2019年高考物理试题分项解析专题16力学实验（一）（第02期）.doc

1、1专题 16 力学实验（一）1.(9 分) （2019 年 1 月云南昆明复习诊断测试）某学习小组利用如图所示的装置探究“合力对物体做功与速度变化的关系”。首先将一个小球放置在光滑水平桌面上，小球在一条橡皮筋的作用下弹出，沿桌面运动段距离后，离开桌面做平抛运动落到水平地面上，测出小球做平抛运动的水平位移 x1，设此时橡皮筋对小球做的功为 W0；然后依次换用 2 条、3 条、4 条完全相同的橡皮筋并在一起，使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，进行第 2 次、第 3 次、第 4 次实验，橡皮筋对小球做功分别为 2W0、3W 0、4W 0，测出将数据记入表格。 下面是本实验的数据记录表：(1)本实验中

2、，小球离开桌面时的速度为 v，桌面与地面的高度为 h，重力加速度为 g，则小球平抛运动水平位移 x 的表达式为 x=_(用 h、v、g 表示)，可得 h 一定时，x 与 的关系为 x_。(2)请用表中给出的数据选择恰 当的物理量为横坐标在下图所示的坐标系中作出相应的图像，由图像得出，橡皮筋做的功 W 和小球做平抛运动的水平位移 x 的关系为 W_。2(3)综上可得，橡皮筋对小球做的功 W 和小球获得的速度 的关系为 W_。【参考答案】（1）x=v 2hg xv （2）作图如图。 Wx 2（3） Wv 2【命题意图】本题考查“合力做功与速度变化的关系”实验、图像法处理实验数据及其相关的知识点。3

3、（3）由于 Wx 2， xv ，所以橡皮筋做功 W 和小球获得的速度 v 的关系为 Wv 2。【方法归纳】利用图像法处理实验数据，要选择适当的物理量作为纵横坐标代表 的物理量，尽可能使实验得到图象为直线，直观得出物理量之间的关系。2. （ 7 分）（2019 郑州一模）用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是_。A两球的质量和半径都一样大B多次将 A 球从不同的高度释放C保证斜槽末端的切线水平D减小斜槽对小球 A 的摩擦（2）图乙是 B 球的落点痕迹，刻度尺的“0”刻线与 O 点重合，可以测出碰撞后 B 球的水平射程为_cm。（3）本次实验必须进行测量的是_

4、A水平槽上未放 B 球时， A 球的落点位置到 O 点的距离B A 球与 B 球碰撞后， A 球和 B 球的 落点位置到 O 点的距离C A 球与 B 球下落的时间D A 球和 B 球的质量（或两球质量之比）【参考答案】（1）C （2）64.45 （3）ABD（3）根据动量守恒定律和实验 原理，需要测出 A 球和 B 球的质量（或两球的质量比）；水平槽上没有放4B 球时，A 球的落点位置到 O 点的距离；水平槽上放 B 球时，A 球和 B 球碰撞后两球的落点位置到 O 点的距离；选项 ABD 正确；由于小球平抛运动的 时间相同，因此不需要测量 A 球与 B 球的下落时间，选项 C 错误。3.（

5、6 分）（2019 广东惠州第三次调研）某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车 A 的前端粘有橡皮泥,推动小车 A 使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的装置如图(a)所示.在小车 A 后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力.（1）若已测得打点的纸带如图(b)所示, 并测得各计数点的间距(已标在图上). A 为运动的起点, 则应选_段来计算 A 碰撞前的速度,应选_段来计算 A 和 B 碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”).（2）已测得小车 A 的质

6、量 m10.4kg,小车 B 的质量 m20.2kg,则碰前两小车的总动量大小为_kgm/s, 碰后两小车的总动量大小为_kgm/s.（计算结果保留三位有效数字）【参考答案】.(1) BC ; DE （每空 1 分，共 2 分 ） (2) 0.420; 0.417 （每空 2 分，共 4 分）【命题意图】本题考查用电磁打点计时器验证动量 守恒定 律的实验。4. 现要用图 11-12 甲完成“验证力的平行四边形定则”实验:把白纸固定在竖直放置的木板上,白纸上画有一些同心圆,相邻两圆之间的距离为 r,圆心 O 距第一个圆的距离为 r,A、 B 为光滑的滑轮,可沿虚线圆环滑动,也可固定 .CO 为竖

7、直方向的一条基准线 .5图 11-12(1)补充完整下列主要实验步骤: 用一细线系住橡皮筋的一端,细线的另一 端固定在 C 点,橡皮筋的另一端连接两条轻绳,跨过定滑轮后各拴一细绳套,分别挂上 3 个钩码和 4 个钩码(每个钩码重 1 N),如图乙所示,适当调整 A、 B 滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳的结点稳定于 O 点处,记下 和两条细绳的方向,取下钩码 . 再用一把弹簧测力计沿竖直方向把两细绳与橡皮筋的结点也拉至 O 处,如图丙所示,记下弹簧测力计的读数 F= N. 图 11-13(2)若相邻两圆环之间的距离表示 1 N,该同学已经在图中作出两条轻绳的拉力 F1和 F2.请按力的图示在图11

8、-13 中作出 F1和 F2的合力 F 及拉力 F的图示 .(3)对比 F 和 F的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是.(填一个原因) (4)步骤 中“适当调整 A、 B 滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳的结点稳定于 O 点处”的目的是. 【参考答案】 .(1) 两条细绳上的钩码的个数 5.0 (2)如图所示(3)测量存在误差、作图没有画准、弹簧测力计自身重力的影响、滑轮与绳之间的摩擦的影响等(4)使 F1和 F2的合力沿竖直方向6(3)F 和 F不完全一致的原因可能是测量存在误差、作图没有画准、弹簧测力计自身重力的影响、滑轮与绳之间的 摩擦力的影响等 .(4)由于 CO 是在竖直

9、方向,适当调整 A、 B 滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳的结点稳定于 O 点处,目的是使 F1和 F2的合力沿竖直方向 .5.某同学做“探究合力做的功和物体速度变化的关系”的实验装置如图 11-14 甲所示,小车在橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行 .用 1 条橡皮筋时弹力对小车做的功记为 W,当用 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,每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致 .实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出 . 图 11-14(1)木板水平放置,小车在橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位 置,下列说法正确的是 . A.

10、橡皮筋仍处 于伸长状态B.橡皮筋恰好恢复原长C.小车恰好运动到两个铁钉的连线处D.小车已超过两个铁钉的连线处(2)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其根本的目的是 . 7A.防止出现小车不能被橡皮筋拉动的情况B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功C.便于小车获得较大的弹射速度D.防止纸带上点迹不清晰(3)关于该实验,下列说法正确的是 . A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为 46 V B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C.每次实验中应 使小车从同一位置由静止弹出D.利用每次测出的小车最大速度 vm和橡皮筋做的功 W,依次作出 W-vm、 W- 、 W- 、 W2-vm、

11、 W3-vm的图像,得出合力做功与物体速度变化的关系(4)如图乙所示是某次在正确操作的情况下用 50 Hz 交流电作电源的打点计时器打下的一条纸带,为了得到小车获得的速度,应选用纸带的 (选填“ AF”或“ FI”)部分进行测量,速度 大小为 m/s. 【参考答案】 .(1)A (2)B (3)CD (4)FI 0.76(4)为了得到小车获得的速度,应选小车匀速运动时对应的一段纸带即 FI 部分进行测量 .速度的大小 v = m/s=0.76 m/s.6、（2019 湖南湘东六校联考）某同学用图 （a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了五个连续点之间的距离。8（1）物块下滑时的加速度 a m/s2，打 C 点时物块的速度 v m/s；（结果保留三位有效数字）（2）已知重力加速度大小为 g，为求出动摩擦因数，还必须测量的一个物理量是 。A物块的质量 B斜面的高度 C斜面的倾角【参考答案】（1）3.25 1.79 (2) C【命题意图】本题考查测量物块与斜面之间的动摩擦因数实验、纸带处理实验数据、牛顿第二定律及其相关知识点。