2019版高考物理二輪復習 高考題型二 實驗1 力學實驗(一)考情題型練.doc

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實驗1　力學實驗(一) 1.(2018山東青島二模)下圖為驗證動量守恒定律的實驗裝置,實驗中選取兩個半徑相同、質量不等的小球,按下面步驟進行實驗: ①用天平測出兩個小球的質量分別為m1和m2; ②安裝實驗裝置,將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端切線水平,再將一斜面BC連接在斜槽末端; ③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,標記小球在斜面上的落點位置P; ④將小球m2放在斜槽末端B處,仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標記小球m1、m2在斜面上的落點位置; ⑤用毫米刻度尺測出各落點位置到斜槽末端B的距離。圖中M、P、N點是實驗過程中記下的小球在斜面上的三個落點位置,從M、P、N到B點的距離分別為sM、sP、sN。依據(jù)上述實驗步驟,請回答下面問題: (1)兩小球的質量m1、m2應滿足m1　　　　m2(選填“>”“=”或“<”); (2)小球m1與m2發(fā)生碰撞后,m1的落點是圖中　　　　點,m2的落點是圖中　　　　點; (3)用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示,只要滿足關系式　　　　　　　　,就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的; (4)若要判斷兩小球的碰撞是否為彈性碰撞,用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示,只需比較　　　　與　　　　　　是否相等即可。 2. (2018江蘇卷)某同學利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪,兩端各懸掛一只質量為M的重錘。實驗操作如下: ①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H; ②在重錘1上加上質量為m的小鉤碼; ③左手將重錘2壓在地面上,保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2,同時右手開啟秒表,在重錘1落地時停止計時,記錄下落時間; ④重復測量3次下落時間,取其平均值作為測量值t。請回答下列問題: (1)步驟④可以減小對下落時間t測量的　　　　(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差。 (2)實驗要求小鉤碼的質量m要比重錘的質量M小很多,主要是為了　　　　。 A.使H測得更準確 B.使重錘1下落的時間長一些 C.使系統(tǒng)的總質量近似等于2M D.使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 (3)滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差。現(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差,可以怎么做? (4)使用橡皮泥改進實驗后,重新進行實驗測量,并測出所用橡皮泥的質量為m0。用實驗中測量的量和已知量表示g,得g=　　　　。 3.(2018華南師大附中三模)如圖所示,某小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解。A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負。A連接質量不計的細繩,并可沿固定的圓弧形軌道移動。B固定不動,通過光滑鉸鏈連接一輕桿,將細繩連接在桿右端O點構成支架,調整使得O點位于圓弧形軌道的圓心處,保持桿沿水平方向。隨后按如下步驟操作: ①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ; ②對兩個傳感器進行調零; ③用另一繩在O點懸掛住一個鉤碼,記錄兩個傳感器讀數(shù); ④取下鉤碼,移動傳感器A,改變θ角,重復上述步驟①②③④,得到圖示數(shù)據(jù)表格a。 (1)根據(jù)表格a,可知A傳感器對應的是表中的力　　　(選填“F1”或“F2”),并求得鉤碼質量為　　　　　kg(保留一位有效數(shù)字); (2)換用不同鉤碼做此實驗,重復上述實驗步驟,得到數(shù)據(jù)表格b。則表格b中30所對應的F2空缺處數(shù)據(jù)應為　　　　　N; 表格a F1/N 1.001 0.580 … 1.002 … F2/N -0.868 -0.291 … 0.865 … θ 30 60 … 150 … 表格b F1/N 1.103 … … F2/N … … θ 30 60 … (3)(單選)實驗中,讓A傳感器沿圓心為O的圓弧形(而不是其他的形狀)軌道移動的主要目的是　　　　　。 A.方便改變A傳感器的讀數(shù) B.方便改變B傳感器的讀數(shù) C.保持輕桿右端O的位置不變 D.方便改變細繩與桿的夾角θ  實驗1　力學實驗(一) 1.答案 (1)>　(2)M　N (3)m1sP=m1sM+m2sN (4)m1sP　m1sM+m2SN 解析 (1)為了防止入射球碰后反彈,一定要保證入射球的質量大于被碰球的質量; (2)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度減小,都做平拋運動,所以碰撞后m1球的落地點是M點,m2球的落地點是N點; (3)碰撞前,小球m1落在圖中的P點,設其水平初速度為v1。小球m1和m2發(fā)生碰撞后,m1的落點在圖中的M點,設其水平初速度為v1,m2的落點是圖中的N點,設其水平初速度為v2。設斜面BC與水平面的傾角為α, 由平拋運動規(guī)律得: sMsin α=12gt2,sMcos α=v1t 解得:v1=gsM(cosα)22sinα 同理可解得:v1=gsP(cosα)22sinα,v2=gsN(cosα)22sinα, 所以只要滿足:m1v1=m2v2+m1v1, 即:m1sP=m1sM+m2sN,則說明兩球碰撞過程中動量守恒; 如果滿足小球的碰撞為彈性碰撞,則應滿足:12m1v12=12m1v12+12m2v22 代入以上速度表達式可知,應滿足公式為:m1sP=m1sM+m2sN; 故需要驗證:m1sP和m1sM+m2sN相等。 2.答案 (1)偶然 (2)B (3)在重錘1上粘上橡皮泥,調整橡皮泥質量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落。 (4)2(2M+m+m0)Hmt2 解析 (1)多次測量取平均值可以減小偶然誤差。 (2)對重錘1受力分析:(M+m)g-FT=(M+m)a ① 對重錘2受力分析:FT-Mg=Ma ② 聯(lián)立①②可得a=mg2M+m=12Mm+1g 當m?M時,a?g 由H=12at2得t=2Ha 當a很小時,t就較大,便于測量時間t并減小誤差,故選B。 (3)在重錘1上粘上橡皮泥,調整橡皮泥的質量,直至重錘能做勻速直線運動。 (4)對重錘1:(M+m+m0)g-FT1=(M+m+m0)a ① 對重錘2:FT2-Mg=Ma ② FT1=FT2+m0g ③ H=12at2 ④ 聯(lián)立①②③④得:g=2(2M+m+m0)Hmt2。 3.答案 (1)F1　0.05　(2)-0.955　(3)C 解析 (1)因繩子只能提供拉力,故A傳感器對應的是表中力F1,對節(jié)點O受力分析有F1sin 30=mg,解得m=0.05 kg; (2)對于O點,受力平衡,O點受到F1、F2和鉤碼向下的拉力,根據(jù)幾何關系可知, F2=F1cos 30=1.10332=0.955 N, 因為B受到的是壓力,所以F2空缺處數(shù)據(jù)應為-0.955 N。 (3)實驗中,讓A傳感器沿圓心為O的圓弧形軌道移動的主要目的是:保持輕桿右端O的位置不變,從而保證OB水平,故選C。