2018届高考物理二轮力学实验验证平行四边形定则专题试卷

100考点最新模拟题千题精练12-31.(10分）（2018徐州期中）某同学为了验证力的平行四边形定则，准备了三根相同的橡皮筋、木板、重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳套、白纸、钉子等器材。操作步骤如下：a、把三根橡皮筋的一端系在一起，另一端分别系一个细绳套；b、将白纸固定在木板上，在木板上钉两个钉子，将任意两个橡皮筋上的绳套分别套在两钉子上；c、立起木板，将重物挂在剩下的一个绳套上，如图甲所示；d、记录下三根橡皮筋的长度和橡皮筋结点的位置O及每个细绳的方向；e、取下白纸，利用橡皮筋的伸长量作为拉力大小，画出受力图，验证力的平行四边形定则；f、换用不同的重物重复实验。⑴此实验还需:A.测量重物的质量B.记录下两个钉子的位置C.测量橡皮筋的原长⑵某次实验，测得三根橡皮筋的伸长量及方向。把橡皮筋的伸长量作为拉力大小，作出力的图示，如图乙所示，请任选两个力，根据平行四边形定则作出合力；⑶在⑵问作出的图中，根据可以说明力的合成满足平行四边形定则.⑷如果换用不同的重物再次重复该实验，(填“需要”或“不需要”）改变钉子的位置，使橡皮筋的结点回到原来的O点。【答案】(1)C(2)见右图(任意取2个力作图都正确)(3)作出的合力大小与另一个力的大小近似相等，方向近似相反(4)不需要2.（2017湖南常德模拟）某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”，弹簧测力计B挂于竖直木板上的固定点C，下端用细线挂一重物M，如图所示，手持弹簧测力计A拉结点O。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中B的示数为N。（2）下列关于实验的要求不正确的是A．拉线方向应与木板平面平行B．弹簧测力计应在使用前调零C．改变拉力，进行多次实验，每次都要记录拉力的方向与大小D．与弹簧测力计相连的细绳应尽量短些（3）该同学改变夹角做第二次实验时结点O的位置发生了改变，与第一次相比两测力计拉力的合力将（填“不变”或“改变”）。【答案】（1）3.43~3.47（2）D（3）不变3.(2018·襄阳联考)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。(2)本实验采用的科学方法是________。A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数F1和F2；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数F′，记下细绳的方向，按同一标度作出F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是______和________；②遗漏的内容分别是___________________和_____________________。【答案】(1)F′(2)B(3)①CE②C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”4．（2018·洛阳联考）轻弹簧是物理中的重要模型。①小丽用题图甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”。用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后。其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：A.如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；B.卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧秤将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的及两弹簧秤相应的读数。图乙中B弹簧秤的读数为N；C.小丽在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出FA、FB的合力F’；D.已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图丙所示，观察比较F和F’，得出结论。②某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丁所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数。那么，该弹簧的劲度图丁图甲图乙图丙系数k=N/m（保留两位有效数字）。【答案】①方向11.40如图所示②60【解析】用两弹簧秤将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的方向及两弹簧秤相应的读数。图乙中B弹簧秤的读数为11.40N；由图丁可知，弹簧原长为0.50cm，5N刻度对应8.84cm，弹簧伸长△x=8.34cm=0.0834m。由胡克定律可得该弹簧的劲度系数k=F/△x=60N/m。1．(2016·广东四校联考)(6分)在“验证力的平行四边形定则”实验中。(1)某次实验中两弹簧测力计的读数分别为F1＝1.92N，F2＝3.84N，如图甲所示，F1和F2的合力大小F合＝________N(保留三位有效数字)。现保持F2方向不变，减小F1和F2的夹角，为了使橡皮条的结点拉到同样的位置O点，下列说法正确的是________。图甲A．F1一定减小B．F1一定增大C．F2一定减小D．F2一定增大(2)某同学想知道弹簧测力计中弹簧的劲度系数，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图乙所示，他根据图中信息得出了弹簧的劲度系数k＝________N/m(保留两位有效数字)。图乙【参考答案】(1)3.33(3.20～3.40均对)C(2)59(59±1)【名师解析】(1)如图所示，由余弦定理可得：F合＝F21＋F22－2F1F2cos60°＝3.33N；现保持F2方向不变，减小F1和F2的夹角，为了使橡皮条的结点拉到同样的位置O点，如图所示，可知：F2逐渐减小，F1先减小后增大。(2)在刻度尺上选取刻度，由胡克定律可知：k＝5.09.00－0.50×102N/m＝58.8N/m≈59N/m。2.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，有下列实验步骤：a．在桌上放一块方木板，在方木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上的A点。b．只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，记下弹簧秤的示数F′和细绳的方向，按同样比例做出力F′的图示。c．改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验。d．记下两只弹簧秤的示数F1、F2及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例做出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F。e．比较力F′与F，可以看出，它们在实验误差范围内是相等的。f．把两条细绳系在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O。上述步骤中，正确的顺序是________(填写步骤前面的字母)。【参考答案】afdbec3．(2016·襄阳模拟)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。(2)本实验采用的科学方法是________。A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数F1和F2；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数F′，记下细绳的方向，按同一标度作出F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是______和________；②遗漏的内容分别是___________________和_____________________。【参考答案】(1)F′(2)B(3)①CE②C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。4．(2016·淮南质检)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，另一端系上带有绳套的两根细绳，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地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。同学们在操作过程中有如下议论，其中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．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些D．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大【参考答案】BC5．在“验证力的平行四边形法则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图甲)。实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在某同学的实验结果(如图乙)，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图________中是F1与F2的合力的理论值；________是力F1与F2合力的实验值；通过把______和________进行比较，验证平行四边形法则。【参考答案】FF′FF′【名师解析】F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F是F1与F2合成的理论值，F′是F1与F2合成的实际值；在实验误差允许的范围内，比较F1与F2合成的理论值F(通过平行四边形定则得出的值)与实际值F′(实际实验的数值)的关系验证平行四边形法则。6．如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两传感器的读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到表格。F1/N1.0010.580…1.002…F2/N－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根据表格数据，A传感器对应的是力________(选填“F1”或“F2”)，钩码质量为________kg(保留一位有效数字)。(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是()A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差【参考答案】(1)F10.05(2)C7.如图所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。(1)为完成该实验，下述操作中不需要的是________。A．测量细绳的长度B．测量橡皮筋的原长C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度D．记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法