2013高考物理 真題分類解析 專題14 力學(xué)實(shí)驗(yàn)

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1、專題十四、力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1．（2013高考浙江理綜第21題）如圖所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過(guò)定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上。一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)。 (1)任選一條紙帶讀出b、c兩點(diǎn)間的距離為； (2)任選一條紙帶求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為，紙帶①和②上c、e兩點(diǎn)間的平均速度①②(填“大于”“等于”或“小于”)； （3）圖中（填選項(xiàng)） A．兩條紙帶均為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得 B．兩條紙帶均為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得 C．紙帶為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得．紙帶

2、②為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得 D．紙帶為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得．紙帶②為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得 答案：(1) 2.10cm，或②2.40cm。 （2）1.13m/s，1.25m/s。 小于 （3）C 解析：(1)選擇紙帶讀出b、c兩點(diǎn)間的距離為2.10cm，選擇紙帶②讀出b、c兩點(diǎn)間的距離為2.40cm。 (2)選擇紙帶讀出c、e兩點(diǎn)間的距離為4.52cm，求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為=×10-2m/s=1.13m/s。 選擇紙帶②讀出c、e兩點(diǎn)間的距離為5.00cm。求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為=×10-2m/s=1.25m/s。 （3）分析紙帶上的點(diǎn)距離可以看出，紙帶做勻加速運(yùn)動(dòng)

3、，紙帶②做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)最后做勻速運(yùn)動(dòng)，所以帶為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得．紙帶②為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，選項(xiàng)C正確。 2.（18分） （1）（2013高考福建理綜第19（1）題）（6分）在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中（裝置如圖甲）： ①下列說(shuō)法哪一項(xiàng)是正確的。（填選項(xiàng)前字母） A．.平衡摩擦力時(shí)必須將鉤碼通過(guò)細(xì)線掛在小車上 B．.為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放 ②圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz．則打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)

4、速度大小為_(kāi)___m/s（保留三位有效數(shù)字）。 答案：①C②0.653 解析：①在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,，平衡摩擦力時(shí)要去掉細(xì)線另一端的鉤碼。為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放，選項(xiàng)C正確。 ②打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為v=×10-2m/s=0.653m/s。 3.（13分） （1）（2013高考山東理綜第21（1）題）圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測(cè)量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為_(kāi)_______mm。

5、 答案：A 11.30 解析：測(cè)量?jī)?nèi)徑應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的A，測(cè)量外徑應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的B，測(cè)量深度應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的C。該鋼筆帽的內(nèi)徑為11mm+0.5×6mm=11.30mm。 4（2013高考四川理綜第8題）（2）（11分） 如圖1所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“探究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)： ①為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩和托盤(pán)，通過(guò)調(diào)節(jié)墊片的位置，改變長(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做___________運(yùn)動(dòng)。 ②連接細(xì)繩及托盤(pán)，放入砝碼，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到圖2所示的紙帶。紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所

6、打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G。實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg. 請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化△Ek，補(bǔ)填表中空格（結(jié)果保留至少小數(shù)點(diǎn)后第四位）。 0——B O—C O—D O—E O—F W/J 0.0432 0.0572 0.0734 0.0915 /J 0.0430 0.0570 0.0734 0.0907 分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W=△Ek，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致。 ③實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤(pán)的質(zhì)量7.7×10-3kg,實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤(pán)中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為

7、_________kg(g取9.8m/s2,結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位) (2)①勻速直線 ②0.1115 0.1105 ③0.015 解析：在O—F過(guò)程中，小車所受合外力做的功W=F·OF=0.2×0.5575J=0.1115J。打F點(diǎn)時(shí)速度v=×10-2m/s，小車動(dòng)能的變化△Ek=mv2=×0.2×（×10-2）2J= 0.1105J。根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg可知，小車質(zhì)量不是遠(yuǎn)大于托盤(pán)和砝碼質(zhì)量之和.由mg-F=ma，F(xiàn)=Ma可得m==0.02273kg，即托盤(pán)和砝碼質(zhì)量之和為0.02222kg，該組同學(xué)放入托盤(pán)中的砝碼質(zhì)量應(yīng)

8、為△m=0.02273kg-7.7×10-3kg=0.015kg。 5．(8分) （2013高考上海物理第28題）如圖，研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間，底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水平位移。 保持水平槽口距底板高度h＝0.420m不變。改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0、飛行時(shí)間t和水平位移d，記錄在表中。 (1) 由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度v0成＿＿＿＿關(guān)系，與＿＿＿＿無(wú)關(guān)。 v0(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584 t(

9、ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 (2)一位同學(xué)計(jì)算出小球飛行時(shí)間的理論值，發(fā)現(xiàn)理論值與測(cè)量值之差約為3ms。經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)及測(cè)量無(wú)誤，其原因是＿＿＿＿。 (3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，競(jìng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值t′依然大于自己得到的理論值，但二者之差在3－7ms之間，且初速度越大差值越小。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是＿＿＿＿。 答案：（1）正比 h （2）g取值10m/s2偏大 （3）水平槽口距底板高度h較大，小球飛行時(shí)

10、受到空氣阻力作用 解析：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度v0成正比關(guān)系，與h無(wú)關(guān)。 （2）計(jì)算小球飛行時(shí)間的理論值中，g不能取值10m/s2，應(yīng)該取值g=9.8m/s，這樣計(jì)算出的t=292.8ms。 （3）導(dǎo)致偏差的原因是：水平槽口距底板高度h較大，小球飛行時(shí)受到空氣阻力作用 6。(2013高考江蘇物理第11題)（10分）某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開(kāi)關(guān)K，電磁鐵吸住第1個(gè)小球。 手動(dòng)敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開(kāi)，第1個(gè)小球開(kāi)始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球。 當(dāng)?shù)?

11、個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開(kāi)，第2個(gè)小球開(kāi)始下落……。 這樣，就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間。 （1）在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有___▲____。 （A）電路中的電源只能選用交流電源 （B）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方 （C）用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度 （D）手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí) （2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H=1.980m，10個(gè)小球下落的總時(shí)間T=6.5s。 可求出重力加速度g=_______m/s2。 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法。 （4）某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需

12、要時(shí)間△t磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差△t，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。 為此，他分別取高度 和，測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間和。 他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？ 請(qǐng)推導(dǎo)說(shuō)明。 .答案： (1)BD (2)9. 4 (3)增加小球下落的高度;多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果取平均值.(其他答案只要合理也可) (4)由和 可得,因此可以消去△t的影響. 解析：電路中的電源可以選用直流電源，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方，選項(xiàng)B正確。用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離減去小球直徑作為小球下落的高度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。手動(dòng)敲擊M的同時(shí)，電磁鐵斷電，小球開(kāi)始自由

13、落體運(yùn)動(dòng)，按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，選項(xiàng)D正確。 實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H=1.980m，10個(gè)小球下落的總時(shí)間T=6.5s，單個(gè)小球自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.65s。由H=gt2 可求出重力加速度g==9.4m/s2。 7（2013高考天津理綜物理第9題）(2）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系． ①下列做法正確的是 （填字母代號(hào)） A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴木塊上 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 D．通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板

14、傾斜度 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量（填遠(yuǎn)大于，遠(yuǎn)小于，或近似于） ③甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線·設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲，μ乙，由圖可知，m甲m乙 μ甲μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”) 答案：①AD ②遠(yuǎn)小于 ③小于 大于 解析：①在利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)

15、中，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，選項(xiàng)A正確。木塊下滑是受到重力、支持力、細(xì)線拉力和摩擦力，要使細(xì)線拉力等于木塊的合力，需要使木板傾斜，木塊重力沿斜面方向的分力等于摩擦力。在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，應(yīng)該去掉裝有砝碼的砝碼桶，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再放開(kāi)木塊，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，選項(xiàng)D正確。 ②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量。 ③在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，

16、由牛頓第二定律，F(xiàn)-μmg=ma，得到a=F/m-μg。對(duì)比圖象，可得m甲小于m乙 μ甲大于μ乙。 8．（18分）（2013高考廣東理綜第34題）（1）研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖16（a）所示，其中斜面傾角可調(diào)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖16（b）所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出。 圖16（b） 圖16（a） ①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下： A. 測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶。 B. 接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車。 C. 將小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連。 D. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在夾板

17、上，讓紙帶穿過(guò)限位孔。 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：_________________________（用字母填寫(xiě)）。 ②圖16（b）中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=_________s。 ③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=_________。 ④為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=_________. （1）答案：①CDBA②0.1s③④ 考點(diǎn)：研究勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，紙帶分析，家用交流電周期 解析：①上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在夾板上，讓紙帶穿過(guò)限位孔。接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工

18、作穩(wěn)定后放開(kāi)小車。測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶。 ②時(shí)間T=5T0=5×0.02s=0.1s。 ③運(yùn)用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻速度的等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=。 ④取 則：T’=3T。則有△s’=aT’2，解得a=。 內(nèi)容總結(jié) （1）專題十四、力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1．（2013高考浙江理綜第21題）如圖所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過(guò)定滑輪，固定在小車上 （2）由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度v0成＿＿＿＿關(guān)系，與＿＿＿＿無(wú)關(guān) （3）經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)及測(cè)量無(wú)誤，其原因是＿＿＿＿ （4）對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是＿＿＿＿