《2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 專題強(qiáng)化練(十五)力學(xué)實(shí)驗(yàn)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 專題強(qiáng)化練(十五)力學(xué)實(shí)驗(yàn)(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題強(qiáng)化練(十五) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)
1.(2018·全國卷Ⅲ)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測量人的反應(yīng)時(shí)間.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)甲用兩個(gè)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(shí)間為__________________(用L、L1和g表示).
(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm.乙的反應(yīng)時(shí)間為_____
2、___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(shí)間t內(nèi),尺子下落高度h=L-L1,由自由落體運(yùn)動規(guī)律,h=gt2,解得t=,代入數(shù)據(jù)得:t=0.20 s.
答案:(1) (2)0.20 (3)多次測量取平均值;初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子.
2.(2018·天津卷)某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn),所用器材有:方木塊一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測力計(jì)兩個(gè),橡皮條(帶兩個(gè)較長的細(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,其中正確的有___
3、_____.
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.使用測力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿測力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對測力計(jì)刻度
D.用兩個(gè)測力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測力計(jì)的拉力
(2)該小組的同學(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.其中對于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是________.
解析:(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有普遍性,在實(shí)驗(yàn)過程中不應(yīng)讓橡皮條的拉力方向具有特殊的角度或位置,故A錯誤;在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)用一個(gè)力和用兩個(gè)力拉的
4、效果相同即可,即O位置相同,不需要每次實(shí)驗(yàn)的O位置相同,故B正確;使用測力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿測力計(jì)軸線,讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對彈簧測力計(jì)的刻度,故C正確;合力可以大于任何一分力,也可以小于任一分力,故D錯誤.
(2)AD實(shí)驗(yàn)中選取的力的標(biāo)度過大,導(dǎo)致畫力時(shí),線段太短,不利于實(shí)驗(yàn)精確度;B圖和C圖選用的標(biāo)度相同,但C中力太小,不利于作平行四邊形,故B符合題意.
答案:(1)BC (2)B
3.某同學(xué)用如圖所示裝置測物塊與長木板間的動摩擦因數(shù).圖中長木板固定在水平桌面上,光滑的四分之一圓弧軌道與長木板的上表面在O點(diǎn)相切,一豎直標(biāo)尺緊貼圓弧軌道左側(cè)放置,圓弧曲面與標(biāo)尺豎直面相切.
(1)在A點(diǎn)由靜止釋
5、放物塊,物塊經(jīng)圓弧軌道滑上長木板,最后停在a點(diǎn),改變滑塊釋放的位置于B點(diǎn),物塊最后停在長木板上的b點(diǎn),量出A、B間的高度h,a、b間的距離L,重力加速度為g,則物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=__________.
(2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,多次改變物塊釋放的位置,測出每次物塊釋放的位置離A點(diǎn)的高度h,最后停在長木板上的位置離O點(diǎn)的距離為x,作出x-h圖象,則作出的圖象應(yīng)該是__________ (填“過原點(diǎn)”或“不過原點(diǎn)”)的一條傾斜的直線,求出圖象的斜率為k,則物塊與長木板面間的動摩擦因數(shù)為μ=__________.
解析:(1)由能量守恒可知,mgh=μmgL,得μ=.
(2)設(shè)O
6、A間的高度為H,則mg(h+H)=μmgx,
得x=h+H,因此圖線是一條不過原點(diǎn)的傾斜直線,圖線的斜率k=,得μ=.
答案:(1) (2)不過原點(diǎn)
4.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,可以用來驗(yàn)證動能定理和探究力和加速度的關(guān)系兩個(gè)實(shí)驗(yàn).其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為沙和沙桶的質(zhì)量.(滑輪質(zhì)量不計(jì))
(1)對這兩個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是________.
A.都要用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量
B.為了讓小車受到的合力等于繩的拉力,都要將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力
C.都要讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)
D.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)
7、中都要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
(2)改變沙和沙桶的質(zhì)量,以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的aF圖象是一條直線,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為________.
(3)如下紙帶,若測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x,計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v,若要便于驗(yàn)證動能定理,應(yīng)畫________(選填“xv”“xv2”或“xv3”)圖象.
解析:(1)裝置中有彈簧測力計(jì),所以外力可以通過彈簧測力計(jì)讀出來,不需要測量沙和沙桶的質(zhì)量,更不需要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M,A、D錯誤;兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都必須要求繩子的拉力等于小車受到的合外力,故需要平衡摩擦力,B正確;在
8、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),都要讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù),C正確.
(2)對aF圖來說,圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù),彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=F合,故小車質(zhì)量為m=.
(3)要驗(yàn)證動能定理,需要對比外力做的功W=Fx和小車動能增加量ΔEk=mv2的關(guān)系,即畫出xv2圖象.
答案:(1)BC (2) (3)xv2
5.(2018·佛山質(zhì)檢)某同學(xué)利用如圖甲裝置探究彈簧的彈性勢能Ep與彈簧伸長量Δx之間的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度d .如圖乙所示測量值d=________ mm.
(2)按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧
9、,將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端;在立柱上固定一指針,標(biāo)示出彈簧不掛重錘時(shí)遮光條下邊緣的位置,并測出此時(shí)彈簧長度x0.
(3)測量出重錘質(zhì)量m,用輕質(zhì)細(xì)線在彈簧下方掛上重錘,測量出平衡時(shí)彈簧的長度x1,并按甲圖所示將光電門組的中心線調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則此彈簧的勁度系數(shù)k =________.
(4)用手緩慢地將重錘向上托起,直至遮光條恰好回到彈簧原長標(biāo)記指針的等高處(保持細(xì)線豎直),迅速釋放重錘使其無初速下落,光電門組記下遮光條經(jīng)過的時(shí)間Δt,則此時(shí)重錘下落的速度=________,彈簧此時(shí)的彈性勢能=__________(均用題目所給字母符號表示).
10、(5)換上不同質(zhì)量的重錘,重復(fù)步驟3、4,計(jì)算出相關(guān)結(jié)果,并驗(yàn)證彈性勢能Ep與彈簧伸長量Δx 之間的關(guān)系.
解析:(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度d=2 mm+0.05 mm×10=2.50 mm.
(3)由胡克定律:mg=k(x1-x0),解得:k=.
(4)遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度即為重物下落的速度v=;由能量關(guān)系可知彈簧的彈性勢能Ep=mgh-mv2=mg(x1-x0)-m.
答案:(1)2.50 (3)
(4) mg(x1-x0)-m
6.某同學(xué)利用如圖甲所示裝置探究平拋運(yùn)動中機(jī)械能是否守恒.在圓弧槽軌道的末端安裝一個(gè)光電門B,圓弧槽末端水平.地面上鋪有白紙,白紙上鋪有復(fù)寫紙
11、,讓小球從圓弧槽上固定位置A點(diǎn)由靜止釋放,通過光電門后落在地面的復(fù)寫紙上,在白紙上留下打擊印.重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次,測得小球通過光電門B的平均時(shí)間為Δt=2.50 ms.(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8 m/s2)
(1)用游標(biāo)卡尺測得小球直徑如圖乙所示,則小球直徑為d=__________mm,由此可知小球通過光電門的速度vB=__________m/s.
(2)實(shí)驗(yàn)測得軌道末端離地面的高度h=0.441 m,小球的平均落點(diǎn)P到軌道末端正下方O點(diǎn)的距離x=0.591 m,則由平拋運(yùn)動規(guī)律解得小球平拋的初速度v0=________m/s.
(3)在誤差允許范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)結(jié)果中小球通過光電門的速度vB
12、與由平拋運(yùn)動規(guī)律求解的平拋初速度v0滿足__________關(guān)系,就可以認(rèn)為平拋運(yùn)動過程中機(jī)械能是守恒的.
解析:(1)小球的直徑
d=5 mm+0.05 mm×0=5.00 mm,
小球通過光電門的速度vB==2.0 m/s.
(2)由平拋運(yùn)動規(guī)律可得:x=v0t,h=gt2,
可求得v0=1.97 m/s.
(3)在誤差允許范圍內(nèi),可認(rèn)為vB=v0,
平拋運(yùn)動過程中機(jī)械能是守恒的.
答案:(1)5.00 2.0 (2)1.97
(3)vB=v0(相等)
7.(2017·全國卷Ⅱ)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系.使用的器材有:斜面、滑
13、塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器.
圖甲 圖乙
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①如圖甲,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(shí),用光電計(jì)時(shí)器測得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt;
③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動方向的長度(如圖乙所示),表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)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中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟②③;
⑤多次重復(fù)步驟④;
⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出Δt圖,如圖丙所示.
14、
圖丙
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(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小,則與vA、a和Δt的關(guān)系式為=________.
(2)由圖丙可求得,vA=______cm/s,a=______cm/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析:(1)是Δt時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,vA為Δt時(shí)間內(nèi)的初速度,根據(jù)速度公式得=vA+a·=vA+Δt.
(2)由=vA+Δt可知,題圖丙中圖線與軸的交點(diǎn)為vA,圖線的斜率為.將圖線延長可知,vA=52.1 cm/s,在圖線上選取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn),求得斜率= cm/s2≈8.17 cm/s2,即a≈16.3 cm/s2.
答案:(1)vA+Δt (2)52.1 16.3
6