高考物理二輪復習 第2部分 考前回扣篇 倒計時第4天 力學實驗檢測-人教版高三物理試題

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1、倒計時第4天　力學實驗 A．主干回顧 B．精要檢索 1．實驗要點 分類 實驗名稱 常考要點 探究性實驗 研究勻變速直線運動 數據處理方法：(1)公式法：v＝、Δx＝aT2；(2)圖象法：v-t圖象 加速度與物體質量、物體受力的關系 控制變量法的應用、圖象的處理以及實驗的注意事項 驗證性實驗 驗證機械能守恒定律 用自由落體實驗，知道如何從紙帶的數據中確定ΔEp和ΔEk 力的平行四邊形定則 彈簧測力計的使用注意事項及讀數、力的圖示、根據平行四邊形定則求出合力 2.物理量的測量方法 待測量 測量工具 方法說明 長度 刻度尺 毫米刻度尺精度為1 mm，

2、讀數時應估讀到0.1 mm 游標卡尺 ①讀數方法：測量值＝主尺上指示的毫米數＋精度×游標尺對齊的格數 ②精度： mm,10分度的游標卡尺精度為0.1 mm,20分度的游標卡尺精度為0.05 mm,50分度的游標卡尺精度為0.02 mm，游標卡尺不估讀 螺旋測微器 ①讀數方法：測量值＝主尺上指示的毫米數(注意半毫米刻線是否露出)＋精度×轉動圓筒上與主尺中心刻線所對應刻度值(注意刻度值要估讀) ②精度：螺旋測微器精度為0.01 mm 時間 打點計時器 ①t＝nT(n表示打點的時間間隔的個數，T表示打點周期) ②打點周期與所接交流電周期相同 光電計時器 光電計時器能自動記錄擋

3、光時間，顯示在讀數窗口 力 彈簧測力計 力的大小＝精度×指針指示的格數(注意估讀) 速度 打點紙帶 若紙帶做勻變速直線運動，則打某點時的瞬時速度等于對應的平均速度 頻閃照相 (利用等時間間隔照片信息記錄物體在不同時刻的位置)同上 光電門 ①v0＝(d表示滑塊上擋光片的寬度，Δt表示擋光片擋光時間) ②由于擋光片的寬度很小，在這里可用平均速度表示其瞬時速度 加速度 打點紙帶 (頻閃照相) 若紙帶做勻變速直線運動，則a＝或a＝ 光電門 若紙帶做勻變速直線運動，則a＝(v1、v2分別表示通過光電門測得的滑塊在t1、t2兩個時刻的速度，Δt表示對應的時間間隔) C.

4、考前熱身 1．利用如圖1裝置可以做力學中的許多實驗：(1)以下說法正確的是________． 圖1 A．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響 B．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須調整滑輪高度使連接小車的細繩與滑軌平行 C．用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時，每次改變砝碼及砝碼盤總質量之后，需要重新平衡摩擦力 D．用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時，應使砝碼盤和盤內砝碼的總質量遠小于小車的質量 (2)本裝置中要用到打點計時器，如圖2所示為實驗室常用的兩種計時器，其中b裝置用的電源要求是________． a　　　　　　　

5、　　　　　b 圖2 A．交流220 V B．直流220 V C．交流4～6 V D．直流4～6 V (3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時，實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖3，已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源上，則此次實驗中打點計時器打下A點時小車的瞬時速度為__________m/s.(結果保留兩位有效數字) 圖3 【解析】　(1)小車與滑軌間存在的摩擦力不會影響小車做勻變速直線運動，故不需要平衡摩擦力，A項錯誤；為保持小車所受拉力方向不變，需要調整滑輪高度使連接小車的細繩與滑軌平行，B項正確；平衡摩擦力后，mgsin θ＝μmgcos

6、 θ，即tan θ＝μ，即只需要調整好軌道傾角即可，與砝碼與砝碼盤總質量無關，C項錯誤；F＝M＝·mg，所以為確保小車所受拉力近似等于砝碼盤和盤內砝碼總重力，盤及盤內砝碼總質量應遠小于小車總質量，D項正確． (2)b為電磁打點計時器，使用4～6 V低壓交流電源，C項正確；a為電火花打點計時器，使用交流220 V電源． (3)紙帶中A點的瞬時速度等于以它為中間時刻某段位移的平均速度，即vA＝ m/s＝0.53 m/s. 【答案】　(1)BD　(2)C　(3)0.53(0.51～0.53均對) 2．某同學利用氣墊導軌和數字計時器，探究輕彈簧彈性勢能與形變量的關系．如圖4甲所示，氣墊導軌上有

7、很多小孔，氣泵輸入壓縮空氣，從小孔中噴出，會使質量為0.5 kg的滑塊與導軌之間有一層薄的空氣，使二者不接觸從而大大減小阻力．一端固定有輕彈簧的滑塊在導軌上滑行，當通過數字計時器時，遮光片擋住光源，與光敏管相連的電子電路就會記錄遮光時間Δt. 圖4 (1)接通氣泵，調節(jié)氣墊導軌，輕推滑塊，使其剛好能夠勻速運動，說明氣墊導軌已經水平． (2)使用10分度游標卡尺測量滑塊上遮光片寬度如圖乙所示，讀出其寬度為d＝________ cm. (3)壓縮彈簧記錄其壓縮量． (4)釋放滑塊，滑塊離開彈簧后通過數字計時器，計時器顯示時間Δt. (5)多次重復步驟(3)和(4)，將數據記錄到數據

8、表格中，并計算出滑塊相應的動能． 彈簧壓縮量x(cm) 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 遮光時間Δt(ms) 57.5 28.4 19.1 14.4 11.5 滑塊的動能Ek(J) 0.010 0.041 0.091 0.160 (6)由機械能守恒定律可知，滑塊的動能等于釋放滑塊時彈簧的勢能． (7)表格中彈簧壓縮量為5.00 cm時，滑塊動能為________________ J(結果要求保留三位有效數字)． (8)由表格中數據可知，彈簧的彈性勢能與其形變量的關系為___________． 【解析】　游標卡尺的主尺讀數為11 m

9、m，十分度卡尺精確度為0.1 mm，游標尺上第5刻度線與主尺刻度線對齊，故游標尺讀數為0.5 mm，所以遮光片寬度為11.5 mm＝1.15 cm.彈簧壓縮量為5 cm時，遮光片通過光電門的瞬時速度為v＝，滑塊的動能Ek＝mv2，代入已知數據解得Ek＝0.250 J，由機械能守恒定律可知，滑塊的動能等于釋放滑塊時彈簧的彈性勢能，比較第一、三行數據可知，彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比． 【答案】　(2)1.15　(7)0.250　(8)彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比 3．用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中，打點計時器的打點頻率為50 Hz，重力加速度為9.8 m/s2. (1)

10、運用公式mv2＝mgh時，對實驗條件的要求是重錘由靜止出發(fā)，為達到此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應接近________． (2)若實驗中所用重錘的質量m＝1 kg，打點紙帶如圖5所示，則打下B點時，重錘的動能Ek＝________J；從開始下落至打下B點，重錘的重力勢能的減少量ΔEp＝________J．(結果保留三位有效數字) 圖5 (3)由上述實驗可得出的結論是___________________________． 【解析】　(1)用公式mv2＝mgh驗證機械能守恒定律時，對實驗條件的要求是紙帶上打下第1點時，重錘的初速度為零，打點計時器的打點頻率為50 Hz，打點

11、周期為0.02 s，重錘開始下落后，在第一個打點周期內下落的高度為h＝gT2＝×9.8×(0.02)2 m≈2 mm，所以所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應接近2 mm. (2)由題圖，利用勻變速直線運動規(guī)律，有vB＝＝ m/s＝0.58 m/s，打下B點時重錘的動能EkB＝mv＝0.168 J；從開始下落至打下B點，重錘的重力勢能的減少量ΔEp＝mgh＝1×9.8×0.017 6 J＝0.172 J. (3)由以上數據，可得出的結論是在誤差允許的范圍內，重錘下落過程中機械能守恒． 【答案】　(1)2 mm　(2)0.168　0.172　(3)在誤差允許的范圍內，重錘的機械能守恒 4．

12、某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系的實驗，圖6甲為實驗裝置簡圖，打點計時器每隔0.02 s打一個點，紙帶上每兩個打印點取一個計數點． 甲 乙 圖6 (1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2.(保留兩位有效數字) (2)有一位同學通過實驗測量作出了圖7中的A圖線，另一位同學通過實驗測出了如圖7中的B圖線．試分析： 圖7 ①A圖線上部彎曲的原因是_________________________________； ②B圖線在縱軸上有截距的原因是___________________________． 【解析】　(1)因為xCE－xAC＝a(2T)2，所以a＝＝ m/s2≈3.2 m/s2. (2)①隨著鉤碼質量的不斷增加，將不再滿足鉤碼質量遠小于小車質量這一要求． ②平衡摩擦力時，長木板遠離滑輪的一端墊得過高，導致形成斜面的傾角過大． 【答案】　見解析