【精选 详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题18 运动和力学实验（包括长度的测量）【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题18 运动和力学实验（包括长度的测量）1（山东省济南一中2012届高三上学期期末测试）（1）图甲的螺旋测微器的读数是_mm；（2）图乙的游标卡尺的读数是_mm。器的固定部分为2mm，可动部分为32.80.01mm=0.328mm，所以读数为2mm+0.328mm=2.328mm。（2）游标卡尺的读数=主尺（整毫米数）+游标尺（对齐条数精度），题中游标卡尺的主尺部分的读数为11mm，对齐条数为第3条，10分度的游标卡尺的精度为，所以，读数为11mm+30.1mm=11.3mm.解析：20分度的游标卡尺的精度为，图甲中游标卡尺的读数为10mm+100.05mm=10.50mm；图乙中螺旋测微器的读数为1.5mm+22.70.01mm=1.727mm。3（广西南宁二中2012届高三上学期12月月考理综卷）读出游标卡尺和螺旋测微器的读数：游标卡尺的读数为 cm；螺旋测微器的读数为 cm。3.5.45cm；0.67230.6727cm 解析：游标卡尺的读数为54mm+50.1mm=54.5mm=5.45cm；螺旋测微器的读数为6.5mm+22.50.01mm=6.725mm=0.6725cm。4（安徽省合肥八中2012届高三第一次模拟考试物理试题）利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度，某次实验取得的纸带记录如图所示，电源频率是50Hz，图中所标的是每隔4个点所取的计数点，由图中给出数据计算加速度约为 m/s2.（结果保留两位有效数字。）4.0.81 解析：题中所给纸带上相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动的规律有sCD-sBC=sBC-sAB=aT2，所以sCD-sAB=（sCD-sBC）+（sBC-sAB）=2aT2，即a=（sCD-sAB）/2T2，代入数据，可得，加速度a=0.81m/s2.5（福建省四地六校2012届高三第三次联考）在研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出的一条纸带如图所示，用刻度尺测得记数点1，2，3，4到记数起点O的距离分别为3.15cm，12.40cm，27.70cm，49.05cm，由此可得，物体的加速度为_m/s2.5.6.1 解析：记数起点O与记数点2之间的时间间隔和记数点2与记数点4之间的时间间隔均为T=100.02s=0.2s，这两段纸带的长度分别为s12=12.40cm和s24=49.05cm-12.40cm=36.65cm，根据匀变速直线运动的规律有s24-s12=aT2，所以a=（s24-s12）/T2，代入数据可得，加速度a=6.1m/s2. 6（河北省衡水中学2012届高三上学期第三次调研考试）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比（选填：偏大、偏小或不变）6. （2）偏小解析：（1）计算打点计时器打各点时的瞬时速度时，用平均速度来代替瞬时速度，如计算打F点时的瞬时速度vF，它等于E、G两点间的平均速度，即vF=。（2）利用匀变速直线运动公式，即计算加速度；如果实际交流电频率f偏大，实际周期T=1/f偏小，同学们代入公式中的T值偏大，所以加速度a偏小。7.（江西省临川一中等2012届高三上学期联考试卷）伽利略在两种新科学的对话一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了其猜想。物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。（1）实验时，让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）。改变滑块起始位置的高度，重复以上操作。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量 的。（2）上表是该小组测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程量筒收集的水量。分析表中数据，根据 ，可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。（3）本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于 （只要求写出一种）7.（1）时间 （2）s/V2在误差范围内是一个常数 （3）距离测量不准确；滑块开始下滑和开始流水不同步等解析：（1）右边的实验装置是计时装置，它通过量筒中收集的水量来测量时间。（2）斜面倾角不变，滑块下滑的加速度相同，下滑的距离s=，又t=kV（k为常数），所以s=（其中k为常数），根据表中数据可知，s/V2在误差范围内是一个常数，这就说明加速度a=s/2k2V2也是常数，可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。（3）本实验的误差来源除了水从水箱中流出不够稳定外，还可能有距离测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步等。实验二 力、物体的平衡8.（安徽省淮北市2012届高三第一次模拟考试）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，首先用两个弹簧秤分别勾住绳套，在保证弹簧秤与木板平行的条件下，互成角度地拉长橡皮条，使结点到达O点，用铅笔记下O点位置及两细绳的方向，如图中的OA、OB方向，读出两弹簧秤的示数FOA=2.7 N、FOB=3.3 N. （1）根据平行四边形定则，在图中利用图示法求出FOA与F0B的合力，其大小F=_（2）为了完成本实验，还要进行的一项关键操作是_，在本操作中需要记录的是_和_。8.（1）4.4N至5.2N均给分 （2）只用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点；弹簧秤的示数，拉力的方向解析：（1）选定相同的标度，按比例作出FOA与F0B的图示，再利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则作出合力F的图示，最后量出合力F的长度，根据标度计算出合力F的大小为4.5N。（2）前面的操作，作出了两个分力FOA与F0B，并且根据力的平行四边形定则作出了它们的合力F的理论值，接下来，还要作出分力FOA与F0B的合力F的实验值，具体操作为：只用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，并记录弹簧秤的示数和拉力的方向，按照与前面相同的标度从O点起作出这个弹簧的拉力的图示。9（江苏省上岗高级中学2012届12月份调研考试）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根带有绳套的细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。（1）实验中两次拉伸橡皮条，以下注意事项正确的是 （填字母代号）。A将橡皮条拉伸相同长度即可 B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置（2）以下观点对减小实验误差有益的说法是 （填字母代号）。A两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C用两弹簧秤同时拉细绳时两绳套方向应成90角，以便算出合力大小D拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远9（1）D （2）BD解析：（1）实验中两次拉伸橡皮条，注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，选项D正确。（2）两细绳不必等长，但都长一些较好，这样可以使拉力方向确定更准确，选项A错误，D正确；实验本身要求分力和合力作用效果相同，即要求合力与两个分力在同一平面内，所以弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，以保证合力与分力都在同一平面内，选项B正确；平行四边形定则适用于任何夹角，所以两绳套方向间的夹角不能只取90角，选项C错误。本题答案为BD。10（上海市六校2012届高三上学期12月份联考）橡皮筋的一端固定在A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。（1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N。（只须读到0.1N）（2）在答题纸的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。10.（1）2.5N；4.0N （2）如下图所示解析：（1）两弹簧秤的最小分度均为0.1N，两拉力大小分别为2.5N和4.0N。 （2）方格纸上的每一方格的边长代表1N，根据这个标度作出这两个分力的图示，再根据平行四边形定则作出它们的合力，如答案图所示。11（上海市六校2012届高三上学期12月份联考试卷）小汽车正在走进我们的家庭，一辆汽车性能的优劣，其油耗标准非常重要，而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f（也称风阻）主要与两个因素有关：（1）汽车正面投影面积S； （2）汽车行驶速度v。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：f= （要求用k表示比例系数）；（2）由上述数据得出k的大小和单位是 ；（3）据推理或猜测，k的大小主要与 、 等因素有关。11. （1）kSv2（2）0.26 kg/m3 （3）与空气密度、车的外形、车表面情况等因素有关 （具体可酌情）解析：（1）利用控制变量法，计算f与S和v的关系；根据表中数据，当速度v不变时，面积S加倍，f也加倍，或者f/S保持不变，所以当汽车速度v不变时，风阻f与汽车正面投影面积S成正比；当S不变时，f/v2保持不变，所以当汽车正面投影面积S不变时，风阻f与汽车速度v的二次方即v2成正比。综上可知，f=kSv2。（2）由f=kSv2可得，k=f/Sv2，根据表中数据，如取S=2.0m3，v=20m/s，f=206N，代入关系式k=f/Sv2可求得，k0.26 kg/m3。（注意：1N=1kgm/s2）（3）k的大小主要与空气密度、车的外形、车表面情况等因素有关。（我们在初中物理中曾学到，流体的压强与流速有关，流速越大，压强越小，而汽车的外形是上车面是曲面，车的底盘是平面，当汽车高速行驶时，车底盘处空气流速小，向上的压强较大，地面对汽车的支持力小于车的重力，摩擦力也较小）实验三 牛顿运动定律12.（山东省潍坊市2012届高三上学期期末测试）某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器控钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的aF图象；（2）本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量 (填“是”或“否”)；（3）由图象求出小车和传感器的总质量为 kg。12.（1）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 （2）否 （3）1解析：（1）图线不过坐标原点，说明绳对小车施加很小拉力时，小车仍然静止，显然，拉力平衡了小车的摩擦力，所以图线不过坐标原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2）如果实验中没有