2014高考物理力学实验题预测

1.(1)如图5-10-20所示的是两把游标卡尺，它们的游标尺自左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分，它们的读数依次为______mm，______mm.

(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图5-10-21所示，则a、b金属丝的直径分别为________mm，________ mm.

图5-10-20

图5-10-21

解析　(1)最上面左图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm=0.7 mm，最后结果是17 mm+0.7 mm=17.7 mm.

上面右图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm=0.85 mm，最后结果是23 mm+0.85 mm=23.85 mm.

(2)对图a：固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.

对图b：b金属丝的直径为4.8×0.01 mm=0.048 mm.

答案　(1)17.7　23.85　(2)2.150　0.048

2.(2013·重庆卷，6(1))我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣.他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图5-10-22所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系.要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是________.忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据________定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率.

图5-10-22

解析　根据实验目的，要定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系，就需要知道这两个量的值.用刻度尺可测量钢球在橡皮条阻拦下前进的距离，根据动能定理或机械能守恒定律：mgh=mv2，测出h，就可求出钢球被阻拦前的速率v.

答案　高度(距水平木板的高度)　刻度尺　机械能守恒(动能)

3.请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧伸长量与弹力关系”的实验中，取一待测弹簧，将弹簧________测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录________.

改变钩码个数，重复上述步骤.

某同学在图5-10-23所示坐标中，根据弹力F与弹簧形变x的数据标出了五个点.请你在图中描绘出相应的F-x 图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为______ N/m.(保留两位有效数字)

图5-10-23

答案　自由悬挂　钩码个数、钩码总重量(或“弹簧长度和钩码总质量”)　F-x图象如图所示　19

4.(2013·浙江卷，21)如图5-10-24所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带和，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点.

图5-10-24

(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________;

(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________，纸带和上c、e两点间的平均速度________②(填“大于”、“等于”或“小于”);

(3)图中________(填选项字母).

A.两条纸带均为用装置甲实验所得

B.两条纸带均为用装置乙实验所得

C.纸带为用装置甲实验所得，纸带为用装置乙实验所得

D.纸带为用装置乙实验所得，纸带为用装置甲实验所得

解析　(1)由纸带可读出b、c间距为2.10 cm，由纸带读出b、c间距为2.40 cm(±0.05 cm，有效数字位数要准确).

(2)由=，t=0.04 s，ce=1.13 m/s(纸带)或1.25 m/s(纸带)，<②.

(3)由纸带各点间距分析可知，小车做匀加速运动，从纸带各点间距来看，小车开始做加速运动，一段距离后做匀速运动，故可知纸带是用装置甲实验所得，纸带是用装置乙实验所得，选C.

答案　(1)2.10 cm或2.40 cm(±0.05 cm，有效数字位数正确)

(2)1.13 m/s或1.25 m/s(±0.05 m/s，有效数字位数不作要求)　小于

(3)C

5.图5-10-25甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置，请完成实验操作与记录：

将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线ac挂一重物G，如图中虚线所示，记录：测力计A的读数F0.

用弹簧测力计B的挂钩拉另一细线的b端，该细线的另一端系在细线ac上的O点处，手持测力计B保持水平方向缓慢向左拉，到达如图所示位置，记录：O点的位置、________、________、________、______和细线Oc的方向.

某同学已作出FA、FB和合力实验值F′的图示，请在图乙中作出合力理论值F的图示，比较F′和F的大小和方向，可以得出结论：互成角度的________遵循平行四边形定则.

图5-10-25

答案　测力计A的读数　测力计B的读数　细线Oa的方向　细线Ob的方向　以表示FA、FB的线段为邻边作平行四边形，其对角线所表示的力就是合力实验值的大小和方向，如图所示　两个力(或两个共点力)的合成

6.[2013·天津卷，9(2)]某实验小组利用图5-10-26所示的装置探究加速度与力、质量的关系.

图5-10-26

下列做法正确的是________(填字母代号).

A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量.(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)

图5-10-27

甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码、在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图5-10-27中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木块间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙.(填“大于”、“小于”或“等于”)

解析　在探究加速度与力、质量的关系的实验中，平衡摩擦力时不通过定滑轮挂砝码桶，而要挂在纸带上，并且改变质量时不需要重新平衡摩擦力;在实验时应先接通电源再放开木块，故选项A、D均正确，B、C均错误.

选木块(M)、砝码桶及桶内的砝码(m)为研究对象，则mg=(M+m)a

选砝码桶及桶内的砝码为研究对象

则mg-FT=ma

联立得：FT=mg-

要使FT=mg 需要―→0即Mm

③对木块由牛顿第二定律得：

F-μmg=ma

即a=F-μg.

上式与图象结合可知：>，μ甲g>μ乙g.

即：m甲μ乙

答案　AD　远小于　小于　大于

7.(2013·福建卷，19(1))在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图5-10-28)：

图5-10-28

下列说法哪一项是正确的________.(填选项前字母)

A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上

B.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量

C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放

图5-10-29是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字).

图5-10-29

解析　平衡摩擦力时，是让小车的重力沿木板的分力与小车受到的摩擦力相等，故不应挂钩码，A选项错误;为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车的质量，B选项错误;为了有效利用纸带，且小车运动的距离应适当大一些，应使小车靠近打点计时器由静止释放，C选项正确.

打B点时小车的瞬时速度vB===0.653 m/s

答案　C　0.653

8.(2013·新课标全国卷，22)图5-10-30为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下：

图5-10-30

用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用米尺测量两光电门之间的距离s;

调整轻滑轮，使细线水平;

让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB，求出加速度a;

多次重复步骤，求a的平均值;

根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.

回答下列问题：

(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图5-10-31所示.其读数为________ cm.

图5-10-31

(2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a=________________________________________________________________________.

(3)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ=________.

(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”).

解析　(1)0.9 cm+12×0.05 mm=0.960 cm

(2)因为vA=，vB=，又由2as=v-v，

得a=[()2-()2]

(3)设细线上的拉力为FT，则mg-FT=m，FT-μMg=M

两式联立得μ=

(4)细线没有调整到水平，属于实验方法粗略，这样会引起系统误差.

答案　见解析