《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十四 力學(xué)實驗精練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十四 力學(xué)實驗精練（含解析）（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十四　力學(xué)實驗 『經(jīng)典特訓(xùn)題組』 1．如圖是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。 (1)已知打點計時器電源頻率為50 Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為________。 (2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點間距x＝________；C點對應(yīng)的速度是________(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 答案　(1)0.02 s (2)0.70 cm(0.68～0.72 cm均可)　0.100 m/s 解析　(1)時間間隔為T＝ s＝0.02 s。 (2)毫米刻度尺的精確度為1 mm，故AB間的距離為xAB

2、＝1.70 cm－1.00 cm＝0.70 cm，vC＝＝ m/s＝0.100 m/s。 2．使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實驗測物體加速度a。其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器M通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間分別為Δt1、Δt2都可以被測量并記錄。擋光片寬度為d，兩光電門間距離為s，回答下列問題： (1)M通過G1的速度為________(用d、Δt1表示)； (2)M的加速度a＝________(用d、s、Δt1和Δt2表示)。 答案　(1)　(2) 解析　(1)利用較短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度可得：M通過G1的速度為v1＝。 (2)同

3、理可得M通過G2的速度為v2＝，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可得2as＝v－v，即2as＝2－2，解得a＝。 3．某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。 (1)如圖甲所示，將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向(填“水平”或“豎直”)。 (2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表： 表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________。由表可知所用刻度尺的分度值為________。 (3)如圖乙是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)所

4、作的圖象，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與________的差值(填“L0”或“Lx”)。 (4)由圖乙可知彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m；通過表中數(shù)據(jù)可知砝碼盤的質(zhì)量為________ g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)。 (5)該同學(xué)在測量時沒有考慮彈簧的自重，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案　(1)豎直　(2)靜止　L3　1 mm　(3)Lx (4)4.9　10　(5)相等 解析　(1)安裝實驗裝置時，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向。 (2)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時，長度記為L0

5、；用刻度尺測量長度時讀數(shù)應(yīng)估計到最小分度的下一位，可知L3讀數(shù)不規(guī)范，沒有向后估讀一位；由表內(nèi)數(shù)據(jù)可知所用刻度尺的分度值為1 mm。 (3)充分利用測量數(shù)據(jù)和圖象，根據(jù)公式ΔF＝Δmg＝kΔx可知橫軸是彈簧的長度與Lx的差值。 (4)根據(jù)胡克定律公式ΔF＝kΔx，有 k＝＝＝ N/m＝4.9 N/m； 由表格得到，彈簧原長為：L0＝25.35 cm，掛砝碼盤時：Lx＝27.35 cm， 根據(jù)胡克定律，砝碼盤質(zhì)量為： M＝＝ kg＝0.01 kg＝10 g。 (5)開始時，彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時，記下彈簧長度L0，由于采用圖解法，彈簧的自重對實驗的結(jié)果沒有影響，所以勁度系數(shù)的測

6、量值與真實值相比是相等的。 4．在進(jìn)行“探究共點力合成的規(guī)律”的實驗中，用如圖a所示的兩個力拉彈簧使之水平伸長至某一位置，并適當(dāng)調(diào)整力的方向，期間保持彈簧始終水平，使兩力之間的夾角為90°。(圖中鉤碼規(guī)格相同) (1)換用一根線水平牽引彈簧，如圖b所示，使彈簧的伸長量與兩個力作用時相同，此時需要掛________個與圖甲中相同規(guī)格的鉤碼。 (2)你對合力與分力遵循什么樣的規(guī)律做出的猜想是___________________。 (3)本實驗采用的科學(xué)方法是________。 A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．物理模型法 答案　(1)5　(2)力的合成遵循

7、平行四邊形法則 (3)B 解析　(1)設(shè)一個鉤碼的重力為G，圖a中互成90°的兩個力F1＝3G，F(xiàn)2＝4G，則合力為F＝＝5G，圖b中為了保證拉力的作用與兩個力拉彈簧的效果相同，故要掛5個相同的鉤碼。 (2)根據(jù)實驗結(jié)果，可做出的猜想是：力的合成遵循平行四邊形法則(或三角形法則)。 (3)該實驗保證合力與幾個分力共同作用的作用效果相同，運用了等效替代法，故選B。 5．某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖甲所示的裝置進(jìn)行以下實驗：“探究加速度與合外力的關(guān)系”。裝置中，小車質(zhì)量為M，砂桶和砂的總質(zhì)量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點計時器和紙帶測出?，F(xiàn)保持小車質(zhì)量M

8、不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實驗，得到多組a、F值(F為彈簧測力計的示數(shù))。 (1)為了減小實驗誤差，下列做法正確的是________。 A．需平衡小車的摩擦力 B．砂桶和砂的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．滑輪摩擦足夠小，繩要足夠輕 D．先釋放小車，后接通打點計時器的電源 (2)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為________。 A. B. C．mg D．F (3)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時，圖線________(填選項前的字母)。 A．逐漸偏向縱軸 B．逐漸偏向橫軸 C．仍保持

9、原方向不變 (4)圖丙為上述實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點，每相鄰兩點間還有四個計時點未畫出，測得AB＝2.0 cm、AC＝8.0 cm、AE＝32.0 cm，打點計時器的頻率為50 Hz，小車的加速度為________ m/s2。 答案　(1)AC　(2)D　(3)C　(4)4 解析　(1)若小車運動時受到摩擦力作用，則繩子的拉力不等于小車受到的合外力，故為了減小誤差，需平衡小車的摩擦力，A正確；本實驗中彈簧測力計的示數(shù)即為繩子的拉力，不需要用砂和砂桶的總重力代替繩子拉力，所以不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，B錯誤；因為滑輪摩擦和繩子的重力會使彈簧測力

10、計示數(shù)大于繩子對小車的拉力，所以為了減小實驗誤差，需要滑輪摩擦足夠小，繩要足夠輕，故C正確；實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，增大誤差，故D錯誤。 (2)探究加速度與合外力的關(guān)系實驗要控制小車質(zhì)量M不變，對小車，應(yīng)有F＝Ma，解得：a＝F，符合圖線為經(jīng)過坐標(biāo)原點的傾斜直線，所以橫軸應(yīng)為F，D正確。 (3)由于圖象的斜率為k＝，所以增大砂和砂桶總質(zhì)量m，k不變，圖線仍保持原方向不變，所以C正確。 (4)打點計時器在紙帶上每間隔0.02 s打一個點，圖中每相鄰兩點間還有四個計時點未畫出，所以相鄰兩點間時間間隔T＝0.

11、1 s，CE＝AE－AC＝24.0 cm，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Δx＝aT2可得：a＝＝4 m/s2。 6．某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置來探究動能定理。帶有水平部分的斜槽固定在水平地面上(固定部分沒有畫出)，斜槽傾角為θ，在E點與水平部分平滑連接，水平部分高度為H，末端F點在水平地面上的投影點記為O點。O點右側(cè)地面上鋪有一張白紙，白紙上面鋪上復(fù)寫紙以記錄落點位置。先讓可視為質(zhì)點的滑塊從斜槽面上的某一點由靜止釋放，恰好運動到F點，該釋放點記為M點。在斜槽上作出N、P、Q點，且MN＝NP＝PQ。然后分別讓滑塊從N點、P點、Q點由靜止釋放落到水平地面白紙上的A1、A2、A3點。已知斜槽面各處粗糙程

12、度相同。則 (1)利用“倍增法”來探究動能定理的過程中，斜槽的傾角θ，斜槽水平部分的高度H是否必須測量________(填“是”或“否”)。在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，滿足OA1∶OA2∶OA3＝________，動能定理得到驗證。 (2)若斜槽的傾角θ，桌面高度H在實驗前已被測定。有人想借助該裝置測定斜槽面與滑塊間的動摩擦因數(shù)μ，必須要測定的物理量有________。 A．滑塊質(zhì)量 B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 C．釋放點到M點的距離x1 D．滑塊落地點到O點的距離x2 答案　(1)否　1∶∶　(2)CD 解析　(1)滑塊每次平拋運動的時間相等，平拋初速度之比等于落地點到O點的水平

13、距離之比，故不用測量斜槽水平部分的高度H。根據(jù)動能定理，滑塊從M點靜止釋放到F點停止，合外力做功為零，所以滑塊從N、P、Q靜止釋放到F點，合力做功之比為NM∶PM∶QM＝1∶2∶3，因此不需要測量斜槽面的傾角θ，而且滑塊平拋的初速度的平方之比為1∶2∶3。所以只要滿足滑塊平拋運動的水平位移之比為OA1∶OA2∶OA3＝1∶∶，動能定理就能得到驗證。 (2)對滑塊從靜止釋放直到運動到F點的運動過程，由動能定理：(mgsinθ－μmgcosθ)x1＝mv2，且滑塊平拋運動過程有：H＝gt2，x2＝vt，三式聯(lián)立得μ＝tanθ－，故選C、D。 7．某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。已

14、知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間＝9.80 m/s2。實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示。紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三個點A、B、C進(jìn)行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值。回答下列問題：(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (1)打點計時器打B點時，重物速度的大小vB＝________ m/s； (2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果是否驗證了機(jī)械能守恒定律？簡要說明分析的依據(jù)。 ________________________________________________________________

15、__ __________________________________________________________________ 答案　(1)3.90　(2)見解析 解析　(1)由勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度，可知vB＝，由電源頻率為50 Hz可知T＝0.02 s，代入數(shù)據(jù)可解得vB＝3.90 m/s。 (2)只要在誤差允許范圍內(nèi)，重物重力勢能的減少量等于其動能的增加量，即滿足ghB＝v，就可驗證機(jī)械能守恒定律。選B點分析，由于ghB≈v，故該同學(xué)的實驗結(jié)果近似驗證了機(jī)械能守恒定律。 8．用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從

16、高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析即可驗證機(jī)械能守恒定律。圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖2所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v＝________ m/s。 (2)在0～5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝________ J(計算時g取10 m/s2)。由此得出的結(jié)論是：______________________。 (3

17、)若某同學(xué)作出-h圖象如圖3，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________ m/s2。 答案　(1)2.4 (2)0.58　0.60　在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 (3)9.7 解析　(1)根據(jù)在勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，結(jié)合圖2中數(shù)據(jù)可知打第5個點時的速度為：v5＝＝ m/s≈2.4 m/s。 (2)在0～5過程中，m1、m2的初速度為零，所以系統(tǒng)動能的增加量為：ΔEk＝×(m1＋m2)v－0＝×(0.05＋0.15)×(2.4)2 J≈0.58 J；系統(tǒng)重力勢能的減少量等于物體重力做功，故：ΔEp＝W＝(m2－m1)gh＝(0.

18、15－0.05)×10×(0.384＋0.216) J＝0.60 J。由此可知系統(tǒng)動能的增加量和系統(tǒng)重力勢能的減少量基本相等，因此可得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 (3)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，m2gh－m1gh＝(m1＋m2)v2，即有＝gh＝gh，所以-h圖象的斜率表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊囊话?，由圖3可知，斜率k＝＝4.85，故當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝2k＝9.7 m/s2。 『真題調(diào)研題組』 1．(2019·全國卷Ⅰ)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進(jìn)行探究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的

19、頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是________點。在打出C點時物塊的速度大小為________ m/s(保留三位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 答案　A　0.233　0.75 解析　物塊加速下滑，因此打點間距逐漸增大，故先打出A點。 打C點時物塊的速度大小 vC＝＝ m/s≈0.233 m/s。 物塊下滑的加速度大小 a＝＝ m/s2＝0.75 m/s2。 2．(2019·全國卷Ⅲ)甲乙兩位同學(xué)設(shè)計了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測重力加速度

20、的實驗。實驗中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。 (1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實驗中還必須使用的器材是________。(填正確答案標(biāo)號) A．米尺 B．秒表 C．光電門 D．天平 (2)簡述你選擇的器材在本實驗中的使用方法。答：_____________________。 (3)實驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g＝________ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)A (2)將米尺豎直放置，使小球下

21、落時盡量靠近米尺 (3)9.7 解析　(1)利用頻閃照片測重力加速度時需要測量小球下落的距離，因此實驗中還必須使用米尺，A正確。 (2)將米尺豎直放置，小球靠近米尺下落，從照片上直接讀出小球下落的距離。 (3)根據(jù)Δs＝gT2得重力加速度大小g＝＝＝ m/s2＝9.7 m/s2。 3．(2018·全國卷Ⅰ)如圖a，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針。 現(xiàn)要測量圖a中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm

22、；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為________ cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m(保留三位有效數(shù)字)。 答案　3.775　53.7 解析　游標(biāo)卡尺精度為0.05 mm，游標(biāo)卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對齊，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，題圖b所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7 cm＋15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm。托盤中放有質(zhì)量為m＝0.100 kg的砝碼時，彈簧受到的拉力 F＝mg＝0.100×9.8 N＝0.980

23、N，彈簧伸長x＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm＝0.01825 m，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)＝kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k＝＝53.7 N/m。 4．(2017·全國卷Ⅲ)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上，如圖a所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。 (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O。此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖b所示，F(xiàn)的大小為________N。 (2)撤去(1)中的拉力，

24、橡皮筋P端回到A點，現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖a中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。 ①用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O(shè)點為作用點，在圖a中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； ②F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。 答案　(1)4.0　(2)①如圖所示?、?.0　0.05 解析　(1)由題給測

25、力計示數(shù)可知，讀數(shù)為4.0 N。 (2)F2長度為28 mm，F(xiàn)1長度為21 mm，作平行四邊形如圖，量出合力長度約為20 mm，所以F合大小約為4.0 N，量出合力箭頭處到y(tǒng)軸距離和所作合力在y軸上投影長度，其比值就是F合與拉力F的夾角的正切值，約為＝0.05。 5．(2019·全國卷Ⅱ)如圖a，某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50 Hz的交流電源、紙帶等?；卮鹣铝袉栴}： (1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝__________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。 (2)某次實驗時

26、，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°。接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖b所示。圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)。重力加速度為9.80 m/s2，可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為____________(結(jié)果保留兩位小數(shù))。 答案　(1)　(2)0.35 解析　(1)鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用，受力分析如圖。 由牛頓第二定律得：mgsinθ－μFN＝ma 且FN＝mgcosθ 聯(lián)立以上兩式解得μ＝。 (2)由逐差法求鐵塊加速度： a＝ ＝ m/s2≈1.97 m/s2

27、代入μ＝，得μ≈0.35。 6．(2017·北京高考)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。 (1)打點計時器使用的電源是________(選填選項前的字母)。 A．直流電源 B．交流電源 (2)實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(選填選項前的字母)。 A．把長木板右端墊高 B．改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 A．計

28、時器不打點 B．計時器打點 (3)接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C……各點到O點的距離為x1、x2、x3……如圖2所示。 實驗中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W＝______，打B點時小車的速度v＝________。 (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實驗數(shù)據(jù)作出如圖3所示的v2–W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為________。根據(jù)功與能的關(guān)系，動能的表達(dá)式中可能包含

29、v2這個因子；分析實驗結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________。 (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，下圖中能正確反映v2–W關(guān)系的是________。 答案　(1)B　(2)A　B　(3)mgx2　 (4)v2＝4.7W(4.5W～5.0W均認(rèn)為正確)　質(zhì)量 (5)A 解析　(1)打點計時器使用交變電流，故應(yīng)選用交流電源。 (2)平衡摩擦力和其他阻力時采用墊高長木板右端，使小車的重力的分力與摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打點時振針與紙帶之間的摩擦，故需要在打點狀態(tài)下判斷是否達(dá)到平衡要求。

30、 (3)由做功公式知：W＝mgx2；利用勻變速直線運動中間時刻的速度等于本段時間內(nèi)的平均速度知，B點速度等于AC段的平均速度，vB＝。 (4)根據(jù)圖線，關(guān)系式寫為v2＝kW＋b，在直線上取兩點，如(1.4×10－2,0.07)、(8×10－2,0.38)，代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作圖誤差允許的范圍內(nèi)，表達(dá)式可寫為v2＝4.7W。把功的單位用基本單位表示，J＝N·m＝kg·m2·s－2，容易得出與圖線斜率有關(guān)的物理量單位為kg－1，故與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量。 (5)若重物質(zhì)量m不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M的條件，由動能定理得：W＝Fx＝Mv2－0，此時拉力F不等于重物

31、重力，但是由F＝Ma，mg－F＝ma，得F仍為恒力，所以v2＝W仍成立，A正確。 7．(2017·天津高考)如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律。 (1)對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是________。 A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘 B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正 C．精確測量出重物的質(zhì)量 D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撤手釋放重物 (2)某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計

32、時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機(jī)械能守恒定律的選項有________。 A．OA、AD和EG的長度 B．OC、BC和CD的長度 C．BD、CF和EG的長度 D．AC、BD和EG的長度 答案　(1)AB　(2)BC 解析　(1)驗證機(jī)械能守恒定律時，為降低空氣阻力的影響，重物的質(zhì)量和密度要大些，A正確。為減小紙帶與打點計時器間的摩擦，兩限位孔要在同一豎直平面內(nèi)上下對正，B正確。驗證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為mgh＝mv2，重物的質(zhì)量沒必要測量，C錯誤。D項做法對減小實驗誤差無影響，D錯誤。

33、(2)利用紙帶數(shù)據(jù)，根據(jù)mgh＝mv2即可驗證機(jī)械能守恒定律。要從紙帶上測出重物下落的高度并計算出對應(yīng)的速度，A、D的條件中，下落高度與所能計算的速度不對應(yīng)；B的條件符合要求，可以取重物下落OC時處理；C中，可以求出C、F點的瞬時速度，又知CF間的距離，可以利用mv－mv＝mgΔh驗證機(jī)械能守恒定律。 『模擬沖刺題組』 1．(2019·陜西八校高三4月聯(lián)考)用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 主要實驗步驟如下： a．安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次。 b．選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O(t＝0)，然后每隔相同

34、的時間間隔T選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。 c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5…… d．以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點，如圖3所示。 結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)： (1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有________和________(填選項前的字母)。 A．電壓合適的50 Hz交流電源 B．電壓可調(diào)的直流電源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平(含砝碼) (2)在圖3中已標(biāo)出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點，請在該圖中標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)

35、的坐標(biāo)點，并畫出v-t圖象。 (3)觀察v-t圖象，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是________。v-t圖象斜率的物理意義是________________。 (4)描繪v-t圖象前，還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對Δt的要求是________(填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實驗的角度看，選取的Δx的大小與速度測量的誤差________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 (5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運動的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時只能靠滴水計時，為此他設(shè)計了如圖4所示的“斜面實驗”，反復(fù)做了上百次，驗證了他的猜想。請你結(jié)

36、合勻變速直線運動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。 答案　(1)A　C　(2)圖見解析 (3)小車的速度隨時間均勻變化　代表了小車運動時的加速度 (4)越小越好　有關(guān) (5)如果小球的初速度為0，其速度v∝t，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。 解析　(1)打點計時器需用交流電源；為了計算速度需要利用刻度尺測量長度。故需要的儀器選A、C。 (2)利用所給點跡描點連線，得到v-t圖象，如下圖所示。 其中C點的橫坐標(biāo)為3T，縱坐標(biāo)為v3。 (3)結(jié)合v-t圖象

37、可以看出小車的速度隨時間均勻變化，所以小車做勻加速運動，圖象的斜率代表了小車運動時的加速度。 (4)Δt越小，則越接近計數(shù)點的瞬時速度，所以Δt越小越好，計算速度需要用到Δx的測量值，所以Δx的大小與速度測量的誤差有關(guān)。 (5)如果小球的初速度為0，其速度v∝t，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。 2．(2019·山東淄博一模)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧

38、測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和三根拉線的方向。 (1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________ N。 (2)下列能減小實驗誤差的措施是________(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)。 A．讓重物M的質(zhì)量適當(dāng)大一些 B．彈簧測力計應(yīng)在使用前校零 C．彈簧測力計B所拉的細(xì)繩套應(yīng)盡可能保持水平方向 D．改變拉力，進(jìn)行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置 (3)某次實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請你提出兩個解決辦法。 方法一：_______________________，方法二：______________

39、_________。 答案　(1)3.80　(2)AB (3)方法一：減小重物M的質(zhì)量　方法二：將彈簧測力計B繞O點順時針轉(zhuǎn)過一個小角度　方法三：將彈簧測力計A繞P點逆時針轉(zhuǎn)過一個小角度　方法四：將A更換為量程較大的測力計(說明：選擇其中兩個即可) 解析　(1)彈簧秤的分度值為0.1 N，讀數(shù)為3.80。 (2)讓重物M的質(zhì)量適當(dāng)大一些，可使得讀數(shù)大些，減小誤差，A正確；為了讓測出來的兩個分力更精確，故彈簧測力計應(yīng)在使用前校零且拉線方向應(yīng)與木板平面平行來減小摩擦，故B正確；彈簧測力計B所拉的細(xì)繩套不需要保持在水平方向，C錯誤；實驗是驗證三個力的關(guān)系，每一次實驗只要測出三個力大小、方向與

40、作用點就可以了，所以不需要固定O點位置，故D錯誤。 (3)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，可改變其余兩條細(xì)線上的力的方向和大小，即：方法一：減小重物M的質(zhì)量；方法二：將彈簧測力計B繞O點順時針轉(zhuǎn)過一個小角度；方法三：將彈簧測力計A繞P點逆時針轉(zhuǎn)過一個小角度；方法四：將A更換為量程較大的測力計。(說明：選擇其中兩個即可) 3．(2016·全國卷Ⅰ)某同學(xué)用圖a所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖b所示。該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算。 (

41、1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖b中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為__________________，打出C點時重物下落的速度大小為______________，重物下落的加速度大小為______________。 (2)已測得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________Hz。 答案　(1)(s1＋s2)f　(s2＋s3)f　(s3－s1)f2 (2)40 解析　(1)勻變速直線運動中，某一段

42、位移的平均速度等于這段位移所對應(yīng)的中間時刻的瞬時速度：vB＝＝(s1＋s2)f，同理vC＝(s2＋s3)f，加速度a＝＝(s3－s1)f2。 (2)由牛頓第二定律可知：mg－0.01mg＝ma a＝0.99g① 又由(1)問知：a＝② ①②聯(lián)立得f≈40 Hz。 4．(2019·河北衡水中學(xué)三模)如圖甲所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測量重力加速度的器械，由英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量均為M的兩個重物用不可伸長的輕繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。再在一個重物上附加一質(zhì)量為m的小物塊，這時，由于小物塊的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運動并測

43、出加速度，完成一次實驗后，換用不同質(zhì)量的小物塊，重復(fù)實驗，測出不同m時系統(tǒng)的加速度。 (1)所產(chǎn)生的微小加速度可表示為a＝________(用M、m、重力加速度g表示)。 (2)若選定如圖甲所示左側(cè)重物從靜止開始下落的過程進(jìn)行測量，想要求出重物的質(zhì)量M，則需要測量的物理量有________。 A．小物塊的質(zhì)量m B．重物下落的距離及下落這段距離所用的時間 C．繩子的長度 D．滑輪半徑 (3)經(jīng)過多次重復(fù)實驗，得到多組a、m數(shù)據(jù)，作出-圖象，如圖乙所示，已知該圖象斜率為k，縱軸截距為b，則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________，并可求出重物質(zhì)量M＝________。 答案

44、　(1)　(2)AB　(3)　 解析　(1)設(shè)繩子上的拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律得：(M＋m)g－T＝(M＋m)a，T－Mg＝Ma，聯(lián)立得，a＝。 (2)根據(jù)h＝at2，結(jié)合a＝，則有：M＝－，所以需要測量的物理量有：小重物的質(zhì)量m，重物下落的距離及下落這段距離所用的時間，故A正確，B正確。 (3)因為a＝，則＝·＋，所以圖線斜率k＝，b＝，解得g＝，M＝。 5．(2019·山東青島高三一模)某同學(xué)在驗證“合外力一定，物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，采用圖甲所示的裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車的加速度a與小車質(zhì)量M(包括所放砝碼及傳感器的質(zhì)量)的對應(yīng)關(guān)系圖象，如圖乙所示。實驗中所掛鉤碼的

45、質(zhì)量20 g，實驗中選用的是不可伸長的輕繩和光滑的輕質(zhì)定滑輪。 (1)實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨妮p繩與木板平行。他這樣做的目的是下列哪一個________(填字母代號)； A．可使位移傳感器測出的小車的加速度更準(zhǔn)確 B．可以保證小車最終能夠做直線運動 C．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力 (2)由圖乙可知，a-圖線不過原點，原因是____________________________； (3)該圖線的初始段為直線，該段直線的斜率最接近的數(shù)值是________。 A．30 B．0.3 C．20 D．0.2 答案　(1)C　(2)平

46、衡摩擦力時長木板傾角過大　(3)D 解析　(1)調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨妮p繩與木板平行，目的在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力，故C正確。 (2)由圖乙知，橫軸為零時，縱軸加速度a不為零，即除輕繩拉力外有其他力為小車提供加速度，故a-圖線不過原點的原因有可能是平衡摩擦力時長木板傾角過大。 (3)圖線的斜率k＝＝Ma＝F，即圖線斜率等于小車所受的合力，約等于鉤碼的重力，即為0.2 N，故D正確。 6．(2019·江西景德鎮(zhèn)高三下學(xué)期十校聯(lián)合模擬)用圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。氣墊導(dǎo)軌上A處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用繞過氣墊導(dǎo)軌左端定滑輪的細(xì)

47、線與鉤碼相連，每次滑塊都從同一位置由靜止釋放，釋放時遮光條位于氣墊導(dǎo)軌B位置的上方。 (1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________ mm。 (2)實驗中，接通氣源，滑塊靜止釋放后，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t，測得滑塊質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m，A、B間的距離為L。在實驗誤差允許范圍內(nèi)，鉤碼減小的重力勢能mgL與________(用直接測量的物理量符號表示)相等，則機(jī)械能守恒。 (3)下列不必要的一項實驗要求是________(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)。 A．滑塊必須由靜止釋放 B．應(yīng)使滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 C．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

48、 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 答案　(1)2.70　(2)　(3)B 解析　(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為2 mm，游標(biāo)尺示數(shù)為14×0.05 mm＝0.70 mm，則游標(biāo)卡尺讀數(shù)為2 mm＋0.70 mm＝2.70 mm。 (2)由于遮光條通過光電門的時間極短，因此可以利用其平均速度來代替遮光條通過光電門的瞬時速度，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為：v＝；實驗要驗證機(jī)械能守恒定律，只需驗證：mgL＝(M＋m)v2＝。 (3)本實驗通過測定鉤碼下降一定高度時，滑塊與鉤碼的共同速度的大小，來判定鉤碼重力勢能的減少量與系統(tǒng)動能的增加量的關(guān)系，故不需要保證所掛鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量

49、M，故A、C、D不符合題意，B符合。 7．(2019·廣西欽州三模)如圖甲，某實驗小組采用常規(guī)方案驗證動量守恒定律。實驗完成后，該小組又把水平木板改為豎直木板再次實驗，如圖乙所示。圖中小球半徑均相同，質(zhì)量以及當(dāng)?shù)刂亓铀俣染阎?，且mA>mB，B、B′兩點在同一水平線上。 (1)若采用圖甲所示的裝置，實驗中還必須測量的物理量是________。 (2)若采用圖乙所示的裝置，下列說法正確的是________。 A．必需測量B′O、BN、BP和BM的距離 B．必需測量B′N、B′P和B′M的距離 C．若＝＋，則表明此碰撞動量守恒 D．若＝＋，則表明此碰撞動量守恒 答案　(1)O

50、M、OP、ON的長度　(2)BC 解析　(1)如果采用圖甲所示裝置，由于小球做平拋運動的時間相等，故可以用水平位移代替水平速度進(jìn)行驗證，故需要測量OM、OP和ON的長度。 (2)采用圖乙所示裝置時，水平距離相等，根據(jù)下落的高度可確定飛行時間，從而由下落的高度可以表示出對應(yīng)的水平速度，故需測量B′N、B′P和B′M的距離。小球碰后做平拋運動，速度越大，打到豎直木板上所需的時間越短，下落的高度越小。單獨一個球下落時，落點為P，相碰后，A、B兩球的落點分別為M和N，根據(jù)動量守恒定律有：mAv＝mAv1＋mBv2，而速度v＝，其中l(wèi)為豎直木板到O點的水平距離，根據(jù)h＝gt2可得，t＝，則可解得：v

51、＝，v1＝，v2＝，代入動量守恒表達(dá)式，得：＝＋，故B、C正確。 『熱門預(yù)測題組』 1．(2019·江蘇常州天寧區(qū)高三上學(xué)期期末)如圖所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，遮光條的寬度為d，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，鉤碼的質(zhì)量為m，每次滑塊都從A處由靜止釋放。 (1)實驗時，接通氣源，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，已知A位置到光電門的距離為L，用d、t、L表示滑塊運動的加速度a＝________。 (2)下列不必要

52、的一項實驗要求是________。 A．應(yīng)使滑塊與遮光條的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 (3)改變鉤碼的質(zhì)量，記錄對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出________圖象，則圖線的斜率為________(用d、L、M表示)。 (4)有一位同學(xué)想測得在斷開氣源的情況下，滑塊與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)，他調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，斷開氣源時，測得滑塊在軌道上運動的加速度為a1，此時鉤碼的質(zhì)量為m0，不改變鉤碼的質(zhì)量，接通

53、氣源，測得滑塊在軌道上運動的加速度為a2，用a1、a2、m0、M表示滑塊與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝________。 答案　(1)　(2)A (3)-F　　(4) 解析　(1)由題意可知，滑塊做勻加速直線運動，因此有：v2＝2aL，v＝，解得：a＝。 (2)細(xì)線的拉力是直接通過傳感器測量的，與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小無關(guān)，故A是不必要的；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B是必要的；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，細(xì)線的拉力才等于滑塊所受合力，故C是必要的；要保持細(xì)繩與木板平面平行，拉力才等于合力，故D是必要的；本題選不必要的，故選A。 (3)根據(jù)牛頓第二定律得：a＝，結(jié)合a＝

54、，解得：＝F，所以處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作-F圖象，圖線的橫軸為F，縱軸為，斜率為。 (4)由牛頓第二定律可得： 斷開氣源：m0g－μMg＝(m0＋M)a1 打開氣源：m0g＝(M＋m0)a2 兩式聯(lián)立解得：μ＝。 2．(2019·四川南充三診)如圖1所示為驗證動量守恒的實驗裝置，氣墊導(dǎo)軌置于水平桌面上，G1和G2為兩個光電門，A、B均為彈性滑塊，質(zhì)量分別為mA、mB，且選擇mA大于mB，兩遮光片沿運動方向的寬度均為d，實驗過程如下： ①調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)； ②輕推滑塊A，測得A通過光電門G1的遮光時間為t1； ③A與B相碰后，B和A先后經(jīng)過光電門G2的遮光時間分別為t2和t3。

55、 回答下列問題： (1)用螺旋測微器測得遮光片寬度如圖2所示，讀數(shù)為________ mm； (2)實驗中選擇mA大于mB的目的是________________； (3)利用所測物理量的符號表示動量守恒成立的式子為________________。 答案　(1)1.195(1.195～1.197均正確) (2)碰撞中滑塊A不反彈 (3)mA＝mA＋mB 解析　(1)螺旋測微器的精確度為0.01 mm，轉(zhuǎn)動刻度的格數(shù)估讀一位，則遮光片寬度為d＝1 mm＋19.5×0.01 mm＝1.195 mm(1.195 mm～1.197 mm均正確)。 (2)A和B發(fā)生彈性碰撞，若用質(zhì)量大的A碰質(zhì)量小的B，則碰撞后A不會發(fā)生反彈。 (3)滑塊經(jīng)過光電門時遮光片擋住光的時間極短，則遮光條經(jīng)過光電門過程的平均速度可近似代替滑塊的瞬時速度，則碰前A的速度vA＝，碰后A的速度vA′＝，碰后B的速度vB′＝；因此，碰撞的系統(tǒng)動量守恒的表達(dá)式為：mAvA＝mAvA′＋mBvB′，聯(lián)立可得表達(dá)式：mA＝mA＋mB。 - 24 -