2015届高考物精讲：专题12+力学、热学实验（一）（高考定位+审题破题，含原创题组及解析）

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1、高考定位高考中常涉及的力学实验有：研究匀变速直线运动、验证力的平行四边形定则、探究弹力与弹簧伸长量的关系、探究加速度与力和质量的关系、探究动能定理和验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律、用油膜法估测分子的大小．近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况，灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势．要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律

2、，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力．考题1　研究匀变速直线运动例1　(2014·全国大纲·22)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图1所示．拍摄时频闪频率是10Hz，通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示．重力加速度大小g＝9.80m/s2.图1单位：cm　　x1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.0

3、0根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a＝________m/s2(保留3位有效数字)(2)因为________，可知斜面是粗糙的．解析　(1)根据匀变速直线运动的推论，利用逐差法，得x3－x1＝2a1T2x4－x2＝2a2T2a＝又知T＝＝0.1s联立以上各式得a≈4.30m/s2(2)如果斜面光滑，根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度a′＝gsinθ＝g＝5.88m/s2，因为a′>a，所以斜面是粗糙的．答案　(1)4.30　(2)a

4、μ，某小组使用位移传感器设计了如图2甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离．位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移s随时间t的变化规律，如图乙所示．图2(1)根据上述图线，计算0.4s时木块的速度v＝______m/s，木块加速度a＝________m/s2；(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________；(已知当地的重力加速度g)(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是________．A．A点与传感器

5、距离适当大些B．木板的倾角越大越好C．选择体积较大的空心木块D．传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻答案　(1)0.4　1　(2)斜面倾角(或A点的高度)　(3)A解析　(1)0.4s时木块的速度等于0.2s～0.6s内的平均速度，即v＝m/s＝0.4m/s；根据Δs＝aT2，可求出木块的加速度a＝m/s2＝1m/s2.(2)根据mgsinθ－μmgcosθ＝ma，可知测出倾斜角或A点的高度算出倾斜角．(3)当A点与传感器距离适当大些，可测出多组数据，求平均值，能提高测量精度，A正确；倾斜角越

6、大，测得的数据越少，不利于提高测量精度，B错误；若选择体积较大的空心木块，在下降过程中，受空气阻力变大，影响了动摩擦因数的测量，C错误；传感器开始计时的时刻不一定是从A点释放的时刻，只要根据中间一段的Δs＝aT2，就可算出加速度，D错误．考题2　探究弹力和弹簧伸长量的关系例2　(2014·新课标Ⅱ·23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装置如图3所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、6

7、0圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.图3P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/

8、m)16356.043.633.828.8(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整：________；________.(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图4给出的坐标纸上画出—n图像．图4(3)图4中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝________N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m