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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 力学试验1. （全国新课标I 卷, 22）（5 分）某同学用图（a）所示的试验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为沟通电源,可以使用的频率有 20Hz、30Hz和 40 Hz ；打出纸带的一部分如图（b）所示；该同学在试验中没有记录沟通电的频率 题给条件进行推算；f ,需要用试验数据和其它1 如从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用 f 和图（ b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出 B 点时,重物下落的速度大小为_,打出 C点时重物下落的速度大小为 _,重物下落的加速度大小为_；2 已测得S 18.89cm,S 29.50cm
2、,S 310.10cm, 当地重力加速度大小为2 9.80m/s ,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的 1%,由此推算出 f 为_ Hz ；2【答案】 f S 1 S 2 ,f S 2 S 3 ,f S 3 S ； 40 2 2 2【解析】由于重物匀加速下落,A、B、C、D 各相邻点之间时间间隔相同,因此 B点应是从 A运动到 C 的过程的中间时刻,由匀变速直线运动的推论可得：S 1 S 2B 点的速度 v 等于 AC 段的平均速度,即 v B2 t由于 t 1f,故 v B2 f S 1 S 2 f同理可得 v C S 2 S 3 2匀加速直线运动的加速度 a vt故 a v C v
3、B 2 f S 2 S 3 S 1 S 2 f 2 S 3 S 1 t 1 2f重物下落的过程中,由牛顿其次定律可得：由已知条件mgF =maF =0.01 mg由得a0.99g代入得：af2 S 3S ,代入数据得f40 Hz22. （全国新课标II 卷, 22）（ 6 分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,试验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - -
4、 测量和运算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能图 a 试验中涉及到以下操作步骤：把纸带向左拉直 松手释放物块 接通打点计时器电源 向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作次序是（填入代表步骤的序号） 图（ b）中 M和 L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用沟通电的频率为 离弹簧时的速度为50Hz由 M纸带所给的数据, 可求出在该纸带对应的试验中物块脱 m / s 比较两纸带可知,（填“M” 或“L” ）纸带对应的试验中弹簧被压缩后的弹性势能大图 b 【答案】1.29 M 【解析】：略2.58 2.57 2脱离弹簧后物体应当匀速直线运动,就 v 10
5、 1.29 m / s0.04由能量守恒可知,物体的末动能越大,就弹簧被压缩时的弹性势能越大,就 E PM E PL3. （全国新课标 III 卷, 23）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系；途中,置于试验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮,一段与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码；本试验中可用的钩码共有N=5 个,每个质量均为 0.010kg ；试验步骤如下：（1）将 5 个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车 9（和钩码）可以在木板上匀速下滑；名师归纳总结 （2）将 n（依次取 n=1,2,3,4,5
6、）个钩码挂在轻绳右端,其余N-n 各钩码仍留在小车内；用第 2 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 手按住小车并使轻绳与木板平行；释放小车,同时用传感器记录小车在时刻 t 相对于其起始位置的位移 s,绘制 s-t 图像,经数据处理后可得到相应的加速度 a；（3）对应于不同的 n 的 a 值见下表； n=2 时的 s-t 图像如图 b 所示：由图（ b）求出此时小车的加速度（保留 2 位有效数字） ,将结果填入下表；n 1 2 3 4 5 a / m s 2 0.20 0.58 0.78 1.00 （4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点
7、,并作出 a-n 图像；从图像可以看出：当物体质量肯定是 =时,物体的加速度与其所受的合外力成正比；（5）利用 a n 图像求得小车（空载）的质量为 取 g=9.8 m s 2）；_kg（保留 2 位有效数字,重力加速度（6）如以“ 保持木板水平” 来代替步骤（1）,以下说法正确选项_（填入正确选项钱的标号）Aa n 图线不再是直线 Ba n 图线仍是直线,但该直线不过原点 Ca n 图线仍是直线,但该直线的斜率变大【答案】（3） 0.39 （4）如下列图（ 5）0.45 （6）BC 【解析】（3）由于小车做初速度为0 的匀加速直线运动,故将（2,0.78 ）代入x12 at 可得2a0.39
8、m s2依据描点法可得如下列图图线（4）依据描点法可得如下列图图线名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （5）依据牛顿其次定律可得nmg5n mM a ,代入 m=0.010kg, n=1、 2、3、4、5,以及相应的加速度求可得 M 0.45 kg（6）如不平稳摩擦力,就满意 F-f=ma 的形式,所以直线不过原点,但仍是直线,A 错 B 对；随着 n 的增大,小车的总质量在增大,斜率变大,C正确；4. （北京卷, 21（2）（2）利用图 2 装置做“ 验证机械能守恒定律” 试验；为验证机械能是否守恒,需要比较重物下
9、落过程中任意两点间的；动能变化量与势能变化量A. 速度变化量和势能变化量B. 速度变化量和高度变化量除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）中,仍必需使用的两种器材是；、电磁打点计时器、导线及开关外,在以下器材A. 沟通电源 B.刻度尺 C.天平（含砝码）试验中,先接通电源,再释放重物,得到图3 所示的一条纸带；在纸带上选取三个连续打名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 出的点 A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC；已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T；设重物的质量为m；从打 点到打 点
10、的过程中,重物的重力势能变化量E ,动能变化量E ；大多数同学的试验结果显示,重力势能的削减量大于动能的增加量,缘由是；A利用公式 v gt 运算中午速度B利用公式 v 2 gh 运算重物速度C存在空气阻力和摩擦力阻力的影响 D没有采纳多次试验去平均值的方法某同学想用下述方法讨论机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离 h,运算对应计数点的重物速度v,描画v2h 图像,并做如下判定：如图像是一条过原点的直线,就重物下落过程中机械能守恒,请你分析论证该同学的判定是否正确；【解析】（2）依据机械能守恒定律可得mgh12 mv ,故需要比較动能变化量,A 正确；2电磁打点计时
11、器使用的是沟通电源,故A 正确；由于在运算重力势能变化量时,需要用到名师归纳总结 纸带上两点之间的距离,所以仍需要刻度尺,故B 正确；依据mgh1mv2可得等式两边的第 5 页,共 10 页2质量抵消,故不需要天平,C错；重力势能转变量为EPmgh B, 由于下落过程中是匀变速直线运动,所以依据中间时刻规律可得 B点的速度为vBh C2 ThA, 所以E k1mvB21m h C2 ThA222试验过程中存在空气阻力,纸带运动过程中存在摩擦力,C正确；该同学的判定依据不正确,在重物下落h 的过程中,如阻力f 恒定,依据mghfh1mv20v22gfh可知,v2h 图像就是过原点的一条直线；要向
12、通2m- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 过v2h 图像的方法验证机械能是否守恒,仍必需看图像的斜率是否接近2g 5. （上海卷, 26. ）（3 分）在“ 用DIS 讨论机械能守恒定律” 的试验中,用到的传感器是传感器；如摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏；（选填：“ 大” 或“ 小” ） ；【答案】光电门；大【解析】在试验中,摆锤的速度通过光电门进行测量,测量的速度是通过小球直径 d 与挡光 时间的比值进行运算,为 v d,当摆锤直径大于真实值时,小球直径 d 变大,导致运算出 t 的小球速度变大,故小球动能也会变大；6. （天津卷
13、, 9（2）（2）某同学利用图示装置讨论小车的匀变速直线运动试验中必要的措施是 A. 细线必需与长木板平行 B. 先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平稳小车与长木板间的摩擦力他试验时将打点计时器接到频率为 如下列图 （每相邻两个计数点间仍有50HZ 的沟通电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点 4 个点,图中未画出） ；s1=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s 6=7.64cm；就小车的加速度 a= m/s 2（要求充分利用测量数据）,打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB= m/s；（结果均保留两位有效数
14、字）【答案】 AB 0.80 0.40名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7. （江苏卷, 11）（10 分）某同学用如题11 1 图所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A 点,光电门固定在A 的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d 的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间 t 可由计时器测出,取 v d作为钢球经过 A 点时的速度记录钢球每次t下落的高度 h 和计时器示数 t ,运算并比较钢球在释放点和 A点之间的势能变化大小 Ep与动能变化大小 Ek,
15、就能验证机械能是否守恒（1）用 Ep=mgh运算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度 h 应测量释放时的钢球球心到之间的竖直距离（A）钢球在 A点时的顶端（C）钢球在 A点时的底端（B）钢球在 A 点时的球心名师归纳总结 （2）用 Ek=12 mv 运算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如题 11 2第 7 页,共 10 页2图所示,其读数为cm某次测量中,计时器的示数为0.0100 s,就钢球的速度为v=m/s- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）下表为该同学的试验结果：他发觉表中的 Ep 与 Ek 之间存在差异,认为这是由于空气
16、阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议【答案】（1）B （2）1.50 （1.491.51 都算对） 1.50（1.491.51 都算对）（3）不同意,由于空气阻力会造成 Ek小于 Ep,但表中 Ek大于 Ep（4）分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l ,运算 Ek时,将 v 折算成钢球的速度 v lvL【解析】试题分析： 1 小球下落的高度为初末位置球心间的距离,所以选 B；（ 2）由题图知读数d为 1.50cm,小球的速度为 v,代入数据解得 v=1.50m/s ；（3）如是空气阻力造成的,t就 Ek 小于 Ep,依据表格数据知 Ek 大于
17、 Ep,故不是空气阻力造成的8. （四川卷, 8）（17 分）I （ 6 分）用如下列图的装置测量弹簧的弹性势能；将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点；在 O点右侧的 B、C位置各安装一个光电门,计时器（图中未画出）与两个光电门相连；先用米尺测得 B、C 两点间距离 s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置 A,静止释放,计时器显示遮光片从 B 到 C所用的时间 t ,用米尺测量 A、O之间的距离 x；（1）运算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 _；（2）为求出弹簧的弹性势能,仍需要测量 _；A弹簧原长 B当地重力加速度 C滑块（含遮光片）的质量（3）增大 A、O之间的距离 x,计
18、时器显示时间 t 将_；A增大 B减小 C不变v s【答案】（1）t（2）C （3） B 9. （浙江卷, 21）（10 分）某同学在“ 探究弹簧和弹簧伸长的关系” 的试验中,测得图中弹簧名师归纳总结 OC的劲度系数为500N/m；如图 1 所示,用弹簧OC和弹簧秤 a、b 做“ 探究求合力的方法” 实第 8 页,共 10 页验；在保持弹簧伸长1.00cm 不变的条件下,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （1）弹簧秤 a、b 间夹角为 90 ,弹簧秤a 的读数是 N（图 2 中所示）,就弹簧秤b 的读数可能为 N ；（2）如弹簧秤 a、b 间夹角大于
19、90 ,保持弹簧秤 a 与弹簧 OC的夹角不变, 减小弹簧秤 b 与弹簧 OC的夹角,就弹簧秤 a 的读数、弹簧秤 b 的读数 填“ 变大” 、“ 变小”或“ 不变” ；【答案】（1） 3.003.02 ,3.094.1 （有效数不作要求）（ 2）变大,变大【解析】10. （海南卷, 11. ）某同学利用图（a）所示的试验装置探究物块速度随时间的变化；物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码；打点计时器固定在桌面左端,所用沟通电源频率为 50Hz；纸带穿过打点计时器连接在物块上；启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动；打点计时器打出的纸带如图（b）所示 图中相邻两点间有 4 个点未画出 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据试验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动；回答以下问题：（1）在打点计时器打出B 点时,物块的速度大小为_m/s；在打出D 点时,物块的速度大小为 _m/s；（保留两位有效数字）名师归纳总结 （2）物块的加速度大小为_m/s ；（保留两位有效数字）第 10 页,共 10 页【答案】（1） 0.56 0.96；（2）2.0 - - - - - - -