2019-2020年高考物理二輪復習 極限突破 力學綜合實驗.doc

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2019-2020年高考物理二輪復習 極限突破 力學綜合實驗 1、在“驗證機械能守恒定律”實驗中，有三個同學做了如下的實驗： ⑴張三同學安裝的實驗裝置如圖a所示，實驗得到紙帶上留下的打點痕跡情況如圖b所示,這樣的操作可能會導致實驗誤差較大，從圖中可以看出安裝實驗裝置時明顯存在的問題 是 。 1.9 5.8 9.6 13.4 單位：mm 圖b （2）李四同學用正確安裝的裝置進行實驗，獲取一張紙帶如圖c所示，但起始點模糊不清。取后面連續(xù)打出的清晰點來研究，測出B、C、D、E、F到A點的距離為hB、hC、hD、hE、hF，然后分別計算出B、C、D、E點的速度vB、vc、vD、vE ，最后在v2-h坐標系中，描出B、C、D、E點對應(yīng)的坐標，如圖d所示。如果這些點可連成一條直線，要判斷重物下落過程中機械能是否守恒，還需要_ 。 （3）王五同學也用正確安裝的裝置進行實驗，來探究重物下落過程中動能與勢能的轉(zhuǎn)化問題。圖e為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點。取打下O點時重錘的重力勢能為零，計算出該重錘下落不同高度h時所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能EP。建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)數(shù)據(jù)在圖f中繪出圖線I和圖線II。 已求得圖線I斜率的絕對值k1=2.94J/m，請計算圖線II的斜率k2= J/m（保留3位有效數(shù)字）。 重物和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為 （用k1和k2表示）。 答案： （10分） （1）重物會落到桌面上，重物下落距離太短 (2)判斷直線的斜率是否接近當?shù)刂亓铀俣鹊膬杀? 2.小明所在學習小組，用中學實驗室常見器材設(shè)計了如圖所 示的裝置來驗證機械能守恒定律。圖中a、b為兩重物，用輕繩相連，b 的質(zhì)量大于a的質(zhì)量，滑輪為輕質(zhì)光滑滑輪。實驗時從圖示位置靜止釋放 b, b下降且落到桌面后不再反彈，a上升但不與滑輪相碰。小明的學習小 組已測量了 a上升的總高度h1,要研究b從下落到剛要與桌面相碰這一過 程中，a、b組成系統(tǒng)的機械能是否守恒，他們還需要測量的物理量有：______、______、______。(填被測的三個物理量，及表示這三個物理量的字母)。若表達式___ ___成立（用設(shè)定的字母表示），即可驗證機械能守恒定律成立。 3．因為手邊沒有天平，小王同學思考如何利用一已知勁度系數(shù)為k的彈簧和長度測量工具來粗測一小球的質(zhì)量．他從資料上查得彈簧的彈性勢能Ep＝kx2（其中x為彈簧形變量）后，設(shè)計了如下實驗：將彈簧一端固定在水平桌面上，另一端緊靠小球，彈簧為原長時小球恰好在桌邊，然后用小球壓縮彈簧并測得壓縮量x，釋放小球，小球飛出后落在水平地面上，測出桌高h以及小球落地點到桌面邊緣的水平距離s． （1）小球質(zhì)量的表達式為______________________． （2）如果桌面摩擦是本次實驗誤差的主要因素，那么小球質(zhì)量的測量值將__________ （填偏大”、“偏小”或“準確”）． 4、用圖甲所示的裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗． ①為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須在長木板 （填“遠離”或“靠近”）滑輪的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車能單獨在長木板上做 運動。 ②為了驗證小車的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系，必須采用 法。 ③保持小車受力不變，測量不同質(zhì)量的小車在這個力作用下的加速度。某次實驗中打出如圖乙所示的紙帶（打點計時器電源的頻率為50Hz），則這個加速度值a = 　　 m/s2． ④某同學把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)畫成圖丙的a-m圖象，為了更直觀描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)他的圖象在圖丁中畫出a-圖象。 5．如圖甲所示為一拉力傳感器，某實驗小組在用拉力傳感器探究作用力與反作用力關(guān)系的實驗中，獲得了如圖乙所示的圖線。根據(jù)這個圖線，你可以得出的結(jié)論是：___________________________________________。實驗中要用到______個拉力傳感器。如果實驗時保持一只手不動，另一只手拉動，與兩只手同時對拉得到的結(jié)論有沒有變化？ ________________（填“有”或“沒有”）；兩只手邊拉邊向右運動，與兩只手靜止時對拉得到的結(jié)論有沒有變化？ （填“有”或“沒有”） 答案：作用力與反作用力大小相等，方向相反。兩 沒有 沒有 6.在①研究加速度與外力（質(zhì)量一定）的關(guān)系；②驗證機械能守恒定律；③探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系三個實驗中，某同學正確作出了三個實驗的圖線，如圖A、B、C所示。根據(jù)坐標軸代表的物理量判斷： A實驗的圖線斜率表示 。 B實驗的圖線斜率表示 。 C實驗的圖線斜率表示 。 實驗，根據(jù)胡克定律F=kx，作出的F—x圖線，圖線斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k。 7．用如圖所示裝置驗證小球沿斜面運動的過程中機械能守恒。斜面的末端與水平桌面相切，小球從離桌面高h處由靜止釋放，小球離開桌面后落在水平地面上，此過程的水平位移用s表示，桌面高H。改變小球釋放的位置，記錄多組h、s值。 （1）若小球在運動的過程中機械能守恒，則h與s2間應(yīng)滿足的關(guān)系是__________ （2）某同學根據(jù)實驗結(jié)果，畫出了h―s2圖象如上圖所示。圖象不過原點，并且隨著s的增大圖象有彎曲的跡象。下列關(guān)于產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因及改進措施的論述正確的是 a.小球與斜面和桌面間有摩擦，改用動摩擦因數(shù)更小的斜面和桌面 b.小球運動過程中受到空氣阻力的作用，換用密度小一點的空心球進行實驗 c.小球運動過程中受到空氣阻力的作用，換用密度大一點的實心球進行實驗 d.小球與斜面和桌面間有摩擦，在原基礎(chǔ)上適當減小一下斜面的傾角 8．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中： （1）利用甲圖裝置，小車在橡皮筋的作用下運動，下列4條紙帶中最符合實驗要求的是 ▲ 。 A B D C （2）某同學對該實驗進行了更改，如乙圖，把橡皮筋的固定點改為A點，操作如下: a、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點計時器,將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后小車 ▲ 。 b、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處，記下小車位置。接通打點計時器電源，釋放小車。 c、用2 條、3 條、4 條、5 條、6 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實驗。 d、在上述實驗中打出的5 條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 、v6 。 相關(guān)數(shù)據(jù)見下表 實驗次數(shù) 條數(shù) 速度m/s 速度平方m2/s2 1 1 1.28 1.64 2 2 1.75 3.06 3 3 2.10 4.41 4 4 2.26 5.11 5 5 2.68 7.18 6 6 2.96 8.76 ①請把操作步驟a補充完整。 ②用W0表示一條橡皮筋做的功，請在坐標紙上畫W —v2圖象。 ③根據(jù)你畫的W —v2圖象，你認為該同學第 ▲ 次實驗操作出現(xiàn)了問題，問題在于該次實驗時小車釋放的位置距離較 ▲ （填“遠”或“近”） 小車后小車做勻速直線運動。由于第4個點偏離直線太遠，認為該同學第4次實驗操作出現(xiàn)了問題，問題在于該次實驗時小車釋放的位置距離較近。 9．如圖所示是小徐同學做“探究做功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置。他將光電門固定在直軌道上的O點，用同一重物通過細線拉同一小車，每次小車都從不同位置由靜止釋放，各位置A、B、C、D、E、F、G（圖中只標出了O、G）離O點的距離d分別為8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm，56cm。 （1）該實驗是否需要測量重物的重力。 （填 “需要”或“不需要”）； （2）該實驗是否必須平衡摩擦力？ （填“是”或“否”）； （3）為了探究做功與速度變化的規(guī)律，依次得到的實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所 示。請選取其中最合適的兩行數(shù)據(jù)在答題卷的方格紙內(nèi)描點作圖。 （4）從圖像得到的直接結(jié)論是 ，從而間接得到做功與物體速度變化的規(guī)律是 。 10、在“驗證機械能守恒定律”實驗中，有三個同學做了如下的實驗： ⑴張三同學安裝的實驗裝置如圖a所示，實驗得到紙帶上留下的打點痕跡情況如圖b所示,這樣的操作可能會導致實驗誤差較大，從圖中可以看出安裝實驗裝置時明顯存在的問題 是 。 1.9 5.8 9.6 13.4 單位：mm 圖b （2）李四同學用正確安裝的裝置進行實驗，獲取一張紙帶如圖c所示，但起始點模糊不清。取后面連續(xù)打出的清晰點來研究，測出B、C、D、E、F到A點的距離為hB、hC、hD、hE、hF，然后分別計算出B、C、D、E點的速度vB、vc、vD、vE ，最后在v2-h坐標系中，描出B、C、D、E點對應(yīng)的坐標，如圖d所示。如果這些 點可連成一條直線，要判斷重物下落過程中機械能是否守恒，還需要_ 。 （3）王五同學也用正確安裝的裝置進行實驗，來探究重物下落過程中動能與勢能的轉(zhuǎn)化問題。圖e為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點。取打下O點時重錘的重力勢能為零，計算出該重錘下落不同高度h時所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能EP。建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)數(shù)據(jù)在圖f中繪出圖線I和圖線II。 已求得圖線I斜率的絕對值k1=2.94J/m，請計算圖線II的斜率k2= J/m（保留3位有效數(shù)字）。 重物和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為 （用k1和k2表示）。