2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題6 物理實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)作業(yè)集訓(xùn).doc

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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題6 物理實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)作業(yè)集訓(xùn) 1．(xx四川理綜8)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼，靜止時(shí)彈簧長度為l1，如圖1所示，圖2是此時(shí)固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大圖，示數(shù)l1＝________cm.在彈簧下端分別掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，5個(gè)相同鉤碼，靜止時(shí)彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量是50 g，掛2個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧彈力F2＝________N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8 m/s2)．要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是________，作出F－x曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系． 解析：　刻度尺示數(shù)為25.85 cm，注意估讀．掛2個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧彈力等于此時(shí)鉤碼的重力，即F＝2mg＝0.98 N．由于伸長量等于彈簧的長度減去原長，因此要得到伸長量，還需要測量彈簧原長． 答案：　25.85　0.98　彈簧原長 2．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在驗(yàn)證力的平行四邊形定則時(shí)，操作過程如下： ①將一張白紙固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度地拉兩個(gè)細(xì)繩套，使細(xì)繩套和橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位于圖甲中的O點(diǎn)； ②在白紙上記錄O點(diǎn)的位置和兩細(xì)繩套的方向，同時(shí)讀出兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F1和F2； ③選取合適的標(biāo)度在白紙上作出F1和F2的圖示，由平行四邊形定則作出F1和F2的合力F； ④用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩套，使細(xì)繩套和橡皮筋的結(jié)點(diǎn)仍到達(dá)O點(diǎn)； ⑤在白紙上記錄細(xì)繩套的方向，同時(shí)讀出彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F′； ⑥按以上選取的標(biāo)度在白紙上作出F′的圖示，比較F和F′的大小和方向； ⑦改變兩細(xì)繩套的方向和彈簧測力計(jì)的拉力的大小，重復(fù)以上操作，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論． (1)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的下列敘述中正確的是________； A．兩次拉伸橡皮筋應(yīng)將橡皮筋沿相同方向拉到相同長度 B．兩細(xì)繩套必須等長 C．每次都應(yīng)將彈簧測力計(jì)拉伸到相同刻度 D．拉橡皮筋的細(xì)繩套要長一些，標(biāo)記同一細(xì)繩套方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些 (2)某次操作時(shí)兩彈簧測力計(jì)的指針指在圖甲中所示的位置，則兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)分別為FB＝________N、FC＝________N； (3)如果本實(shí)驗(yàn)所用彈簧測力計(jì)的量程均為5 N．其中圖乙中F1＝3.00 N、F2＝3.80 N，且兩力互相垂直；圖丙中F1＝F2＝4.00 N，且兩力的夾角為30；圖丁中F1＝F2＝4.00 N，且兩力的夾角為120.其中明顯不符合操作的是圖________． 解析：　(2)由彈簧測力計(jì)的讀數(shù)規(guī)則可知FB＝3.20 N、FC＝2.60 N；(3)明顯不符合操作的是圖丙，因?yàn)閳D中兩個(gè)力的合力超過了彈簧測力計(jì)的量程，若用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)拉不到O點(diǎn)． 答案：　(1)AD　(2)3.20　2.60　(3)丙 3．一學(xué)生用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．在桌面上放置一塊水平長木板，木板一端帶滑輪，另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．木塊一端拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接跨過定滑輪的繩子，在繩子上懸掛一定質(zhì)量的鉤碼后可使木塊在木板上勻加速滑動(dòng)．實(shí)驗(yàn)中測得木塊質(zhì)量M＝150 g，鉤碼質(zhì)量m＝50 g. (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓繩子與木板________； (2)實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.10 s，所測數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)； (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可導(dǎo)出計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ＝____________(用M、m、g、a表示)；取g＝10 m/s2，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得μ＝________(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)． 解析：　(1)實(shí)驗(yàn)由紙帶測定木塊加速度，木塊所受拉力方向不變，保持與桌面平行，因此需要在實(shí)驗(yàn)前調(diào)整滑輪高度，使繩子與木板平行；(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推論Δx＝aT2可知，木塊的加速度a＝ m/s2＝0.25 m/s2；(3)鉤碼與木塊加速度大小相等，假設(shè)繩子張力為FT，對(duì)鉤碼有：mg－FT＝ma，對(duì)木塊則有：FT－μMg＝Ma，解兩式得：μ＝－，將已知條件代入解得：μ＝0.3. 答案：　(1)平行　(2)0.25　(3)－　0.3 4.用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車的質(zhì)量M(含車中的鉤碼)不變，用在繩的下端掛的鉤碼的總重力mg作為小車受到的合力，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車后端拖動(dòng)的紙帶測出小車運(yùn)動(dòng)的加速度． (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)繩的下端先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是________． (2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒有標(biāo)出，測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離，如圖乙所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測量值a＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)通過增加繩的下端掛的鉤碼的個(gè)數(shù)來改變小車所受的拉力F，得到小車的加速度a與拉力F的數(shù)據(jù)，畫出a－F圖線后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)F較大時(shí)，圖線發(fā)生了如圖丙所示的彎曲．該同學(xué)經(jīng)過思考后將實(shí)驗(yàn)方案改變?yōu)椋簩⑿≤囍械你^碼掛在繩的下端來增加鉤碼的個(gè)數(shù)和外力．那么關(guān)于該同學(xué)的修正方案，下列說法正確的是________．(寫選項(xiàng)字母) A．可以避免a－F圖線的末端發(fā)生彎曲 B．要避免a－F圖線的末端發(fā)生彎曲的條件是M≥m C．畫出的a－F圖線的斜率為 D．畫出的a－F圖線的斜率為 解析：　(1)讓重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力． (2)根據(jù)逐差法a＝＝10－2 m/s2＝1.0 m/s2. (3)對(duì)小車F＝Ma，對(duì)鉤碼mg－F＝ma，聯(lián)立解得a＝，在M＋m保持不變時(shí)，a－F圖線是一條直線，斜率為，因此A、D正確． 答案：　(1)平衡小車運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力　(2)0.99或(1.0)　(3)AD 5．某實(shí)驗(yàn)小組欲測定正方體木塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，采用如圖甲所示的裝置，圖中長木板水平固定． (1)實(shí)驗(yàn)開始之前某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測得正方體邊長，讀數(shù)如圖乙所示，則正方體的邊長為________cm. (2)如圖丙所示為該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶的一部分，0,1,2,3,4,5,6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出．從紙帶上測出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm，x5＝8.42 cm，x6＝9.70 cm，則木塊的加速度大小a＝________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)． (3)該組同學(xué)用天平測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，同時(shí)已知重力加速度為g，木塊的加速度為a.則木塊與長木板間動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式μ＝________. 解析：　(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為90 mm，二十分度游標(biāo)卡尺精確度為0.05 mm，游標(biāo)尺第3條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為0.15 mm，所以所測正方體邊長為90.15 mm＝9.015 cm；(2)由于相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)代表時(shí)間間隔為0.1 s，由計(jì)數(shù)點(diǎn)0～2段可計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)1的瞬時(shí)速度v1＝≈0.39 m/s，同理可求得計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度v5＝≈0.91 m/s，由加速度定義式可知，a＝＝1.3 m/s2；(3)設(shè)木塊所受線的拉力為F，對(duì)木塊應(yīng)用牛頓第二定律有：F－μMg＝Ma，對(duì)砝碼盤和砝碼整體，則有：mg－F＝ma，解兩式得：μ＝. 答案：　(1)9.015　(2)1.3　(3) 6．在利用“落體法”探究機(jī)械能守恒定律時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，具體操作如下： ①按照圖甲中的裝置組裝實(shí)驗(yàn)器材； ②將下端拴接重物的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，使紙帶呈豎直狀態(tài)，且使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器； ③接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶，在紙帶上打下一系列的點(diǎn)； ④換用新紙帶多次重復(fù)上述操作； ⑤從其中選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示，測量出圖乙中的計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的第一個(gè)點(diǎn)0的間距分別為h1、h2、h3. 由以上操作回答下列問題： (1)如果重物的質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度用g表示，則當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)重物動(dòng)能的增加量為________，重力勢能的減少量為________； (2)如果以打0點(diǎn)時(shí)重物的位置為零勢能點(diǎn)，求出重物下落任一高度時(shí)的動(dòng)能以及重力勢能，根據(jù)得出的多組數(shù)據(jù)，建立如圖丙所示的坐標(biāo)系，其中圖線A為重物的重力勢能的絕對(duì)值隨下落高度的變化規(guī)律圖線，圖線B為重物的動(dòng)能隨下落高度的變化規(guī)律圖線，且兩圖線的斜率分別為kA、kB.兩圖線沒有重疊的原因是______________________________． 解析：　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)重物的速度為v＝，此時(shí)重物增加的動(dòng)能為Ek＝mv2＝，重物減少的重力勢能為mgh2；(2)圖線A與圖線B不重疊的主要原因是重物和紙帶下落過程中需要克服阻力做功． 答案：　(1)　mgh2　(2)重物和紙帶下落過程中需要克服阻力做功 7．某同學(xué)為探究“合外力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，操作步驟為： ①按圖1擺好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M＝0.20 kg，鉤碼總質(zhì)量m＝0.05 kg.②先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為f＝50 Hz)，然后釋放小車，打出一條紙帶． (1)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖2所示，把打下的第一點(diǎn)記作0，選取點(diǎn)跡清晰的三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)標(biāo)記為1、2、3(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)，用刻度尺測得計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3到0點(diǎn)的距離分別為d1＝25.6 cm，d2＝36.0 cm，d3＝48.0 cm. 他把鉤碼重力作為小車所受合外力(g取9.8 m/s2)，算出打下0點(diǎn)到打下點(diǎn)2過程中合力做功W＝________J，把打下點(diǎn)2時(shí)小車的動(dòng)能作為小車動(dòng)能的改變量，算得Ek＝________J．(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (2)根據(jù)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他并沒能得到“合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差較大．你認(rèn)為產(chǎn)生這種情況的原因可能是________________(寫出一條即可)． 解析：　(1)由題意，合力做功為W＝mgd2＝0.176 J；打下點(diǎn)2時(shí)小車的速度v2＝＝1.12 m/s，此時(shí)小車的動(dòng)能Ek＝Mv＝0.125 J．(2)由于鉤碼重力做功大于小車動(dòng)能增加量，其原因一定是合外力小于鉤碼的重力，所以可能的原因是未平衡摩擦力或鉤碼的質(zhì)量沒有滿足遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件． 答案：　(1)0.176　0.125　(2)沒有平衡摩擦力或鉤碼的質(zhì)量沒有滿足遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件