《（江蘇專用）2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 物理實驗 第二講 力學(xué)創(chuàng)新實驗——課前自測診斷卷》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用）2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 物理實驗 第二講 力學(xué)創(chuàng)新實驗——課前自測診斷卷（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二講 力學(xué)創(chuàng)新實驗 ——課前自測診斷卷 考點一 實驗情景的設(shè)計與創(chuàng)新 1.[考查重力加速度的測量] (2018江蘇高考)某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細(xì)繩跨過固定在鐵架臺上的輕質(zhì)滑輪，兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘。實驗操作如下： ①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H； ②在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼； ③左手將重錘2壓在地面上，保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間； ④重復(fù)測量3次下落時間，取其平均值作為測量值t。 請回答下列問題： (1)步驟④可以減小對下落時間t測量的________(選填“偶然”或“

2、系統(tǒng)”)誤差。 (2)實驗要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多，主要是為了________。 A．使H測得更準(zhǔn)確 B．使重錘1下落的時間長一些 C．使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2M D．使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 (3)滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差?，F(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做？ (4)使用橡皮泥改進(jìn)實驗后，重新進(jìn)行實驗測量，并測出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0。用實驗中測量的量和已知量表示g，得g＝____________________。 解析：(1)對同一物理量多次測量取平均值的目的是減小偶然誤差。 (2)設(shè)系統(tǒng)運動的加速度為a，則根據(jù)牛頓第二定律得 mg

3、＝(2M＋m)a，即a＝，而H＝at2，在H一定時，a越小，則t越長，這時測量時間t的誤差越小。因此實驗要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多，主要是為了使重錘1下落的時間長一些，選項B正確。 (3)可利用橡皮泥平衡摩擦阻力，其方法為在重錘1上粘上橡皮泥，調(diào)整橡皮泥的質(zhì)量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落。 (4)根據(jù)牛頓第二定律得mg＝(2M＋m＋m0)a，又H＝at2，解得g＝。 答案：(1)偶然　(2)B　(3)在重錘1上粘上橡皮泥，調(diào)整橡皮泥質(zhì)量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落。 (4) 2．[利用氣墊導(dǎo)軌裝置探究動能定理和驗證機械能守恒定律] (2019南京、鹽城三模)如

4、圖甲所示，氣墊導(dǎo)軌上質(zhì)量為M的滑塊通過輕質(zhì)細(xì)繩繞過滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼相連，繩子的懸掛點與拉力傳感器相連，遮光條寬度為d。氣源開通后，滑塊在繩子拉力的作用下由靜止釋放，遮光條通過光電門的時間為Δt，拉力傳感器的讀數(shù)為F。不計滑輪質(zhì)量、不計滑輪軸、滑輪與輕質(zhì)細(xì)繩之間的摩擦。 (1)某同學(xué)用螺旋測微器測遮光條寬度，螺旋測微器示數(shù)如圖乙所示，d＝________ mm。 (2)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究繩子拉力對滑塊做功與滑塊動能變化的關(guān)系，記錄滑塊釋放時遮光條與光電門的距離L及其通過光電門的時間Δt，得到一系列L和Δt的數(shù)據(jù)，通過圖像法處理數(shù)據(jù)時，為了獲得線性圖像應(yīng)作________(選填“L

5、”“L”或“L(Δt)2”)圖像，該圖像的斜率k＝________(用題中字母表示)。 (3)該小組同學(xué)利用所測數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn)：繩子拉力F做的功總小于滑塊動能的變化量。若實驗中數(shù)據(jù)的測量均是準(zhǔn)確的，分析出現(xiàn)這一意外情況的可能原因是________。 A．“沒有滿足鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M”這一條件 B．滑塊運動過程中存在阻力 C．沒有調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平 D．拉滑塊的細(xì)繩與氣墊導(dǎo)軌不平行 (4)在排除意外情況后，用上述裝置和相應(yīng)數(shù)據(jù)研究系統(tǒng)(含滑塊、鉤碼)機械能是否守恒，若運動過程中系統(tǒng)機械能守恒，則滿足下列________關(guān)系式。 A．F＝M2 B．FL＝(M＋m)2 C．mg

6、L＝M2＋m2 D．mg＝M2＋m2 解析：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3.0 mm，可動刻度讀數(shù)為0.0111.2 mm＝0.112 mm，所以最終讀數(shù)為：3.0 mm＋0.112 mm＝3.112 mm； (2)滑塊通過光電門的速度v＝， 根據(jù)動能定理可知FL＝M2， 解得L＝， 故為了獲得線性圖像應(yīng)作L圖像， 斜率為k＝； (3)小車受到的拉力是通過拉力傳感器獲得的，與鉤碼的質(zhì)量和小車質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤；滑塊運動過程中，若要克服阻力做功，會導(dǎo)致繩子拉力F做的功總大于滑塊動能的變化量，故B錯誤；氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)節(jié)水平，重力對小車做功，動能變大，故C正確；若拉滑塊的細(xì)繩與氣

7、墊導(dǎo)軌不平行，則實際拉力做功減小，那么會導(dǎo)致繩子拉力F做的功總大于滑塊動能的變化量，故D錯誤； (4)滑塊通過光電門的速度為v＝， 根據(jù)動滑輪的特點可知鉤碼的速度為滑塊速度的一半， 再依據(jù)機械能守恒， 可得mg＝M2＋m2，故D正確，A、B、C錯誤。 答案：(1)3.112(3.111～3.113)　(2)L　　(3)C　(4)D 3．[利用頻閃照相驗證機械能守恒] 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，一實驗小組讓小球自傾角為30的斜面上滑下，用頻閃相機記錄了小球沿斜面下滑的過程，如圖所示，測得B、C、D、E到A的距離分別為x1、x2、x3、x4，已知相機的頻閃頻率為f，重力加速度

8、g＝9.8 m/s2。 (1)小球經(jīng)過位置D時的速度vD＝________。 (2)選取A為位移起點，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出v2x圖線，若圖線斜率k＝________，則小球下滑過程機械能守恒。 (3)若改變斜面傾角進(jìn)行實驗，請寫出斜面傾角大小對實驗誤差的影響：________________________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可知經(jīng)過D點的速度等于CE段的平均速度，則有：vD＝＝。 (2)取小球從A到B進(jìn)行分析，則減小的重力勢能為ΔEp＝mgxsin

9、 30＝mgx，增加的動能為ΔEk＝mv2－0＝mv2，利用v2x來處理數(shù)據(jù)，小球從A到B機械能守恒，則有：mv2＝mgx，即v2＝gx，由此可知作出的v2x圖線是一條經(jīng)過原點的直線，斜率為k＝g＝9.8 m/s2。 (3)在垂直斜面方向，根據(jù)平衡條件有：FN＝mgcos θ，若斜面傾角增大，則正壓力減小，摩擦力減小，則誤差越小。 答案：(1)　(2)9.8 m/s2　(3)斜面傾角越大，誤差越小 考點二 實驗器材的等效與替換 4.[用電子秤替換彈簧測力計] 一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗證力的平行四邊形定則。 (1)如圖(a)，在電子秤

10、的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺________時電子秤的示數(shù)F。 (2)如圖(b)，將三根細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上。水平拉開細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點O的位置、____________和電子秤的示數(shù)F1。 (3)如圖(c)，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上。手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開細(xì)線L2，使______________和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。 (4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若______

11、________，則平行四邊形定則得到驗證。 解析：(1)要測量裝滿水的水壺的重力，應(yīng)記下水壺靜止時電子秤的示數(shù)F。 (2)要畫出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點O的位置的同時也要記錄三根細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1。 (3)已經(jīng)記錄了一個分力的大小，還要記錄另一個分力的大小，則結(jié)點O點位置不能變化，力的方向也都不能變化，所以應(yīng)使結(jié)點O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。 (4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若F和F′在誤差范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗證。 答案：(1)靜止　(2)三根細(xì)線的方向　(3)結(jié)

12、點O的位置 (4)F和F′在誤差范圍內(nèi)重合 5．[用光電門替換打點計時器] (2019南京、鹽城二模)某實驗小組利用如圖甲所示的裝置來驗證機械能守恒定律。在鐵架臺的頂端有一電磁鐵，正下方某位置固定一光電門，電磁鐵吸住直徑為d的小鐵球，此時球心與光電門的豎直距離為h。斷開電源，小球下落，通過光電門的擋光時間為t。請回答下列問題： (1)用游標(biāo)卡尺測得d的長度如圖乙所示，則該示數(shù)為________ cm。 (2)該實驗需要驗證的表達(dá)式為________________(用題中字母表示，設(shè)重力加速度為g)。 (3)在實驗過程中，多次改變h，重復(fù)實驗，這樣做可以________。 A

13、．減小偶然誤差 B．減小系統(tǒng)誤差 C．使實驗結(jié)論更具有普遍性 (4)小組內(nèi)某同學(xué)提出，用高為d的鐵質(zhì)小圓柱體代替小鐵球可提高實驗的準(zhǔn)確性，其理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)用游標(biāo)卡尺測得d的長度為：0.5 cm＋110.05 mm＝0.555 cm； (2)小球到達(dá)光電門時的速度：v＝；則要驗證的關(guān)系是：m

14、gh＝mv2 ，即gh＝； (3)在實驗過程中，多次改變h，重復(fù)實驗，這樣做不能減小偶然誤差和系統(tǒng)誤差，但可以使實驗結(jié)論更具有普遍性，故選C。 (4)小鐵球經(jīng)過光電門的擋光長度不一定是小球的直徑，圓柱體擋光長度就是柱體高度，所以用高為d的鐵質(zhì)小圓柱體代替小鐵球可提高實驗的準(zhǔn)確性。 答案：(1) 0.555　(2)gh＝　(3)C　(4)小鐵球經(jīng)過光電門的擋光長度不一定是小球的直徑，圓柱體擋光長度就是柱體高度 考點三 實驗結(jié)論的拓展與延伸 6.[探究動能定理實驗拓展數(shù)據(jù)處理的能力] 某同學(xué)用探究動能定理的裝置進(jìn)行實驗。如圖甲所示，在水平氣墊導(dǎo)軌上靠近定滑輪處固定一個光電門。讓一

15、帶有遮光片的滑塊自某一位置由靜止釋放，計時器可以顯示出遮光片通過光電門的時間t(非常小)，同時用米尺測出釋放點到光電門的距離s。 (1)該同學(xué)用螺旋測微器測出遮光片的寬度d，如圖乙所示，則d＝________mm。 (2)實驗中多次改變釋放點，測出多組s、t，以s為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，描點連線，做出的圖線形狀為________。 (3)已知鉤碼的質(zhì)量為m，滑塊的質(zhì)量為M，重力加速度為g，則第(2)問中做出的圖線斜率k＝________。(用題中所給字母表示) 解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為 d＝1.5 mm＋38.00.01 mm＝1.880 mm。 (2)滑塊通過光電門的瞬時

16、速度v＝ 根據(jù)動能定理得： mgs＝(m＋M)v2＝(m＋M)2 解得：s＝2 因為圖線為線性關(guān)系圖線，所以做出的圖線形狀為過原點的傾斜直線。 (3)結(jié)合s＝2， 可知圖像的斜率k＝。 答案：(1)1.880　(2)過原點的傾斜直線　(3) 7．[利用鋼球的平拋運動測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣萞 某同學(xué)利用鋼球的平拋運動測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取? (1)使用如圖甲所示的游標(biāo)卡尺前應(yīng)先將卡口合攏，檢查游標(biāo)尺和主尺的______是否對齊。用已檢查好的游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑d時，如圖乙所示，d＝________mm。 (2)如圖丙所示，將光電門固定在桌子邊緣，測量桌面離地高度為H；鋼球

17、通過光電門的擋光時間為Δt，拋出后落地點到桌子邊緣的水平距離為x。請寫出重力加速度的表達(dá)式g＝________(用測量的物理量符號表示)。 (3)如果光電門安裝在離粗糙桌面邊緣一段距離處，則重力加速度g 的測量值________真實值(選填“>”“＝”或“<”) 。 解析：(1)使用游標(biāo)卡尺前應(yīng)先將卡口合攏，檢查游標(biāo)尺和主尺的零刻度是否對齊。游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為0.5 cm，游標(biāo)尺0刻度線與主尺刻度線對齊，所以鋼球的直徑d＝5.0 mm。 (2)鋼球通過光電門時的速度即鋼球做平拋運動的初速度為v0＝，根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知： 豎直方向：H＝gt2， 水平方向：x＝v0t 由以上各式解得：g＝。 (3)由(2)中分析可知：g＝，由于光電門安裝在離粗糙桌面邊緣一段距離處，所以鋼球通過光電門后做減速運動，所以鋼球做平拋運動的初速度小于v0，故測量的重力加速度偏大。 答案：(1)零刻度線　5.0　(2)　(3)> 8