《2020届高考物理二轮复习常考题型大通关力学实验（创新实验）（带解析）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理二轮复习常考题型大通关力学实验（创新实验）（带解析）.doc（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、力学实验（创新实验）1、某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为，所挂砝码质量为，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。实验步骤如下：A.按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C.挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D.改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是_。A.钩码的质量应远小于小车的质量 B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小
2、车相连的轻绳与长木板一定要平行 D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_（结果保留两位有效数字）（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_。A. B. C. D.（4）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的 图象如图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数u=_2、如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS测定动摩擦因数”的实验装置示意图.一长木板固定在水平桌面上,长木板上表面水平,轻弹簧水平放置在长木板上,其右端固定在长
3、木板的C处,左端连一木块,木块上方固定有窄片P,当弹簧处于原长时,木块在A点处,光电门(未画出,用以测量窄片的遮光时间)固定在A点.第一次,向右压缩弹簧使木块移到B点处并由静止释放,木块通过A处时记下窄片的遮光时间,测出木块的质量;第二次,在木块上方增加砝码后,向右压缩弹簧使木块再次移到B点处并由静止释放,木块通过A处时记下窄片的遮光时间,测出木块和砝码的总质量;如此反复多次实验.请回答下列问题.(已知重力加速度大小为g)(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有( )A.窄片的宽度dB.两点间的距离xC.木块从B点运动到A点的时间D.弹簧的劲度系数k(2)在坐标纸上
4、作出窄片的遮光时间t的平方的倒数随木块和砝码的总质量的倒数变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数_,木块从B点运动到A点的过程,弹簧对木块做的总功_.(用含及还需要测量的物理量字母表示)3、某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。光电门固定在的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小与动能变化大小,就能验证机械能是否
5、守恒。(1)用计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度应测量释放时的钢球球心到_之间的竖直距离。A.钢球在A点时的顶端B.钢球在A点时的球心C.钢球在A点时的底端(2)用计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测最遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为_cm。某次测量中,计时器的示数为0.0100s。则钢球的速度为_m/s。(3)下表为该I学的实验结果:4.8299.78614.6919.5929.385.0410.115.120.029.8他发现表中的与之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点?请说明理由。(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。4、某探究小组为了研究小车在桌
6、面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图记录了桌面上连续的6个水滴的位置。已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴由图可知，小车在桌面上是_填“从右向左”或“从左向右”运动的。该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图中A点位置时的速度大小为_，加速度大小为_。结果均保留2位有效数字5、某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计的实验装置如图。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的
7、正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。（1）实验步骤如下：弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0方向，绳套2沿120方向，此时弹簧测力计的示数为；根据力的平行四边形定则计算绳套1和细绳套2的合力_；比较_，即可初步验证力的平行四边形定则。（2）将绳套1由0方向缓慢转动到60方向，同时绳套2沿120方向缓慢的转动到180，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，且保证两绳套间的夹角为120不变。关于绳套2的拉力大小的变化，下列结论正确的是_。（填选项序号）A逐渐增
8、大 B先增大后减小 C逐渐减小 D先减小后增大6、由于空间站处于完全失重状态,不能利用天平等仪器测量质量,为此某同学为空间站设计了如图所示(a)的实验装置,用来测量小球质量。图中弹簧固定在挡板上,轨道B处装有光电门,可以测量出小球经过光电门的时间。该同学设计的主要实验步骤如下:()用游标卡尺测量小球的直径d()将弹簧固定在档板上()小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x()由静止释放小球,测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t,计算出小球离开弹簧的速度v() 改变弹簧的压缩量,重复步骤()、()多次() 分析数据,得出小球的质量该同学在地面上进行了上述实验,请回答下列问题(1)步骤()中游
9、标卡尺示数情况如图(b)所示,小球的直径d=_cm;(2)某一次步骤() 中测得弹簧的压缩量为1cm,对应步骤()中测得小球通过光电门的时间为7.50ms,则此次小球离开弹簧的速度v=_m/s;(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图(c)中描出了对应的点,请将2问中对应的点描出,并画出v-x图像。(4)已知实验所用弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系如图(d)所示,实验测得小球的质量为_kg。7、某实验小组用图甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面边长木板一端放置在水平桌面边缘P处,另一位置放置在铁架台竖直铁杆上,使长木板倾斜放置,长木板P
10、处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光时间,实验步骤是:用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L,天平测量滑块的质量m。平衡摩擦力:以木板放置在水平桌面上的P处为轴,调节长木板在铁架台上的放置位置,使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置,用刻度尺测出到水平面的高度H。保持P位置不变,长木板一端放置在铁架台竖直杆上。用刻度尺量出的距离,将滑块从位置由静止释放,由光电门计时器读出滑块的挡光时间t。保持P位置不变,重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置,重复步骤数次。(1)滑块沿长木板由运动到P的过程中,用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g):滑块通过光电门的速度_
11、。滑块动能的变化量_。滑块克服摩擦力做的功_。合力对滑块做的功_。(2)某学生以铁架台竖起杆上的放置位置到的距离h为横坐标,以滑块通过光电门的挡光时间平方倒数为纵坐标,根据测量数据在坐标中描点画出如图乙所示直线,直线延长线没有过坐标原点,其原因主要是_。8、用小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽平滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下铅垂线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,认为其圆心就是小球落点的平均位置步骤2:把小球
12、2放在斜槽前端边缘处的B点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度(1)在上述实验操作中,下列说法正确的是( )A.小球1的质量一定大于小球2的质量,小球1的半径可以大于小球2的半径B.将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平C.小球在斜槽上的释放点应该越高越好,这样碰前的速度大,测量误差较小D.复写纸铺在白纸的上面,实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动(2)以下提供的器材中,本实验必需的有
13、( )A.刻度尺 B.游标卡尺 C.天平 D.秒表(3)设小球1的质量为m1,小球2的质量为m2,MP的长度为l1,ON的l2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为_.答案以及解析1答案及解析：答案：（1）C （2） 0.88 （3） A (4) b/kg解析：(1)A、由图示实验装置可知，测力计可以测出细线对小车的拉力，实验不需要满足砝码的质量应远小于小车的质量，故A错误；B. 实验过程中砝码向下加速运动，砝码处于失重状态，故B错误；C. 为使小车受到的拉力等于细线的拉力，应调节滑轮的高度使与小车相连的轻绳与长木板一定要平行，故C正确；D. 实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测
14、力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；故选：C.(2)由图示纸带可知，相邻两个计数点之间的时间间隔：t=50.02=0.1s，由匀变速直线运动的推论可知加速度:a(3)由图示只有装置可知，实验前已经排好摩擦力，小车受到的拉力F可以由弹簧测力计测出，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，由图示可知，A符合实际；故选：A. 2答案及解析：答案：(1)AB(2)解析：(1)木块通过A点时的速度大小,t为窄片通过光电门的遮光时间,木块从B点运动到A点的过程,根据动能定理有,可见为测量,还需要测量x和d,故选A、B.(2)由题1知,结合题图乙得,得,
15、. 3答案及解析：答案：(1)B(2)1.50(1.491.51都算对);1.50(1.491.51都算对)(3)不同意,因为空气阻力会造成小于,但表中大于(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算时,将v折算成钢球的速度解析：(1)高度变化要比较钢球球心的高度变化。(2)毫米刻度尺读数时要估读到毫米下一位,由代入数据可计算出相应速度。(3)从表中数据可知,若有空气阻力,则应为,所以不同意他的观点。(4)实验中遮光条经过光电门时的速度大于钢球经过A点时的速度,因此由计算得到的偏大,要减小与之间的差异可考虑将遮光条的速度折箅为钢球的速度。 4答案及解析：答案：(1)从右向左.(2)0.1
16、9; 0.038解析：(1)小车受到摩擦力作用做减速运动,水滴间距离逐渐减小,故小车从右向左运动.(2)滴水的时间间隔,小车运动到A点时的速度,小车的加速度. 5答案及解析：答案：(1) 比较F与在误差允许的范围内相同或（比较F与在误差允许的范围内相同) （2） C 解析：(1)根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力为：,即为：；比较F和F在误差允许的范围内相同，即可初步验证力的平行四边形器定则；(2)两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出图象，如图所示：根据图象可知，绳套2的拉力大小逐渐减小，故C正确，ABD错误。 6答案及解析：答案：(1)1.50; (2)2; (3)
17、 (4)0.05解析：(1)游标卡尺的主尺读数为:1.5cm,游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为00.1mm=0.0mm=0.00 cm,所以最终读数为:1.5cm+0.00cm=1.50cm;(2)根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度得:小球通过光电门时的速度大小.(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图中描出了对应的点,用直线连接如图所示斜率,小球速度v与弹簧的形变x为v=200x;(4)根据能量守恒定律可得 ,可得Ep=20000mx2,由弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系图可得,实验测得小球的质量为m=0.05kg. 7答案及解析：答案：(
18、1);(2)平衡摩擦力倾角过大解析：(1)滑块挡光板很窄,挡光时间很短,就能表示瞬时速度v,滑块动能变化量;克服摩擦力做功等于重力势能变化,因为已经平衡了摩擦力,因此合外力做功;(2)直线延长线没有过坐标原点说明合外力大于,是平衡摩擦力倾角过大的缘故。 8答案及解析：答案：(1)BD; (2)AC; (3)解析： (1)A、验证动量守恒定律实验中，入射球1的质量一定要大于被碰球2的质量，两球的直径应相等，故A错误；B. 小球离开斜槽后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与初速度成正比，可以用水平位移代替初速度，实验不需要测出斜槽口到地面的高度，故B正确；C
19、. 小球在斜槽上的释放点高度应适当，如果释放点的高度太高，小球离开轨道后的水平位移太大，小球将落在复写纸之外，不能确定小球的落地点，小球的释放高度不是越高越好，故C错误；D. 复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起看印迹是否清晰，只要不移动地面上的白纸，可以随便移动复写纸的位置，故D正确；故选：BD；(2)实验过程中需要测量入射球与被碰球的质量，因此实验需要天平；实验时需要测出小球落地点的水平位移，因此实验需要刻度尺，故AC正确，实验过程中不需要测球的直径、不需要测小球的运动时间，因此不需要游标卡尺和秒表，故BD错误；故选：AC；(3)小球离开水平轨道后做平抛运动，由于小球的竖直分位移相等，因此它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与它的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度；由图示可知，碰撞前小球1的落地点是P，两球碰撞，球1的落地点是M，球2的落地点是N，实验需要验证：，则有：本实验验证动量守恒定律的表达式为：。