（广西专用）高考物理二轮复习 专题能力训练14 力学实验（含解析）-人教版高三全册物理试题.docx

专题能力训练14力学实验(时间:45分钟满分:100分)1.(10分)(2018·全国卷Ⅰ)如图甲所示,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图乙所示,其读数为cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。答案:3.77553.7解析:①主尺读数3.7cm,即37mm,游标第15刻度与主尺对齐,所以总读数为37mm+15×120mm=37.75mm=3.775cm;②由F=kΔx得k=FΔx=mgx2-x1=0.100×9.8(3.775-1.950)×10-2N/m≈53.7N/m。2.(14分)(2019·全国卷Ⅱ)如图甲所示,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、刻度尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题:甲(1)铁块与木板间的动摩擦因数μ=(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°。接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图乙所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度取9.80m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为(结果保留小数点后2位)。乙答案:(1)gsinθ-agcosθ(2)0.35解析:(1)对铁块受力分析得mgsinθ-μmgcosθ=ma所以μ=gsinθ-agcosθ。(2)根据逐差法求加速度a=[76.39-31.83-(31.83-5.00)]×10-29T2m/s2=17.73×10-29×0.12m/s2=1.97m/s2,μ=gsinθ-agcosθ=9.80×0.5-1.979.80×0.866≈0.35。3.(14分)(2019·浙江4月)采用如图所示的实验装置做研究平抛运动的实验。(1)实验时需要下列哪个器材。A.弹簧测力计B.重垂线C.打点计时器(2)做实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列一些操作要求,正确的是(多选)。A.每次必须由同一位置静止释放小球B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触D.记录的点应适当多一些(3)若用频闪摄影的方法来验证小球在平抛运动中水平方向是匀速运动,记录下如图所示的频闪照片。在测得x1,x2,x3,x4后,需要验证的关系是。已知频闪周期为T,用下列计算式求得的水平速度,误差较小的是。A.x1TB.x22TC.x33TD.x44T答案:(1)B(2)ACD(3)x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1D解析:(1)实验时需要重垂线来确定竖直方向,不需要弹簧测力计和打点计时器,故选B项。(2)实验时每次必须由同一位置静止释放小球,以保证小球到达最低点的速度相同,A项正确;每次不一定严格地等距离下降记录小球位置,B项错误;小球运动时不应与木板上的白纸相接触,否则会改变运动轨迹,选项C正确;记录的点应适当多一些,以减小误差,D项正确。(3)因相邻两位置的时间间隔相同,则若小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,则应满足x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1;由小球最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求得的水平速度误差较小,则用x44T计算式求得的水平速度误差较小,故选D项。4.(14分)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2。(1)主要实验步骤如下:①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧测力计的示数F;②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下弹簧测力计的示数F1;③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力F1'=;④比较,即可初步验证;⑤只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤。(2)保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动90°,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是。A.逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.先减小后增大答案:(1)F3F1和F1'(2)D解析:(1)