2019高考物理題分類匯編09力學(xué)實(shí)驗(yàn)解析版

2019高考物理題分類匯編09力學(xué)實(shí)驗(yàn)解析版【2019年全國Ⅰ】某小組利用打點(diǎn)計(jì)時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運(yùn)動進(jìn)行探究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出的點(diǎn)未畫出。在A、B、C、D、E五個點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時器最先打出的是______點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數(shù)字)【答案】A

0.233

0.75【解析】解：物塊加速下滑，速度越來越大，在相等時間內(nèi)物塊的位移越來越大，剛開始時在相等時間內(nèi)的位移較小，由圖示紙帶可知，打點(diǎn)計(jì)時器最先打出的點(diǎn)是A點(diǎn)；

每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出的點(diǎn)未畫出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為：t=0.02×5=0.1s，

打出C點(diǎn)時的速度大小為：vC=BD2t=(5.85-1.20)×10-22×0.1≈0.233m/s；

勻變速直線運(yùn)動的推論△x=at2可知，加速度為：a=CD-AB+DE-BC4t22.【2019年全國Ⅱ】如圖(a)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、頻率50Hz的交流電源、紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：

(1)鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=______(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。

(2)某次實(shí)驗(yàn)時，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ=30°.接通電源，開啟打點(diǎn)計(jì)時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖(b)所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出)。重力加速度為9.80m/s2.可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為______(結(jié)果保留2【答案】gsinθ-a【解析】解：(1)由牛頓第二定律可得：

mgsinθ-μmgcosθ=ma

μ=gsinθ-agcosθ，

(2)每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)，說明相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時間間隔為0.1s。

利用勻變速直線運(yùn)動的推論△x=at2，即逐差法可以求物體的加速度大小：a=(0.7639-0.3183)-(0.3183-0.05)(3×0.1)2=1.97m/s2，

代入μ=gsinθ-agcosθ得鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.35。

故答案為：gsinA.米尺B.秒表C.光電門D.天平

?(2)簡述你選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法。答：_______________________________________________(3)實(shí)驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，則該地的重力加速度大小為g=___m/s2。(保留2位有效數(shù)字【答案】A

將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺

9.7【解析】解：(1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是米尺，所給器材測量距離，故A正確，BCD錯誤。

故選：A。

(2)選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法：將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺。

(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得△h=gT2，

該地的重力加速度大小為g=(0.587-0.245)-0.245(0.1)2=9.7m/s2。

故答案為：(1)A；

(2)將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺；

(3)9.7。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的測量器材；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得出該地的重力加速度大小。

該題考查了勻變速直線運(yùn)動規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基本物理規(guī)律的理解與應(yīng)用。

4.(2019年北京)用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點(diǎn)。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。

(1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有______。

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

(2)為定量研究，建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。

a.取平拋運(yùn)動的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的______(選填“最上端”、“最下端”或者“球心”)對應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時______(選填“需要”或者“不需要”)y軸與重錘線平行。

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則y1y2______13(選填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得鋼球平拋的初速度大小為______(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示)。

(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是______。

A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動軌跡

B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動軌跡

C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動軌跡

(4)伽利略曾研究過平拋運(yùn)動，他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體______。

A.【答案】BD

球心

需要

大于

xgy2-【解析】解：(1)AB、為了能畫出平拋運(yùn)動軌跡，首先保證小球做的是平拋運(yùn)動，所以斜槽軌道不一定要光滑，但必須是水平的。同時要讓小球總是從同一位置釋放，這樣才能找到同一運(yùn)動軌跡上的幾個點(diǎn)；故A錯誤BD正確；

C、檔板只要能記錄下小球下落在不同高度時的不同的位置即可，不需要等間距變化；故D錯誤；

(2)a、小球在運(yùn)動中記錄下的是其球心的位置，故拋出點(diǎn)也應(yīng)是小球靜止時靜心的位置；故應(yīng)以球心在白紙上的位置為原點(diǎn)；小球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動，故y軸必須保證與重錘線平行；

b、如果A點(diǎn)是拋出點(diǎn)，則在豎直方向上為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則AB和BC的豎直間距之比為1：3；但由于A點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，故在A點(diǎn)已經(jīng)具有豎直分速度，故豎直間距之比大于1：3；

由于兩段水平距離相等，故時間相等，根據(jù)y2-y1=gt2可知t=y2-?y1g，則初速度v=xt=xgy2-y1；

(3)A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動軌跡，此方案是可行的；

B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動軌跡，此方案是可行的；

C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，由于鉛筆和紙之間沒有壓力，故不會形成運(yùn)動軌跡，故C不可行；

故選：C；

(4)伽利略說明了小球由同一高度下落時的等時性，故只能說明小球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動，無法說明水平方向上的勻速直線運(yùn)動和是否機(jī)械能守恒；

(5)物體初速度較小時，運(yùn)動范圍很小，引力可以看作恒力--重力，做平拋運(yùn)動；隨著物體初速度增大，運(yùn)動范圍變大，引力不再看作恒力；當(dāng)物體初速度達(dá)到第一宇宙速度時，做圓周運(yùn)動而成為地球衛(wèi)星。

故答案為：(1)BD；(2)a、球心；需要；b、大于；xgy2-y1；(3)AB；(4)B；(5)物體初速度較小時，運(yùn)動范圍很小，引力可以看作恒力--重力，做平拋運(yùn)動；隨著物體初速度增大，運(yùn)動范圍變大，引力不再看作恒力；當(dāng)物體初速度達(dá)到第一宇宙速度時，做圓周運(yùn)動而成為地球衛(wèi)星。

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟。

(2)明確實(shí)驗(yàn)原理，知道應(yīng)記錄球心位置；根據(jù)位移時間公式求出拋出到A、B兩點(diǎn)的時間，從而得出時間差，結(jié)合水平位移求出平拋運(yùn)動的初速度；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中給否準(zhǔn)確記錄下小球的軌跡進(jìn)行分析，從而確定能否可行；

(4)根據(jù)伽利略說明的現(xiàn)象明確其能說明的問題；

(5)根據(jù)地球的特點(diǎn)、人造衛(wèi)星的性質(zhì)以及平拋運(yùn)動的性質(zhì)進(jìn)行分析，從而明確由平拋?zhàn)兂蓤A周運(yùn)動的原因。

解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解；明確地球是球形，只有在水平速度較小高度較小時，地面可視為水平，此種情況下可以視為小球做平拋運(yùn)動。

5.【2019年江蘇卷】某興趣小組用如圖1所示的裝置驗(yàn)證動能定理。

(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時器供實(shí)驗(yàn)選用：

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時器

B.電火花打點(diǎn)計(jì)時器

為使紙帶在運(yùn)動時受到的阻力較小，應(yīng)選擇______(選填“A”或“B”)。

(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔。實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動。同學(xué)甲認(rèn)為此時摩擦力的影響已得到消除。同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動?？捶ㄕ_的同學(xué)是______(選填“甲”或“乙”)。

(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼。接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，松開小車，小車運(yùn)動。紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖2所示。圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA=______m/s?！敬鸢浮緽

乙

0.31

遠(yuǎn)大于【解析】解：(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時器是通過機(jī)械振動打點(diǎn)的，而電火花打點(diǎn)計(jì)時器是通過電火花來打點(diǎn)，用電火花打點(diǎn)計(jì)時器能使紙帶在運(yùn)動時受到的阻力較小，所以應(yīng)選擇B；

(2)同學(xué)乙的做法正確。只有讓小車做勻速直線運(yùn)動才能夠判斷摩擦力和沙子和盤的重力大小相等，才能夠消除摩擦力的影響。對于甲同學(xué)，小車開始運(yùn)動時，沙子和盤的重力等于最大靜摩擦力，而最大靜摩擦力要略大于滑動摩擦力；

(3)打點(diǎn)周