2012届高考物理专题卷专题11研究匀变速直线运动探究弹力和弹簧伸长的关系验证力的平行四边形

-1-2012届专题卷物理专题十一答案与解析1．【命题立意】本题考查实验数据处理方法。【思路点拨】可用v—t图象求加速度。【答案】ACD【解析】验证牛顿运动定律时，可测出速度画出v—t图象，根据v—t图象求加速度。2．【命题立意】本题考查验证力的平行四边形定则及探究应用创新能力。【思路点拨】若对于O点的位置生搬硬套课本认为是不变的，而本实验采用的方法与课本不一致，并非等效替代法。【答案】AD【解析】由于橡皮筋的弹力与形变量成正比，故可以用形变量等效替代弹力，做平行四边形来验证平行四边形定则，要求得形变量必须测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长，A选项正确，C选项错误；劲度系数大的橡皮筋施加一定弹力的形变量小，测量误差大，作图时误差也较大，B选项错误；本实验中采用的是三根橡皮条共点力的平衡验证，即使O点不固定OA弹力与OB、OC合力始终等值反向都可做平行四边形验证，D选项正确。3．【命题立意】本题考查探究动能定理这一实验的注意事项及数据处理。【思路点拨】（1）橡皮筋变为原长时，小车到达最大速度；（2）弹力做功结束后，小车做匀速直线运动。【答案】C【解析】木板倾角过大时，相邻两点之间的间隔会越来越大，选项A错误；当橡皮筋处于原长时，小车达到最大速度，而不是小车在两铁钉的连线处，选项B错误；本实验平衡阻力后，橡皮筋做功结束后，小车做匀速直线运动，选项C正确、选项D错误。4．【命题立意】本题考查验证牛顿运动定律实验的误差分析。【思路点拨】该实验的误差主要来源是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；平衡摩擦力过大；没有满足钩码质量远小于小车质量。【答案】BC【解析】拉力不为零时，加速度仍为零，可能没有平衡摩擦力，选项A错误、选项B正确；造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，选项C正确、选项D错误。5．【命题立意】本题以图象为载体考查验证机械能守恒定律的实验。【思路点拨】结合功能关系找出各物理量之间变化规律。【答案】A【解析】小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能EP不断减少，动能EK不断增加，通过观察图象b特点易知：丙表示重力势能EP，乙表示动能EK，甲表示机械能E。6．【命题立意】本题考查利用打上点的纸带求速度和加速度。【思路点拨】（1）求速度时利用匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于平均速度；（2）求加速度利用Δx=aT2。【答案】AC【解析】打点计时器的打点周期为T=0.02s。打C点时小车的速度大小为2.1m/sm/s0204108582482C...v，选项A正确；打D点时小车的速度大小为2.3m/sm/s0204104798582D...v，选项B错误；小车的加速度大小为22222ACCEm/s93m/s0204102486074798584......Txxa，选项C正确、选项D错误。-2-7．【命题立意】本题考查“验证力的平行四边形定则”的实验操作。【思路点拨】搞清实验原理和实际做实验是解答本题的关键。【答案】O点（2分）两细绳的方向（2分）O（1分）细绳的方向（1分）同一（2分）8．【命题立意】本题考查数据的处理，信息迁移。【思路点拨】类比匀变速直线运动逐差法求解加速度。【答案】（1）1.75cm（4分）（2）28N/m（4分）【解析】①根据“逐差法”的要求，有d1=L4-L0，……，d4=L7-L3，故每增加50g砝码的弹簧平均伸长量444321ddddL解得，ΔL=1.75cm。（2）由上可得：28N/mN/m107514902..LFk。9．【命题立意】本题以新情景考查“探究动能定理”实验的实验原理及数据处理。【思路点拨】（1）斜面上应用动能定理；（2）为了直观的通过图象得实验结论，一般要作出线性图象。【答案】物块初始位置到测速器的距离L（5分）L-v2（5分）【解析】物块在斜面上所受合力F不变，由0212mvFL得，222kvvFmL，可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离L，由于L与v2成正比，所以应绘制L-v2图象。10．【命题立意】本题以气垫导轨和光电门为背景，考查“研究匀变速直线运动”、“验证机械能守恒定律”两实验的实验原理。【思路点拨】（1）求加速度利用vt2-v02=2aL；（2）沙桶和滑块组成的系统机械能守恒。【答案】（1）21222112ttLd（4分）（2）滑块的质量M和沙桶的质量m（4分）21222121tdmMtdmMmgL（4分）【解析】（1）由aLtdtd22122，得21222112ttLda。（2）滑块和沙桶组成的系统机械能守恒，为此还需用天平测出滑块的质量M和沙桶的质量m，系统机械能守恒的表达式为21222121tdmMtdmMmgL。11．【命题立意】本题考查利用打点的纸带求加速度和速度。【思路点拨】（1）求速度时利用匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于平均速度；（2）匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于初速度与末速度的算术平均值；（3）求加速度利用Δx=aT2。【答案】0.1（4分）23216543TSSSSSS（4分）1.60（4分）【解析】打点计时器每隔0.02s打一个点，则相邻两记数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s，由(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)=a(3T)2，得23216543TSSSSSSa；打D点时物体的速度大小为m/s1761m/s10210701281102D....v，打E点时物体的速度大小为m/s391m/s10210701210152E....v，由2FDEvvv，得vF=1.60m/s。-3-12．【命题立意】本题考查“验证牛顿运动定律”实验的数据处理、误差分析及由图象得相关结论。【思路点拨】（1）作图应使所描的点尽可能多的在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，远离直线的点可不予考虑；（2）明确该实验常见的三种典型误差的图象及原因；（3）对于由实验数据作出的实验图象，要明确其斜率和截距的物理意义。【答案】（1）①a—m1图象如下图所示（3分）②在物体受外力不变时，物体的加速度与质量成反比（3分）③0.15N~0.16N均对（3分）（2）木板倾角过大（或平衡摩擦力太过）（2分）1.9~2.1均对（3分）【解析】（1）③由牛顿第二定律F=ma得，mFa1，即图线的斜率等于小车所受的合外力，大小为N160N884760...F。（2）由图象可得拉力等于零时，加速度不等于零，故木板倾角过大（或平衡摩擦力太过）；由牛顿第二定律F=ma得，mFa1，即图线的斜率等于小车质量的倒数，小车质量大小为kg02kg2502524...m。