教师版人教版高考物理二轮复习模拟测试《力学实验专题》.docx
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教师版人教版高考物理二轮复习模拟测试《力学实验专题》
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2019年人教版高考物理二轮复习模拟测试《力学实验专题》
1.甲乙两同学做测定木板与铁块之间的动摩擦因数的实验时,设计了甲乙两种方案:
方案甲:
木板固定,用弹簧秤拉动铁块,如图甲所示;
方案乙:
铁块通过弹簧秤与墙连接,用手拉动木板,如图乙所示。
实验器材有:
弹簧秤,木板,质量为400g的铁块,细线,质量为200g的配重若干。
()
(1)上述两种方案你认为更合理的方案是(填“甲”或“乙”)
(2)某同学在铁块上加上配重,改变铁块对木板的正压力,记录了实验数据如下表所示:
请根据上述数据画出铁块所受摩擦力Ff和压力FN的关系图象;由图象可求出木板和铁块间动摩擦因数是。
【答案】
(1)乙
(2)如下图0.25(误差在0.02范围内均可得分)
【解析】据题意,方案乙比较理想,方案乙中,摩擦力作用在物块上,弹簧秤测量出的是擦力,而甲图中弹力可能不等于摩擦力;
(2)图像如上图所示;图像的斜率为动摩擦因数,即:
。
2.某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。
图中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔,右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端,A,B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上。
不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。
实验时,先接通电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。
该同学在保证小车A质量不变的情况下,通过改变P的质量来改变小车A所受的外力,由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表所示。
(1)第4次实验得到的纸带如图所示,O,A,B,C和D是纸带上的五个计数点,每两个相邻点间有四个点没有画出,A,B,C,D四点到O点的距离如图。
打点计时器电源频率为50Hz。
根据纸带上数据计算出小车加速度a为__m/s2。
(保留二位小数)
(2)在实验中,(选填“需要”或“不需要”)满足重物P的质量远小于小车A的质量。
(3)根据表中数据,在图示坐标系中做出小车加速度a与力F的关系图象(不要求答在答题卡上),根据图象推测,实验操作中重要的疏漏是。
【答案】
(1)0.43
(2)不需要(3)如图所示
没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足
【解析】利用逐差法求加速度,(BD-OB)=a(2T)2,T=0.1s,解得a=0.43m/s2。
实验中轻绳对小车的拉力大小等于C处传感器的拉力大小,不需要满足满足重物P的质量远小于小车A的质量。
通过数据作图,斜线与横轴有截距,表示未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
3.①某同学在实验室用精度是0.lmm游标卡尺测量一物件的长度,测量情况如下左图所示,由图中读出的该物件的长度为cm。
②打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打印相邻两点的时间间隔为________s。
如上右图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带,A,B,C,D,E是纸带上五个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,C点对应的速度是________m/s(计算结果保留三位有效数字).
【答案】
(1)①1.06;②0.02,0.102(或0.103)
【解析】本题主要考查了游标卡尺的读数匀变速直线运动的速度计算。
①由游标卡尺读数规则知物件的长度为1.06cm;②打点计时器电源频率为50Hz,故打点周期是T0=0.02s。
匀变速运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
相邻两点间有四个点没有画出,相邻间隔T=0.1s故vC==m/s=1.102m/s。
4.
(1)为了完成《探究加速度与力,质量关系》的实验,实验室已经为小涛准备了一端带有滑轮的长直轨道(远离滑轮端高度可调),小车,电火花计时器,纸带,钩码,请问小涛还需要那些器材,请从下列器材中选取______________(填序号)
A.刻度尺B.带细绳的小桶C.秒表D.天平E.低压交流电源F.砝码
(2)该同学在处理纸带时有如下A,B两条纸带,哪一条有可能是该实验得到的纸带________(填A或B)
(3)在某一次测量中得到如图1所示纸带,A,B,C,D,E,F,G为6个计数点,各点到O点的距离已标在对应点下方(相邻计数点间有4个点未画出),请利用图示数据尽量精确地计算出加速度a=__________m/s2(保留3位有效数字)。
若保持小车质量不变,根据实验数据该同学作出了加速度a随合力F的变化曲线,如图2所示.该图线不通过原点,请你分析其主要原因是
【答案】
(1)ABDF
(2)B(3)0.986没有平衡摩擦或平衡摩擦不够
【解析】
(1)需刻度尺测量长度,带细绳的小桶提供动力,天平测量质量,砝码用来改变小车质量,有打点计时器,故不需要秒表,电火花打点计时器用220V交流电,故不需要低压交流电,所以应选取ABDF;
(2)小车做匀加速直线运动,打出的纸带间距应越来越大,所以选择B.(3)设从A开始,两个计数点之间的位移分别为:
s1,s2,s3,s4,s5,s6,根据作差法得.
图线不通过坐标原点,F不为零时,加速度仍为零,知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
5.某实验小组拟用甲图所示的装置研究滑块的运动。
实验器材有:
滑块,钩码,纸带,毫米刻度尺,带滑轮的木板,漏斗和细线组成的单摆(细线质量不计且不可伸长,装满有色液体后,漏斗和液体质量相差不大)等。
实验前,在控制液体不漏的情况下,从漏斗某次经过最低点时开始计时,测得之后漏斗第100次经过最低点共用时100秒;实验中,让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动,漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。
(1)单摆的周期是s;
(2)图乙是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带,根据纸带可求出滑块的加速度为
m/s2;(结果取两位有效数字)
(3)用该实验装置测量滑块加速度,对实验结果影响最大的因素是。
【答案】
(1)2
(2)0.10(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化。
从而改变单摆周期,影响加速度的测量值
【解析】
(1)一个周期内漏斗2次经过最低点,所以周期T=2s;
(2)由图可知时间间隔为半个周期t=1s,由逐差法可知
;(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化。
从而改变单摆周期,影响加速度的测量值.
6.为了探究平抛运动的规律,某同学设计如图所示的实验装置,两个完全相同的斜槽固定在同一竖直平面内,斜槽2的末端吻接一足够长的水平轨道,让两个完全相同小球同时从斜槽上滚下。
(多选题)
(1)有关该实验下列说法正确的是()
A.只能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动
B.只能验证平抛运动水平方向是匀速直线运动
C.既能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动,又能验证水平方向是匀速直线运动
D.两小球释放点距斜槽末端的高度差应相等
(2)为使实验成功,给该同学提出两条合理的建议:
①,
②。
【答案】
(1)BD
(2)斜槽2的水平轨道光滑;两斜槽末端切线水平;两小球无初速释放。
【解析】
(1)当两个球从相同高度差地方同时运动,球A进入水平端后将做平抛运动,球B进入水平端后做匀速运动,两球将会相碰,则说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,故选项BD正确。
(2)斜槽水平端要水平;斜槽尽量光滑;两球无初速度释放。
7.为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A.小车B.钩码C.一端带滑轮的木板D.细线E.电火花计时器F.纸带
G.毫米刻度尺H.低压交流电源I.220V的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是(填写器材序号),还应补充的器材是.
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1,2,3,4,5,6点的距离分别为打点周期为T.则打点2时小车的速度=;若测得小车质量为M,钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为.
(3)在实验数据处理时,如果以为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出图象,其图线的斜率表示的物理量的表达式为___________.
【答案】
(1)H,天平;
(2)或,;(3)
【解析】
(1)电火花计时吕髟的是220V交流电源,因此低压交流电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质量M;
(2)打点2时的速度等于1—3间的平均速度,即;根据机械能守恒,整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能,即;
(3)根据,因此的斜率就是加速度,而对砝码进行受力分析可知:
,而对小车,因此可得。
8.甲乙两个同学共同研究在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系。
(1)甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。
图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。
实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。
根据以上数据,可以算出小车的加速度a=m/s2。
(结果保留三位有效数字)
(2)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a~图线后,发现:
当较大时,图线发生弯曲。
于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象。
那么,该同学的修正方案可能是()
A.改画a与的关系图线B.改画a与的关系图线
C.改画a与的关系图线D.改画a与的关系图线
【答案】
(1)0.343m/s2
(2)A
【解析】
(1)由题意知,打点周期为0.02s,相邻两计时点间间隔为0.1s,根据逐差法可求小车的加速度解得a=0.343m/s2;
(2)当较大时,图线发生弯曲,是因为砝码的质量相对小车的质量不能忽略,故应把小车与砝码视为整体研究,即改画a与的关系图线,所以A正确;B,C,D错误。
9.某课外兴趣小组利用下图的实验装置研究“加速度与合外力的关系”
(1)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可使木板适当倾斜来平衡摩擦力,则下面操作正确的是()
A.不挂钩码,放开没有纸带的小车,能够自由下滑即可
B.不挂钩码,轻推没有纸带的小车,小车能够匀速下滑即可
C.不挂钩码,放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可。
D.不挂钩码,轻推拖着纸带的小车,小车能够匀速下滑即可
(2)该小组同学实验时先正确平衡摩擦力,并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力,改变钩码的个数,确定加速度a与细线上拉力F的关系,下列图象中能正确表示该同学实验结果的是.
(3)在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz,某次实验中一段纸带的打点记录如图所示,则小车运动的加速度大小为(保留3位有效数字)
【答案】
(1)D
(2)A(3)7.50
【解析】
(1)平衡摩擦力时,使重力沿斜面方向的分力等于摩擦力,不挂钩码,轻推拖着纸带的小车,小车能够做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.选:
D.
(2)因为拉力是由传感器测出,已经平衡了摩擦力,则加速度与拉力的关系图线是过原点的倾斜直线,即加速度与拉力成正比.选:
A.
(3)根据△x=aT2,运用逐差法得,a==7.50m/s2.
10.在探究动能定理的实验中,某实验小组组装了一套如图所示的装置,拉力传感器固定在小车上,一端与细绳相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。
穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接,打点计时器打点周期为T,实验的部分步骤如下:
①平衡小车所受的阻力:
不挂钩码,调整木板右端的高度,用手轻推小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点。
②测量小车和拉力传感器的总质量M,按图组装好仪器,并连接好所需电路,将小车停在
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