型架横梁的长度(C)利用平面镜对光线的反射(D)增大刻度尺与平面镜的距离(2)已知T型架水平横梁长度为1,质量分别为m、的球,位于同一水平面,当横梁处于力矩平衡状态,测得m、连线长度r,且与水平横梁垂直;同时测得石英丝的扭转角度为,由此得到扭转力矩k(k为扭转系数且已知),则引力常量的表达式G=_____。解析:(1)CD(2)根据,得。2022·海南物理·14利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:(1)实验步骤:①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;②用游标卡尺测量挡光条的宽度,结果如图2所示,由此读出________mm;69\n③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离__________m;④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和;⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量。(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为__________和________。②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为___________和__________。③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少__________(重力加速度为)。(3)如果______________,则可认为验证了机械能守恒定律。【答案】(1)②9.30③60.00(答案在59.96~60.04之间的,也给分)(2)①,②,③(3)【解析】由于挡光条宽度很小,因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。【2022高考真题精选】69\n(09·广东理科基础·17)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,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所示。下列表述正确的(B)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(09·广东理科基础·18)“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是高(C)A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有,可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍,B错。根据B点为A与C的中间时刻点有,C对;由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s,D错。3.(09·全国卷Ⅰ·23)69\n(10分)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下:①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值;⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-关系曲线。(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):①斜面倾角的余弦=;②滑块通过光电门时的速度v=;③滑块运动时的加速度a=;④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=;(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=。答案:(1)①;②;③;④;(2)3.62cm69\n4.(09·全国卷Ⅱ·23)(13分)某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m,、和是轨迹图线上的3个点,和、和之间的水平距离相等。完成下列填空:(重力加速度取)(1)设、和的横坐标分别为、和,纵坐标分别为、和,从图2中可读出=____①_____m,=____②______m,=____③______m(保留两位小数)。(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用(1)中读取的数据,求出小球从运动到所用的时间为______④__________s,小球抛出后的水平速度为________⑤__________(均可用根号表示)。(3)已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。设和分别为开始下滑时和抛出时的机械能,则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失,=________⑥__________%(保留两位有效数字)69\n答案:①0.61;②1.61;③0.60;④0.20;⑤3.0;⑥8.2;解析:本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有=0.60m.=1.60m.P1到P2两点在水平方向的距离为6个格,则有=0.60m.(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,根据,解得时间约为0.2s,则有(3)设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2==4.5m,则根据0.082。5.(09·上海物理·17)(6分)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持___________不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS测小车的加速度。(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。69\n①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大6.(09·上海物理·18)(6分)利用图A.实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图B.所示,并由此得出相应的斜率k。(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=________。(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图B.中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强p=________。69\n(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比________(填偏大、偏小)。答案:(1)l,(2)p0+,(3)偏小,解析:小球从B点飞出后做平抛运动,则有,联立解得;在吹小球的过程中,由动能定理可得:即:,可知直线的斜率可得。若考虑实验中小球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小。8.(09·山东·23)(12分)请完成以下两小题。(1)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。①为完成实验,下述操作中必需的是。a.测量细绳的长度b.测量橡皮筋的原长c.测量悬挂重物后像皮筋的长度d.记录悬挂重物后结点O的位置②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次实验证,可采用的方法是答案:(1)①bcd;②更换不同的小重物;9.(09·安徽·21.Ⅲ)(6分)探究力对原来静止的物体做的功69\n与物体获得的速度的关系,实验装置如图所师,实验主要过程如下:(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……;(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度、、、……;(3)作出草图;(4)分析图像。如果图像是一条直线,表明∝;如果不是直线,可考虑是否存在∝、∝、∝等关系。以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是___________。A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……。B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜。C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带。纸带上打出的点,两端密、中间疏。出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。10.(09·天津·9)(3)如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力和速度。69\n① 所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需(填字母代号)中的器材。A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作图象,其纵轴表示的是,横轴表示的是。11.(09·四川·(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s369\n.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________,两滑块的总动量大小为_________;碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。答案:(2)0.2abs3(2分);0.2abs1(2分);(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1-s3)(4分);0.4abs(3分)解析:(2)动量P=mV,根据V=S/(5T)可知两滑块碰前的速度分别为V1=0.2S1b、V2=0.2S3b,则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3,总动量大小为aV1-aV2=0.2ab(s1-s3);碰撞后两滑块的总动量大小为2aV=2as2/(5T)=0.4abs2。(09·浙江·22.Ⅱ)(9分)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是__________(选填“甲”或“乙”)。(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将(填“变大”、“不变”或“变小”),图乙中的△t将(填“变大”、“不变”或“变小”)。69\n答案:Ⅰ(1)如图;(2)150,“220V300W”Ⅱ(1)乙(2)2t0,变大,变大Ⅰ.解析:本题考查多用电表和电路设计。(1)如图所示。实验要求电压从零开始调整,滑动变阻器采用分压式接法。(2)15×10=150Ω,P=标称300W的灯泡15.(09·江苏物理·11)(10分)“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。69\n(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)(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:砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s-2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.(3)根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点,请说明主要原因。69\n答案:(1)0.16(0.15也算对);(2)(见图);(3)未计入砝码盘的重力。解析:(1)处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式,关键弄清公式中各个量的物理意义,为连续相等时间内的位移差,t为连需相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t=0.1s,(3.68-3.52)m,带入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.(2)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,使图线倾斜程度太小也不能太大,以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适,而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度,根据数据确定个点的位置,将个点用一条直线连起来,延长交与坐标轴某一点。如图所示。(09·海南物理·13)(4分)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出图中的示数,该金属圆片的直径的测量值为cm,厚度的测量值为mm。答案:1.240(2分)1.682(2分,填1.683的同样给分)69\n(09·广东物理·15)(10分)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图12,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。图12(1)实验主要步骤如下:①测量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;②将小车停在C点,__________,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。③在小车中增加砝码,或_______________,重复②的操作。(2)表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量m之和,|v22-v21|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所作的功。表格中△E3=__________,W3=________.(结果保留三位有效数字)(3)根据表1,请在图13中的方格纸上作出△E-W图线。表1数据记录表次数M/kg|v22-v21△E/JF/NW/J69\n|/(m/s)210.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40△E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43答案:(1)①小车、砝码②然后释放小车③减少砝码(2)0.6000.610
解析:(1)略;(2)由各组数据可见规律,可得△E3=0.600;观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;(3)在方格纸上作出△E-W图线如图所示W(09·广东物理·16)(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图16所示。金属丝的直径是______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________(保留三位有效数字)。mAE,rsR0Rx图16答案:⑴电路图如图所示⑵③读出接入电路中的金属丝的长度69\n(09·宁夏·22)(4分)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,示数如图。由图可读出=cm,=答案:2.256【2022高考真题精选】1.(08年全国卷1)如图所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律。(1)若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,则需要测量的物理量有_________。①物块的质量m1、m2;②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间;④绳子的长度。(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:①绳的质量要轻;69\n②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;④两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:___________________________________________________________________________。答案:(1)①②或①③;(2)①③;(3)例如:“对同一高度进行多次测量取平均值”,“选取受力后相对伸长尽量小的绳子”等等。【考点】验证机械能守恒2.(08年全国卷2)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图所示,该铜丝的直径为__________mm.答案:4.953解析:螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm,可动刻度部分读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm。【考点】螺旋测微器的读数3.(08年北京卷)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k69\n。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2。①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是和.测量记录表:代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1②实验中,L3和L2两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。③为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:。请你给出第四个差值:dA==cm。④根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4表示的式子为:=,代入数据解得=cm。⑤计算弹簧的劲度系数k=N/m。(g取9.8m/s2)答案:(2)①L5L6②6.85(6.84-6.86)14.05(14.04-14.06)③7.20(7.18-7.22)④1.75⑤28解析:读数时应估读一位,所以其中L5、L6两个数值在记录时有误。根据实验原理可得后面几问的结果。【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系69\n4.(08年天津卷)用螺旋测微器测量金属导线的直径,其示数如图所示,该金属导线的直径为mm。5.(08年天津卷)(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”)答案:相同解析:题目考查了用单摆测重力加速度设A、B的摆线长为LA和LB,摆线到重心的距离为L1,所以A、B的两处的摆长分别为LA69\n+L1和LB+L1,根据周期公式得则(1)(2)(2)-(1)得从式子中可以看出,最终的结果与重心的位置无关,所以不影响g值的测量。6.(08年四川卷)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50.0ms,则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒(保留3位有效数字)。解析:由螺旋测微器与游标卡尺的读数规则可得两者的读数.mm,mm=24.220cm.69\n圆盘转动的角速度为,而,综合两式并代入数据可得:rad/s.7.(08年江苏卷)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示.读得直径d= mm.解析:外径千分尺读数先可动刻度左边界露出的主刻度L,如本题为1mm,再看主尺水平线对应的可动刻度n,如本题为20.0,记数为L+n×0.01=1+20.0×0.01=1.200mm。注意的是读L时,要看半毫米刻度线是否露出,如露出,则记为1.5或2.5等。8.(08年江苏卷)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示).(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:h(10-1m)2.003.004.005.006.00s2(10-1m2)2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2--h关系图.(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率(填“小于”或“大于”)理论值.(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是.69\n答案:(1)4Hh(2)见图(3)小于(4)摩擦,转动(回答任一即可)解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平抛运动知识可求得时间为,可得.(2)依次描点,连线,注意不要画成折线。9.(08年重庆卷)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有:、(写出2个即可).答案:①B②摆长测量、漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……解析:本题考查匀加速运动和单摆的运动,本题中等难度题目。要使速度和加速度方向相同,则只有B,因为B中相等时间内纸带运动的距离越来越大。用该方法测量加速度的误差主要有:摆长的测量。漏斗重心的变化,液体痕迹偏粗、阻力变化等。69\n10.(08年宁夏卷)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50Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=(保留三位有效数字)。(2)回答下列两个问题:①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有。(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度lB.木板的质量m1C.滑块的质量m2D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是。(3)滑块与木板间的动摩擦因数=(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数(填“偏大”或“偏小”)。写出支持你的看法的一个论据:69\n。答案:(1)0.495~0.497m/s2(2)①CD(1分)(3)解析:对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度。11.(08年上海卷)在“用单摆测重力加速度”的实验中,(1)某同学的操作步骤为:a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上b.用米尺量得细线长度lc.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/ne.用公式计算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比___(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量 的物理量有____________;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示______。答案:(1)偏小(2)T′(或t、n)、θ,T′69\n12.(08年海南卷)某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径,测微器的示数如图所示,该金属丝直径的测量值为mm.答案:2.793(2.791~2.795mm之间均可)解析:测量值读数为2.5mm+0.01mm×29.3=2.793mm。13.(08年广东卷)某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50Hz.(1)实验的部分步骤如下:①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;②将小车停在打点计时器附近,,,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,;③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。(2)图是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.69\n(3)在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,做正功,做负功.(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是.要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力是.表1纸带的测量结果测量点S/cmr/(m·s-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45CD7.150.54E9.410.60答案:(1)②接通电源、释放小车断开开关(2)5.060.49(3)钩砝的重力小车受摩擦阻力(4)小车初末速度的平方差与位移成正比小车的质量【最新模拟】1.【2022•浙江模拟】以下实验中可以用打点计时器和纸带测速度进行数据处理的有()A.验证牛顿运动定律B.验证力的平行四边形定则C.探究动能定理69\nD.验证机械能守恒定律【答案】ACD【解析】验证牛顿运动定律时,可测出速度画出v—t图象,根据v—t图象求加速度。2.【2022•上海宝山模拟】在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示。由图可以确定,小车在BC段和CD段的运动情况,下列说法中正确的是()s/mt/sABCD2462460(A)BC段是加速运动;CD段是减速运动。(B)BC段是匀速运动;CD段是匀加速运动。(C)BC段是匀速运动;CD段是减速运动。(D)BC段是加速运动;CD段是匀加速运动【答案】C【解析】因为BC段是直线,所以BC段是匀速直线运动;CD段是曲线且斜率变小,所以速度逐渐减小,是减速运动.3.【2022•江苏质量检测】某同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究求合力的方法,如下图所示,三根橡皮筋在O点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向,从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中,下列说法正确的是()A.实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长69\nB.为减小误差,应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C.以OB、OC为两邻做平行四边形,其对角线必与OA在一条直线上且长度相等D.多次实验中O点不必固定4.【2022•河南郑州第一次质量检测】某同学利用如图所示的装置探究共点力合成的规律,图中GE是橡皮条,甲图表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条,乙图表示用一个拉力牵拉橡皮条,下列说法正确的是A.甲图中两个拉力的方向必须相互垂直B.甲、乙两图中,橡皮条拉伸方向£◦必须水平C.甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置OD甲图实验完成后,可更换橡皮条,继续进行乙图实验【答案】C【解析】探究共点力合成的规律是根据合力与分力的效果等效,所以甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置O.5.【2022•四川模拟】“探究动能定理”的实验装置如下图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、69\n4W0……,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验,下列说法正确的是()A.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带,纸带上打出的点,两端密、中间疏,出现这种情况的原因,可能是木板倾角过大B.当小车速度达到最大时,小车在两个铁钉的连线处C.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度D.应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度【答案】C【解析】木板倾角过大时,相邻两点之间的间隔会越来越大,选项A错误;当橡皮筋处于原长时,小车达到最大速度,而不是小车在两铁钉的连线处,选项B错误;本实验平衡阻力后,橡皮筋做功结束后,小车做匀速直线运动,选项C正确、选项D错误。6.【2022•天津模拟】在“验证牛顿运动定律”的实验中,保持小车的质量不变,改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出a—F关系的点迹,如下图所示。经过分析,发现这些点迹存在一些问题,产生这些问题的主要原因可能是()A.轨道与水平方向夹角太大B.轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力C.所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势D.所用小车的质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势69\n7.【2022•安徽模拟】实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如下图a所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如下图b所示。图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能EP、动能EK或机械能E,图b的图象中,表示小球的重力势能EP、动能EK或机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是()A.丙、乙、甲B.乙、甲、丙C.甲、乙、丙D.丙、甲、乙【答案】A【解析】小球在静止释放后,重力在做正功,重力势能EP不断减少,动能EK不断增加,通过观察图象b特点易知:丙表示重力势能EP,乙表示动能EK,甲表示机械能E。8.【2022•重庆模拟】一名同学在用下图甲所示的装置做“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器所用交变电流的频率为50Hz,下图乙是某次实验时得到的纸带,图中A、B、C、D、E是纸带上五个计数点,则()A.打C点时小车的速度大小为2.1m/sB.打D点时小车的速度大小为4.6m/s69\nC.小车的加速度大小为3.9m/s2D.小车的加速度大小为12m/s2【答案】AC【解析】打点计时器的打点周期为T=0.02s。打C点时小车的速度大小为,选项A正确;打D点时小车的速度大小为,选项B错误;小车的加速度大小为,选项C正确、选项D错误。9.【2022•浙江模拟】在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求正确的选项是()A.每次必须由同一位置静止释放小球B.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降C.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线10.【2022•深圳模拟】用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重物的动能比开始下落时增加了_______J。(结果均保留三位有效数字)。实验中产生系统误差的原因是______________________。69\n12.41cmOBAC18.60cm27.21cmhO②乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是____________________________________________。11.【2022•湖南四市联考】某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时,从打下的若干纸带中选出了如下图所示的一条纸带,已知打点计时器使用电源频率为50Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为s。如果用S1、S2、S3、S4、S5、S6来表示从O点开始各相邻两个计数点间的距离,用T表示两相邻记数点的时间间隔,则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a=(用符号写出表达式,不要求计算)。打F点时物体的速度大小为vF=m/s。(答案均要求保留3位有效数字)【答案】0.11.60【解析】打点计时器每隔0.02s打一个点,则相邻两记数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s,由(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)=a(3T)2,得;打D点时物体的速度大小为,打E点时物体的速度大小为69\n,由,得vF=1.60m/s。12.【2022•江苏模拟】某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验:(1)甲同学在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到数据如下表所示。实验次数物体质量m(kg)物体的加速度a(m/s2)物体质量的倒数1/m(1/kg)10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00①根据表中的数据,在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出图象。②由图象,你得出的结论为。③物体受到的合力大约为。(结果保留两位有效数字)(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a—F图象如下图所示,则该图象中图线不过原点的原因是:,小车的质量为kg。(保留两位有效数字)69\n【答案】(1)①a—图象如下图所示②在物体受外力不变时,物体的加速度与质量成反比③0.15N至0.16N之间均对(2)木板倾角过大(或平衡摩擦力太过)1.9至2.1之间均对【解析】(1)③由牛顿第二定律F=ma得,,即图线的斜率等于小车所受的合外力,大小为。(2)由图象可得拉力等于零时,加速度不等于零,故木板倾角过大(或平衡摩擦力太过);由牛顿第二定律F=ma得,,即图线的斜率等于小车质量的倒数,小车质量大小为。13.【2022•福建省六校联考】如图所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50Hz交流电。小车A的质量为m1,砝码及砝码盘B的质量为m2。AB纸带C(1)下列说法正确的是。69\nA.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力B.实验时应先释放小车后接通电源C.本实验m2应远大于m1a0F乙丙甲D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-图象(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图像,可能是图中的图线_______。(选填“甲”、“乙”、“丙”)单位:cm2.402.893.39(3)如图所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小 _______ m/s2。(结果保留二位有效数字)14.【2022•湖南联考】某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前,提出了以下几种猜想:①W∝v,②W∝v2,③W∝。他们的实验装置如下图所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器,物块从斜面上某处由静止释放,物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理,本实验还需测量的物理量是;根据实验所测数据,为了直观地通过图象得到实验结论,应绘制图象。【答案】物块初始位置到测速器的距离LL-v269\n【解析】物块在斜面上所受合力F不变,由得,,可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离L,由于L与v2成正比,所以应绘制L-v2图象。15.【2022•江西模拟】某实验小组利用如下图所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系。(1)实验前用刻度尺测出两个光电门中心之间的距离s,并测得遮光条的宽度d。该实验小组在做实验时,将滑块从图所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=,则滑块的加速度的表达式a=。(以上表达式均用直接测量的物理量的字母表示)。(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量做了6组实验,得到如下表所示的实验数据。实验次数123456质量m(g)250300350400500800加速度a(m/s2)2.021.651.431.251.000.63通过计算分析上表数据后,得出的结论是在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比,如果想通过图象法进一步确认自己的结论,须建立(填a—m或a—)坐标系,根据实验数据描点作图,如果图线是一条,就可确认上述结论。16.【2022•安徽联考】69\n为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动如图甲所示B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和钩码,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示打出的纸带如下图:试回答下列问题:①已知相邻计数的时间间隔为,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打点时滑块速度_____________________,打点计时器打69\n点时滑块速度_____________________②已知重锤质量,当地的重加速度,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_____________________(写出物理名称及符号),合外力对滑块做功的表达式_____________________③测出滑块运动段、合外力对滑块所做的功,以为纵轴,以为横轴建坐标系,描点作出图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为,则滑块质量_____________【答案】①②下滑的位移③【解析】①由时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度得;②因整个系统在图甲中速度运动,撤去重锤后,滑块下滑的所受到的合外力就是重锤的重力,由动能定理,只要知道滑块下滑的位移就可得合个力所做的功,并合力功为③由动能定理可得,若描点作出图象,是一条过坐标原点的倾斜直线,,直线斜率为,滑块质量17.【2022•湖北百校联考】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。实验装置如右图,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50Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。(1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如下69\n图所示。根据图中数据计算的加速度a=(保留三位有效数字)。(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有。(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度lB.木板的质量m1C.滑块的质量m2D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。与真实值相比,测量的动摩擦因数(填“偏大”或“偏小”)。写出支持你的看法的一个论据:。【答案】(1)0.495至0.497m/s2之间均可(2)CD(3)偏大存在纸带与限位孔之间的阻力等【解析】(1)由逐差法,则a=0.495m/s2。(2)由牛顿第二定律,,则需要测定滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3,则选CD。(3)由(2)中等式可得μ=,因存在纸带与限位孔之间的阻力等,测量的动摩擦因数偏大。18.【2022•长沙调研】某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动,计时器每隔T=0.02s打出一点,从纸带上已测得连续8个时间间隔T内的位移,如图所示AB=5.62cm BC=5.23cm CD=4.85cm DE=4.47cm EF=4.08cm FG=3.70cm GH=3.31cm HI=2.92cm(1)这是不是匀变速运动?,根据何在?________________________。(2)若是匀变速直线运动,则物体的加速度a=_________m/s2(保留三位有效数字)。【答案】①是匀变速运动,而连续两个T内位移差△s为常数。②-9.64m/s2【解析】由△s=aT2,利用逐差法解得69\na==-9.64m/s2。19.【2022•四川模拟】(1)某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中,用如下图所示的气垫导轨装置来测小车的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2,则滑块的加速度可以表示为a=(用题中所给物理量表示)。(2)该学习小组在测出滑块的加速度后,经分析讨论,由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小,可用上述实验装置来验证机械能守恒定律,为此还需测量的物理量是,机械能守恒的表达式为。69