2016高考物理力学实验预测

2016高考物理力学实验预测
考点一 误差和有效数字
1．误差.
2.有效数字．
(1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字．有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源．
(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．
考点二 长度的测量
1．毫米刻度尺的读数．
精确到毫米，估读一位．
2．游标卡尺的读数．
测量值＝主尺上的读数＋m×n(其中m为游标卡尺的精确度，n为游标尺上与主尺上某刻度线对齐的格数)．
3．螺旋测微器的读数．
测量值＝固定刻度＋可动刻度×0.01 mm.
考点三 验证性实验
1．包括的课题．
验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律．
2．验证性实验的两种方法．
(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实．
(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证，随着高考改革逐步深入，验证性实验试题逐渐减少，往往将验证性实验变化为设计性、探究性、研究性实验，对于这种实验题型的变化，我们复习时要引起足够的重视．
考点四 探究性实验
1．包括的课题．
探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理．
2．从实验的过程上进行比较.
3.探究性实验过程是从提出问题开始的，内容上具有不确定性，结果与多种因素有关，可能会出现多种情况．
2016高考物理力学实验预测
1．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2，重力加速度为g.为了证 明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．
(1)下列必要的实验测量步骤是________
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离桌面的高度H
D．用秒表测出运动小物体由传感器A到传感器B所用时间Δt
(2)若该同学用d和t1、t2的比值分别来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足_______关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的 机械能是守恒的．
答案　(1)B　(2)－＝2gh
2．如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．
(1)OD间的距离为________cm.
(2)图乙是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示_____________，加速度大小为________m/s2(保留三位有效数字)．
答案　(1)1.20　(2)加速度的一半(或)　0.933
3．某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m，滑块可沿米尺自由下落．在米尺上还安装了一个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框A，线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示．把滑块从米尺的0刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U.改变h，调整线框的位置， 多做几次实验，记录各次的h，U.
(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线________(选填“Uh”或“U2h”)更容易得出结论．
(2)影响本实验精确程度的因素主要是____________________________(列举一点即可)．
解析　(1)由mgh＝mv2得v＝，根据法拉第电磁感应定律得U＝BLv＝BL，则U2＝2B2L2gh，每次滑落时B、L相同，故U2与h成正比，如果 采用图象法对得出的数据进行分析论证，线性图线会更直观，故用U2h图象；
(2)由于空气阻力等影响，使滑块下落时减少的重力势能不能完全转化为动能从而带来实验误差．
答案　(1)U2h　(2)空气阻力(或电磁感应损失机械能)[
4．在“探究加速度与质量的关系”的实验中
(1)备有器材：A.长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、 小车、砝码;D.装有细砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺．还缺少的一件器材是______________．
(2)实验得到如图(a)所示的一条纸带,相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间 距s2和D、E间距s4已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为__________．
(3)同学甲根据实验数据画出如图(b)所示a图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为______kg；(g取10 m/s2)
(4)同学乙根据实验数据画出了图(c)，从图线可知乙同学操作过程中可能 _____________________．
答案　(1)天平　(2)a＝　(3)0.02(0.018～0.022均正确)　(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
5．某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，形变量为x时弹性势能为Ep＝kx2”，为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以
下步骤进行实验．
实验步骤：
A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带；
B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量x；
C．打开打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端；
D．选择纸带上某处的A点测出其速度v
E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论．
实验中已知小车的质量为m，弹簧的劲度系数为k，则：
(1)长木板右端垫一小物块，其作用是_______________________________
_________________________________________；
(2)如图乙中纸带上A点位置应在________(填s1、s2、s3)的段中取；
(3)若Ep＝kx2成立，则实验中测量出物理量x与m、k、v关系式是x＝________．
答案　(1)平衡摩擦力　(2)s2　(3)v
6.某探究学习小组用如图所示的方案测滑块与木板间的动摩擦因数.在实验桌上固定一斜面，在斜面上距斜面底端挡板一定距离处放置一小滑块，系住小滑块的轻质细线跨过光滑的定滑轮后系住一小球，整个系统处于静止状态.剪断细线后，小滑块沿斜面向下运动与挡板相碰，小球自由下落与地面相碰，先后听到两次碰撞的声音.反复调节挡板的位置，直到只听到一次碰撞的声音.测得此情况下小滑块距挡板的距离x＝0.5 m，距桌面距离h＝0.3 m，小球下落的高度H＝1.25 m，取g＝10 m/s2.不考虑空气的 阻力，则：
（1）小滑块与挡板碰前的速度大小为　　　　m/s.
（2）滑块与木板间动摩擦因数的表达式为　　　（用所给物理量的符号表 示），代入数据得μ＝　　　　Ｗ.
答案　（1）2　（2）μ＝　0.25
7. “动能定理”和“机械能守恒定律”是 物理学中很重要的两个力学方面的物理规律.某同学设计了如图所示的实验装置.一个电磁铁吸住一个小钢球,当将电磁铁断电后,小钢球将由静止开始向下加速运动.小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的 时间t，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h.
（1）该同学为了验证“动能定理”,用游标卡尺测量了小钢球的直径，结果 如下图所示，他记录的小钢球的直径d＝　　　　cm.
（2）该同学在验证“动能定理”的过程中,忽略了空气阻力的影响，除了上 述的数据之外是否需要测量小钢球的质量　　　　（填“需要”或“不需 要”）
（3）如果用这套装置验证机械能守恒定律,下面的做法能提高实验精度的是　　　　 Ｗ.
A.在保证其他条件不变的情况下，减小小球的直径
B.在保证其他条件不变的情况下，增大小球的直径C.在保证其他条件不变的情况下，增大小球的质量
D.在保证其他条件不变的情况下，减小小球的质量
答案　（1）1.320　（2）不需要　（3）AC
8.某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律.
（1）某同学用20分度的游标卡尺测量一小球的直径，示数如图甲所示，则小球的直径d＝　　　cm.
（2）如图乙所示，弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为ΔtA、ΔtB.用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，用游标卡尺测得小球直径为d，当地的重力加速度为g，在误差范围内，若公式　　　　　　　　成立，就可以验证机械能守恒（用题中 给出的物理量符号表示）.
答案　（1）1.020　（2）（）2－（）2＝2gh
9.如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放.
（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示，则d＝　　　　mm.
（2）实验时，将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光 电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是__________
______________________________________________________________；
（3）下列不必要的一项实验要求是　　　　Ｗ.（请填写选项前对应的字母）
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
（4）改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时 间t,通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应 作出　　　　图象.（选填“t2F”、“F”或“F”）.
答案　（1）2.25　（2）遮光条到光电门的距离L　（3）A　（4）F