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2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題6 高中物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)

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1、第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.(2019年武漢模擬)用如圖所示的裝置來驗(yàn)證動量守恒定律.滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動時阻力不計,其上方擋光條到達(dá)光電門D(或E),計時器開始計時;擋光條到達(dá)光電門C(或F),計時器停止計時.實(shí)驗(yàn)主要步驟如下: a.用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB; b.給氣墊導(dǎo)軌通氣并調(diào)整使其水平; c.調(diào)節(jié)光電門,使其位置合適,測出光電門C、D間的水平距離L; d.A、B之間緊壓一輕彈簧(與A、B不粘連),并用細(xì)線拴住,如圖靜置于氣墊導(dǎo)軌上; e.燒斷細(xì)線,A、B各自運(yùn)動,彈簧恢復(fù)原長前A、B均未到達(dá)光電門,從計時器上分別讀取A、B在兩光電門之間運(yùn)動的時間tA、t

2、B. (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量x是______________________(用文字表達(dá)). (2)利用上述測量的數(shù)據(jù),驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式是____________________(用題中所給的字母表示). (3)利用上述數(shù)據(jù)還能測出燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢能Ep=__________________(用題中所給的字母表示). 【答案】【答案】(1)光電門E、F間的水平距離  (2)mA-mB=0 (3)mA2+mB2 2.(2019年安徽蚌埠一模)某同學(xué)利用圖1所示的裝置探究“外力一定時,加速度與質(zhì)量的關(guān)系”.圖中打點(diǎn)計時器的電源為50 Hz的交流電源,小車的質(zhì)量未知.

3、            圖1            圖2          圖3 (1)實(shí)驗(yàn)之前要平衡小車所受的阻力,具體的步驟是:吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計時器打出一系列________________的點(diǎn). (2)按住小車,在吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,并在小車中放入質(zhì)量已知的砝碼,為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時,小車所受的拉力近似不變,吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和應(yīng)滿足的條件是____________. (3)打開打點(diǎn)計時器電源,釋放小車,得到如圖2所示的紙帶,圖示為五個連續(xù)點(diǎn)之間的距離(單位:cm),則小車的加速度a=_________m/s2.(

4、結(jié)果保留兩位小數(shù)) (4)改變小車中的砝碼質(zhì)量多次試驗(yàn),得到不同的紙帶,記錄砝碼的質(zhì)量m,并根據(jù)紙帶求出不同的m對應(yīng)的加速度a,以m為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),作出-m關(guān)系圖線如圖3所示,設(shè)圖中直線的斜率為k,縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則小車的質(zhì)量為______________. 【答案】(1) 間隔均勻 (2) 遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 (3)3.25 (4) 【解析】(1)平衡摩擦力后,用手輕撥小車,小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動,打點(diǎn)計時器打出一系列間隔均勻的點(diǎn). (2)設(shè)小車質(zhì)量為M,車上砝碼質(zhì)量為m, 吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和為m2,小車所受拉力為F,對小車和砝碼受力分析,由牛頓第二定律可

5、得F=(M+m)a;對吊盤和盤中物塊受力分析,由牛頓第二定律可得m2g-F=m2a;解得F=·m2g,化簡得F=·m2g,當(dāng)m2?M時,改變車上砝碼質(zhì)量m,小車所受拉力近似不變.故為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時,小車所受的拉力近似不變,吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和應(yīng)滿足的條件是遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量. (3)圖示為五個連續(xù)點(diǎn)T=0.02s,小車的加速度為: a==× 10-2 m/s2=3.25 m/s2. (4)認(rèn)為拉力不變,則a=,變形得=+.圖中直線的斜率為k,縱軸上的截距為b,則k=,b=,解得M=. 3.(2019年江西新余質(zhì)檢)某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證力的平行四邊形定則,在

6、豎直放置、貼有白紙的木板上固定的兩個輕質(zhì)小滑輪,細(xì)線AB和OC連接于O點(diǎn),細(xì)線AB繞過兩滑輪,D、E是細(xì)線與光滑滑輪槽的兩個切點(diǎn),在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼,設(shè)所掛鉤碼個數(shù)分別用N1、N2、N3表示,掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼,當(dāng)系統(tǒng)平衡時進(jìn)行相關(guān)記錄,改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn). (1)下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作的描述,正確的有________. A.需要利用天平測出鉤碼的質(zhì)量 B.∠EOD不宜過大 C.兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上 D.每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點(diǎn)O處于同一位置 (2)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,需要記錄的項(xiàng)目有N1、N2、N3的數(shù)值和_________

7、__. 【答案】(1)BC (2)OC、OD、OE三段細(xì)線的方向 4.(2019年安徽合肥三模)為了探究力對初速度為零的物體做功與物體獲得速度的關(guān)系,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn). (1)實(shí)驗(yàn)小組按正確的操作,將木板一端傾斜來平衡摩擦力,打出如上三條紙帶,其中符合實(shí)驗(yàn)要求的是(選填紙帶的字母編號)_______. (2)下列關(guān)于橡皮筋及其做功的說法正確的是______. A.橡皮筋做功的值不需要測量 B.增加規(guī)格相同的橡皮筋條數(shù),使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加 C.在小車運(yùn)動的過程中,橡皮筋一直對其做功 D.將橡皮筋的長度拉伸為原來的兩倍,橡皮筋做的功增加了兩倍

8、 (3)在操作正確的前提下,其中打出的一條紙帶如圖乙所示,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的______________部分進(jìn)行測量. (4)在某次實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組誤將木板水平放置,小車在橡皮筋作用下由靜止開始運(yùn)動,當(dāng)小車運(yùn)動到某一位置,橡皮筋恰好處于原長狀態(tài).下列說法正確的是______.  A.此時小車速度最大 B.此時小車加速度最大 C.此后小車開始做勻速直線運(yùn)動 D.當(dāng)小車速度最大時,橡皮筋一定處于拉伸狀態(tài) 【答案】(1)B (2)AB (3)HI、HK或IK均可 (4)D 5.(2019年咸陽二模)如圖甲所示,用細(xì)線豎直拉著包有白紙的質(zhì)量為m(kg)的圓柱棒,蘸

9、有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號,如圖乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運(yùn)動.測得記號之間的距離依次為20.0 mm,44.0 mm,68.0 mm,92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm,已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1 200 r/min”字樣,根據(jù)以上內(nèi)容,回答下列問題:               甲          乙 (1)圖乙中的________端是圓柱體的懸掛端(填“左”或“右”); (2)根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號D時,圓柱棒下落的速度vD=________m/s;圓柱棒豎

10、直下落的加速度為________m/s2. 【答案】(1)左 (2)1.60 9.60 【解析】(1)圓柱棒豎直自由下落,速度越來越大,因此毛筆所畫出的記號之間的距離越來越大,因此左端的記號是后畫上的,所以左端是懸掛端. (2)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1 200 r/min,所以周期T== min=0.05 s,勻變速直線運(yùn)動的中間時刻的瞬時速度等于這一段的平均速度,vD= m/s2=1.60 m/s,加速度為a== m/s2=9.60 m/s2. 6.(2019年甘肅二模)某同學(xué)用電火花計時器(其打點(diǎn)周期T=0.02 s)來測定自由落體的加速度. (1)下列器材中,不需要的是_______

11、_(只需填選項(xiàng)字母). A.直尺 B.4~6 V交流電源 C.天平 D.紙帶 (2)實(shí)驗(yàn)中取紙帶上的一段,點(diǎn)1、2、3、…、9為連續(xù)打出的,如圖所示,由此測得加速度的大小為______m/s2.(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (3)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8 m/s2,測量值與實(shí)際值有差異的主要原因是___________________________. 【答案】(1)BC (2)9.7 (3)受摩擦阻力、空氣阻力的影響 7.(2019年東莞模擬)一個實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),采用如圖甲所示裝置,質(zhì)量不計的彈簧下端掛一個小盤,在小盤中增添砝碼,改

12、變彈簧的彈力,實(shí)驗(yàn)中作出小盤中砝碼重力隨彈簧伸長量x的圖象如圖乙所示.(重力加速度g=10 m/s2) (1)利用乙中圖象,可求得該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m. (2)利用乙中圖象,可求得小盤的質(zhì)量為______kg,小盤的質(zhì)量會導(dǎo)致彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果比真實(shí)值______(填“偏大”“偏小”或“相同”). 【答案】(1)200  (2)0.1 相同 8.(2019年山西名校模擬)某同學(xué)利用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,某物塊通過細(xì)線繞過光滑的小定滑輪拴著放在水平軌道上的小車(可視為質(zhì)點(diǎn)),在軌道的A點(diǎn)和B點(diǎn)分別安裝有一光電門,小車上有一寬度為d的擋光片,用

13、游標(biāo)卡尺測出擋光片的寬度如圖甲所示,現(xiàn)把小車?yán)剿矫嫔系哪滁c(diǎn)由靜止釋放,擋光片通過A位置的擋光時間為t1,通過B位置的擋光時間為t2.為了證明小車通過A、B過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測量和列式證明. (1)擋光片的寬度d=________________mm. (2)在下列實(shí)驗(yàn)測量步驟中,必要的數(shù)據(jù)測量有________________ A.用天平測出小車的質(zhì)量m1和物塊的質(zhì)量m2 B.測出小車通過A、B兩光電門之間所用的時間Δt C.測出滑輪上端離水平軌道的高度h D.測出小車在A、B位置時繩子與水平方向夾角θ1和θ2 (3)若該同學(xué)用d和t的比值來反映小車經(jīng)過A、B光電門時的速度,并設(shè)想如果能滿足_____________________________關(guān)系式(用上述物理量表示),即能證明小車和物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒. 【答案】(1)5.15 (2)ACD (3)m2+m1=m1g - 6 -

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