2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題整合 專題六 物理實驗 第1講 力學(xué)實驗課時檢測.doc
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第一部分 專題六 第1講 力學(xué)實驗 一、計算題 1.(2018全國卷Ⅲ)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實驗測量人的反應(yīng)時間。實驗步驟如下: (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂.乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時間為________(用L、L1和g表示)。 (3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.8 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm.乙的反應(yīng)時間為________s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析 根據(jù)題述,在乙的反應(yīng)時間t內(nèi),尺子下落高度h=L-L1,由自由落體運動規(guī)律可知,h=gt2,解得t=。代入數(shù)據(jù)得t=0.20 s。 答案 (2) (3)0.20 (4)多次測量取平均值;初始時乙的手指盡可能接近尺子(答出一條即可) 2.(2017全國卷Ⅱ)某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。 圖6-1-21 實驗步驟如下:①如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近:將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑; ②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt; ③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度(如圖(b)所示),表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內(nèi)的平均速度大小,求出; ④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟②、③; ⑤多次重復(fù)步驟④ ⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出-Δt圖,如圖(c)所示 (c) 完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時滑塊的瞬時速度大小,則與vA、a和Δt的關(guān)系式為=________。 (2)由圖(c)可求得vA=________cm/s,a=________cm/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析 (1)由于滑塊做勻變速運動,在擋光片通過光電門的過程中,由運動學(xué)公式得Δt=vAΔt+a(Δt)2,則=vA+aΔt。 (2)由=vA+aΔt結(jié)合題圖(c)可知,圖線與縱軸的交點的縱坐標(biāo)即為vA,將圖線延長與縱軸相交,得vA=52.1 cm/s,圖線的斜率等于a,即a= cm/s2,求得a=16.4 cm/s2。 答案 (1)vA+Δt (2)52.1 16.4 3.(2016全國卷Ⅱ)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖6-1-22所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 圖6-1-22 (1)實驗中涉及下列操作步驟; ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點計時器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是________。(填入代表步驟的序號) (2)圖6-1-23中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果。打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為________m/s。比較兩紙帶可知,________(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。 圖6-1-23 解析 (1)實驗中應(yīng)先向左推物塊使彈簧壓縮,測量彈簧的壓縮量,然后把紙帶向左拉直,再接通打點計時器電源,等打點穩(wěn)定后,再松手釋放物塊,使其向右滑動,因此步驟為④①③②。 (2)由于物塊離開彈簧時的速度最大,因此M紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為v==1.29 m/s。由于彈簧壓縮量越大,彈性勢能越大,因此推開物塊后,彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化成物塊的動能越多,物塊離開彈簧后獲得的速度越大,打的點間距越大,因此M紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。 答案 (1)④①③② (2)1.29 M 4.(2017全國卷Ⅲ)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上,如圖6-1-24(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。 (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖(b)所示,F(xiàn)的大小為________N。 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。 ①用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O(shè)為作用點,在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合; 圖6-1-24 ②F合的大小為________N,F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。 解析 (1)由測力計的讀數(shù)規(guī)則可知,讀數(shù)為4.0 N。 (2)①利用平行四邊形定則作圖; ②由圖可知F合=4.0 N,從F合的頂點向x軸和y軸分別作垂線,頂點的橫坐標(biāo)對應(yīng)長度為1 mm,頂點的縱坐標(biāo)長度為20 mm,則可得出F合與拉力F的夾角的正切值為0.05。 答案 (1)4.0 (2)①F1、F2和F合如圖所示?、?.0 0.05 5.(2018銀川一模)物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候,測得彈力的大小F和彈簧長度l的關(guān)系如圖6-1-25所示,則由圖線可知: 圖6-1-25 (1)彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。 (2)為了用彈簧測定兩木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ,兩位同學(xué)分別設(shè)計了如圖6-1-25所示的甲、乙兩種方案。 ①為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力的大小,你認(rèn)為方案______更合理。 ②若A和B的重力分別為10.0 N和20.0 N。當(dāng)A被拉動時,彈簧測力計a的示數(shù)為6.0 N,b的示數(shù)為11.0 N,c的示數(shù)為4.0 N,則A和B的動摩擦因數(shù)為________。 解析 (1)由圖讀出,彈簧的彈力F=0時,彈簧的長度為L0=20 cm,即彈簧的原長為20 cm,由圖讀出彈力為F0=60 N,彈簧的長度為L0=40 cm,彈簧伸長的長度x0=L-L0=40-20=20 cm=0.2 m;由胡克定律得彈簧的勁度系數(shù)為k===300 N/m; (2)①甲乙兩種方案,在拉著物體A運動的過程中,拉A的彈簧測力計由于在不斷地運動,示數(shù)可能會變化,讀數(shù)不是很準(zhǔn),彈簧測力計a是不動的,指針穩(wěn)定,便于讀數(shù),故甲方案更合理; ②由于彈簧測力計a示數(shù)為6.0 N,所以A、B間的動摩擦因數(shù)μ===0.30。 答案 (1)300 (2)甲 (3)0.30 6.(2018鄭州一模)如圖6-1-26甲所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置?,F(xiàn)有器材為:帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平。 圖6-1-26 (1)為完成實驗,還需要的器材有________。 A.米尺 B.0~6 V直流電源 C.秒表 D.0~6 V交流電源 (2)某同學(xué)用圖甲所示裝置打出的一條紙帶如圖乙所示,相鄰兩點之間的時間間隔為0.02 s,根據(jù)紙帶計算出打下D點時重物的速度大小為________m/s。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)采用重物下落的方法,根據(jù)公式mv2=mgh驗證機械能守恒定律,對實驗條件的要求是________________,為驗證和滿足此要求,所選擇的紙帶第1、2點間的距離點接近________。 (4)該同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點的速度,作出v2-h(huán)圖像如圖丙所示,則圖線斜線的物理意義是________________。 解析 (1)通過打點計時器計算時間,故不需要秒表,打點計時器應(yīng)該與交流電源連接,需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離,故選AD。 (2)由圖可知CE間的距離為:x=19.41-12.40=7.01 cm=0.0701 m;則由平均速度公式可得,D點的速度vD== m/s=1.75 m/s; (3)用公式mv2=mgh時,對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始,打點計時器的打點頻率為50 Hz,打點周期為0.02 s,重物開始下落后,在第一個打點周期內(nèi)重物下落的高度h=gT2=9.80.022 m≈2 mm,所以所選的紙帶最初兩點間的距離接近2 mm。 (4)由機械能守恒mgh=mv2得v2=2gh,由此可知:圖像的斜率k=2g。 答案 (1)AD (2)1.75 (3)重物的初速度為零 2 mm (4)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊?倍 7.(2018長沙一模)某同學(xué)用探究動能定理的裝置測滑塊的質(zhì)量M。如圖6-1-27甲所示,在水平氣墊導(dǎo)軌上靠近定滑輪固定一個光電門。讓一帶有遮光片的滑塊自某一位置由靜止釋放,計時器可以顯示出遮光片通過光電門的時間t(t非常小),同時用米尺測出釋放點到光電門的距離s。 圖6-1-27 (1)該同學(xué)用螺旋測微器測出遮光片的寬度d如圖乙所示,則d=______mm。 (2)實驗中多次改變釋放點,測出多組數(shù)據(jù),描點連線,做出的圖像為一條傾斜直線,如圖丙所示。圖像的縱坐標(biāo)s表示釋放點到光電門的距離,則橫坐標(biāo)表示的是______。 A.t B.t2 C. D. (3)已知鉤碼的質(zhì)量為m,圖丙中圖線的斜率為k,重力加速度為g,根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),寫出滑塊質(zhì)量的表達(dá)式M=______。(用字母表示) 解析 (1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為1.5 mm,根據(jù)圖讀數(shù)為37.90.01 mm,則最終讀數(shù)為1.879 mm。 (2)滑塊通過光電門的瞬時速度v=,根據(jù)動能定理得:mgs=(m+M)v2=(m+M),解得:s=,因為圖線為線性關(guān)系圖線,可知橫坐標(biāo)表示,故選D。 (3)根據(jù)s=知,圖線的斜率為:k=d2,解得滑塊質(zhì)量M=-m。 答案 (1)1.879 (2)D (3)-m 8.(2018廣東二模)某實驗小組設(shè)計了如圖6-1-28甲所示實驗裝置,探究滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系。在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了多組實驗,將位移傳感器和力傳感器得到的多組數(shù)據(jù)輸入計算機進行處理,得到了兩條aF圖線①②,如圖乙所示。 圖6-1-28 (1)實驗時,一定要進行的操作是________。 A.改變托盤中砝碼的個數(shù) B.滑塊在軌道水平和傾斜的兩種情況下必須在同一位置由靜止釋放 C.用天平測出托盤的質(zhì)量 D.為減小誤差,實驗中一定要保證托盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 (2)在軌道傾斜的情況下得到的aF圖線是________(選填“①”或“②”)。 (3)滑塊和位移傳感器反射部分的總質(zhì)量m=________kg;滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=________。(重力加速度g取10 m/s2) 解析 (1)由于探究加速度與合外力的關(guān)系,所以應(yīng)改變物塊的合外力,即改變托盤中砝碼的個數(shù),故A正確;滑塊的釋放位置對該實驗沒有影響,不要求每次在同一位置,故B錯誤;本題拉力可以由力的傳感器測出,不需要用天平測出托盤和砝碼的質(zhì)量,也就不需要使托盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量,故C錯誤,D錯誤。 (2)由圖像可知,當(dāng)F=0時,a≠0,也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車就有加速度,該同學(xué)實驗操作中平衡摩擦力過大,即傾角過大,平衡摩擦力時木板的右端墊得過高,所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的; (3)滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù),由圖形乙得加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像斜率k=2,所以滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=0.5 kg。由圖形乙得,在水平軌道上F=1 N時,加速度a=0,根據(jù)牛頓第二定律得F-μmg=0,解得μ=0.2。 答案 (1)A (2)① (3)0.5 0.2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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