届高考一轮人教物理力学和电学实验含答案.docx
- 文档编号:6319266
- 上传时间:2023-01-05
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:177.20KB
届高考一轮人教物理力学和电学实验含答案.docx
《届高考一轮人教物理力学和电学实验含答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高考一轮人教物理力学和电学实验含答案.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
届高考一轮人教物理力学和电学实验含答案
2021届高考一轮(人教)物理:
力学和电学实验含答案
一轮:
力学和电学实验
1、利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)下列关于该实验的说法,错误的是____.
A.做实验之前必须平衡摩擦力
B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多
C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
D.为了实验安全,打点计时器接直流电源
(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示.已知打点计时器每间隔0.02s打一个点.
从图可知A、B两点间的距离s1=cm;该小车的加速度a=m/s2(计算结果保留2位有效数字),实验中纸带的(选填“左”或“右”)端与小车相连接.
(3)利用数据在坐标系中作出了图丙所示的aF图象.
①图线不过坐标原点的原因是.
②小车和传感器的总质量为kg.
2、两位同学用如图甲所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.
(1)(多选)实验中必须满足的条件是________.
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON.当所测物理量满足表达式__________________时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式____________________时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞.
(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装,如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点.实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′.测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3.若所测物理量满足表达式________________时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒.
3、如下图:
如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验.所用器材有:
铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等.回答下列问题:
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ=
(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示).
(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示.图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出).重力加速度为9.80m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为0.35(结果保留2位小数).
4、某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。
细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。
实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。
释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。
请回答下列问题:
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差。
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了________。
A.使H测得更准确
B.使重锤1下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。
现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?
______________________________________________________
(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0。
用实验中的测量量和已知量表示g,得g=________。
5、某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理.
(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:
A.电磁打点计时器
B.电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择________(选填“A”或“B”).
(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔.实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动.同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除.同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动.看法正确的同学是________(选填“甲”或“乙”).
(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码.接通打点计时器电源,松开小车,小车运动.纸带被打出一系列点,其中的一段如图所示.图中纸带按实际尺寸画出,纸带上A点的速度vA=________m/s.
(4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk=
Mv
算出.砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g.实验中,小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用W=mgL
算出.多次测量,若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理.
*6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,备用实验器材如下:
A.小灯泡(标称值为“2.5V,1.25W”)B.电流表(量程0.6A,内阻约1Ω)
C.电流表(量程3A,内阻约0.2Ω)D.电压表(量程1.5V,内阻3KΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω)F.滑动变阻器(0~200Ω)
G.定值电阻(阻值为100Ω)H.定值电阻(阻值为3KΩ)
I.电源(电动势3V,内阻很小)J.开关,导线若干
备选电路图如下(各电路图中R为滑动变阻器,R0为定值电阻):
为了实现实验测量目标,并使测量结果尽量准确,回答以下问题(填写器材前的字母序号或电路图下的字母序号):
(1)电路图应选择________.
(2)电流表应选择________.
(3)滑动变阻器应选择________.
(4)定值电阻应选择________.
(5)如图所示,是此次实验所得出的小灯泡的伏安特性曲线,若把该小灯泡与一个电动势为3V,内阻为0.8Ω的电源直接相连接,构成闭合回路,小灯泡________(能、不能)正常发光,理由是灯泡两端电压______2.5V(填“大于”、“等于”或“小于”).
*7、图中圆盘可绕过中心垂直于盘面的水平轴转动.圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度,用β表示,β=
,我们用测量直线运动加速度的实验装置来完成实验,实验步骤如下.其中打点计时器所接交流电的频率为50Hz,图中A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出.
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③断开电源,经过一段时间,停止转动圆盘和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的半径为60.00_mmmm.
(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为6.5rad/s(保留两位有效数字).
(3)圆盘转动的角加速度为10.0(9.8~10都算正确)rad/s2.
2021届高考一轮(人教)物理:
力学和电学实验含答案
一轮:
力学和电学实验
1、利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)下列关于该实验的说法,错误的是__B、D__.
A.做实验之前必须平衡摩擦力
B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多
C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
D.为了实验安全,打点计时器接直流电源
(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示.已知打点计时器每间隔0.02s打一个点.
从图可知A、B两点间的距离s1=0.70cm;该小车的加速度a=0.20m/s2(计算结果保留2位有效数字),实验中纸带的左(选填“左”或“右”)端与小车相连接.
(3)利用数据在坐标系中作出了图丙所示的aF图象.
①图线不过坐标原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
②小车和传感器的总质量为0.5kg.
解析:
(1)由于实验中用到了力传感器,所以没有必要使小车的质量远大于钩码的质量,选项B错误;打点计时器必须用交流电源,选项D错误.故错误的为B、D.
(2)由图知s1=7.0mm=0.70cm,根据Δx=aT2可得a=
=
m/s2=0.20m/s2,开始时打点间距小,因此纸带的左端与小车相连接.
(3)①由图象可知,当F≠0时,加速度仍然为零,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
②aF图象中的斜率表示质量的倒数,由图可知k=
=
=2,故小车和传感器的总质量M=
=0.5kg.
2、两位同学用如图甲所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.
(1)(多选)实验中必须满足的条件是________.
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON.当所测物理量满足表达式__________________时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式____________________时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞.
(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装,如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点.实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′.测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3.若所测物理量满足表达式________________时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒.
【答案】
(1)BC
(2)mAOP=mAOM+mBON mAOP2=mAOM2+mBON2 (3)
=
+
解析:
(1)该实验中,通过平抛运动的基本规律来求解碰撞前后的速度,必须保证每次小球都做平抛运动,斜槽轨道可以存在摩擦,轨道末端必须水平,A选项错误,B选项正确;入射球每次都要从同一高度由静止滚下,要保证碰撞前的速度相同,C选项正确;为了使小球碰后不被反弹,要求入射小球质量大于被碰小球质量,D选项错误.
(2)两球从同一高度下落,下落时间相同,水平速度之比等于水平方向位移之比,即OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,若两球相碰前后的动量守恒,满足mAv0=mAv1+mBv2,联立解得,mAOP=mAOM+mBON.
如果是弹性碰撞,则机械能守恒,
mAv
=
mAv
+
mBv
,代入数据解得,mAOP2=mAOM2+mBON2.
(3)小球做平抛运动,竖直方向上,h=
gt2,水平方向上,x=vt,解得初速度v=x
,碰撞过程动量守恒,mAvA=mAvA′+mBvB′,
联立解得,
=
+
.
3、如下图:
如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验.所用器材有:
铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等.回答下列问题:
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ=
(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示).
(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示.图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出).重力加速度为9.80m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为0.35(结果保留2位小数).
解析:
(1)对铁块受力分析,由牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得μ=
.
(2)两个相邻计数点之间的时间间隔T=5×
s=0.10s,由逐差法和Δx=aT2,可得a=1.97m/s2,代入μ=
,解得μ=0.35.
4、某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。
细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。
实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。
释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。
请回答下列问题:
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差。
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了________。
A.使H测得更准确
B.使重锤1下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。
现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?
___________________________________________________________
(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0。
用实验中的测量量和已知量表示g,得g=________。
解析
(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差。
(2)设系统运动的加速度为a,则根据牛顿第二定律得
(M+m)g-Mg=(2M+m)a
即a=
,
而H=
at2,在H一定时,a越小,则t越长,这时测量出时间t的误差越小。
因此实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了使重锤1下落的时间长一些,选项B正确。
(3)由于摩擦阻力的影响,会产生系统误差,可利用平衡摩擦阻力的方法,平衡摩擦力,其方法为在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥的质量使轻拉重锤1时能观察到其匀速下落。
(4)根据牛顿第二定律得
(M+m+m0)g-Mg-f=(2M+m+m0)a
其中f=m0g又有H=
at2
联立①②解得g=
。
答案
(1)偶然
(2)B (3)在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落 (4)
5、某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理.
(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:
A.电磁打点计时器
B.电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择________(选填“A”或“B”).
(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔.实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动.同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除.同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动.看法正确的同学是________(选填“甲”或“乙”).
(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码.接通打点计时器电源,松开小车,小车运动.纸带被打出一系列点,其中的一段如图所示.图中纸带按实际尺寸画出,纸带上A点的速度vA=________m/s.
(4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk=
Mv
算出.砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g.实验中,小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用W=mgL
算出.多次测量,若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理.
【解析】
(1)电磁打点计时器打点计时时振针与纸带之间的摩擦较大;电火花打点计时器是电磁脉冲产生的电火花在纸带上打点,纸带所受阻力较小,故选B项.
(2)由于刚开始运动,拉力克服最大静摩擦力,而最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故平衡摩擦力的两种说法中,乙同学正确.
(3)取与A点相邻的两点.用毫米刻度尺测出两点之间的距离,如图所示.
用平均速度表示A点的瞬时速度,vA=
=
m/s=0.31m/s.
(4)本实验要验证的表达式是mgL=
Mv
,用砝码的重力表示拉力的前提是m≪M.
【答案】
(1)B
(2)乙 (3)0.31(0.30~0.33都算对)(4)远大于
*6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,备用实验器材如下:
A.小灯泡(标称值为“2.5V,1.25W”)B.电流表(量程0.6A,内阻约1Ω)
C.电流表(量程3A,内阻约0.2Ω)D.电压表(量程1.5V,内阻3KΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω)F.滑动变阻器(0~200Ω)
G.定值电阻(阻值为100Ω)H.定值电阻(阻值为3KΩ)
I.电源(电动势3V,内阻很小)J.开关,导线若干
备选电路图如下(各电路图中R为滑动变阻器,R0为定值电阻):
为了实现实验测量目标,并使测量结果尽量准确,回答以下问题(填写器材前的字母序号或电路图下的字母序号):
(1)电路图应选择________.
(2)电流表应选择________.
(3)滑动变阻器应选择________.
(4)定值电阻应选择________.
(5)如图所示,是此次实验所得出的小灯泡的伏安特性曲线,若把该小灯泡与一个电动势为3V,内阻为0.8Ω的电源直接相连接,构成闭合回路,小灯泡________(能、不能)正常发光,理由是灯泡两端电压______2.5V(填“大于”、“等于”或“小于”).
【答案】
(1)C
(2)B (3)E (4)H (5)不能 大于
解析:
(1)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表量程较小,故需要串联定值电阻H来扩大量程为3V,电流表外接连接,滑动变阻器分压连接,电路图选择C.
(2)小灯泡的额定电流为I=
=0.5A,故选择电流表B.
(3)滑动变阻器分压连接,选择阻值较小的E.
(4)根据上述分析可知,定值电阻选择H.
(5)在图中画出电源的U-I图线,两图线的交点即为小灯泡实际的电压和电流,小灯泡的实际电压为2.6V,电流为0.47A,小灯泡不能正常发光,理由是灯泡两端电压大于2.5V.
*7、图中圆盘可绕过中心垂直于盘面的水平轴转动.圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度,用β表示,β=
,我们用测量直线运动加速度的实验装置来完成实验,实验步骤如下.其中打点计时器所接交流电的频率为50Hz,图中A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出.
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③断开电源,经过一段时间,停止转动圆盘和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的半径为60.00_mmmm.
(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为6.5rad/s(保留两位有效数字).
(3)圆盘转动的角加速度为10.0(9.8~10都算正确)rad/s2.
解析:
(1)游标卡尺主尺部分读数为120mm,小数部分为零,由于精确度为0.05mm,故需读到0.01mm处,故读数为120.00mm,半径为6.000cm(60.00mm).
(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.vD=
=
m/s=0.389m/s,故ω=
=
rad/s=6.5rad/s.
(3)根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,得a=
=
m/s2=0.600m/s2,由于β=
,ω=
,故角加速度为β=
·
=
=
rad/s2=10.0rad/s2.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 一轮 物理 力学 电学 实验 答案