高考物理二轮复习备课资料专题八物理实验第1讲力学实验与创新专题限时检测.doc

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1、1 / 9【2019【2019 最新最新】精选高考物理二轮复习备课资料专题八物理精选高考物理二轮复习备课资料专题八物理实验第实验第 1 1 讲力学实验与创新专题限时检测讲力学实验与创新专题限时检测1.(2017辽宁营口模拟)某同学利用如图(丙)所示的装置来验证力的平行四边形定则.在竖直木板上铺有白纸,在 A,B 两点固定两个光滑定滑轮,用一个轻绳跨过两滑轮悬挂钩码组 N1,N2,用另一轻绳 C在 O 点打一结,悬挂钩码组 N3,每个钩码的质量相等.当系统达到平衡时,记录各组钩码个数.回答下列问题:(1)改变钩码个数,可以完成实验的是 . A.钩码的个数 N1=2,N2=2,N3=4B.钩码的个

2、数 N1=3,N2=3,N3=4C.钩码的个数 N1=4,N2=4,N3=4D.钩码的个数 N1=3,N2=4,N3=6(2)在拆下钩码和绳子前,必须的一个步骤是 . A.记录 OA,OB,OC 三段绳子的方向B.用刻度尺测出 OA,OB,OC 三段绳子的长度C.用天平测出钩码的质量(3)在操作正确的前提下,你认为(甲)、(乙)两图比较合理的是 图.填“(甲)”或“(乙)” 解析:(1)对 O 点受力分析,线段 OA,OB,OC 分别表示三个力的大小,由于三个共点力平衡,因此三个力的大小构成一个三角形.2,2,4 不可2 / 9以构成三角形,故 A 错误;3,3,4 可以构成三角形,故 B 正

3、确;4,4,4 可以构成三角形,故 C 正确;3,4,6 可以构成三角形,故 D 正确.(2)为验证平行四边形定则,必须作力的图示,所以先明确受力点,即标记结点 O 的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,要记录砝码的个数和记录 OA,OB,OC 三段绳子的方向,故 A 正确,B,C 错误.(3)以 O 点为研究对象,F3 的实际作用效果在 OC 这条线上,由于误差的存在,根据平行四边形定则求出的 F1,F2 合力的理论值要与实际值有一定偏差,故(甲)图符合实际,(乙)图不符合实际.答案:(1)BCD (2)A (3)(甲)2.(2017北京东区模拟)在“探

4、究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,小明同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验,由实验得到弹簧伸长量 x 与弹簧受到的拉力 F 的关系如图(a)所示,由图求得弹簧乙的劲度系数为 N/m.若要在两根弹簧中选用一根来制作精确程度较高的弹簧测力计,应选弹簧 ;用制作好的弹簧测力计来测量物体的重力,如图(b)所示,物体重 N. 解析:由弹簧伸长量 x 与弹簧受到的拉力 F 的关系图像可求得弹簧乙的劲度系数 k=200 N/m;要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选在同样力作用下弹簧伸长量大的甲弹簧.图(b)所示的物体重 4.00 N.答案:200 甲 4.003.一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用

5、高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号.如3 / 9图(甲)所示,1 位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为 0.5 s,小球从 1 位置到 6 位置的运动过程中经过各位置的速度分别为 v1=0,v2=0.06 m/s,v3= m/s,v4=0.18 m/s,v5= m/s.在如图(乙)所示坐标系中作出小球的速度时间图像(保留描点痕迹). 解析:如题图(甲)所示,x2+x3=0.12 m,则 v3= m/s=0.12 m/s,又x4+x5=0.24 m,则 v5= m/s=0.24 m/s.其中 v-t 图像如图所示.答

6、案:0.12 0.24 图见解析4.某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验,实验装置如图(甲)所示.其主要实验步骤如下:a.用游标卡尺测量挡光条的宽度 l,结果如图(乙)所示;b.读出导轨标尺的总长 L0,并用直尺测出导轨标尺在竖直方向的高度 H0;c.读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离 s;d.由静止释放滑块,从数字计时器(图(甲)中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间 t.回答下列问题:(1)由图(乙)读出 l= mm. 4 / 9(2) (选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量 M.(3)多次改变光电门位置,即改变距离 s,重复上述实验,作出随

7、 s 的变化图像,如图(丙)所示,当已知质量 t0,s0,l,L0,H0 和当地重力加速度 g 满足表达式= 时,可判断滑块下滑过程中机械能守恒.解析:(1)游标尺上共有 20 小格,精度为 0.05 mm,用游标卡尺测量挡光条的宽度 l=(8+0.054)mm=8.20 mm.(2)欲验证机械能守恒定律,即 Mgssin =M()2, 为气垫导轨与水平面间的夹角,只需验证gssin =()2,可见没有必要测量滑块和挡光条的总质量 M.(3)由几何知识得 sin =,当 s=s0,t=t0 时有=s0.答案:(1)8.20 (2)没有 (3)s05.(2017江西上饶二模)气垫导轨是研究与运动

8、有关的实验装置,也可以用来研究功能关系.如图(甲)所示,在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧,轨道上有一滑块 A 紧靠弹簧但不连接,滑块的质量为 m.(1)用游标卡尺测出滑块 A 上的挡光片的宽度,读数如图(乙)所示,则宽度 d= cm; (2)利用该装置研究弹簧对滑块做功的大小;某同学打开气源,调节装置,使滑块可以静止悬浮在导轨上,然后用力将滑块 A 压紧到 P 点,释5 / 9放后,滑块 A 上的挡光片通过光电门的时间为 t,则弹簧对滑块所做的功为 .(用题中所给字母表示) (3)利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数;关闭气源,仍将滑块A 由 P 点释放,当光电门到 P 点的距离为 x 时,测

9、出滑块 A 上的挡光片通过光电门的时间为 t,移动光电门,测出多组数据(滑块都能通过光电门),并绘出 x-图像.如图(丙)所示,已知该图线斜率的绝对值为k,则滑块与导轨间的滑动摩擦因数为 . 解析:(1)主尺读数为 9 mm;游标卡尺分度为 0.05 mm,第 12 个刻度对齐,游标卡尺读数为 0.0512 mm=0.60 mm,故宽度为 d=9 mm+0.60 mm=9.60 mm=0.960 cm.(2)滑块通过光电门已经是匀速运动了,速度为 v=,此时滑块动能全部由弹簧弹性势能转化而来,故弹簧做功为 W=mv2=m()2;(3)每次都由 P 释放,则每次弹簧弹性势能都相同,由能量转化和守

10、恒可得,m()2+mgx1=m()2+mgx2 解得,=-(),又=-,则动摩擦因数为 =.答案:(1)0.960 (2)m()2 (3)6.(2017江苏徐州模拟)(1)某同学想利用图(甲)所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法 (选填“正确”或“不正确”) 6 / 9(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图(乙)所示,质量为 m1 的滑块(带遮光条)放在 A 处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为 m2 的钩码相连,导轨 B 处有一光电门,用 L 表示遮光条的宽度,x 表示 A,B 两点间的距离, 表示气垫导

11、轨的倾角,g 表示当地重力加速度.气泵正常工作后,将滑块由 A 点静止释放,运动至 B,测出遮光条经过光电门的时间 t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为 ,动能的增加量表示为 .若系统机械能守恒,则与 x 的关系式为= (用题中已知量表示). 实验时测得 m1=475 g,m2=55 g,遮光条宽度 L=4 mm,sin =0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从 A 点释放,测量相应的 x 与 t 的值,以为纵轴,x 为横轴,作出的图像如图(丙)所示,则根据图像可求得重力加速度 g0 为 m/s2(计算结果保留 2 位有效数字),若 g0 与当地重力加速度 g 近似相等,则可验

12、证系统机械能守恒. 解析:(1)机械能守恒的条件只有重力或弹力做功,平衡摩擦力时,是用重力的分力等于摩擦力,但此时系统受到摩擦力,故摩擦力对系统做功,机械能不守恒;故该同学的想法不正确;(2)滑块由 A 到 B 的过程中,系统重力势能的减小量为Ep=m2gx-m1gxsin ,经过光电门时的速度为7 / 9v=,则动能的增加量为Ek=(m1+m2)v2=(m1+m2)()2;若系统机械能守恒,则有Ep=Ek,联立解得,=;由上述公式可得,图像中的斜率 k=,代入数据解得,g9.4 m/s2;答案:(1)不正确 (2)Ep=m2gx-m1gxsin Ek=(m1+m2)()2 9.47.(201

13、7山东潍坊二模)一圆盘边缘缠有足够长的细线,细线下端拴有重锤,释放重锤,圆盘绕固定轴在竖直平面内转动.用频闪仪拍下重锤从 A 到 D 竖直下落的频闪照片,如图所示.已知频闪仪每隔 0.04 s闪光一次,图中 x1=16.63 cm,x2=17.92 cm,x3=19.20 cm,x1,x2,x3为实际下落的数值. (1)判断重锤由 A 运动到 D 是不是匀加速运动的依据是 ; (2)重锤运动到 C 点的速度为 m/s,若要得到此时圆盘的角速度,还应测量的物理量是 . 8 / 9解析:(1)已知频闪仪每隔 0.04 s 闪光一次,且 x1=16.63 cm,x2=17.92 cm,x3=19.2

14、0 cm,则有 x1=x2-x1=17.92 cm-16.63 cm=1.29 cm;而 x2=x3-x2=19.20 cm-17.92 cm=1.28 cm;那么在误差允许范围内,x2-x1 与 x3-x2 是相等的,因此重锤由 A 运动到 D 是不是匀加速运动的依据是在误差允许范围内,x2-x1 与 x3-x2 是否相等;(2)根据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,则有vC=10-2 m/s=4.64 m/s.若要得到此时圆盘的角速度,依据角速度与半径的关系式 =,还应测量的物理量是圆盘的半径.答案:(1)在误差允许范围内,x2-x1 与 x3-x2 是否相等 (2)4.64 圆盘

15、的半径8.(2017黑龙江哈尔滨三模)某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车 A 的前端粘有橡皮泥,推动小车 A 使之做匀速运动,然后与原来静止的小车 B 相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图(甲)所示,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为 50 Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力.9 / 9(1)若已得到打点纸带如图(乙)所示,并测得各计数点间距(标在图上).A 为运动起点,则应该选择 段来计算 A 碰前的速度 v0,应选择 段来计算 A 和 B 碰后的共同速度 v.(以上空格选填“AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已测得小车

16、 A 的质量 m1=0.40 kg,小车 B 的质量 m2=0.20 kg,由以上测量结果可得碰前 m1v0= kg m/s,碰后(m1+m2)v= kg m/s,由此得出结论: .(计算结果保留三位有效数字) 解析:(1)A 与 B 碰后粘在一起,速度减小,相等时间内的间隔减小,可知通过 BC 段来计算 A 的碰前速度,通过 DE 段计算 A 和 B 碰后的共同速度.(2)A 碰前的速度 v0= m/s=1.05 m/s,碰前的总动量为p1=m1v0=0.41.05 kgm/s=0.420 kg m/s;碰后共同速度 v= m/s=0.695 m/s.碰后的总动量 p2=(m1+m2)v=0.60.695 kgm/s=0.417 kgm/s,由此可知在误差允许范围内,AB 碰撞过程中系统的动量守恒.答案:(1)BC DE (2)0.420 0.417 AB 碰撞过程中 系统的动量守恒