2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 高考題型二 實(shí)驗(yàn)1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)考情題型練.doc

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實(shí)驗(yàn)1　力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一) 1.(2018山東青島二模)下圖為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中選取兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的小球,按下面步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn): ①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2; ②安裝實(shí)驗(yàn)裝置,將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端切線水平,再將一斜面BC連接在斜槽末端; ③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,標(biāo)記小球在斜面上的落點(diǎn)位置P; ④將小球m2放在斜槽末端B處,仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標(biāo)記小球m1、m2在斜面上的落點(diǎn)位置; ⑤用毫米刻度尺測(cè)出各落點(diǎn)位置到斜槽末端B的距離。圖中M、P、N點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記下的小球在斜面上的三個(gè)落點(diǎn)位置,從M、P、N到B點(diǎn)的距離分別為sM、sP、sN。依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)回答下面問(wèn)題: (1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足m1　　　　m2(選填“>”“=”或“<”); (2)小球m1與m2發(fā)生碰撞后,m1的落點(diǎn)是圖中　　　　點(diǎn),m2的落點(diǎn)是圖中　　　　點(diǎn); (3)用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)表示,只要滿足關(guān)系式　　　　　　　　,就能說(shuō)明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的; (4)若要判斷兩小球的碰撞是否為彈性碰撞,用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)表示,只需比較　　　　與　　　　　　是否相等即可。 2. (2018江蘇卷)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量重力加速度g。細(xì)繩跨過(guò)固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪,兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘。實(shí)驗(yàn)操作如下: ①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H; ②在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼; ③左手將重錘2壓在地面上,保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2,同時(shí)右手開(kāi)啟秒表,在重錘1落地時(shí)停止計(jì)時(shí),記錄下落時(shí)間; ④重復(fù)測(cè)量3次下落時(shí)間,取其平均值作為測(cè)量值t。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)步驟④可以減小對(duì)下落時(shí)間t測(cè)量的　　　　(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差。 (2)實(shí)驗(yàn)要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多,主要是為了　　　　。 A.使H測(cè)得更準(zhǔn)確 B.使重錘1下落的時(shí)間長(zhǎng)一些 C.使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2M D.使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 (3)滑輪的摩擦阻力會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差?，F(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差,可以怎么做? (4)使用橡皮泥改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,并測(cè)出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0。用實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的量和已知量表示g,得g=　　　　。 3.(2018華南師大附中三模)如圖所示,某小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解。A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,并可沿固定的圓弧形軌道移動(dòng)。B固定不動(dòng),通過(guò)光滑鉸鏈連接一輕桿,將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架,調(diào)整使得O點(diǎn)位于圓弧形軌道的圓心處,保持桿沿水平方向。隨后按如下步驟操作: ①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ; ②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零; ③用另一繩在O點(diǎn)懸掛住一個(gè)鉤碼,記錄兩個(gè)傳感器讀數(shù); ④取下鉤碼,移動(dòng)傳感器A,改變?chǔ)冉?重復(fù)上述步驟①②③④,得到圖示數(shù)據(jù)表格a。 (1)根據(jù)表格a,可知A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中的力　　　(選填“F1”或“F2”),并求得鉤碼質(zhì)量為　　　　　kg(保留一位有效數(shù)字); (2)換用不同鉤碼做此實(shí)驗(yàn),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到數(shù)據(jù)表格b。則表格b中30所對(duì)應(yīng)的F2空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)為　　　　　N; 表格a F1/N 1.001 0.580 … 1.002 … F2/N -0.868 -0.291 … 0.865 … θ 30 60 … 150 … 表格b F1/N 1.103 … … F2/N … … θ 30 60 … (3)(單選)實(shí)驗(yàn)中,讓A傳感器沿圓心為O的圓弧形(而不是其他的形狀)軌道移動(dòng)的主要目的是　　　　　。 A.方便改變A傳感器的讀數(shù) B.方便改變B傳感器的讀數(shù) C.保持輕桿右端O的位置不變 D.方便改變細(xì)繩與桿的夾角θ  實(shí)驗(yàn)1　力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一) 1.答案 (1)>　(2)M　N (3)m1sP=m1sM+m2sN (4)m1sP　m1sM+m2SN 解析 (1)為了防止入射球碰后反彈,一定要保證入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量; (2)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度減小,都做平拋運(yùn)動(dòng),所以碰撞后m1球的落地點(diǎn)是M點(diǎn),m2球的落地點(diǎn)是N點(diǎn); (3)碰撞前,小球m1落在圖中的P點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v1。小球m1和m2發(fā)生碰撞后,m1的落點(diǎn)在圖中的M點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v1,m2的落點(diǎn)是圖中的N點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v2。設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α, 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得: sMsin α=12gt2,sMcos α=v1t 解得:v1=gsM(cosα)22sinα 同理可解得:v1=gsP(cosα)22sinα,v2=gsN(cosα)22sinα, 所以只要滿足:m1v1=m2v2+m1v1, 即:m1sP=m1sM+m2sN,則說(shuō)明兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒; 如果滿足小球的碰撞為彈性碰撞,則應(yīng)滿足:12m1v12=12m1v12+12m2v22 代入以上速度表達(dá)式可知,應(yīng)滿足公式為:m1sP=m1sM+m2sN; 故需要驗(yàn)證:m1sP和m1sM+m2sN相等。 2.答案 (1)偶然 (2)B (3)在重錘1上粘上橡皮泥,調(diào)整橡皮泥質(zhì)量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落。 (4)2(2M+m+m0)Hmt2 解析 (1)多次測(cè)量取平均值可以減小偶然誤差。 (2)對(duì)重錘1受力分析:(M+m)g-FT=(M+m)a ① 對(duì)重錘2受力分析:FT-Mg=Ma ② 聯(lián)立①②可得a=mg2M+m=12Mm+1g 當(dāng)m?M時(shí),a?g 由H=12at2得t=2Ha 當(dāng)a很小時(shí),t就較大,便于測(cè)量時(shí)間t并減小誤差,故選B。 (3)在重錘1上粘上橡皮泥,調(diào)整橡皮泥的質(zhì)量,直至重錘能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (4)對(duì)重錘1:(M+m+m0)g-FT1=(M+m+m0)a ① 對(duì)重錘2:FT2-Mg=Ma ② FT1=FT2+m0g ③ H=12at2 ④ 聯(lián)立①②③④得:g=2(2M+m+m0)Hmt2。 3.答案 (1)F1　0.05　(2)-0.955　(3)C 解析 (1)因繩子只能提供拉力,故A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1,對(duì)節(jié)點(diǎn)O受力分析有F1sin 30=mg,解得m=0.05 kg; (2)對(duì)于O點(diǎn),受力平衡,O點(diǎn)受到F1、F2和鉤碼向下的拉力,根據(jù)幾何關(guān)系可知, F2=F1cos 30=1.10332=0.955 N, 因?yàn)锽受到的是壓力,所以F2空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)為-0.955 N。 (3)實(shí)驗(yàn)中,讓A傳感器沿圓心為O的圓弧形軌道移動(dòng)的主要目的是:保持輕桿右端O的位置不變,從而保證OB水平,故選C。