2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 特色專題訓(xùn)練 力學(xué)實驗題巧練（二）.doc

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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 特色專題訓(xùn)練 力學(xué)實驗題巧練（二） 1.某課外科技活動小組學(xué)習(xí)了平行四邊形定則后，利用DIS實驗裝置研究“力的合成與分解”，如圖所示A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負．A連接質(zhì)量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿．將細繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作： ①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ； ②對兩個傳感器進行調(diào)零； ③用另一繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù)； ④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角重復(fù)上述實驗步驟，得到如下表格. F1 4.004 2.320 … 4.008 … F2 －3.472 －1.164 … 3.460 … θ 30 60 … 150 … (2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零，對此操作說明正確的是________． A．因為事先忘記了調(diào)零 B．何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響 C．為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響 D．可以完全消除實驗的誤差 2．在“研究勻變速直線運動”的實驗中，某同學(xué)設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示． (1)請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處錯誤： ①__________________；②__________________． (2)該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點，測得h1、h2、h3、h4、h5.若打點的周期為T，則打E點時速度為vE＝________；若分別計算出各計數(shù)點對應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫出v2與h的關(guān)系圖線，如圖丙所示，則小車的加速度a＝________m/s2. 3．如圖甲所示，用橫梁、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系． (1)把彈簧上端固定在橫梁上，下端懸吊不同重力的鉤碼，用刻度尺測量有關(guān)長度，實驗中需要測量的物理量有： ________________________________________________________________________. (2)關(guān)于實驗注意事項，以下哪項是沒有必要的？(填入字母序號)________． A．懸吊鉤碼后，在鉤碼靜止后再讀數(shù) B．盡量減小彈簧和橫梁之間的摩擦 C．彈簧的受力不超過它的彈性限度 (3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為 ________N/m.圖線不過原點的原因是 ________________________________________________________________________． 4. 某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器．實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A處傳感器的擋光時間為t1，通過B處傳感器的擋光時間為t2，重力加速度為g.為了證明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明． (1)下列必要的實驗測量步驟是________． A．用天平測出運動小物體的質(zhì)量m B．測出A、B之間的豎直距離h C．測出小物體釋放時離桌面的高度H D．用秒表測出運動小物體由A到B所用時間Δt (2)若該同學(xué)用d和t1、t2的比值分別來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度，并設(shè)想如果能滿足____________________關(guān)系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的． 5．(xx廈門質(zhì)檢)關(guān)于驗證機械能守恒定律的實驗．請回答下列問題： (1)利用打點計時器打出紙帶，請將下列步驟按合理順序排列________(填選項前字母)． A．釋放紙帶　　　　　　　 B．接通電源 C．取下紙帶 D．切斷電源 (2)在打出的紙帶上選取連續(xù)的三個點A、B、C，如圖所示．測出起始點O到A點的距離為s0，A、B兩點間的距離為s1，B、C兩點間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式 ________________________________________________________________________ ________，即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，使用交流電的周期為T)． (3)下列敘述的實驗處理方法和實驗結(jié)果，正確的是________． A．該實驗中不用天平測重物的質(zhì)量，則無法驗證機械能守恒定律 B．該實驗選取的紙帶，測量發(fā)現(xiàn)所打的第一點和第二點間的距離為1.7 mm，表明打點計時器打第一點時重物的速度不為零 C．為了計算方便，本實驗中選取一條理想紙帶，然后通過對紙帶的測量、分析，求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?，再代入表達式：mgh＝mv2進行驗證 D．本實驗中，實驗操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實驗結(jié)果一定是mgh略大于mv2，不可能出現(xiàn)mv2略大于mgh的情況 6．(1)圖甲為某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置示意圖，一端帶有定滑輪的木板直接放在水平桌面上，細線與長木板平行．在研究小車(含砝碼)質(zhì)量不變，加速度和作用力的關(guān)系時，他先后五次改變砂和砂桶的總質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度a.在第一次測量時，砂和砂桶的總質(zhì)量為m1，小車質(zhì)量M＝20m1，以后每次在砂桶里增加質(zhì)量為Δm的砂子，已知Δm＝.若把砂和砂桶的總重力作為小車所受合力F的大小，按這五組數(shù)據(jù)畫出的a－F圖象可能是下列圖乙中的________． (2)第(1)題圖象中圖線不過坐標(biāo)原點的原因是______________，若對此采取了糾正，該實驗還存在一個較大的系統(tǒng)誤差，是由砂和砂桶的總重力不等于小車受到的拉力引起的．設(shè)砂和砂桶的總重力為F測，小車真正受到的拉力為F真．若定義100%為拉力測量的百分誤差，現(xiàn)要求百分誤差不大于5%，則當(dāng)小車的總質(zhì)量為200 g時，砂和砂桶的總質(zhì)量最大不能超過________g. 7．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗，他通過成倍增加位移的方法來進行驗證．方法如下：將光電門固定在水平軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，保持小車(帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門的距離進行多次實驗，每次實驗時要求小車都由靜止釋放. (1)用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm. (2)如果每次實驗時遮光條通過光電門的時間為t，小車到光電門的距離為s，通過描點作出線性圖象來反映合力做的功與動能改變量的關(guān)系，則所作圖象關(guān)系是________時才能符合實驗要求． A．s－t　　　B．s－t2　　C．s－t－1　　D．s－t－2 (3)下列實驗操作中必要的是________． A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運動 B．必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 C．必須保證小車由靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放 8．(xx武漢市武昌區(qū)高三調(diào)研)如圖所示，上、下兩個完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，上軌道可上下平移，在兩軌道相對于各自軌道末端高度相同的位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關(guān)，兩個小球同時開始運動．離開圓弧軌道后，A球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，則： (1)B球進入水平軌道后將做________________運動；改變上軌道的高度，多次重復(fù)上述實驗過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是：________________________________________________________________________. (2)某次實驗恰按圖示位置釋放兩個小球，兩個小球相碰的位置在水平軌道上的P點處，已知固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長均為9 cm，則可計算出A球剛到達P點時的速度大小為________m/s.(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 力學(xué)實驗題巧練(二) 1．解析：(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1，平衡時，mg＝F1sin θ，當(dāng)θ＝30時，F(xiàn)1＝4.004 N，可求得m≈0.2 kg.(2)在掛鉤碼之前，對傳感器進行調(diào)零，目的是消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響，故C正確． 答案：(1)F1　0.2　(2)C 2．解析：(1)兩處錯誤是①打點計時器應(yīng)該接交流電源，②開始時小車應(yīng)該靠近打點計時器．(2)vE＝，根據(jù)公式v2－v＝2ax可知，題圖丙中圖線的斜率等于2a得a＝5.4 m/s2. 答案：(1)①打點計時器應(yīng)該接交流電源?、陂_始時小車應(yīng)該靠近打點計時器　(2)　5.4 3．解析：(1)根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧受不同外力所對應(yīng)的長度．(2)胡克定律只在彈性限度內(nèi)才成立；實驗時應(yīng)在鉤碼靜止、形變量穩(wěn)定時讀數(shù)；彈簧和橫梁之間的摩擦力對本實驗沒有影響，所以選B.(3)根據(jù)題圖乙中圖線的斜率等于k，取題圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個點，利用ΔF＝kΔx，可得k＝200 N/m；圖線不過原點是由于彈簧具有自重，使得彈簧不加外力時就有形變量． 答案：(1)彈簧原長、彈簧受不同外力所對應(yīng)的長度　(2)B　(3)200　彈簧存在自重 4．解析：(1)本實驗需要驗證小物體由A運動到B過程中，小物體減少的重力勢能mghAB和增加的動能m(v－v)在誤差允許范圍內(nèi)是否近似相等，即(v－v)≈ghAB，故無需測量小物體的質(zhì)量和小物體釋放時離桌面的高度H，A、C項錯誤；需要測量A、B之間的豎直距離，B項正確；速度是通過光電門測量的，因此無需用秒表測出運動小物體由A到B所用時間Δt，D項錯誤．(2)由題意知小物體經(jīng)過兩光電門的速度分別為和，代入(v－v)≈ghAB可知，如果能滿足－≈2gh即可證明小物體自由下落過程中機械能守恒． 答案：(1)B　(2)(d/t2)2－(d/t1)2≈2gh 5．解析：(1)打點計時器使用時，先接通電源，后釋放紙帶；計時器不能長時間持續(xù)工作，使用完畢應(yīng)立即關(guān)閉電源，故操作次序應(yīng)為BADC.(2)由勻變速直線運動規(guī)律可知，紙帶上打B點時重物的速度vB＝，重物帶動紙帶由O運動到B過程中，重物減少的重力勢能為mg(s0＋s1)，重物增加的動能為mv，驗證機械能守恒定律，二者應(yīng)在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，將vB代入整理可得：8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2.(3)由8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2可知，驗證機械能是否守恒與重物質(zhì)量無關(guān)，A項錯誤；若紙帶從靜止開始運動，紙帶在0.02 s內(nèi)的位移h＝gt2≈2 mm；若初速度不為零，則位移應(yīng)大于2 mm，B項錯誤；易知C項錯誤；實驗中，不可避免地要克服摩擦力做功，因此勢能的減少量mgh一定大于動能的增加量mv2，D項正確． 答案：(1)BADC　(2)8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2　(3)D 6．解析：(1)設(shè)小車與桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ，由牛頓第二定律可得F－μMg＝Ma，解得a＝－μg，A、B錯．若F較大時，不滿足M?m，此時應(yīng)用牛頓第二定律求解加速度時，繩子的彈力F不可近似認為等于砂和砂桶的重力，而是小于砂和砂桶的重力，故加速度值與a＝－μg相比減小，C對，D錯．(2)由于未平衡摩擦力，故導(dǎo)致砂與砂桶重力較小時，小車未加速運動，a－F圖象上表現(xiàn)為不過原點，與橫軸有一定截距；由題意可知F測＝mg，設(shè)整體的加速度為a，由于摩擦力已被平衡，故繩的拉力為F真，由牛頓第二定律可得F真＝Ma，mg－F真＝ma，解得：F真＝，由題意可知百分誤差100%＝100%≤5%，代入質(zhì)量M＝200 g，解得：m≤10 g. 答案：(1)C　(2)沒有平衡小車所受的摩擦力　10 7．解析：(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為：10 mm＋0.0515 mm＝1.075 cm. (2)由題意可知，該同學(xué)是通過成倍改變位移來改變做功的，設(shè)重物對小車的拉力為F，對小車有： Fs＝m，即有：s∝，則D正確． (3)由(2)可知，公式中的F是指小車所受到的合力，而且在整個實驗過程中保持不變，所以在該實驗中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關(guān)系也不會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0，則會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，選項C正確． 答案：(1)1.075　(2)D　(3)C 8．解析：(1)觀察到A球正好砸在B球上，說明兩球在水平方向上，在相等的時間內(nèi)，運動的位移相等，又因為B球進入水平軌道后將做勻速直線運動，從而說明A球(或平拋運動)的水平分運動是勻速直線運動．(2)由平拋運動規(guī)律可得：x＝v0t，h＝gt2，可得：v0＝x；由動能定理可得：mv2－mv＝mgh，聯(lián)立可得：v＝＝ ＝4.5 m/s. 答案：(1)勻速(直線)　A球(或平拋運動)的水平分運動是勻速直線運動　(2)4.5