2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 特色專題訓(xùn)練 力學(xué)實(shí)驗(yàn)題巧練（二）.doc

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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 特色專題訓(xùn)練 力學(xué)實(shí)驗(yàn)題巧練（二） 1.某課外科技活動(dòng)小組學(xué)習(xí)了平行四邊形定則后，利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究“力的合成與分解”，如圖所示A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器，該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)．A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，可沿固定的板做圓弧形移動(dòng)．B固定不動(dòng)，通過光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3 m的桿．將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作： ①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ； ②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零； ③用另一繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼，記錄兩個(gè)傳感器讀數(shù)； ④取下鉤碼，移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)冉侵貜?fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到如下表格. F1 4.004 2.320 … 4.008 … F2 －3.472 －1.164 … 3.460 … θ 30 60 … 150 … (2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，對(duì)此操作說明正確的是________． A．因?yàn)槭孪韧浟苏{(diào)零 B．何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響 C．為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響 D．可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差 2．在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示． (1)請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處錯(cuò)誤： ①__________________；②__________________． (2)該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)，測(cè)得h1、h2、h3、h4、h5.若打點(diǎn)的周期為T，則打E點(diǎn)時(shí)速度為vE＝________；若分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫出v2與h的關(guān)系圖線，如圖丙所示，則小車的加速度a＝________m/s2. 3．如圖甲所示，用橫梁、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系． (1)把彈簧上端固定在橫梁上，下端懸吊不同重力的鉤碼，用刻度尺測(cè)量有關(guān)長(zhǎng)度，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有： ________________________________________________________________________. (2)關(guān)于實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，以下哪項(xiàng)是沒有必要的？(填入字母序號(hào))________． A．懸吊鉤碼后，在鉤碼靜止后再讀數(shù) B．盡量減小彈簧和橫梁之間的摩擦 C．彈簧的受力不超過它的彈性限度 (3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為 ________N/m.圖線不過原點(diǎn)的原因是 ________________________________________________________________________． 4. 某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小物體自由下落時(shí)機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個(gè)光電門傳感器．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得小物體上寬度為d的擋光片通過A處傳感器的擋光時(shí)間為t1，通過B處傳感器的擋光時(shí)間為t2，重力加速度為g.為了證明小物體通過A、B時(shí)的機(jī)械能相等，還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測(cè)量和列式證明． (1)下列必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)量步驟是________． A．用天平測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體的質(zhì)量m B．測(cè)出A、B之間的豎直距離h C．測(cè)出小物體釋放時(shí)離桌面的高度H D．用秒表測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體由A到B所用時(shí)間Δt (2)若該同學(xué)用d和t1、t2的比值分別來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時(shí)的速度，并設(shè)想如果能滿足____________________關(guān)系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機(jī)械能是守恒的． 5．(xx廈門質(zhì)檢)關(guān)于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答下列問題： (1)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶，請(qǐng)將下列步驟按合理順序排列________(填選項(xiàng)前字母)． A．釋放紙帶　　　　　　　 B．接通電源 C．取下紙帶 D．切斷電源 (2)在打出的紙帶上選取連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C，如圖所示．測(cè)出起始點(diǎn)O到A點(diǎn)的距離為s0，A、B兩點(diǎn)間的距離為s1，B、C兩點(diǎn)間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式 ________________________________________________________________________ ________，即驗(yàn)證了物體下落過程中機(jī)械能是守恒的(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，使用交流電的周期為T)． (3)下列敘述的實(shí)驗(yàn)處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，正確的是________． A．該實(shí)驗(yàn)中不用天平測(cè)重物的質(zhì)量，則無法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 B．該實(shí)驗(yàn)選取的紙帶，測(cè)量發(fā)現(xiàn)所打的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)間的距離為1.7 mm，表明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一點(diǎn)時(shí)重物的速度不為零 C．為了計(jì)算方便，本實(shí)驗(yàn)中選取一條理想紙帶，然后通過對(duì)紙帶的測(cè)量、分析，求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?，再代入表達(dá)式：mgh＝mv2進(jìn)行驗(yàn)證 D．本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一定是mgh略大于mv2，不可能出現(xiàn)mv2略大于mgh的情況 6．(1)圖甲為某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，一端帶有定滑輪的木板直接放在水平桌面上，細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．在研究小車(含砝碼)質(zhì)量不變，加速度和作用力的關(guān)系時(shí)，他先后五次改變砂和砂桶的總質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度a.在第一次測(cè)量時(shí)，砂和砂桶的總質(zhì)量為m1，小車質(zhì)量M＝20m1，以后每次在砂桶里增加質(zhì)量為Δm的砂子，已知Δm＝.若把砂和砂桶的總重力作為小車所受合力F的大小，按這五組數(shù)據(jù)畫出的a－F圖象可能是下列圖乙中的________． (2)第(1)題圖象中圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是______________，若對(duì)此采取了糾正，該實(shí)驗(yàn)還存在一個(gè)較大的系統(tǒng)誤差，是由砂和砂桶的總重力不等于小車受到的拉力引起的．設(shè)砂和砂桶的總重力為F測(cè)，小車真正受到的拉力為F真．若定義100%為拉力測(cè)量的百分誤差，現(xiàn)要求百分誤差不大于5%，則當(dāng)小車的總質(zhì)量為200 g時(shí)，砂和砂桶的總質(zhì)量最大不能超過________g. 7．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他通過成倍增加位移的方法來進(jìn)行驗(yàn)證．方法如下：將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線拉小車，保持小車(帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點(diǎn)到光電門的距離進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小車都由靜止釋放. (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm. (2)如果每次實(shí)驗(yàn)時(shí)遮光條通過光電門的時(shí)間為t，小車到光電門的距離為s，通過描點(diǎn)作出線性圖象來反映合力做的功與動(dòng)能改變量的關(guān)系，則所作圖象關(guān)系是________時(shí)才能符合實(shí)驗(yàn)要求． A．s－t　　　B．s－t2　　C．s－t－1　　D．s－t－2 (3)下列實(shí)驗(yàn)操作中必要的是________． A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng) B．必須滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．必須保證小車由靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放 8．(xx武漢市武昌區(qū)高三調(diào)研)如圖所示，上、下兩個(gè)完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，上軌道可上下平移，在兩軌道相對(duì)于各自軌道末端高度相同的位置上各安裝一個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關(guān)，兩個(gè)小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)．離開圓弧軌道后，A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球進(jìn)入一個(gè)光滑的水平軌道，則： (1)B球進(jìn)入水平軌道后將做________________運(yùn)動(dòng)；改變上軌道的高度，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是：________________________________________________________________________. (2)某次實(shí)驗(yàn)恰按圖示位置釋放兩個(gè)小球，兩個(gè)小球相碰的位置在水平軌道上的P點(diǎn)處，已知固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長(zhǎng)均為9 cm，則可計(jì)算出A球剛到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s.(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)題巧練(二) 1．解析：(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1，平衡時(shí)，mg＝F1sin θ，當(dāng)θ＝30時(shí)，F(xiàn)1＝4.004 N，可求得m≈0.2 kg.(2)在掛鉤碼之前，對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，目的是消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響，故C正確． 答案：(1)F1　0.2　(2)C 2．解析：(1)兩處錯(cuò)誤是①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該接交流電源，②開始時(shí)小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．(2)vE＝，根據(jù)公式v2－v＝2ax可知，題圖丙中圖線的斜率等于2a得a＝5.4 m/s2. 答案：(1)①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該接交流電源?、陂_始時(shí)小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器　(2)　5.4 3．解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng)、彈簧受不同外力所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度．(2)胡克定律只在彈性限度內(nèi)才成立；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在鉤碼靜止、形變量穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)；彈簧和橫梁之間的摩擦力對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒有影響，所以選B.(3)根據(jù)題圖乙中圖線的斜率等于k，取題圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個(gè)點(diǎn)，利用ΔF＝kΔx，可得k＝200 N/m；圖線不過原點(diǎn)是由于彈簧具有自重，使得彈簧不加外力時(shí)就有形變量． 答案：(1)彈簧原長(zhǎng)、彈簧受不同外力所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度　(2)B　(3)200　彈簧存在自重 4．解析：(1)本實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證小物體由A運(yùn)動(dòng)到B過程中，小物體減少的重力勢(shì)能mghAB和增加的動(dòng)能m(v－v)在誤差允許范圍內(nèi)是否近似相等，即(v－v)≈ghAB，故無需測(cè)量小物體的質(zhì)量和小物體釋放時(shí)離桌面的高度H，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；需要測(cè)量A、B之間的豎直距離，B項(xiàng)正確；速度是通過光電門測(cè)量的，因此無需用秒表測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體由A到B所用時(shí)間Δt，D項(xiàng)錯(cuò)誤．(2)由題意知小物體經(jīng)過兩光電門的速度分別為和，代入(v－v)≈ghAB可知，如果能滿足－≈2gh即可證明小物體自由下落過程中機(jī)械能守恒． 答案：(1)B　(2)(d/t2)2－(d/t1)2≈2gh 5．解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)，先接通電源，后釋放紙帶；計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，使用完畢應(yīng)立即關(guān)閉電源，故操作次序應(yīng)為BADC.(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，紙帶上打B點(diǎn)時(shí)重物的速度vB＝，重物帶動(dòng)紙帶由O運(yùn)動(dòng)到B過程中，重物減少的重力勢(shì)能為mg(s0＋s1)，重物增加的動(dòng)能為mv，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，二者應(yīng)在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，將vB代入整理可得：8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2.(3)由8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2可知，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒與重物質(zhì)量無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若紙帶從靜止開始運(yùn)動(dòng)，紙帶在0.02 s內(nèi)的位移h＝gt2≈2 mm；若初速度不為零，則位移應(yīng)大于2 mm，B項(xiàng)錯(cuò)誤；易知C項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中，不可避免地要克服摩擦力做功，因此勢(shì)能的減少量mgh一定大于動(dòng)能的增加量mv2，D項(xiàng)正確． 答案：(1)BADC　(2)8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2　(3)D 6．解析：(1)設(shè)小車與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，由牛頓第二定律可得F－μMg＝Ma，解得a＝－μg，A、B錯(cuò)．若F較大時(shí)，不滿足M?m，此時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律求解加速度時(shí)，繩子的彈力F不可近似認(rèn)為等于砂和砂桶的重力，而是小于砂和砂桶的重力，故加速度值與a＝－μg相比減小，C對(duì)，D錯(cuò)．(2)由于未平衡摩擦力，故導(dǎo)致砂與砂桶重力較小時(shí)，小車未加速運(yùn)動(dòng)，a－F圖象上表現(xiàn)為不過原點(diǎn)，與橫軸有一定截距；由題意可知F測(cè)＝mg，設(shè)整體的加速度為a，由于摩擦力已被平衡，故繩的拉力為F真，由牛頓第二定律可得F真＝Ma，mg－F真＝ma，解得：F真＝，由題意可知百分誤差100%＝100%≤5%，代入質(zhì)量M＝200 g，解得：m≤10 g. 答案：(1)C　(2)沒有平衡小車所受的摩擦力　10 7．解析：(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為：10 mm＋0.0515 mm＝1.075 cm. (2)由題意可知，該同學(xué)是通過成倍改變位移來改變做功的，設(shè)重物對(duì)小車的拉力為F，對(duì)小車有： Fs＝m，即有：s∝，則D正確． (3)由(2)可知，公式中的F是指小車所受到的合力，而且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持不變，所以在該實(shí)驗(yàn)中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關(guān)系也不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0，則會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，選項(xiàng)C正確． 答案：(1)1.075　(2)D　(3)C 8．解析：(1)觀察到A球正好砸在B球上，說明兩球在水平方向上，在相等的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的位移相等，又因?yàn)锽球進(jìn)入水平軌道后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從而說明A球(或平拋運(yùn)動(dòng))的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：x＝v0t，h＝gt2，可得：v0＝x；由動(dòng)能定理可得：mv2－mv＝mgh，聯(lián)立可得：v＝＝ ＝4.5 m/s. 答案：(1)勻速(直線)　A球(或平拋運(yùn)動(dòng))的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)　(2)4.5