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2019-2020年高考物理二輪復習 專題六 物理實驗 6.13 力學實驗課時作業(yè) 1.如圖所示，氣墊導軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間Δt.測得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度．為使更接近瞬時速度，正確的措施是(　　) A．換用寬度更窄的遮光條 B．提高測量遮光條寬度的精確度 C．使滑塊的釋放點更靠近光電門 D．增大氣墊導軌與水平面的夾角 解析：實質(zhì)上是滑塊通過光電門時的平均速度，所以要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將遮光條的寬度減小一些，所以B、C、D項錯誤，A項正確． 答案：A 2．在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，某同學測量數(shù)據(jù)后，通過計算得到了小車做直線運動過程中各計時時刻的速度，如表所示. 位置編號 0 1 2 3 4 5 時間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(ms－1) 0.38 0.63 0.88 1.12 1.38 1.63 (1)分析表中數(shù)據(jù)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做________運動． (2)如果打點計時器的電源實際頻率為49 Hz，而該同學在處理實驗數(shù)據(jù)時以50 Hz計算，這樣計算出的加速度值與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)． (3)由于此次實驗的原始紙帶沒有保存，另一同學想估算小車從位置0到位置5的位移，其估算方法如下：x＝(0.380.1＋0.630.1＋0.880.1＋1.120.1＋1.380.1) m＝……那么，該同學得到的位移________(填“大于”“等于”或“小于”)實際位移，為了使計算位移的誤差盡可能小，你認為采取什么方法更合適？(不必算出具體數(shù)據(jù))__________________________． 解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可以看出，小車的速度在相等的時間間隔內(nèi)的增加量在誤差允許的范圍內(nèi)相等，故小車做勻加速直線運動．(2)因為真實的頻率偏小，故真實的打點時間間隔比0.02 s大，計算加速度時使用的公式a＝中T比真實值小，故算出的a與真實值相比偏大．(3)由x的表達式可以看出該同學是用每0.1 s內(nèi)的初速度來計算勻加速直線運動的位移之和，應比實際的勻加速運動的位移小，為了使計算位移的誤差盡可能小，用小車從位置0到位置5的過程中的平均速度乘以總時間求位移更合適，即x＝t總． 答案：(1)勻加速直線　(2)偏大　(3)小于　用小車從位置0到位置5的過程中的平均速度乘總時間求位移更合適，即x＝t總． 3.某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗． ①圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量Δl為________ cm； ②本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是________；(填選項前的字母) A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 B．隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 ③圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是____________________________． 解析：①Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm ②應逐一增掛鉤碼，不能隨意增減，A項正確． ③彈簧下端鉤碼對彈簧的拉力過大，使彈簧形變量超過了彈簧的彈性限度，彈簧的伸長量不再是線性變化． 答案：①6.93?、贏?、鄢^彈簧的彈性限度 4．在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶上打的點計算出來． 圖1 (1)一組同學在做驗證加速度與質(zhì)量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地得到加速度a與質(zhì)量M的關系，應該作a與________的圖象． 　 圖2 圖3 (2)如圖2所示為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a－F圖象，此圖象說明實驗存在的問題是________． (3)乙、丙兩同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a－F圖象，如圖3所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？________. 解析：(1)由于a∝，所以a－圖象應是一條過原點的直線，數(shù)據(jù)處理時常作出a與的關系圖象．(2)當F為零時已經(jīng)有加速度了，說明平衡摩擦力過度．(3)a－F圖象的斜率表示，斜率不同，說明小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同，即車中砝碼的質(zhì)量不同． 答案：(1)　(2)平衡摩擦力過度　(3)小車及車中砝碼的總質(zhì)量(或車中砝碼的質(zhì)量) 5.某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)．已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離． 　 圖(a )圖(b) (1)物塊下滑時的加速度a＝________ m/s2，打C點時物塊的速度v＝________ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是________(填正確答案標號)． A．物塊的質(zhì)量　B．斜面的高度　C．斜面的傾角 解析：(1)利用逐差法求得加速度 a＝＝3.25 m/s2；利用勻變速直線運動規(guī)律知打C點時速度v＝＝1.79 m/s.(2)根據(jù)牛頓第二定律，可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即μ＝，選項C正確． 答案：(1)3.25　1.79　(2)C 6.某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律．實驗裝置如圖1所示，打點計時器的電源為50 Hz的交流電． 圖1 (1)下列實驗操作中，不正確的是________． A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B．紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面 C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D．在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源 (2)該同學按正確的步驟進行實驗(記為“實驗①”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點為O點，每隔一個計時點取一個計數(shù)點，標為1,2，…，8.用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰兩計時點到O點的距離，記錄在紙帶上，如圖2所示． 圖2 計算相鄰計時點間的平均速度，粗略地表示各計數(shù)點的速度，抄入下表．請將表中的數(shù)據(jù)補充完整. 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 (cm/s) 24.5 33.8 37.8 ____ 39.5 39.8 39.8 39.8 (3)分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時間內(nèi)，磁鐵運動速度的變化情況是________；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是________． (4)該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重復上述實驗操作(記為“實驗②”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同。請問實驗②是為了說明什么？對比實驗①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論？ 解析：(1)本實驗的目的是研究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律，故實驗中必須保證小磁鐵除受重力、磁力外不受其他力的作用，故銅管需豎直地固定在限位孔正下方以保證磁鐵在下落過程中不與銅管摩擦與碰撞，A正確．紙帶穿過限位孔可以保證紙帶的正確方位，置于復寫紙下面可以保證打點清晰，B正確．釋放紙帶前應手提紙帶上端使紙帶豎直，小磁鐵靜止，故C錯誤．釋放小磁鐵前應先接通打點計時器的電源，待其工作穩(wěn)定后方可放開紙帶，D錯誤．(2)由圖2可得4＝ cm/s＝39.0 cm/s.(3)由表中數(shù)據(jù)可以看出，磁鐵運動的速度在相等時間內(nèi)的增量逐漸減小，最終保持39.8 cm/s的速度不變，即磁鐵運動中加速度逐漸減小，最終為零，則由mg－f＝ma知阻尼作用逐漸增大直到等于重力．(4)見答案． 答案：(1)CD　(2)39.0　(3)逐漸增大到39.8 cm/s　逐漸增大到等于重力　(4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用．磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用