《2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第6章 物理實(shí)驗(yàn) 課時(shí)作業(yè)12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第6章 物理實(shí)驗(yàn) 課時(shí)作業(yè)12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第6章 物理實(shí)驗(yàn) 課時(shí)作業(yè)12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新
1.為了探究在橡皮條彈力作用下小車(chē)的運(yùn)動(dòng),某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn),由靜止釋放小車(chē),小車(chē)在處于伸長(zhǎng)狀態(tài)的橡皮條彈力的作用下向左運(yùn)動(dòng).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖乙所示,計(jì)時(shí)點(diǎn)0為打下的第一個(gè)點(diǎn),該同學(xué)在測(cè)出計(jì)時(shí)點(diǎn)2、3、4到計(jì)時(shí)點(diǎn)0的距離x1、x2、x3后,將紙帶由圖示位置剪斷,將每段紙帶的下端對(duì)齊,依次并排粘貼在直角坐標(biāo)系中,連接各段紙帶上端的中點(diǎn)畫(huà)出平滑曲線如圖丙所示.對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的研究可知:
(1)在有橡皮條彈力作用時(shí),小車(chē)做加速度________的直線運(yùn)動(dòng).
A.不斷減小
B.不斷增大
C.先
2、增大后減小
D.先減小后增大
(2)設(shè)打點(diǎn)周期為T(mén),則由紙帶測(cè)量數(shù)據(jù)可估算小車(chē)的最大速度vm=________,該估算值________(選填“等于”、“大于”或“小于”)小車(chē)最大速度的實(shí)際值.
解析:(1)由于相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔相同,紙帶的寬度相同,粘貼在如圖丙的坐標(biāo)系中的紙帶形成的平滑曲線相當(dāng)于速度—時(shí)間圖象,根據(jù)速度—時(shí)間圖象的斜率表示加速度,可知小車(chē)做加速度先減小后增大的直線運(yùn)動(dòng).(2)題圖丙中最長(zhǎng)的紙帶對(duì)應(yīng)的速度最大,小車(chē)的最大速度vm=.由于采用平均速度代替瞬時(shí)速度,在該段紙帶中某位置小車(chē)的速度應(yīng)該最大,最大速度應(yīng)該大于按照平均速度計(jì)算得出的數(shù)值,所以該估算值小于小
3、車(chē)最大速度的實(shí)際值.
答案:(1)D (2) 小于
2.[2018·天津卷,9(2)]某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn),所有器材有:方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè),橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個(gè)).
①具體操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議,其中正確的是________.
A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上
B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同
C.使用測(cè)力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度
D.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力
②該
4、小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn),白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn),如下圖所示.其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是________.
解析:①A錯(cuò):兩繩套拉力的合力不一定沿角平分線.
B對(duì):同一次實(shí)驗(yàn),用一繩套拉橡皮條和用兩繩套拉像皮條結(jié)點(diǎn)O的位置相同,不同次實(shí)驗(yàn)結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同.
C對(duì):為減小摩擦和誤差,施力方向沿測(cè)力計(jì)軸線,讀數(shù)時(shí)視線正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度.
D錯(cuò):合力可以比分力大,也可以比分力?。?
②為了提高實(shí)驗(yàn)精度,測(cè)力計(jì)讀數(shù)應(yīng)盡可能大一些,標(biāo)注細(xì)線方向的兩點(diǎn)離結(jié)點(diǎn)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)一些,標(biāo)度應(yīng)盡可能小一些.故選B.
答案:①BC ②B
5、
3.某同學(xué)現(xiàn)要測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,?shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,質(zhì)量為M的滑塊放在氣墊導(dǎo)軌上,細(xì)線繞過(guò)滑輪,一端與滑塊相連,另一端掛有6個(gè)鉤碼,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m,且M=4m,已知擋光片的寬度為d,擋光片距光電門(mén)的距離為L(zhǎng).實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平,打開(kāi)氣源,將滑塊由靜止釋放,測(cè)出滑塊上的擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間;
②取一個(gè)鉤碼置于滑塊上,然后重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟①;
③重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②,直到6個(gè)鉤碼全部置于滑塊上為止.
在該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中,每次移動(dòng)鉤碼后都從同一位置釋放滑塊,設(shè)懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)為n時(shí)擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)繪出n-的圖象如圖乙所示,若圖線斜率為k,則當(dāng)
6、地重力加速度g=________(用題中字母表示).
解析:當(dāng)懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)為n時(shí),滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度v=,根據(jù)v2=2aL,得=2aL,此時(shí)系統(tǒng)的加速度a==,代入解得n=,圖線的斜率k=,解得g=.
答案:
4.某同學(xué)設(shè)計(jì)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行“探究功與速度的變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),斜槽傾斜部分可自由調(diào)節(jié),將一木板豎直放置并固定,木板到斜槽末端O的距離為s,使小物塊從斜槽上某點(diǎn)由靜止釋放,小物塊從O點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)擊中木板時(shí)下落的高度為y.
(1)小物塊離開(kāi)O點(diǎn)的速度為_(kāi)_______.
(2)為了測(cè)出小物塊與軌道之間的摩擦力所做的功,可將斜槽慢慢調(diào)節(jié)至小物塊能在斜槽上做勻速直
7、線運(yùn)動(dòng),記下此時(shí)斜槽傾角為θ,則小物塊與斜槽間的摩擦因數(shù)μ=________.取斜槽上某點(diǎn)為標(biāo)記點(diǎn),標(biāo)記點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離為x,則小物塊在軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf=________(小物塊與各接觸面間摩擦因數(shù)相同).
(3)抬高斜槽,保持標(biāo)記點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離x不變,將小物塊在標(biāo)記點(diǎn)處由靜止滑下,多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)可以得出,小物塊從標(biāo)記點(diǎn)到O點(diǎn)的過(guò)程中重力做的功W與y的關(guān)系式應(yīng)為_(kāi)___________________.
解析:(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得s=v0t,y=gt2,聯(lián)立解得v0=.
(2)小物塊能在斜槽上做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件得mgsinθ=μmgcosθ,解得μ=
8、tanθ.取斜槽上某點(diǎn)為標(biāo)記點(diǎn),標(biāo)記點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離為x,設(shè)軌道水平部分長(zhǎng)度為x1,小物塊在斜槽軌道上做勻速直線運(yùn)動(dòng),克服摩擦力做功為Wf1,由動(dòng)能定理可得,mg(x-x1)tanθ-Wf1=0,小物塊在水平軌道上運(yùn)動(dòng),克服摩擦力做功Wf2=μmgx1=mgx1tanθ,則小物塊在軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf=Wf1+Wf2=mgxtanθ.
(3)由小物塊在軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf=Wf1+Wf2=mgxtanθ可知,克服摩擦力做功只與水平位移x有關(guān),對(duì)小物塊從標(biāo)記點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得W-Wf=mv,而v0=,解得W=mgxtanθ+mgs2·.
答案:
9、(1) (2)tanθ mgxtanθ (3)W=mgxtanθ+mgs2·
5.甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計(jì)了測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn).已知重力加速度為g.
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,其中A為置于水平面上的質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板,B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊,C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì),連接彈簧的細(xì)繩水平.實(shí)驗(yàn)時(shí)用力拉動(dòng)A,當(dāng)C的示數(shù)穩(wěn)定后(B仍在A上),讀出其示數(shù)F,則該設(shè)計(jì)能測(cè)出________(填“A與B”或“A與地面”)之間的動(dòng)摩擦因數(shù),且μ=________.
(2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示.他在一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定A、B兩個(gè)光電門(mén),與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器可以顯示
10、帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,與跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力,長(zhǎng)木板固定在水平面上,物塊與滑輪間的細(xì)繩水平.實(shí)驗(yàn)時(shí),多次改變砂桶中砂的質(zhì)量,每次都讓物塊從靠近光電門(mén)A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),讀出多組測(cè)力計(jì)示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的物塊在兩光電門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t;在坐標(biāo)系中作出的F-圖線如圖丙所示,圖線的斜率為k,與縱軸的截距為b.因乙同學(xué)不能測(cè)出物塊質(zhì)量,故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量為_(kāi)_____________(填所測(cè)物理量及其符號(hào)).根據(jù)所測(cè)物理量及圖線信息,可知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為μ=________.
解析:(2)F-μmg=ma,x=at2,得F-μmg
11、=m·,結(jié)合圖象可得b=μmg,k=2mx,解得μ=.
答案:(1)A與B
(2)光電門(mén)A、B之間的距離x
6.某同學(xué)現(xiàn)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門(mén)裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,在氣墊導(dǎo)軌右端固定一彈簧,滑塊b的右端有強(qiáng)粘性的膠水.圖中滑塊a和擋光片的總質(zhì)量為m1=0.620 kg,滑塊b的質(zhì)量為m2=0.410 kg,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①按圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材后,接通氣源,先將滑塊a置于氣墊導(dǎo)軌上,然后調(diào)節(jié)底腳螺絲,直到輕推滑塊后,滑塊上的擋光片通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間________;
②將滑塊b置于兩光電門(mén)之間,將滑塊a置于光電門(mén)1的右端,然后將滑塊a水平壓縮彈簧,滑塊a在彈簧的作用下向
12、左彈射出去,通過(guò)光電門(mén)1后繼續(xù)向左滑動(dòng)并與滑塊b發(fā)生碰撞;
③兩滑塊碰撞后粘合在一起向左運(yùn)動(dòng),并通過(guò)光電門(mén)2;
④實(shí)驗(yàn)后,分別記錄下滑塊a通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間t1,兩滑塊一起通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間t2.
(1)完成實(shí)驗(yàn)步驟①中所缺少的內(nèi)容.
(2)實(shí)驗(yàn)前用一游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度d如圖乙所示,則d=________cm.
(3)設(shè)擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為Δt,則滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度可表示為v=________(用d,Δt表示).
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊a經(jīng)過(guò)光電門(mén)1的速度為v1=2.00 m/s,兩滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)2的速度為v2=1.20 m/s,將兩滑塊和擋光片看成一個(gè)系統(tǒng),則系統(tǒng)在
13、兩滑塊相互作用前、后的總動(dòng)量分別為p1=________ kg·m/s,p2=________ kg·m/s(結(jié)果均保留三位小數(shù)).
解析:(1)在步驟①中氣墊導(dǎo)軌安裝時(shí)應(yīng)保持水平狀態(tài),滑塊在軌道上應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng),故滑塊上的擋光片通過(guò)兩光電門(mén)的時(shí)間相等.
(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15 mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×10 mm=0.50 mm,所以擋光片的寬度為d=15 mm+0.50 mm=15.50 mm=1.550 cm.
(3)由于擋光片的寬度比較小,故滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間比較短,因此可將擋光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看成滑塊通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度,故滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度可表示為v=.
(4)兩滑塊相互作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為p1=m1v1=0.620×2.00 kg·m/s=1.240 kg·m/s.兩滑塊相互作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為p2=(m1+m2)v2=(0.620+0.410)×1.20 kg·m/s=1.236 kg·m/s.
答案:(1)相等 (2)1.550 (3) (4)1.240 1.236