2020版高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練專題7.6驗(yàn)證平行四邊形定則（提高篇）（含解析）.docx

專題7.6 驗(yàn)證平行四邊形定則（提高篇）1.（5分）（2019浙江綠色聯(lián)盟模擬）某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)，橡皮條（帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套），刻度尺，圖釘（若干個(gè)）。如圖彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N；具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的是ACD。A橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些B再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置必須保持相同C使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線；讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度D拉橡皮條的細(xì)線要長(zhǎng)一些，標(biāo)記用一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是B。【思路分析】做探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律實(shí)驗(yàn)：我們是讓兩個(gè)力拉橡皮條和一個(gè)力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，測(cè)出兩個(gè)力的大小和方向以及一個(gè)力的大小和方向，用力的圖示畫出這三個(gè)力，用平行四邊形做出兩個(gè)力的合力的理論值，和那一個(gè)力（實(shí)際值）進(jìn)行比較。用平行四邊形畫出來(lái)的是理論值，和橡皮筋同線的那個(gè)是實(shí)際值。由此結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)依次分析即可?！緟⒖即鸢浮?.0；ACD；B【名師解析】由圖可以讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為3.0N合力與分力的關(guān)系為等效替代的關(guān)系，效果是相同的，所以在同一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讓兩個(gè)力拉橡皮條和一個(gè)力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，則必定結(jié)點(diǎn)O的位置要相同，同時(shí)拉力的大小要適當(dāng)大一些，可以有效減小誤差；故A正確；在重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同。故B錯(cuò)誤；使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線，可以減小因摩擦產(chǎn)生的誤差；讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度，可以減小偶然誤差。故C正確；D、拉橡皮條的細(xì)線要長(zhǎng)一些，標(biāo)記用一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些，可以減小方向誤差，故D正確；為了便于確定拉力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些，同時(shí)在紙上描點(diǎn)時(shí)，所描的點(diǎn)不要太靠近結(jié)點(diǎn)，該圖中所描的點(diǎn)太靠近結(jié)點(diǎn)。故A錯(cuò)誤；該圖中所描的點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的距離適中，力的大小適中，而且兩個(gè)力的角度的大小也適中。故B正確；實(shí)驗(yàn)要方便、準(zhǔn)確，兩分力適當(dāng)大點(diǎn)，讀數(shù)時(shí)相對(duì)誤差小，但不宜太大，該圖中的讀數(shù)都太小，故C錯(cuò)誤；該圖中兩個(gè)分力之間的夾角太小，這樣誤差容易大，故D錯(cuò)誤；【點(diǎn)評(píng)】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，我們要知道分力和合力的效果是等同的，這要求同學(xué)們對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)要熟練掌握并能正確應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)理解，同時(shí)要理解會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差的因素。2.（2019浙江選考模擬3）對(duì)于“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)有以下認(rèn)識(shí)，以下操作可減小誤差的是_。A.實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力的夾角取得越大越好B.細(xì)繩以及彈簧測(cè)力計(jì)所在平面必須與木板平行C.拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，用鉛筆畫出兩個(gè)定點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)使這兩個(gè)點(diǎn)的距離盡量遠(yuǎn)些D.作圖要用細(xì)芯鉛筆，圖的比例要適當(dāng)大些，要用嚴(yán)格的幾何作圖法作出平行四邊形，圖旁要畫出表示力的比例線段，且注明每個(gè)力的大小和方向【參考答案】BCD【名師解析】實(shí)驗(yàn)時(shí)兩細(xì)繩的夾角應(yīng)近量大點(diǎn)，但不是越大越好，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持拉力水平，故應(yīng)保持細(xì)繩與紙面平行；故B正確；為了方便而且更加準(zhǔn)確確定力的方向，操作時(shí)可以使繩套細(xì)且長(zhǎng)一些，描點(diǎn)時(shí)兩點(diǎn)應(yīng)近量距離遠(yuǎn)一點(diǎn)，故C正確；為了減小誤差，圖的比例要適當(dāng)大些，故D正確；【關(guān)鍵點(diǎn)撥】本題考查了具體實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)要求，注意所有要求都要便于操作，有利于減小誤差進(jìn)行，所有操作步驟的設(shè)計(jì)都是以實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹行恼归_，據(jù)此可正確解答本題解決本題的關(guān)鍵是知道“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)，需要用平行四邊形作出合力，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。3.(5分) （2019浙江質(zhì)檢）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理中重要的實(shí)驗(yàn)儀器,圖中的甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的。請(qǐng)回答下面的問(wèn)題:(1)圖乙是(選填“電磁打點(diǎn)”或“電火花”)計(jì)時(shí)器,電源采用的是(選填“交流46 V”“交流220 V”或“四節(jié)干電池”)。(2)探究合力和分力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)情況如圖丙所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩。圖丁是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。圖丁中的F和F兩力中,方向一定沿AO方向的是。本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是()A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法 C.控制變量法D.建立物理模型法【參考答案】 (1)電火花交流220 V(2)FB【名師解析】 (2)F是通過(guò)作圖的方法得到合力的理論值,而F是通過(guò)一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿AO方向拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng)到O點(diǎn),使得一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力效果相同,測(cè)量出的合力相同。故方向一定沿AO方向的是F。合力與分力是等效替代的關(guān)系,所以本實(shí)驗(yàn)采用的等效替代法,故選B。4(2016淮南質(zhì)檢)在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩，實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條。同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是_(填字母代號(hào))。A兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)B彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C拉橡皮條的細(xì)繩要適當(dāng)長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)些D用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大【參考答案】BC 【名師解析】通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條時(shí)，并非要求兩細(xì)繩等長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；測(cè)量力的實(shí)驗(yàn)要求盡量準(zhǔn)確，為了減小實(shí)驗(yàn)中因摩擦造成的誤差，操作中要求彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故B正確；為了更加準(zhǔn)確地記錄力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，故C正確；用彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，拉力不能太大，也不能太小，故D錯(cuò)誤。5在“驗(yàn)證力的平行四邊形法則”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖甲)。實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條。某同學(xué)認(rèn)為在某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如圖乙)，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置。圖_中是F1與F2的合力的理論值；_是力F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值；通過(guò)把_和_進(jìn)行比較，驗(yàn)證平行四邊形法則?！緟⒖即鸢浮縁FFF【名師解析】F1與F2合成的理論值是通過(guò)平行四邊形定則算出的值，而實(shí)際值是單獨(dú)一個(gè)力拉O點(diǎn)的時(shí)的值，因此F是F1與F2合成的理論值，F(xiàn)是F1與F2合成的實(shí)際值；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，比較F1與F2合成的理論值F(通過(guò)平行四邊形定則得出的值)與實(shí)際值F(實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)值)的關(guān)系驗(yàn)證平行四邊形法則。6如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解。A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器，該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，可沿固定的板做圓弧形移動(dòng)。B固定不動(dòng)，通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3 m的桿。將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架。保持桿在水平方向，按如下步驟操作：測(cè)量繩子與水平桿的夾角AOB對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼，記錄兩傳感器的讀數(shù)取下鉤碼，移動(dòng)傳感器A改變角重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到表格。F1/N1.0010.5801.002F2/N0.8680.2910.8653060150(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，A傳感器對(duì)應(yīng)的是力_(選填“F1”或“F2”)，鉤碼質(zhì)量為_ kg(保留一位有效數(shù)字)。(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，對(duì)此操作說(shuō)明正確的是()A因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零 B何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響C為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響 D可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差【參考答案】(1)F10.05(2)C【名師解析】(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1，平衡時(shí)，mgF1sin ，當(dāng)30時(shí)，F(xiàn)11.001 N，可求得m0.05 kg。(2)在掛鉤碼之前，對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，目的是為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響，故C正確。7.如圖所示，某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物。(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中不需要的是_。A測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度B測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)C測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度D記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_。【參考答案】(1)A(2)更換不同的小重物【名師解析】(1)用橡皮筋驗(yàn)證平行四邊形定則需要測(cè)量的是三條橡皮筋的伸長(zhǎng)量及其拉伸的方向，與細(xì)繩的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)中A不需要，B和C是需要的；為了確保力的合成的等效性，懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置必須相同，所以D也是必需的。(2)因?yàn)獒斪拥奈恢靡压潭?，為了繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可改變重物的質(zhì)量再次進(jìn)行驗(yàn)證。8.某同學(xué)通過(guò)下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測(cè)量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長(zhǎng)度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FO O。在秤鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB。完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖丙所示的坐標(biāo)紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_ cm。(2)測(cè)得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_ N。(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，在圖丁中作出FOA和FOB的合力F的圖示。(4)通過(guò)比較F與_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！緟⒖即鸢浮?1)如圖甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.701.90均正確)(3)如圖乙所示(4)FO O【名師解析】(1)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用平滑的曲線(直線)將各點(diǎn)連接起來(lái)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。如圖甲所示，由圖線可知與橫軸的交點(diǎn)l010.0 cm。(2)橡皮筋的長(zhǎng)度lOAOB13.60 cm，由圖甲可得F1.80 N，所以FOAFOBF1.80 N。(3)利用給出的標(biāo)度作出FOA和FOB的圖示，然后以FOA和FOB為鄰邊的平行四邊形，對(duì)角線即為合力F，如圖乙所示。(4)FO O的作用效果和FOA、FOB兩個(gè)力的作用效果相同，F(xiàn)是FOA、FOB兩個(gè)力的合力，所以只要比較F和FO O的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。9.小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則.(1 ) 實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖4 -1 甲所示，O 點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置,兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí),拉力 F1和 F2 的方向分別過(guò) P1 和 P2 點(diǎn)；一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力 F3 的方向過(guò) P3 點(diǎn)。. 三個(gè)力的大小分別為：F1=3.30 N、F2= 3.85 N 和 F3= 4.25 N。請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出 F1 和 F2 的合力.圖4-1甲(2) 仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn),小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度, 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進(jìn)一步探究了拉伸過(guò)程對(duì)橡皮筋彈性的影響. 實(shí)驗(yàn)裝置如圖4-1乙所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于 O 點(diǎn),下端 N 掛一重物. 用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng) N，在白紙上記錄下N 的軌跡. 重復(fù)上述過(guò)程,再次記錄下 N 的軌跡。 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖4-1丙所示. 過(guò) O 點(diǎn)作一條直線與軌跡交于 a、 b 兩點(diǎn), 則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到 a 和 b 時(shí)所受拉力 Fa、Fb 的大小關(guān)系為 . 圖4-1乙圖4-1丙(3) 根據(jù)(2) 中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些? （ ）(填寫選項(xiàng)前的字母)(A) 橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比(B) 兩次受到的拉力相同時(shí),橡皮筋第 2 次的長(zhǎng)度較長(zhǎng)(C) 兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí),橡皮筋第 2 次受到的拉力較大(D) 兩次受到的拉力相同時(shí),拉力越大,橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大(4) 根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng).【參考答案】（1）見(jiàn)圖4-1J2。圖4-1J2（2）Fa=Fb。（3）BD（4）橡皮筋拉伸不宜過(guò)長(zhǎng)；選用新橡皮筋。（或：拉力不宜過(guò)大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧。）注解：由于ab連線的延長(zhǎng)線多O點(diǎn)，分別在a點(diǎn)和b點(diǎn)受力分析，畫出受力分析圖，由圖可以得出