《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 5-12 力學(xué)實驗真題對點練(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 5-12 力學(xué)實驗真題對點練(含解析)(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、力學(xué)實驗
1.(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)如圖5-12-18(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置,簡化為圖中的指針.
圖5—12—18
現(xiàn)要測量圖5-12-18(a)中彈簧的勁度系數(shù).當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時,移動游標(biāo),使其零刻度線對準(zhǔn)指針,此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm;當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時,移動游標(biāo),再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針,標(biāo)尺示數(shù)如圖5-12-18(b)所示,其讀數(shù)為________cm.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為__
2、____N/m(保留3位有效數(shù)字).
解析:標(biāo)尺的游標(biāo)為20分度,精確度為0.05 mm,游標(biāo)的第15個刻度與主尺刻度對齊,則讀數(shù)為37 mm+15×0.05 mm=37.75 mm=3.775 cm.
彈簧形變量x=(3.775-1.950)cm=1.825 cm,
砝碼平衡時,mg=kx,所以勁度系數(shù)
k== N/m≈53.7 N/m
答案:3.775 53.7
2.(2017年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動,用自制“滴水計時器”計量時間.實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖5-12-19(a)所示.實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車.在小車運(yùn)
3、動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖5-12-19(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置.(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴)
圖5—12—19
(1)由圖5-12-19(b)可知,小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動的.
(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖5-12-19(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動.小車運(yùn)動到圖5-12-19(b)中A點位置時的速度大小為________m/s,加速度大小為________m/s2.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
解析:(1)由于小車在水平桌面上運(yùn)動時必然受到阻力作用,做勻減速直線運(yùn)動,相鄰水滴(時間間
4、隔相同)的位置間的距離逐漸減小,所以由題圖(b)可知,小車在桌面上是從右向左運(yùn)動的.(2)滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴,其滴水的時間間隔為T== s.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,可得小車運(yùn)動到題圖(b)中A點位置時的速度大小為vA=≈0.19 m/s.由Δx=aT2和逐差法可得,小車運(yùn)動的加速度大小為a=≈0.037 m/s2.
答案:(1)從右向左 (2)0.19 0.037
3.(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)某同學(xué)用圖5-12-20(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù).跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平,在木塊上方放置砝碼.
5、緩慢向左拉動水平放置的木板,當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時,彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大?。炒螌嶒炈脭?shù)據(jù)在下表中給出,其中f4的值可從圖5-12-20(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出.
圖5—12—20
砝碼的質(zhì)量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑動摩擦力f/N
2.15
2.36
2.55
f4
2.93
回答下列問題:
(1)f4=________N;
(2)在圖5-12-20(c)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線;
(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小
6、g之間的關(guān)系式為f=__________,f-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k=________;
(4)取g=9.80 m/s2,由繪出的f-m圖線求得μ=________.(保留2位有效數(shù)字)
解析:(1)由圖(b)可讀出彈簧秤的示數(shù)f4=2.75 N.
(3)摩擦力表達(dá)式f=μ(M+m)g,其斜率k=μg.
(4)圖線的斜率k===3.9 N/kg.
解得μ≈0.40.
答案:(1)2.75 (2)如圖5—12—21所示
圖5—12—21
(3)μ(M+m)g μg (4)0.40
4.(2017年高考·課標(biāo)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
7、有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上,如圖5-12-22(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5-12-22(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5-12-22(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=
8、5.6 N.
(ⅰ)用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O(shè)為作用點,在圖5-12-22(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5—12—22
(ⅱ)F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)(ⅰ)利用平行四邊形定則作圖;(ⅱ)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
9、,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)(ⅰ)如圖5—12—23所示
(ⅱ)4.0 0.05
圖5—12—23
5.(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運(yùn)動進(jìn)行研究.物塊拖動紙帶下滑,打出的紙帶一部分如圖5-12-24所示.已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz,紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出.在A、B、C、D、E五個點中,打點計時器最先打出的是________點,在打出C點時物塊的速度大小為________m/s(保留3位有效數(shù)字);物塊下滑的加速度大小為________m
10、/s2(保留2位有效數(shù)字).
圖5—12—24
解析:分析可知,物塊沿傾斜長木板做勻加速直線運(yùn)動,紙帶上的點跡,從A到E,間隔越來越大,可知,物塊跟紙帶的左端相連,紙帶上最先打出的是A點;在打點計時器打C點瞬間,物塊的速度vC==m/s=0.233 m/s;根據(jù)逐差法可知,物塊下滑的加速度a==m/s2=0.75 m/s2.
答案:(1)A (2)0.233 (3)0.75
6.(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)如圖5-12-25所示,某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗.所用器材有:鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50 Hz的交流電源,紙帶等.回答下列問題:
11、
圖5—12—25
(1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ=____________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)
(2)某次實驗時,調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°.接通電源,開啟打點計時器,釋放鐵塊,鐵塊從靜止開始沿木板滑下.多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶,如圖5-12-26所示.圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出).重力加速度為9.80 m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為________(結(jié)果保留2位小數(shù)).
圖5—12—26
解析:(1)由mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得:μ=①
(2)由逐差法a=得:
12、
SⅡ=(76.39-31.83)×10-2 m,
T=0.1 s,SⅠ=(31.83-5.00)×10-2 m,
故a= m/s2=1.97 m/s2,
代入①式,得:μ==0.35
答案:(1) (2)0.35
7.(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)甲乙兩位同學(xué)設(shè)計了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測重力加速度的實驗.實驗中,甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球,乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時候拍照.已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片.
(1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息,在此實驗中還必須使用的器材是________.(填正確答案標(biāo)號)
A.米尺 B.秒表
C.光電門
13、 D.天平
(2)簡述你選擇的器材在本實驗中的使用方法.
答:__________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
(3)實驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,則該地的重力加速度大小為g=________m/s2.(保留2位有效數(shù)字)
解析:此實驗用數(shù)碼相機(jī)替代打點計時器,故實驗原理是相同的,仍然需要米尺來測量點與點之間的距離;就本實驗而言,因為是不同照片,所以是測量連續(xù)幾張照片上小球位置之間的距離;加速度求解仍然用逐差法計算,注意是bc與ab之間的距離差.
答案:(1)A
(2)將米尺豎直放置,使小球下落時盡量靠近米尺.
(3)9.7 g==9.7 m/s2
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