高考物理命题潜规则解密专项64力学创新实验.docx
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高考物理命题潜规则解密专项64力学创新实验
2019高考物理命题潜规则解密:
专项64力学创新实验
规那么验证:
2018年海南物理第14题、2017年全国理综I第22题、2017年四川理综第22题、2017年上海物理第18题
【命题分析】解答力学创新实验需要应用相关知识,难度中等。
【典例分析】
典例1.〔2018年海南物理第14题〕.水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图〔A〕所示。
现利用此装置探究弹簧的弹性势能EP与其压缩时长度的改变量X的关系。
先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出X的数值;然后将小滑块从静止释放。
用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间T。
多次改变X,测得的X值及其对应的T值如下表所示。
〔表中的
值是根据T值计算得出的〕
〔1〕根据表中数据,在图(B)中的方格纸上作
—X图线。
〔2〕回答以下问题:
〔不要求写出计算或推导过程〕
①点(0,0)在
—X图线上,从
—X图线看,
与X是什么关系?
②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能EK与
是什么关系?
③当弹簧长度改变量为X时,弹性势能与相应的EK是什么关系?
④综合以上分析,EP与X是什么关系?
典例2.〔2017年全国理综I第22题〕图1是利用激光测转速的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。
当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来〔如图2所示〕。
〔1〕假设图2中示波器显示屏横向的每大格〔5小格〕对应的时间为5.00×10-2S,那么圆盘的转速为_______转/S。
〔保留3位有效数字〕
〔2〕假设测得圆盘直径为10.20CM,那么可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________CM。
〔保留3位有效数字〕
典例3〔2017年四川理综第22题〕一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。
盘边缘上固定一竖直的挡光片。
盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图1所示。
图2为光电数字计时器的示意图。
光源A中射出的光可照到B中的接收器上。
假设A、B间的光路被遮断,显示器C上可显示出光线被遮住的时间。
挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图3所示。
圆盘直径用游标卡尺测得,结果如图4所示。
由图可知,
⑴挡光片的宽度为_________MM。
⑵圆盘的直径为___________CM。
⑶假设光电数字计时器所显示的时间为50.0MS,那么圆盘转动的角速度为_______弧度/秒〔保留3位有效数字〕。
4.〔2017年上海物理第18题〕利用图〔A〕实验可粗略测量人吹气产生的压强。
两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度H,棉球质量M,开始时的静止位置与管口B的距离X,落地点C与管口B的水平距离L。
然后多次改变X,测出对应的L,画出L2-X关系图线,如图〔B〕所示,并由此得出相应的斜率K。
〔1〕假设不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度V0=________。
〔2〕假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度G,大气压强P0均为,利用图〔B〕中拟合直线的斜率K可得,管内气体压强P=________。
〔3〕考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,那么〔2〕中得到的P与实际压强相比________〔填偏大、偏小〕。
5.〔2018·四川理综〕某物理兴趣小组采用如下图的装置深入研究平抛运动。
质量分别为MA和MB的A、B小球处于同一高度,M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。
用小锤打击弹性金属片,使A球沿水平方向飞出,同时松开B球,B球做自由落体运动。
A球落到地面N点处,B球落到地面P点处。
测得MA=0.04KG,MB=0.05KG,B球距地面的高度是1.225M,M、N点间的距离为1.500M,那么B球落到P点的时间是____________S,A球落地时的动能是__________J。
〔忽略空气阻力,G取9.8M/S2。
〕
6.〔2017江苏物理〕为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置〔如图4所示〕、实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力、
〔1〕往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车〔选填“之前”或“之后”〕接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点、
〔2〕从纸带上选取假设干计数点进行测量,得出各计数点的时间T与速度V的数据如下表:
时间T/S
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50【来
速度V/〔M·S-1〕
0.12
0.19
0.23
0.26
0.28
0.29
请根据实验数据作出小车的V—T图象、
〔3〕通过对实验结果的分析,该同学认为:
随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?
请根据V-T图象简要阐述理由、
【2018高考模拟实验题精选训练】
1、〔6分〕〔2018年4月上海崇明县二模〕一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴,某同学决定测量雾滴的喷射速度,他采用如图1所示的装置,一
个直径为D=40CM的纸带环,安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线,如图1所示、在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝A转至与狭缝B正对平行时,雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹〔假设此过程转台转过不到一圈〕、将纸带从转台上取下来,展开平放,并与毫米刻度尺对齐,如图2所示、
〔1〕设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为
,那么从图2可知,其中速度最大的雾滴到标志线的距离S1=CM,速度最小的雾滴到标志线的距离S2=CM;
〔2〕如果转台转动的周期为T,那么这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为V0=〔用字母表示〕;
〔3〕如果以纵坐标表示雾滴速度V0、横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数
,画出V0-
图线,如图3所示,那么可知转台转动的周期为
S、
2.〔2018年3月青岛市高三一模〕物理实验小组利用如下图的自制实验装置进行探究实验、沿竖直墙面固定一根刻度尺,使刻度尺的零刻度与水平地面重合;在墙上,距离地面高度为L的P点固定一小定滑轮,用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮,两端拴接质量不等的两个物体A、B、开始时,将两物体处于相等高度位置,丝线绷直,通过刻度尺,记录A、B两物体距离地面的高度为H;然后,同时由静止释放A、B物体,较重的A物体竖直下落与地面相碰后静止,较轻的B物体仍向上运动,观察B物体所能到达的最大高度为H,并记录下来、
①根据上述测量的物理量可计算A、B两物体质量之比
=;
②用天平测量两物体质量,所得A、B两物体质量之比,与上述①所得数据略有差距,试分析造成误差的原因;
③假设要尽量减小本实验误差,可采取的方法有哪些
;
④假设换用不同质量的物体进行该实验,每次释放后,要使较轻的B物体不至于碰到定滑轮,那么,丝线所需的长度不应小于、
3.〔2018年4月山东枣庄二模〕
〔I〕研究小组通过分析、研究发现,弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量X的关系为EP=CXN,其中,C为与弹簧本身性质有关的常量;为了进一步探究N的数值,通常采用取对数作函数图象的方法来确定。
为此他们设计了如下图的实验装置,L型长直平板一端放在水平桌面上,另一端放在木块P上;实验开始时,移动木块P到某一位置,使小车可以在板面上做匀速直线运动。
弹簧一端固定在平板上端,在平板上标出弹簧未形变时另一端位置O,A点处放置一光电门,用光电计时器记录小车的挡光板经过光电门的挡光时间。
〔1〕某同学建议按以下步骤采集实验数据,
以便作出LGV与LGX的函数图象:
A、用游标卡尺测出小车的挡光板宽度D
B、用天平称出小车的质量M
C、用刻度尺分别测出OA距离L,O点到桌面的高度H1,A点到桌面的高度H2
D、将小车压缩弹簧一段距离,用刻度尺测出弹簧压缩量X;再将小车由静止释放,从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间T
E、改变小车压缩弹簧的压缩量,重复步骤D
根据实验目的,你认为必须的实验步骤是____;
〔2〕假设小车的挡光板宽度为D,经过光电门的挡光时间为T,那么小车过A点的速度V=;
〔3〕取LGV为纵坐标,LGX为横坐标,根据实验数据描点画出,如下图的图象。
该直线与纵轴交点的坐标为〔0,A〕,与横轴交点的坐标为〔-B,0〕;由图可知,N=。
4.〔2018年5月湖北武汉冲刺训练〕伽利略在《两种新科学的对话》一书中,提出猜想:
物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还用实验验证了该猜想。
某小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如下图的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。
实验操作步骤如下:
①让滑块从距离挡板S处由静止沿倾角为θ的斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,让水箱中的水流到量筒中;
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门〔假设水流出均匀稳定〕;
③记录下量筒收集的水量V;
④改变S,重复以上操作;
⑤将测得的数据记录在表格中。
〔1〕该实验用量筒中收集的水量来表示。
A、水箱中水的体积B、水从水箱中流出的速度
C、滑块下滑的时间D、滑块下滑的位移
〔2〕某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量V,假设实验正常,你估计V=ML;假设保持下滑的距离S、倾角θ不变,增大滑块的质量,水量V将〔填“增大”、“不变”或“减小”〕;假设保持下滑的距离S、滑块质量不变,增大倾角θ,水量V将〔填“增大”、“不变”或“减小”〕。
〔3〕以下说法中不属于该实验误差来源的是。
A、水从水箱中流出不够稳定
B、滑块开始下滑和开始流水不同步
C、选用的斜面不够光滑
D、选用了内径较大的量筒
5、〔6分〕〔2018年5月上海浦东三模〕汽车正在走进我们的家庭。
研究发现,在无风状态下,汽车在高速行驶时受到的空气阻力FF主要与汽车正面投影面积S和汽车行驶速度V有关。
通过汽车在风洞实验室模拟实验得到如下数据:
〔1〕请根据表中数据在〔A〕图中作出正面投影面积为3.5M2的汽车的FF-V图线;为求出此汽车的FF与V间的具体关系,请你选择合适的坐标轴,在〔B〕图中作出线性图线。
〔2〕汽车受到的空气阻力FF与汽车正面投影面积S、行驶速度V的关系为FF=______〔式中的比例系数用数值表示〕。
〔3〕影响上式中比例系数大小的可能因素为___________________〔至少写出两个〕。
6、〔4分〕〔2018年5月西安长安一中质检〕如下图,某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。
A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负。
A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动:
B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3M的杆。
将细绳连接在杆右端O点构成支架,保持杆在水平方向,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ。
②对两个传感器进行调零。
③用另一绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器读数。
④取下钩码,移动传感器A改变θ角复复上述实验步骤,得到表格,
根据表格,A传感器对应的是表中力____〔选填“F1”或“F2”〕:
钩码质量为KG〔保留一位有效数字〕。
7.在科学探究活动中,对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节。
下面的表格中的数据分别是两组同学在物体做直线运动过程中测得的位移X和时间T的数据记录。
物体运动的起止点所测的
物理量测量次数
12345
A→B时间T(S)0.551.091.672.232.74
位移X(M)0.250.510.751.001.26
C→D时间T(S)0.891.241.521.761.97
位移X(M)0.250.500.751.001.25
请你对表格中的数据进行分析,写出你分析处理数据的方法、过程。
并分别得出物体从A→B和C→D的过程中X随T变化的规律。
〔1〕你选择的处理数据的方法是公式计算法还是描点作图法?
〔2〕假设选择公式计算法,请写出所用公式及计算分析过程;假设选择描点作图法,那么在以下网格图上作图并表达你作图分析的过程。
〔3〕通过上述处理,你认为物体:
从A→B的过程中X随T变化的规律是:
从C→D的过程中X随T变化的规律是:
QQ显微镜:
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- 高考 物理 命题 潜规则 解密 专项 64 力学 创新 实验