金版教程2019高考物理二輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練：1-5-12力學(xué)實(shí)驗(yàn)b

1、適:考素能特:訓(xùn)1小明同學(xué)看了“神舟十號(hào)”宇航員王亞平在太空授課時(shí)，利用牛頓第二定律測(cè)量指令長(zhǎng)聶海勝的質(zhì)量后深受啟發(fā)，在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量手機(jī)電池的質(zhì)量，為使滑塊平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，小明把兩塊質(zhì)量相等的手機(jī)電池用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)棉線固定在滑塊的兩側(cè)。接通氣源，當(dāng)空氣從導(dǎo)軌兩側(cè)穩(wěn)定噴出時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑塊與氣墊導(dǎo)軌沒有直接接觸，裝置能正常使用。調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，把細(xì)線的一端固定在滑塊上，另一端固定在鉤碼上。甲乙小明用圖乙中的螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光條的寬度L=mm。(2) 將附帶手機(jī)電池的滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，在鉤碼的牽引下先后通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過第一個(gè)光電門的時(shí)間

2、為=7.2X103s,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為&2=2.3X103s,遮光條從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為At=0.592s則手機(jī)電池經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度vi=m/s保留兩位有效數(shù)字)，經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度v2=m/s保留3位有效數(shù)字)，重力加速度g=10m/S2，手機(jī)電池的加速度a=m/g(保留兩位有效數(shù)字)。(3) 已知鉤碼的質(zhì)量為m1=200g,滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m?=510g,則一塊手機(jī)電池的質(zhì)量為m=g保留3位有效數(shù)字)。答案(1)5.9965.999(2)0.832.613.0(3)79解析(1)固定尺上讀出5.5mm,螺旋套筒上讀出49.

3、7X0.01=0.497mm,所以遮光條的寬度L=5.997(5.9965.999)mm(2)v!=0.83m/s,2.61m/s,a=擰=3.0m/S2。(3)由牛頓第二定律可知mig=(m2+2m)a代入數(shù)據(jù)解得m=79g2. 2019湖北聯(lián)考某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲“探究小車動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系”，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了如圖所示甲、乙兩套裝置，圖中A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有沙子)，一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板水平放置。(1) 如果忽略滑輪與繩間的摩擦，小組成員認(rèn)為：甲圖中彈簧秤的示數(shù)即為小車受到的拉力大?。灰覉D中彈簧秤示數(shù)的二倍為小車受到的拉力大小。請(qǐng)判斷兩種

4、分析是否正確，若不正確，請(qǐng)指明并簡(jiǎn)要說出不正確的原因。(2) 選擇了上述一種合理的方法后，要順利完成該實(shí)驗(yàn)，除圖中實(shí)驗(yàn)儀器和低壓交流電源(含導(dǎo)線)外，還必需的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器是_。該實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小車受到的阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，在長(zhǎng)木板保持水平的情況下，請(qǐng)你利用該裝置測(cè)出小車受到的阻力，其方法是(4) 在上述實(shí)驗(yàn)操作中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz,某同學(xué)打出的一段紙帶如下圖所示，0、A、BF為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動(dòng)時(shí)與紙帶上E點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vE=m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)1L967:6.40訂：?jiǎn)挝唬篶m0ABCDEF3. 2019黃岡測(cè)試甲、乙兩個(gè)物

5、理實(shí)驗(yàn)小組分別探究“彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”。+：r/cinm（b）甲組同學(xué)利用圖（a）所示的裝置，將彈簧的上端與刻度尺的零刻度對(duì)齊，讀出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?，然后在彈簧下端鉤上鉤碼，并逐個(gè)增加鉤碼，依次讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?，所讀數(shù)據(jù)列表如下：（彈簧始終未超過彈性限度，重力加速度g取9.8m/s2）123456鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150刻度尺讀數(shù)x/cm6.00&349.4810.6411.79 實(shí)驗(yàn)中掛30g鉤碼時(shí)刻度尺的讀數(shù)如圖，請(qǐng)你將這個(gè)測(cè)量值填入記錄表中。 該小組根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在圖（b）中的坐標(biāo)紙建立x-m坐標(biāo)系，并描出5組測(cè)量數(shù)據(jù)，請(qǐng)你將

6、第2組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，并畫出x-m的關(guān)系圖線。 作出的圖線與坐標(biāo)軸縱軸有一截距，其表示的物理意義是該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）乙組同學(xué)利用圖（c）所示的裝置，用與甲組同樣規(guī)格的彈簧做實(shí)驗(yàn)，他們將彈簧左端與刻度尺的零刻度對(duì)齊，讀出不掛鉤碼時(shí)彈簧右端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?，然后通過定滑輪在彈簧右端的細(xì)繩上鉤上鉤碼，并逐個(gè)增加鉤碼，依次讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎怠Ｖ笏麄兘?jīng)歷了與甲組同樣的實(shí)驗(yàn)步驟，最后甲、乙兩組將測(cè)出的勁度系數(shù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)乙組的測(cè)量結(jié)果總比甲組的測(cè)量結(jié)果稍大一些，其原因是，這種誤差叫填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）。£$圖（c）答案（1）7

7、.15如圖所示彈簧的原長(zhǎng)25.4（2）滑輪與軸及滑輪與細(xì)繩之間有摩擦系統(tǒng)誤差解析（1）刻度尺上準(zhǔn)確讀出7.1cm,估讀0.05cm,所以應(yīng)為7.15cm; 在圖（b）上畫出（注意原圖中沒有“”點(diǎn)，在答案上畫出）; 還沒有掛重物時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度也就是彈簧的原長(zhǎng)。由胡克定律可知mg=k(xxo),變形得x=km+x°。所以g=K(其中K為圖(b)中的斜率)。代入數(shù)據(jù)后得k=25.4N/m。(2)彈簧與桌面、滑輪與軸及滑輪與細(xì)繩間有摩擦等產(chǎn)生了誤差，這種誤差叫系統(tǒng)誤差。4. 2019漳州質(zhì)檢某學(xué)習(xí)小組可用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來做系列實(shí)驗(yàn)。設(shè)鉤碼的質(zhì)量為m,小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量為M電源小車對(duì)

8、點(diǎn)卜時(shí)器紙帶沐板復(fù)昭圖甲(1) 下列說法正確的是。A.用該裝置可以測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菳.用該裝置可以探究牛頓第二定律，以小車為研究對(duì)象時(shí)，要保證拉力近似等于鉤碼的重力，因此必須滿足m?MC.可以用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，但必須滿足m?MD.可以用該裝置探究動(dòng)能定理，以鉤碼和小車整體為研究對(duì)象，但不必滿足m?M(2) 某同學(xué)在用該裝置探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”時(shí)，由于改變小車和砝碼的總質(zhì)量M時(shí)，小車所受的阻力也會(huì)變化，本實(shí)驗(yàn)改變M時(shí)是否要重新平衡小車所受的阻力？選填“是”或“否”)。(3) 圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，A、B、C、D、E、F、G是按打點(diǎn)順序依次選取

9、的計(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01s,則小車的加速度大小約為m/W(保留兩位有效數(shù)字)引柑1-*冇XAHf)EF<««11111111111111111111111111111111111II1111111111111111111111111111(hm1234561II111111|l1ll|.7圖乙答案（1）BD否（3）0.20解析（1）該裝置沒辦法做自由落體，因此沒辦法測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。在探究牛頓第二定律中，對(duì)鉤碼、小車系統(tǒng)有mg=M（M+m）a，所以繩上的拉力T=Ma=mg,只有當(dāng)M?m時(shí)，繩M+m上的拉力才近似等于鉤碼的

10、重力，因此B選項(xiàng)是正確的。如果小車與木板間沒摩擦力，可以用該裝置來驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但不必滿足m?M，如果小車與木板間有摩擦力，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤。該裝置可以探究動(dòng)能定理，如果以小車為研究對(duì)象，必須滿足m?M,而以鉤碼和小車整體為研究對(duì)象，不必滿足m?M,D選項(xiàng)正確。（2）平衡摩擦力時(shí)應(yīng)滿足：MgsinB=卩MgcosB,兩邊都有質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力m/s2=0.20m/S2。SdgSad(3.902.10)X102(3)a=3T2=9X0.125. 2019衡水調(diào)研如圖所示為用光電門測(cè)定鋼球下落時(shí)受到的阻力的實(shí)驗(yàn)裝置。直徑為d、質(zhì)量為m的鋼球自由下落的過程中，先后通過光

11、電門A、B,計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、ts用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測(cè)出兩光電門間的距離為h,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。O鋼球B顯示屏光電門（1）鋼球下落的加速度大小a=，鋼球受到的空氣平均阻力Ff=。（2）本題“用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度”，但從嚴(yán)格意義上講是不準(zhǔn)確的，實(shí)際上鋼球通過光電門的平均速度（選填“或“V”鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。答案（i）d2hAiBLmg-噲?jiān)捙?）解析（1）過光電門A點(diǎn)的速度vA=過光電門B的速度vb=d,tAtB由2ah=vB-vA得嘗由牛頓第二定律可知mgFf=ma,_m

12、&tAtB)得F尸mg-2htAtB（2）做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,而位移中點(diǎn)的速度大于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度就是小球過光電門的位移中點(diǎn)的速度，所以應(yīng)填小于號(hào)6. 2019大連模擬某興趣小組要測(cè)量木塊與較粗糙木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，他們先將粗糙木板水平固定，再用另一較光滑的板做成斜面，傾斜板與水平板間由一小段光滑曲面連接，保證木塊在兩板間通過時(shí)速度大小不變。（1）使木塊從相對(duì)水平木板高h(yuǎn)處由靜止滑下，并在水平板上滑行一段距離x后停止運(yùn)動(dòng)，改變h大小，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，若忽略木塊與傾斜板間的摩擦，以x為橫坐標(biāo)、h為縱坐標(biāo)，從理論上得到的圖

13、象應(yīng)為；（2）如果考慮木塊與傾斜板之間的摩擦，在改變h時(shí)，他們采取的辦法是：每次改變傾斜板的傾角，讓木塊每次由靜止開始下滑的位置在同一條豎直線上，且測(cè)出該豎直線與兩板連接處的水平距離為L(zhǎng),如圖甲所示。將每次實(shí)驗(yàn)得到的h、x相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出的h-x圖象如圖乙所示，圖線的延長(zhǎng)線與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為（一a,0）和（0,b）,則木塊與傾斜板間的動(dòng)摩擦因數(shù)山=，木塊與水平板間的動(dòng)答案（1）過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜向上直線（或正比例函數(shù)）（2）Lb解析（1）對(duì)全程運(yùn)用動(dòng)能定理，有：mgh口mg治0,得到：h=ax故x-h圖象是過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜向上直線（或正比例函數(shù)）;（2）對(duì)全程運(yùn)用動(dòng)能定理，有：mghwmg

14、cos0ximgx=0（0為斜面的傾角），由幾何關(guān)系得到：L=xicos0得到：h=x+aiLo圖線的延長(zhǎng)線與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為（a,0）和（0,b），故：02=b（斜率）oaiL=b（截距），解得：ai=f。7. 2019廊坊質(zhì)監(jiān)如圖甲所示，質(zhì)量為m的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的速度一時(shí)間(v-t)圖象。整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、高度為h。(取重力加速度g=9.8m/S，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖甲(1) 現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v-t圖線如圖乙所示。從

15、圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a=m/S2，摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響。(填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”)(2) 此裝置還可用來驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過改變可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系：通過可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。答案(1)6.0不明顯，可忽略高度h改變滑塊質(zhì)量m、斜面的高度h,但需要保證mh乘積不變解析(1)速度圖象中，圖線的斜率表示質(zhì)點(diǎn)的加速度，即上滑時(shí)加速度大小為a1=3"5m/s2=6.0m/s2,下滑時(shí)加速度大小為a2=器m/s2=6.0m/s2,方向均沿斜面向下；由牛頓第二定律可知，滑塊加速度不變，則所受合外力不變，故滑塊所受滑動(dòng)摩

16、擦力可忽略不計(jì)；(2)驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)，需要控制變量：即滑塊質(zhì)量一定時(shí)，改變外力，即滑塊沿斜面方向的分力Gx=mgsin0=mg"，導(dǎo)軌長(zhǎng)度不變，故只能通過改變斜面高度h來完成；在驗(yàn)證力一定時(shí)，即需要mgh一定，改變質(zhì)量m時(shí)需要保持mh乘積不變，來驗(yàn)證加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系8. 2019課標(biāo)全國卷H某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖（b）所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)驚塊ED11-iiF1：13.7S'3.65丁3.523.39圖何v=（1）物塊下滑

17、時(shí)的加速度a=m/s，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度vm/s;（2）已知重力加速度大小為g,為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A.物塊的質(zhì)量B.斜面的高度C.斜面的傾角答案(1)3.25179(2)C解析（1）利用逐差法求得加速度(3.78+3.653.523.39)X102m2a=4X0.022S2=3.25m/S；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知打C點(diǎn)時(shí)速度3.78+3.65+3.52+3.39X102m4X0.02s=1.7925m/so（2）根據(jù)牛頓第二定律，可得mgsin0-卩mgos0=ma,gsin0a即尸gcosB，可見除ga外，還需要知道斜面的傾角，所以選項(xiàng)C正確。答案(1)的說法是正確的的說法不正確，因?yàn)楫?dāng)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，要考慮滑輪的質(zhì)量，小車所受到的拉力小于(或不等于)彈簧秤示數(shù)的二倍(2)刻度尺天平(3)調(diào)整小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量，輕推小車，使小車拖動(dòng)紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，則彈簧秤的示數(shù)等于小車受