高考物理复习真题训练16力学实验含答案解析文档格式.docx
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实验步骤如下:
①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;
将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t;
③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度,如图(b)所示,表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小,求出;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④;
⑥利用实验中得到的数据作出–∆t图,如图(c)所示.
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与vA、a和∆t的关系式为=.
(2)由图(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2.(结果保留3位有效数字)
(1)
(2)52.116.3(15.8~16.8)
(1)由于滑块做匀变速运动,在挡光片通过光电门的过程中,由运动学公式得:
,则t.
(2)由结合题图(c)可知,图线与纵轴的交点的纵坐标即为vA,将图线延长与纵轴相交,得vA=52.1cm/s,图线的斜率等于,即,求得a=16.3cm/s2.
3.(2017全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.
(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为_______N.
(2)撤去
(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;
现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N.
(i)用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平形四边形定则画出它们的合力F合;
(ii)F合的大小为_______N,F合与拉力F的夹角的正切值为________.
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.
(1)4.0
(2)(i)如图(ii)4.00.05
(1)由图可知,F的大小为4.0N.
(2)作力F1、F2的图示,作出合力F合,F合长为20mm,所以F合大小为4.0N,F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.
4.(2017江苏卷)利用如题10–1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.
(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到_____________________.
(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示.选择某一点为O,依次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s.
(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80m/s,利用W=mg算出拉力对小车做的功W.利用算出小车动能,并求出动能的变化量.计算结果见下表.
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出图象.
(4)实验结果表明,总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N.
(1)小车做匀速运动
(2)0.228
(3)
(4)0.093
本题考查探究恒力做功与物体动能变化关系的实验.
(1)挂钩码前,调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车,观察到小车做匀速直线运动,表明此时已消除了摩擦力的影响.
(2)打出计数点“1”时小车的速度.(3)根据题表格中的数据,描点作图.(4)由于W=mgΔx,ΔEk=FΔx,则有.
5.(2017北京卷)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验.
(1)打点计时器使用的电源是_______(选填选项前的字母).
A.直流电源B.交流电源
(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是_______(选填选项前的字母).
A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量
在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.
A.计时器不打点B.计时器打点
(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示.
实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_________,打B点时小车的速度v=_________.
(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象.由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;
分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________.
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2–W关系的是________.
(1)B
(2)AB(3)mgx2(4)v2=kW,k=(4.5~5.0)kg–1质量(5)A
(1)打点计时器使用的电源是交流电源,故选B.
(2)实验中,平衡摩擦力和其它阻力时,应先不挂重物,把长木板右端适当垫高,在小车后面挂上纸带,接通电源,在打点计时器打点的情况下,轻推一下小车,给小车一个初速度,若小车拖着纸带做匀速运动,则表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响.
(3)小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离,又小车所受拉力约等于重物重力,因此W=mgx2;
小车做匀变速直线运动,因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度,则.
(4)由图3可知,图线斜率k≈4.7kg–1,即v2=4.7kg–1·
W;
设小车质量为M,根据动能定理有,变形得,即k=,因此与图线斜率有关的物理量为质量.
(5)若m不满足远小于M,则由动能定理有,可得,v2与W仍然成正比关系,选A.
6.(2017天津卷)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.
①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______________.
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________.
A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度
(2)①AB②BC
①选用质量和密度较大的金属锤、限位孔对正都可以降低摩擦阻力对实验结果造成的误差,所以A、B正确;
动能与重力势能表达式中都含有质量m,可以约去,故不需要测量出质量m的具体数值,C错误;
重锤下落之前应该用手拉住纸带上端而不是用手托住重锤,D错误.②测出BC和CD的长度就可以计算出打下C点时的速度vC,再测出OC的长度,就可验证是否成立,所以B正确;
测出BD、EG的长度可计算出打下C、F两点时的速度vC和vF,再测出CF的长度,就可验证是否成立,所以C正确.
7.(2017海南卷)某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径,游标卡尺的示数分别如图(a)和图(b)所示.由图可读出,圆管内壁的直径为 cm,圆管外壁的直径为 cm;
由此可计算出金属圆管横截面的面积.
2.23,2.99.
图a中游标卡尺的主尺读数为22mm,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为3×
0.1mm=0.3mm,所以最终读数为:
22mm+0.3mm=22.3mm=2.23cm.
图b中游标卡尺的主尺读数为29mm,游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为9×
0.1mm=0.9mm,所以最终读数为:
29mm+0.9mm=29.9mm=2.99cm.
8.(2017浙江卷)在研究“平抛运动”实验中,
(1)图1是横档条,卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端时的.
A.球心B.球的上端C.球的下端
在此实验中,下列说法正确的是.(多选)
A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些
C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定
(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是.
A.释放小球时初速度不为零B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平
(3)图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是_______.
答案:
(1)BBD
(2)C(3)B
解析:
(1)题干中
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