高考物理真題分類匯編力和運動學試驗

1、2011年高考物理真題分類匯編（詳解+精校）力和運動學實驗（2011年高考四川理綜卷）某研究性學習小組進行了如下實驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標原點以速度vo=3cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸 正方向做初速為零的勻加速直線運動。同學們測出某時刻 R的坐標為（4, 6）,此時R的速度 大小為cm/s , R在上升過程中運動軌跡的示意圖是 。（R視為質(zhì)點）A.B .C,D .1.5cm/s； D 解析：研究運動的合成與分解”實驗中：小圓柱體R在豎直方向勻速運動有y =v0t , t

2、= V =2s ,在水平方向彳初速為 0的勻加速直線運動 x=gat ,得vo 3cm/sa=2cm/s2, R的速度大小為v = Jv； + a2t2 = 5cm / s ,軌跡示意圖是 D。（2011年高考江蘇理綜卷）某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定 則”。彈簧測力計 A掛于固定點P,下端用細線掛一重物 M彈簧測力計B的一端用細線系 于O點，手持另一端向左拉，使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。（1）本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N圖中A的示數(shù)為 No（2）下列不必要的實驗要求是 。（請?zhí)顚戇x項前應的

3、字母 ）A.應測量重物M所受的重力B.彈簧測力計應在使用前校零C.拉線方向應與木板平面平行D.改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法。（1） 3.6（2） D （3）改變彈簧測力計 B拉力的大小減小重物M的質(zhì)量（或?qū)更換為較大的測力計，改變彈簧測力計 B拉力的方向）解析：（1）如圖，彈簧測力計 A的示數(shù)為3.6N;“驗證平行四邊形定則，只要驗證每次 Fa、Fb和Mg滿足平行四邊形即可，D不必要。（3）彈簧測力計 A的指針稍稍超出量程，說明拉彈簧測力計A的力大了，由力的平行四邊形定則可得：改變彈簧測力計 B

4、拉力的大??；減小重物M的質(zhì)量；改變彈簧測力計 B拉力的 方向，可以減小彈簧測力計 A的拉力，或?qū)?A更換為較大的測力計。（2011年高考山東理綜卷）某探究小組設計了 “用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方 案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜 止，剪斷細繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的 聲音。保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H滑塊釋放點與擋板處的高度差 h和沿斜面運動的位移 X。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽 略）（1）

5、滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為 （2）滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 。（3）以下能引起實驗誤差的是 。c.長度測量時的讀數(shù)誤差d .小球落地和滑塊撞擊擋板不同時x3. (1) 一；(2) Ha.滑塊的質(zhì)量b .當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?0解析：（1）滑動沿斜面做初速度為零的勻加速直線運動，有x = - at2,2小球做自由落體運動，有 H =3gt2,所以亙=上。2g H（2）對滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得a = g sin 二-1 g cos.x hx2 -h2即 HgQ-g x2Ix、解得=(h -)H x12 -h2（3）由分析知，c、d能引起實驗誤差。（2011年高考廣東理綜

6、卷）圖（a）是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶，O A、B C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點。加速度大小用a表示。（1） OD間的距離為 cm（2）圖（b）是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的 s-12圖線（s為各計數(shù)點至同一起點的距離），斜率表示 ,其大小為 m/s2 （保留三位有效數(shù)字） 。圖(a)圖（b）(1) 1.20(2)加速度一半，0.933 解析：(1) 1cm+1mm2.0 格=1.20cm(2)力口-1(28 -0) 102 oo 一o速度一半， 一a =m/s = 0.467m/s ,所以 a=0.933m/s20.06 -0（2011年高考安徽理綜卷）為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將

7、該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的祛碼。實驗測出了祛碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖上標出。（g=9.8m/s2）作出m-l的關系圖線；彈簧的勁度系數(shù)為N/m 。（1）如圖所示 （2） 0.248-0.262（2011年高考浙江理綜卷）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗時，已提供了小車，一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細線、刻度尺、天平、導線。為了完成實驗，還須從下圖中選取實驗器材，其名稱是 （漏選或全選得零分）；并分別寫出所選器材的作用6.學生電源、電磁打點計時器、鉤碼、祛碼或電火花計時器、鉤碼、祛碼學生電源為電磁打點計時器提供交流電源；電磁打點計時器（電火花

8、計時器） 記錄小車運動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；祛碼用以改變小車受到的拉力的大小，還可以 用于測量小車的質(zhì)量。解析：電磁打點計時器 （電火花計時器） 記錄小車運動的位置和時間； 鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；祛碼用以改變小車受到的拉力的大小，還可以用于測量小車的質(zhì)量。如果選電磁打點計時器，則需要學生電源，如果選電火花計時器，則不需要學生電源。（2011年高考上海卷）如圖，為測量作勻加速直線運動小車的加速度，將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上，測得二者間距為do當小車勻加速經(jīng)過光電門時，測得兩擋光片先后經(jīng)過的時間Ati和At2,則小車加速度.減小兩擋光片寬度b.減小兩擋光片間距d（多選

9、題）為減小實驗誤差，可采取的方法是（ TOC o 1-5 h z A.增大兩擋光片寬度 bBC.增大兩擋光片間距 dDr /、b2r 11A點時速度va=（1）2d （t2）2（t1）2， BC解析：本題考查測量勻變速直線運動的加速度實驗及誤差分析。小車經(jīng)過b . . . ., , .、b ,.22 .、vb2- va2 b2小車經(jīng)過 B點時速度 vb=,由公式：2ad=vbva,解得加速度 a=不一=耳 t 1At 22d2d11【m彳口了9 為了減小實驗誤差， 可米取的措施，可通過減小兩擋光片的寬度 b來更 加精確地獲得小車經(jīng)過 A和B處的瞬時速度，也可通過增大兩擋光片之間的距離 d來增加

10、小 車運動的時間來減小時間的測量誤差，故選 BQ8. （2011年高考全國卷新課標版 ）利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速 度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位 置可移動，當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間 t。改變光電門甲的位置進行多次測量， 每次都使滑 塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離 s,記下相應的t值；所得數(shù) 據(jù)如下表所示。s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t (ms)292.9371.5452.3552.86

11、73.8776.4s/t (m/s)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作圖：若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vi、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關系式是 ；根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖 2給出的坐標紙上畫出 s/t-t圖線；由所畫出的s/t-t圖線，得出滑塊加速度的大小為a=m/s2 （保留2位有效數(shù)字）c12,(3) 2.0(1) s=vit-at(2)如圖所不24414 ! ai I ! b & BEtaH*!-* H圖禹用nIE雷Hsn呂錚田 w rfisllls ! sHl-lMtrr-! z “”一Mlaftlal

12、lnL,律M.器 aEI:KttMEaBW&.自二1:器品-N 一;超雅一坦一道一席科凡祖祟即;SXBIIi日 瞿二二一 l!v:u3噩罵一囂一勰噩12.12斛析：(1)由 s =v0t+at ,吊=v0+at 得 s = vt 一一at(2)如上圖所不22(3)作圖求出斜率 k=-0.9897m/s 2, a=2k2.0m/s2（2011年高考重慶理綜卷）某同學設計了如圖1所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和祛碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)科。滑塊和托盤上分別放有若干祛碼，滑塊質(zhì)量為M滑塊上祛碼總質(zhì)量為 m,托盤和盤中祛碼的總質(zhì)量為m實驗中，滑塊在水平軌道上從

13、A到B做初速為零的勻加速直線運動，重力加速度 g2取 10m/s 。(1)為測量滑塊的加速度a,須測出它在A B間運動的 與,計算a的運動學公式是；(2)根據(jù)牛頓運動定律得到 a與m的關系為：a:mTg，他想通過多次改M m m變m測出相應的a值，并利用上式來計算 。若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中 的 保持不變，實驗中應將從托盤中取出的祛碼置于 ;(3)實驗得到a與m的關系如圖2所示，由此可知 科=(取兩位有效數(shù)字)，、一 、一 2s9. (1)位移；時間；at2解析：(1)滑塊在水平軌道上從(2) RH m；滑塊上 (3) 0.23 (0.21 0.25)1 cA到B做初速為季的勻加速

14、直線運動，根據(jù) s=at?得2a = 2s ,所以需要測量的是位移和時間。t2根據(jù)整體mg - 匕(M m )g a 二M m m_ mg 一、(M m m )g mgM m m(1 日)g m -M m mNg ,若要求a是m的一次函數(shù)必須使 (1)g ,不變，即使 班m不變，在增大 m時等量減小 m,所M m m以實驗中應將從托盤中取出的祛碼置于滑塊上O（3）將（1+N）g，取為k,有k=亙上上9 =曳上上g,在圖像上取兩點將坐標代入解得M m mm.im2 =0.23 （在0.21到0.25之間是正確的）（2011年高考海南理綜卷）現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律。實驗裝置如圖1所示：水平

15、桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上 A _ 遮;片 光電門 點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M左端由跨過輕質(zhì)光mn滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為 m的祛碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂 直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時 間t。用d表示A點到導軌低端 C點的距離，h表示A與C的高度差， b表示遮光片的寬度，s表示A, B兩點的距離，將遮光片通過光電門 的平均速度看作滑塊通過 B點時的瞬時速度。用 g表示重力加速度。 完成下列填空和作圖；（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從 A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與祛碼 組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為 。動能的增加量

16、可表示為 。若在 1 , ，一 1運動過程中機械能守恒，4與s的關系式為4=.t2t2（2）多次改變光電門的位置， 每次均令滑塊自同一點 （A點）下滑，測量相應的s與t值,1以s為橫坐標，-1為縱坐標，在答題卡上對應圖t2點；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率有效數(shù)字）。2位置的坐標紙中描出第 1和第5個數(shù)據(jù)k= X104m1 s-2 （保留 3 位由測得的1h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出 st2直線的斜率k。，將k和k0進行比較，若其結果如下表所示:12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t (m8.227.176.445.855.431/t2(104s-2

17、)1.481.952.412.923.39差值在試驗允許的范圍內(nèi)，則可認為此試驗驗證了機械能守恒定律。10. (1) (-h-M -m)gs(m M )b2t21 2(hM - dm) g-v = -Rs (2)如圖;t2 (M m)db22.40泮 、 mgs = ( M -m)gs ,d解析：(1)重力勢能的減少量 AEp =Mg ：sb1o 1b到達B點的速度為vB=,動能的增加量 AEk = (M +m)vB=(M +m)o t22t2若在運動過程中機械能守恒，阻=阻可得：12 = 2(hM -dm)2g s pt (M m)db(2)利用圖像可求得斜率為2.40 x 10 4m1 s

18、-2。利用實驗數(shù)據(jù)分別進行逐差法得直線斜率為 2.399 X 10 4m1 s-2,保留 3 位有效數(shù)字為 2.40 X 10 4m1 s-2。(2011年高考福建理綜卷)某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊脑囼炛校河糜螛丝ǔ邷y定擺球的直徑，測量結果如圖所示，則該擺球的直徑為斯。12 cm )|小1| 0510小組成員在試驗過程中有如下說法，其中正確的是 。(填選項前的字母)A.把單擺從平衡位置拉開30o的擺角，并在釋放擺球的同時開始計時B.測量擺球通過最低點 100次的時間t,則單擺周期為t/100C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大D.選擇密

19、度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小. 0.97 (0.96、0.98 均可) C1解析：主尺刻度加游標尺刻度的總和等于最后讀數(shù)，0.9 cm+ 7 mm = 0.97 cm ,不需10要估讀。為減小計時誤差，應從擺球速度最大的最低點瞬間計時，A錯。通過最低點100次的過程中，經(jīng)歷的時間是50個周期，B錯。應選用密度較大球以減小空氣阻力的影響，Dl r錯。懸線的長度加擺球的半徑才等于擺長，由單擺周期公式T= 2n -r可知擺長記錄偏g大后，測定的重力加速度也偏大，C正確。12. (2011年高考北京理綜卷)如圖 1所示，用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律， 即研究兩個小球在軌道水平部分碰

20、撞前后的動量關系。圖1(1)試驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量 (填選項前的序號)，間接地解決這個問題。A.小球開始釋放高度 h B.小球拋出點距地面得高度HC.小球做平拋運動的射程(2)圖1中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球 m多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程 OP然后，把被碰小球 m靜置于軌道的水平部分，再將入射球m從斜軌上S位置靜止釋放，與小球 m相碰，并多次重復。接下來要完成的必要步驟是 。(填選項前的符號)A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m、mB.測量小球m開始釋放高度hC.測量拋出點距地面的高度HD

21、.分別找到 m、m相碰后平均落地點的位置 M NE.測量平拋射程 OM ON(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為 (用中測量的量 表示)；若碰撞是彈性碰撞。那么還應滿足的表達式為 (用中測量的量 表不)。(4)經(jīng)測定，m=45.0g , m=7.5g ,小球落地點的平均位置距 O點的距離如圖2所示。碰撞前、 后m的動量分別為p1與p/，則p1： p/ =： 11；若碰撞結束時m的動量為p2，則“ ：p2Z =11 : 。實驗結果說明，碰撞前、后總動量的比值p1為。Pip2(5)有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其它條件不變，可以使被撞小球做平拋 運動的射程增大。請你用中