（新课标）2022年高考物理 考前教材回归八 力学实验

新课标2022年高考考前教材回归八力学实验1．在“探究求合力的方法”的实验中，下列说法正确的是(　　)A．用三个已校好的弹簧测力计才能完成此实验B．用两个校好的弹簧测力计就可以完成此实验C．用一个校好的弹簧测力计也能完成此实验D．实验中弹簧测力计的外壳与纸面间的摩擦将会影响实验的结果[答案]　BC[解析]　　由实验原理可知，当需要用两个弹簧测力计同时拉橡皮筋时，在确定结点O及两个分力的方向的情况下，可以用一个弹簧测力计先拉一侧，另一侧直接用细绳拉，先确定一个分力的大小，用同样的方法再确定另外一个分力的大小，选项B、C正确．2．(1)在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图所示．设重锤质量为m，交变电源周期为T，则打点4时重锤的动能可以表示为________．(2)为了求起点0到点4重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是________(填选项的序号即可)．A．取当地的实际g值B．根据打出的纸带，用Δs＝gT2求出．C．近似取10m/s2即可D．以上说法均不对[答案]　(1)m()2　(2)A[解析]　　(1)由＝＝vt/2，可知，v4＝35＝，Ek4＝mv42＝m()2.(2)为了实验的精确性，重力加速度的数值应该取当地的重力加速度，选项A正确而C错误；由于摩擦阻力的存在，物体下落的加速度应该小于g，故选项B错误．3．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v0＝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)-8-\n[答案]　5　D[解析]　　红蜡在y方向做匀速直线运动，由y＝vyt得，运动的时间为t＝＝2s，红蜡在x方向做匀加速直线运动，x＝at2，加速度为a＝＝2m/s2，x方向的速度为vx＝at＝4m/s，此时红蜡的速度为v＝＝5m/s；消去时间t得x＝y2，图象为D选项．4．在验证机械能守恒实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，但在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，图中测量结果记录在下面的表格中．项目x1/cmA点瞬时速度/(m·s－1)x2/cmB点瞬时速度/(m·s－1)AB两点间距离/cm数据3.920.9812.8050.00(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的________端(选填“左”或“右”)；-8-\n(2)将表格中未填项目填写完整；(3)若重物和夹子的总质量为0.6kg，那么在AB运动过程中，动能的增加量为________J，重力势能减少量为________J.[答案]　(1)左　(2)3.20　(3)2.78　2.94[解析]　　(1)重物刚开始运动，速度较小，点迹比较密集，故夹子应夹在纸带的左端；(2)vB＝＝3.20m/s(3)在AB运动过程中，动能的增加量为ΔEk＝mvB2－mvA2＝2.78J；重力势能减少量ΔEp＝mghAB＝2.94J.5．某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究“合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”．实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等．(1)如图丙所示，由20分度的游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________cm.(2)实验中可选择的钩码有2个，它们的质量分别为m1和m2，且m1>m2，你认为实验中选择________(选填m1或m2)较合适．(3)实验中可选择的遮光条有2个，它们的宽度分别为d1和d2，且d1>d2，你认为实验中选择________(选填d1或d2)较合适．(4)该实验小组在a－F坐标系中，画出了如图丙所示的三条曲线．你认为符合事实的曲线是________(从①②③三条曲线中选出一条，填序号)．曲线未过坐标原点的原因可能是________．[答案]　(1)1.020　(2)m2　(3)d2　(4)③　气垫导轨没有调水平(或滑块受到空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力)[解析]　　(1)20分度游标卡尺的读数；游标尺上的第四条刻线与上面刻线对齐，则d＝-8-\n10mm＋4×0.05mm＝10.20mm＝1.020cm.(2)本实验的条件是M≫m，本实验选择的钩码质量越小越好，故应选m2.(3)d越小，所求的经过遮光条的平均速度越接近瞬时速度，故应选d2.(4)由整体法可知，系统(也就是小车)的加速度：a＝＝·mg＝·F；随着所挂钩码质量逐渐增大，逐渐增大，即a－F关系图线的斜率逐渐减小，曲线③更符合事实．6．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x．(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)①　②　③cd[解析]　　①由x＝at2得滑块沿斜面的加速度a＝，由H＝gt2得重力加速度g＝，则a/g＝x/H.②根据a＝gsinα－μgcosα，其中sinα＝h/x，cosα＝，则＝－μ-8-\n，得μ＝③根据μ＝及得到过程可知，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及滑块撞击挡板不同时，选项c、d正确．7．用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律．(1)为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下________，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做________运动．(2)某次实验测得的数据如下表所示．根据这些数据在坐标图中描点并作出a－图线，通过a－图线求得合外力大小为________N(计算结果保留两位有效数字)/kg－1a/(m·s－2)4.01.23.61.12.00.61.40.41.00.3[答案]　(1)砂桶　匀速直线(2)描点、连线如图所示；0.30N(0.28～0.32N均可)[解析]　　(1)平衡摩擦力时不能挂砂桶；-8-\n(2)由a＝可知，在a－图象中，图线的斜率k代表小车所受合外力的大小，由图线可知，k＝0.30，即F＝0.30N.8．利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度，一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量．每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示.s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是________；(2)根据表中给出的数据，在下面给出的坐标纸上画出－t图线；(3)由所画出的－t图线，得出滑块加速度的大小为a＝________m/s2(保留2位有效数字)．[答案]　(1)＝at＋v1-8-\n(2)－t图线如图所示．(3)2.0(答案在1.8～2.2范围内都可)[解析]　　(1)设经过光电门甲时的速度为v0，由＝＝得，v0＝－vt；由a＝，整理得，＝－t＋vt；(2)见答案(3)由＝－t＋vt可知，－t图象中图线斜率的绝对值|k|＝，由图线可知，k＝1m/s2，故a＝2k＝2m/s2.9．某同学设计了如图甲所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测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/s2.①为测量滑块的加速度a，须测出它在A、B间运动的________与________，计算a的运动学公式是________；②根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：a＝m－μg他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ.若要求a是m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a与m的关系如图乙所示，由此可知μ＝________(取两位有效数字)．-8-\n[答案]　①位移　时间　a＝　②m′＋m　滑块上　③0.23(0.21～0.25)[解析]　　①由初速度为零的匀加速直线运动公式s＝at2可知：a＝，即需要测出滑块在A、B间的运动位移和时间．②由公式a＝m－μg可知，要求a是m的一次函数，必须满足公式中的m′＋m保持不变，实验时，应将从托盘中取出的砝码置于滑块上．③可求得图线的斜率k的数值，将公式a＝m－μg变为a＝km－μg，再从直线上选取适当的点，将点的两坐标值(m，a)代入a＝km－μg后，可求得μ的值．-8-