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1、2013高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题12 力学实验1.（2013广州市查缺补漏题）通过探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长（或压缩）量成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为、劲度系数为的长弹簧，现把它截成长为和的B、C两段，设段的劲度系数为、C段的劲度系数为，关于、的大小关系，同学们做出了如下猜想.甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，乙同学：弹簧越短劲度系数越大，所以，为了验证猜想，可以通过实验来完成实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有 .简要实验步骤如下，请完成相应填空a将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻
2、度尺测量弹簧A的长度L0；b在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数（如n个）并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c由F=mg计算弹簧的弹力；由x = L1-L0计算出弹簧的伸长量由计算弹簧的劲度系数；d改变_，重复实验步骤b、c，并求出弹簧A的劲度系数k1的平均值；e按要求将弹簧A剪断成B、C两段，重复实验步骤a、b、c、d。分别求出弹簧B、C的劲度系数k2、k3的平均值。比较k1、k2、k3得到结论图是实验得到的图线根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？2（5分）（2013年5月西北工业大学附中质检）如图所示, 某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解. A、B为两个相同的双
3、向力传感器, 该型号传感器在受到拉力时读数为正, 受到压力时读数为负. A连接质量不计的细绳, 可沿固定的板做圆弧形移动. B固定不动, 通过光滑铰链连接长0.3 m的杆. 将细绳连接在杆右端O点构成支架（O点为支架的圆心）. 保持杆在水平方向, 按如下步骤操作测量绳子与水平杆的夹角AOB对两个传感器进行调零用另一根绳在O点悬挂一个钩码, 记录两个传感器的读数取下钩码, 移动传感器A改变角重复上述实验步骤, 得到表格.F11.0010.5801.002F20.8680.2910.8653060150(1)根据表格, A传感器对应的是表中力_(选填“F1”或“F2”). 钩码质量为_kg(保留1
4、位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零, 对此操作说明正确的是()A因为事先忘记调零 B何时调零对实验结果没有影响C为了消除横杆自身重力对结果的影响 D可以完全消除实验的误差3.（5分）（2013西北工业大学附中质检）建筑、桥梁工程中所用的金属材料(如钢筋钢梁等)在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量用E表示，即:E=；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材:不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器； 游标卡尺
5、；米尺；天平；固定装置等设计的实验如图所示该同学取一段金属丝水平固定在固定装 置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点 发生了一个微小下移h（横截面面积的变化可忽略 不计）。用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h； 用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m(不超量程)用游标卡尺测长度时如下图，右图是左图的放大图（放大快对齐的那一部分），读数是 。以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为: E = 4.（12分）（2013年5月福建省宁德市质检）某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系”实验过程是： 图a所示为实验装置图。图b为某次实验得到的一段纸
6、带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（结果保留两位有效数字）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。根据实验数据做出了加速度a随拉力F的变化图线，如图c所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是 。保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的的数据如表中所示：实验次数12345678小车加速度a/ms -21.901.721.491.251.000.750.500.30小车和砝码质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.
7、502.001.411.000.60a请在坐标纸中画出图线；b根据作出的图象可以得到的结论是： 。5.（2013广州市三模）1,3,5某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了如图所示的一套装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙当连上纸带，释放沙桶时，滑块处于静止要完成该实验，你认为：还需要的实验器材有 实验时首先要做的步骤是 ，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是 在上述的基础上，某同学测得滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，测得此时沙和沙桶的总质量m接通电源，释放沙桶，在
8、打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示）沙桶滑块打点计时器纸带长木板答案：天平、刻度尺（共2分，各1分） 平衡摩擦力 （2分），沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分） （2分）6.（6分）（2013湖北模拟）如图所示，是小王同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。AB是下端安装有光电门的斜面，斜面AB上钉了一刻度尺，刻度起点0正好在光电门处，当光电门中有物体通过时，与之连接的数字计时器（图中未画出）能够显示挡光条的挡光时间。实验中，将AB放在水平桌面上，A端用物块垫高，将滑块在
9、斜面上由静止释放，由数字计时器记录挡光时间。用游标卡尺测量挡光条宽度如图，其读数为_cm；将挡光条粘在滑块上，让滑块从斜面某处由静止滑下，滑块通过光电门时，数字计时器显示挡光时间为2.0103s，则小滑块的速度为_m/s。要研究“功与速度变化的关系”只要研究每次从静止下滑时的长度与到达光电门的速度的关系即可，这是因为_。重复上面的，并记下滑块每次下滑时对应的刻度尺上的刻度值L（即滑块与光电门的距离），根据每次的速度v及L作出了v与L关系的图像下列正确的是_。7. （2013安徽省马鞍山市三模）（8分）在验证力的平行四边形定则的实验中,某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡
10、皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图，则：（1）图乙中的F是力F1和F2合力的 ；是力F1和F2合力的 。（填“测量值”或“理论值”） （2）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答： 。（选填“变”或“不变”）（3）本实验采用的科学方法是 A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法 8(4分) （2013长春市四模）某物理兴趣小组在一次探究活动中，想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。实验装置如图所示，一端装有定滑轮的表面粗糙的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个轻小动滑轮，钩码和
11、弹簧测力计通过绕在滑轮上的水平轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动。实验时滑块加速运动，读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验；以弹簧测力计的示数F为纵轴，加速度a为横轴，得到的图象是纵轴截距大小等于b的一条倾斜直线，如图所示；已知滑块和轻小动滑轮的总质量为m，重力加速度为g，忽略滑轮与绳之间的摩擦。则滑块和长木板之间的动摩擦因数= 。9（2）（2013芜湖市模拟）频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某
12、物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。则根据平抛运动规律分析下列问题： 乙图中，摄像头A所拍摄的频闪照片为 （选填“a”或“b”）。 测得图乙（a）中OP距离为45cm，（b）中OP距离为30cm，则平抛物体的初速度大小应为 m/s，P点速度大小应为 m/s。10. （2013山东省德州市考前训练题5）（1）为了简单测量小木块与水平桌面之间的动摩擦因数，按以下步骤进行：a将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上，固定木板P，在桌面上标记弹簧自由端位置O，将小木块接触
13、弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置，如图1所示。b将小木块从静止开始释放，小木块运动至B位置静止。c将弹簧移至桌边，使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐，如图2所示。固定木板P，使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置，使OC=OA。将小木块从静止开始释放，小木块落至水平地面D处，为O点在水平地面的竖直投影点。若已经测得OB距离为L，OO间竖直高度为h。小木块可看作质点，不计空气阻力。为测量小木块与水平桌面的动摩擦因数，还需要测量的物理量是 。写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式：= 。11.(一)(5分) （2013山东省德州市考前训练题4）在研究“物体加速度与力的关系”的实验
14、中，某学习小组使用的实验装置如图所示。轨道木板水平放置,把小车从位移传感器(接收器） 旁边释放后,传感器能记录任意时刻小车的位置，据此可求得小车的加速度。钩码的质量为 m，重力加速度为g。(1)指出该实验中的一个明显疏漏_ (2)纠正了疏漏之处后，保持小车（包含发射器）的总质量为M,通过多次实验，依据得 到的数据，在aF图象中描点（如图所示）。结果发现右侧若干个点明显偏离直线，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(3)若所挂钩码不断增加，aF图象中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度的趋向 值为_，绳子拉力的
15、趋向值为_。没有垫起轨道右端，使小车的重力沿轨道的分力与摩擦力相平衡。(1分)（2）C (2分)（3）g (1分) Mg (1分)12（1）（2013年5月门头沟区高三年级模拟）图1所示的游标卡尺主尺的最小分度是，副尺上有20分度（精度为0.05）。b1b2是它的外测脚,可以它用来测量圆管的 （填“外径”或“内径”）。用窄片测量一个工件槽深时，游标附近放大图如图2，则此工件的槽深为 （2）（2013年5月门头沟区高三年级模拟）某实验小组利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验，图乙是她们选择的一条较理想的纸带，O点是打点计时器打出的第一个点，计数点A、B、C、D、E、F是纸带上相邻的点。她们测
16、出了各点与O点的距离后做出了必要的计算，测量和计算的记录见下表（计数点的速度用表示） 计数点ABCDEF6.939.4712.415.7119.4123.491.161.371.561.751.952.141.351.882.433.064.054.58测量某点与O点距离的记录中不合理的一组是 （填写计数点名称）计数点D、E、F与O点之间的距离分别用、表示，打点计时器的打点周期用T表示，则打下计数点E时纸带的速度 （用符号表示），重物运动的加速度 （用符号表示）该小组的同学在坐标纸上建立图丙所示坐标系，标出了各组测量数据的坐标点，并在坐标系中画出图线。由图线可以判断计数点 的测量误差较大（填写
17、计数点名称），据图线得到重力加速度 （保留三位有效数字）下判断中正确的是A.在误差允许的范围内，该实验小组达到了实验目的B.该地的重力加速度比偏大C.她们实验操作过程中是先释放纸带然后再闭合打点计时器开关D.实验过程中阻力引起的误差属于系统误差13（13分）（1）(2013年5月山东省菏泽市模拟)在物理实验中体现了很多的物理研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、图像法、类比法、科学假说法、微小量放大法与等效替代法等。请把合适的方法或正确的答案填在相应的空格内。在“利用打点计时器测速度”的实验中，运用 法，可以利用打点计时器打出的纸带测算出某点的瞬时速度：在“探究互成角度的两个力的合成
18、”的实验中，分别用一个力F或两个互成角度的F1、F2，把一个一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置，则F就是F1和F2的合力，实验原理采用的是 法。在“探究平抛运动的规律”的实验中，如图10所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动，观察到两球同时落地。运用 法，可以判定平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。图象法是物理实验中一种重要的研究方法。在研究加速度与外力（质量m一定）的关系、验证机械能守恒定律、探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中，某同学正确作出了三个实验的相关图象，如图11中A、B、C所示。根据坐标轴代表的物理量判断，A实验的图象“斜率”表示 ；B实验图象的“斜率”表示 ；C实验图象的“斜率”表示 。10