高考物理二輪復(fù)習(xí)精講精練 課時(shí)沖關(guān)練十四力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、溫馨提示： 此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)沖關(guān)練(十四)力學(xué)實(shí)驗(yàn)(45分鐘,100分)1.(8分)(2014·常州一模)如圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,若用F表示兩個(gè)分力F1、F2的合力,用F表示F1和F2的等效力,則可以判斷(選填“甲”或“乙”)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合事實(shí)的?！窘馕觥坑深}設(shè)可知,F為F1和F2的合力,通過平行四邊形定則所得,而F是F1和F2的等效力,即用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的拉力,顯然F的方向應(yīng)在細(xì)繩的方向上,因甲同學(xué)F的方向與細(xì)繩在

2、同一直線上,故甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合事實(shí)的。本題解答的焦點(diǎn)在F的方向的確定上。兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有誤差,這是正常的,但乙同學(xué)很明顯在F的方向的確定上違背了實(shí)驗(yàn)的要求,作圖是錯(cuò)誤的。答案:甲2.(12分)(2014·龍巖二模)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”。三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn)分別與兩彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼相接。(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定在豎直木板上的P點(diǎn);B.結(jié)點(diǎn)O下的細(xì)線掛鉤碼C;C.手持彈簧測(cè)力計(jì)B緩慢向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置;D.記下鉤碼質(zhì)量數(shù)、結(jié)點(diǎn)O的位置,讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù),記錄。(2)在實(shí)驗(yàn)過程中,下列哪些情況會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果產(chǎn)生誤差?答:(填選項(xiàng)前的字母)。A.木板不豎直B.彈簧測(cè)力計(jì)A外殼的重力C.彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力方向沒有保持水平D.改變彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置發(fā)生變化(3)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程,請(qǐng)你提出解決問題的一個(gè)辦法  ?！窘馕觥渴噶亢筒粌H與大小有關(guān),和方向也有關(guān),所以應(yīng)記下鉤碼質(zhì)量數(shù)、結(jié)點(diǎn)O的位置,讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù),記錄三條細(xì)繩(拉力)的方向。木板不豎直時(shí),鉤碼和木板間有摩擦力,會(huì)產(chǎn)生誤差,選擇A;B、C對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響,結(jié)點(diǎn)O的位置發(fā)生變化是一種錯(cuò)誤。彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程,解決問題的一個(gè)辦法是減少鉤碼質(zhì)

4、量。答案:(1)三條細(xì)繩(拉力)的方向(2)A(3)減小彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力或減小鉤碼C的質(zhì)量、減小AO與BO之間的夾角(任選一條),其他能達(dá)到要求的方法同樣給分3.(12分)(2014·漳州模擬)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)在安裝刻度尺時(shí),必須使刻度尺保持狀態(tài)。(2)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長x0=cm,勁度系數(shù)k=N/m。(3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)上的示數(shù)如圖丙所示時(shí),該彈簧的長度x=cm?！窘馕觥?1)安裝刻度尺時(shí),必須使刻度尺與被測(cè)物體

5、平行,彈簧豎直懸掛,故刻度尺保持豎直狀態(tài)。(2)F-x圖像的橫軸截距表示彈簧原長為4cm,斜率表示彈簧的勁度系數(shù)為50N/m。(3)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N,從F-x圖像可知該彈簧的長度x=10cm。答案:(1)豎直(2)450(3)104.(12分)(2013·海南高考)某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80m/s2。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖乙所示,紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O,另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量,圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}(計(jì)算結(jié)果保留3

6、位有效數(shù)字):(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重物速度的大小vB=m/s;(2)通過分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律?簡要說明分析的依據(jù)。【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)重物速度的大小vB=m/s=3.90m/s(2)=7.61(m/s)2,ghB=7.70(m/s)2,因?yàn)閙mghB,近似驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律,或由m<mghB得出其他合理的結(jié)論也可以。答案:(1)3.90(2)見解析5.(12分)(2014·宿州二模)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙

7、帶、小木塊、細(xì)沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí),釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員,要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn),則(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ,實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是。(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)。用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1<v2)。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)

8、式為。(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量)【解析】該實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是滑塊,目的是比較合外力對(duì)滑塊所做的功與滑塊動(dòng)能的增量的關(guān)系。因?yàn)楹贤饬Σ坏扔诨瑝K的重力,兩端質(zhì)量不可能“抵消”,所以要分別測(cè)出沙和沙桶、滑塊的質(zhì)量,還要測(cè)出滑塊移動(dòng)的距離,便于計(jì)算做的功和速度。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意平衡摩擦力,以減小誤差。從實(shí)驗(yàn)方便性上考慮要把沙和沙桶的重力看作滑塊的合外力,故m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M,故實(shí)驗(yàn)表達(dá)式為mgL=M-M。答案:(1)天平、刻度尺(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mgL=M-M6.(12分)(2014·福州一模)如圖甲所示是一位同學(xué)測(cè)福州重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置圖。重物自

9、由下落時(shí)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一條紙帶,在紙帶上某一點(diǎn)標(biāo)以“0”,并依次標(biāo)出其余計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離依次為s1、s2sn,sn表示第n-1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,如圖乙所示。(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用(選填“交流”或“直流”)電源。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)釋放紙帶和接通電源的合理順序是(選填“A”或“B”)。A.先釋放紙帶,再接通電源B.先接通電源,再釋放紙帶(3)圖丙是依據(jù)紙帶上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的sn-n圖像(n為計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)),其中A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(0,0.75),B(7,11.65)。設(shè)福州重力加速度為g,計(jì)數(shù)周期為T,則該直線斜率k與g、T的關(guān)系是k=。若T=0.04s,則福州重力加速度g=m/s2(

10、保留三位有效數(shù)字)。【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須使用交流電源;先接通電源,再釋放紙帶;勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移差公式:sn-s0=ngT2,斜率k=gT2;=g×0.042,g=9.73m/s2。答案:(1)交流(2) B(3)gT29.737.(20分)如圖a所示為“研究加速度與質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。小車和車上砝碼的總質(zhì)量為M,保持吊盤和盤中物塊的總質(zhì)量m不變,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:a.平衡摩擦力:先不放小吊盤,在長木板不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊,并反復(fù)移動(dòng)其位置,直到用手輕撥小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能打出一系列均勻的點(diǎn),關(guān)閉電源。b.掛上小吊盤,放入適當(dāng)?shù)奈飰K,將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,接通電源,后

11、釋放小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn),關(guān)閉電源。c.改變小車中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟b。d.在每條紙帶上清晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1、s2、s3、。求出相應(yīng)的加速度a。完成下列填空:(1)如圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分,A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.1s,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得,打下C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為m/s,運(yùn)動(dòng)過程中小車的加速度大小為m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)甲同學(xué)以為橫坐標(biāo),a為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上作出a -的圖線的示意圖如圖b所示,圖線上部彎曲的原因是。(3)乙同學(xué)以M為橫坐標(biāo)

12、,為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上作出-M關(guān)系圖線的示意圖可能會(huì)是圖c中的(選填“甲”“乙”或“丙”)(4)設(shè)圖c中的圖線斜率為k,則吊盤和盤中物塊的總質(zhì)量m=。(用題中物理量的符號(hào)表示,重力加速度為g)【解析】(1)vC=×10-2m/s=0.48 m/sa=×10-2m/s2=0.79 m/s2(2)當(dāng)m的質(zhì)量很大時(shí),已不滿足mM的條件,從而使圖線上部彎曲。(3)當(dāng)M=0時(shí),a=g,即=,故應(yīng)選甲。(4)圖線斜率k=,故m=。答案:(1)0.480.79(2)沒有滿足Mm(3)甲(4)8.(12分)(2014·漳州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中:用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑,測(cè)量結(jié)果如圖所示,則該擺球的直徑為cm。某同學(xué)先測(cè)得擺線長為89.2cm,然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)30次全振動(dòng)所用的時(shí)間如圖甲中秒表所示,則該單擺的擺長為cm,秒表所示讀數(shù)為s。為了提高實(shí)驗(yàn)精度,在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長l,測(cè)出相應(yīng)的周期T,從而得出一組對(duì)應(yīng)的l與T的數(shù)值,再以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖乙所示,則測(cè)得的重力加速度g=?！窘馕觥坑螛?biāo)卡尺的讀數(shù)分為兩部分,一部分是游標(biāo)尺零刻度線左側(cè)讀出主尺上毫米的整數(shù)部分即9mm,第二部分是游標(biāo)尺與主尺對(duì)齊的刻度線與精確度的乘積即7×0.1 mm=0.7 m