专题08 力学实验.docx

海南十年高考物理试题分类解析：力学实验1. 2018年海南物理卷第11题.11. （6 分）学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水 桶底部的距离s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水 刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。（1） 重力加速度大小可表示为g= （用s、n、t表示）；（2） 如果某次实验中，s=0.90m，n=30，t=13.0s，则测得的重力加速度大小g=m/s2（保留2位有 效数字）（3） 写出一条能提高测量结果准确程度的建议：。【解析】s = gt 2，t =可解得。2ii n2 sn 2【答案】g =-2 ，9.6，适当增大n。2. 2017年第11题 11. （6分）某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图a）和图（b）所示。23皿叩|卅怫1110510图(a)主尺cm34 主尺吊叫1川川河05 10图（b）游标cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。由图可读出，圆管内壁的直径为_cm，圆管外壁的直径为一【答案】2.232.993. 2016年第11题11.某同学利用图（a）所示的实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，所用交流电源频率为50 Hz。 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）。纸带莒绳JJ J B CDE-钩码单位 cm ；4.61: 6.598.61旨 10.61!IIIII图（a）图（b）根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题： （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）（2）物块的加速度大小为m/s2。（保留两位有效数字）【答案】（1） 0.56 0.96（2） 2.0 【解析】（1）根据匀变速直线运动的中间时刻的速度等于该过程的平均速度，可知v= ¥ = 4,6搜59 X10-2 m/s=0.56 m/s, v=事=8.61:10.61 X10-2 m/s=0.96 m/s；B 2T0.2B 2T0.2x - x 10.61 + 8.61 - 6.59 - 4.61（2） 由逐差法可得加速度 a= ceac =X10-2 m/s2=2.0 m/s2。4T 24 x 0.12【考点】探究小车速度随时间变化的规律【点睛】根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上小车的瞬时 速度大小，然后在速度公式求加速度即可。4. 2015年第11题.11. （6分）（2015-海南）某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的 直径和高度，测量结果如图（a）和（b）所示.该工件的直径为1.220 cm，高度为6.860 mm.图（a）图fb）【考点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用实验题.【解析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读.螺旋测微器的读 数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读.解：1、游标卡尺的主尺读数为1.2cm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4X 0.05mm=0.20mm=0.020cm，所以最终读数为：1.2cm+0.020cm=1.220cm.2、螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为36.0X 0.01mm=0.360mm，所以最终读数为 6.5mm+0.360mm=6.860mm， 【答案】1.220，6.860 【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有 关测量.5. 2014年第11题11.现受一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测 微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。（1） 由上图读得圆柱体的直径为mm，长度为 cm.（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为p=兀D 2U11. （5分）【答案】（1） 1.844 （2分。在1.842-1.846范围内的均给分）4.240 （2分）（2）（1分）4IL【解析】螺旋测微器读数：1.5mm+34.5X0.01mm=1.845mm，游标卡尺读数：42mm+8X0.05mm=42.40mm。（2）.ll兀 D 2U电阻R=p ，得p =；-，可得P= s Rs4 IL6. 2013年第11题11.某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地 重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个 点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答 下列问题（计算结果保留3位有效数字）（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vb=m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。【答案】(1)3.90(2)vB2/2=7.61(m/s)2，因为mvB2/2mghB，近似验证机械能守恒定律h h,、,一、.【解析】(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知V = e a，由电源频率为50Hz b2T可知T=0.02s，代入其他数据可解得VB = 3.90m/s.(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少等于 其动能的增加，即可验证机械能守恒定律。选B点分析，由于2mv2 7.61m,mghB = 7.857m，故该同学 的实验结果近似验证了机械能守恒定律。7. 2012年第14题14. 一水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与一小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止与水平气垫导 轨上的O点，如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性时能Ep与其被压缩时长度的该变量x的关系。 先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用及时器测出小滑块从O点运 动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中 的1/t值是根据t值计算得出的)(1) 根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作(1/t)-x图线X滑块血气垫导轨O A图(a)x(cm)1.00 1L502.002.503+00心）3332201.601321.081/E0.3000.4550.6250.7580.926（2）回答下列问题：（不要求写出计算过程） 已知点（0,0）在（1/t）-x图线上，从（1/t）-x图线看，1/t与x是什么关系？ 从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与1/t是什么关系（不考虑摩擦力）？ 当弹簧长度改变量为x时，弹性势能Ep与相应的Ek是什么关系？ 综合考虑以上分析，与x是什么关系？【答案】14, （9 分）（I）:-工图线如图（3分）泠工成正比瓦与G）成正比（1分）（2分）（1 分）（2分）（将“正比”写为“线性关系”的，同样给分）8. 2011年第14题14.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨 上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝 码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t， 用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的 距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列 填空和作图；（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力 七项卜+势能的减小量可表示为 。动能的增加量可表示为。若在运动过程中机械能守恒，'与s的 关系式为土12345S(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104S-2)1.481.952.412.922.39，（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑测量相应的s与t值，结果如下表所示，以s为横坐标，!为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数IMgs - mgs (刑 + 幽) d =2I 2gs(M【答】（1），解得，£与s的关系式为11b 2gsMh - md)-(m+m)-()(m + M)db，(m + M)b1.200- 0.600 k = 2.40 xl04-1. s-2k （2.92-1.48）xl04（2）图象如图。据图象求出图2 :H9J器:静II我:“ PWBfliTMnHsa- s:r:s.2s!.!:ju »:»:»!»:【点评】本题考查“验证机械能守恒”实验，考查实验原理，数据处理(做图象，求斜率)。 难度：中 等。9. 2010年第14题14.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示:(1)实验步骤: 将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，将导轨调至水平； 用游标卡尺测量挡光条的宽度Z，结果如图2所示，由此读出lmm； 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离S =m； 将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； 从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间«和七； 用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。（2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式： 滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为匕=和 =。 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1和E =k2 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少、憧力加速度为.）。（3）如果AE广，则可认为验证了机械能守恒定律。【答案】（1）9.30（1分）60.00（ 1分，答案在59.9660.04之间的，也给这1分） （2）一， 一（各1分）At At1 一1 一 l、（M + m）（丁）2，（M + m）（）2 （各 1 分）2 At 2 Atmgs （3） Ek2 - Eki （2 分）【解析】由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。10. 2009年第13题13.某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为 cm,厚度的测量值为mm。【答案】13. 1.240（2分） 1.682（2分，填1.683的同样给分）