高考物理二轮复习专题10力学实验配套检测.docx
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高考物理二轮复习专题10力学实验配套检测
2014年高考物理二轮复习专题10:
力学实验配套检测
(满分:
100分 时间:
60分钟)
1.(10分)如图10-11甲、乙所示,游标卡尺的示数为________cm;螺旋测微器的示数为________mm.
图10-11
2.(10分)如图10-12所示,在“力的平行四边形定则”的实验探究中,某同学进行实验的主要步骤是:
将橡皮条的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根带有绳套的细绳,每根绳套分别连着一个弹簧测力计.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮条的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小并标出方向;再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小和方向.
图10-12
(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉到O点,这样做的目的是______________.
(2)为尽可能减小实验误差,下列操作中正确的是________.
A.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
B.两细绳必须等长
C.标记同一细绳方向的两点要远些
D.用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大
3.(10分)某小组利用如图10-13甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系.
(1)将滑块从图甲位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x,用游标卡尺测得遮光条宽度d,则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=________;经过光电门2时的速度表达式v2=________.滑块加速度的表达式a=________.(以上表达式均用已知字母表示).如图乙,若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数为______mm.
图10-13
(2)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲).关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是________.
A.M增大时,h增大,以保持二者乘积增大
B.M增大时,h减小,以保持二者乘积不变
C.M减小时,h增大,以保持二者乘积不变
D.M减小时,h减小,以保持二者乘积减小
4.(10分)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(如图10-14甲所示).在钢条下落过程中,钢条挡住光源发出的光时,计时器开始计时,透光时停止计时,若再次挡光,计时器将重新开始计时.实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关),由静止释放,测得先后两段挡光时间t1和t2.
(1)用游标卡尺测量AB、AC的长度,其中AB的长度如图乙所示,其值为________mm.
甲
乙
图10-14
(2)若狭缝宽度不能忽略,则该同学利用h=
gt2,x=vt,
AC=
,g=
及相关测量值得到的重力加速度值比其真实值________(填“偏大”或“偏小”).
5.(10分)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图10-15甲所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象.
图10-15
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=________mm.
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出________和________(写出物理量的名称及符号).
(4)若上述物理量间满足关系式________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒.
6.(10分)某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。
该小组已经测量了两个光电门间的距离为L,遮光条的宽度为d,遮光条通过两个光电门的时间分别为t1、t2,则:
(1)小车的实际加速度可以表示为____________(用题中所给物理量表示)。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出aF关系的点迹(如图所示)。
经过分析,发现这些点迹存在一些问题,产生的主要原因可能是( )。
A.轨道与水平方向夹角太大
B.轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力
C.所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲的趋势
D.所用小车的质量太大,造成上部点迹有向下弯曲的趋势
7.(10分)如图所示,在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法作出小球做平抛运动的轨迹。
(1)为了能较准确地描出运动轨迹,下面列出了一些操作要求,不需要的是( )。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次应从同一位置由静止释放小球
C.斜槽轨道必须光滑
D.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
(2)下图中A、B、C、D为某同学描绘的平抛运动轨迹上的几个点,已知方格边长为L。
则小球的初速度v0=________;B点的速度大小为vB=________。
(重力加速度为g)
8.(10分)在探究求合力的方法时,实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点位置,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________。
(2)关于此实验,下列情况正确的是( )。
A.两弹簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大
B.橡皮筋的拉力是合力,两个弹簧秤的拉力是分力
C.如果将两个绳套换成两根橡皮筋,那么实验结果将不变
D.本实验采用的科学方法是控制变量法
9.(10分)某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时,利用气垫导轨和光电门进行实验。
气垫导轨可以在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,从而极大地减少摩擦力的影响,滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。
光电门可以准确地记录滑块挡光板通过光电门的时间,从而得到滑块通过光电门的速度,如图所示。
(1)实验时,该小组将托盘和砝码的重力作为滑块所受合外力,但实际上二者只是近似相等,请回答,二者近似相等需要满足什么条件?
________________________________________________________________________
(2)滑块挡光板宽度为d,某次实验时发现光电门记录时间为Δt,则滑块通过光电门时的速度大小的表达式v=________。
(3)该小组保持滑块质量恒定,光电门的位置固定,并且始终从同一位置释放,不断改变砝码的个数,并通过计算得到多组滑块通过光电门的数据,如下表所示。
托盘砝码总质量(g)
10
20
30
40
50
60
v/(m·s-1)
0.50
0.71
0.86
1.01
1.12
1.23
/(s·m-1)
2.00
1.41
1.16
0.99
0.89
0.81
v2/(m2·s-2)
0.25
0.50
0.74
1.02
1.25
1.51
为了便于研究合外力与加速度的关系,该小组用托盘和砝码的总质量代表合外力作为横轴,请你选择合适的物理量代表加速度作为纵轴,并利用表格中数据在坐标纸中选择标度描点作图。
通过绘出的图线可以得到如下结论:
在滑块质量一定时,________________________________________________________________________。
10.(10分)如图a为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律”的实验装置,请结合以下实验步骤完成填空。
a
b
(1)将气垫导轨放在水平桌面上,并调节至水平。
(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。
用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s,用游标卡尺测出挡光条的宽度l,见图b,l的读数为________cm。
(3)将滑块移至光电门1左侧某处,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2。
(4)滑块通过光电门1和光电门2时,可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=____________和Ek2=____________。
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=____________。
(已知重力加速度为g)比较____________和____________,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的。
参考答案
1.答案:
1.345 6.788~6.792
解析:
游标卡尺的示数为:
13mm+0.05×9mm=13.45mm=1.345cm.
螺旋测微器的示数为:
6.5mm+0.01×29.0mm=6.790mm.
2.答案:
(1)与F1、F2共同作用的效果相同
(2)AC
解析:
(1)实验中,两次拉至同一点O,可知其目的为了等效替代,效果相同.
(2)实验中尽可能做到,平行拉力,保证力的方向;标记过程中两点描绘一条直线,两点尽可能要远点;两弹簧夹角适中为宜.答案选A、C.
3.答案:
(1)
8.15
(2)BC
解析:
考查探究牛顿第二定律实验并综合其他相关知识.从题中看,遮光条的宽度极小,因而可以将滑块通过光电门时的速度近似看作不变,所以v1=
、v2=
.我们用气垫导轨做实验时往往忽略物体与轨道间的摩擦,所以滑块的合力为Mgsinθ=g
,其中θ为导轨与水平面的夹角,L为导轨长度.题中要求合力不变,则选B、C.
4.答案:
(1)74.3
(2)偏大
解析:
根据实验的已知条件可知g的真实值应为g′=
,由于狭缝不能忽略,故t>t1+t2,设t=t1+t2+Δt,则g′=
=
,显然测量值比真实值偏大.
5.答案:
见解析
解析:
(1)=
(2)8.474(在8.473~8.475之间均算对)
(3)滑块质量M 两光电门间距离L
(4)mgL=
(M+m)
2-
(M+m)
2
6.答案:
(1)a=
(2)BC
解析:
(1)遮光条通过两个光电门时的速度分别为v1=d/t1,v2=d/t2。
根据匀变速直线运动规律,v
-v
=2aL,解得小车的实际加速度可以表示为a=
。
(2)图线直线部分没有过原点,产生的主要原因可能是轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力,选项A错误,B正确;图线上部弯曲产生的主要原因可能是所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲的趋势。
7.答案:
(1)C
(2)2
解析:
(1)因为每次都是同一个小球在同一个轨道经过同一路线,所以小球到轨道末端的速度大小区别甚微,选项C大可不必;
(2)图中几个点水平方向距离都是2L,水平方向为匀速直线运动,所以各点时间间隔相同,而小球竖直方向上为匀加速直线运动,相同时间间隔内位移增加量相同,2L=v0T,Δy=L=gT2,竖直方向B点位于A、C点的时间中点,其竖直速度等于A、C段竖直方向的平均速度,vBy=
=2.5
,vBx=v0,vB=
,利用以上公式,可解得答案。
8.答案:
(1)F′
(2)C
解析:
(1)F是作平行四边形而得,F′是弹簧的拉力方向。
(2)两弹簧秤的拉力不一定比橡皮筋的拉力大,A错误;橡皮筋的拉力与合力的大小相等,并不是合力,两个弹簧秤的拉力是分力,B错误;如果将两个绳套换成两根橡皮筋,那么实验结果将不变,C正确;本实验采用的科学方法是等效替代法,D错误。
9.答案:
(1)托盘和砝码的总质量远小于滑块的质量
(2)d/Δt
(3)绘出的图线如图所示。
加速度与合外力成正比
解析:
将托盘和砝码的重力作为滑块所受合外力,二者近似相等需要满足托盘和砝码的总质量远小于滑块的质量。
滑块通过光电门时的速度大小的表达式v=d/Δt。
滑块始终从同一位置释放,做初速度为零的匀加速直线运动,v2=2ax,可以选择v2代表加速度作为纵轴,用托盘和砝码的总质量代表合外力作为横轴,绘出的图线是一倾斜直线,可以得到如下结论:
在滑块质量一定时,加速度与合外力成正比。
10.答案:
(2)1.550
(4)
(M+m)(
)2
(M+m)(
)2 mgs
ΔEp,Ek2-Ek1或者mgs
(M+m)(
)2-
(M+m)(
)2
解析:
由游标卡尺读数规则可得挡光条的宽度l=1.5cm+10×0.05mm=1.550cm。
滑块通过光电门1时速度为
,系统动能为
(M+m)(
)2,通过光电门2时速度为
,系统动能为
(M+m)(
)2。
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=mgs,动能的变化量为
(M+m)(
)2-
(M+m)(
)2。
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- 高考 物理 二轮 复习 专题 10 力学 实验 配套 检测