高考物理二輪復(fù)習(xí) 第2部分 考前回扣篇 倒計(jì)時(shí)第4天 力學(xué)實(shí)驗(yàn)檢測-人教版高三物理試題

倒計(jì)時(shí)第4天力學(xué)實(shí)驗(yàn)A．主干回顧B．精要檢索1．實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)分類實(shí)驗(yàn)名稱?？家c(diǎn)探究性實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動數(shù)據(jù)處理方法：(1)公式法：veq\f(t,2)＝eq\x\to(v)、Δx＝aT2；(2)圖象法：v-t圖象加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系控制變量法的應(yīng)用、圖象的處理以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律用自由落體實(shí)驗(yàn)，知道如何從紙帶的數(shù)據(jù)中確定ΔEp和ΔEk力的平行四邊形定則彈簧測力計(jì)的使用注意事項(xiàng)及讀數(shù)、力的圖示、根據(jù)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1mm，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到0.1mm游標(biāo)卡尺①讀數(shù)方法：測量值＝主尺上指示的毫米數(shù)＋精度×游標(biāo)尺對齊的格數(shù)②精度：eq\f(1,游標(biāo)刻度總數(shù))mm,10分度的游標(biāo)卡尺精度為0.1mm,20分度的游標(biāo)卡尺精度為0.05mm,50分度的游標(biāo)卡尺精度為0.02mm，游標(biāo)卡尺不估讀螺旋測微器①讀數(shù)方法：測量值＝主尺上指示的毫米數(shù)(注意半毫米刻線是否露出)＋精度×轉(zhuǎn)動圓筒上與主尺中心刻線所對應(yīng)刻度值(注意刻度值要估讀)②精度：螺旋測微器精度為0.01mm時(shí)間打點(diǎn)計(jì)時(shí)器①t＝nT(n表示打點(diǎn)的時(shí)間間隔的個數(shù)，T表示打點(diǎn)周期)②打點(diǎn)周期與所接交流電周期相同光電計(jì)時(shí)器光電計(jì)時(shí)器能自動記錄擋光時(shí)間，顯示在讀數(shù)窗口力彈簧測力計(jì)力的大?。骄取林羔樦甘镜母駭?shù)(注意估讀)速度打點(diǎn)紙帶若紙帶做勻變速直線運(yùn)動，則打某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度等于對應(yīng)的平均速度頻閃照相(利用等時(shí)間間隔照片信息記錄物體在不同時(shí)刻的位置)同上光電門①v0＝eq\f(d,Δt)(d表示滑塊上擋光片的寬度，Δt表示擋光片擋光時(shí)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(shí)速度加速度打點(diǎn)紙帶(頻閃照相)若紙帶做勻變速直線運(yùn)動，則a＝eq\f(Δx,T2)或a＝eq\f(xm－xn,m－nT2)光電門若紙帶做勻變速直線運(yùn)動，則a＝eq\f(v2－v1,Δt)(v1、v2分別表示通過光電門測得的滑塊在t1、t2兩個時(shí)刻的速度，Δt表示對應(yīng)的時(shí)間間隔)C.考前熱身1．利用如圖1裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)：(1)以下說法正確的是________．圖1A．用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時(shí)，必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響B(tài)．用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)繩與滑軌平行C．用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)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(guān)系”時(shí)，應(yīng)使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)本裝置中要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖2所示為實(shí)驗(yàn)室常用的兩種計(jì)時(shí)器，其中b裝置用的電源要求是________．a(chǎn)b圖2A．交流220V B．直流220VC．交流4～6V D．直流4～6V(3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為__________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)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(yùn)動，故不需要平衡摩擦力，A項(xiàng)錯誤；為保持小車所受拉力方向不變，需要調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)繩與滑軌平行，B項(xiàng)正確；平衡摩擦力后，mgsinθ＝μmgcosθ，即tanθ＝μ，即只需要調(diào)整好軌道傾角即可，與砝碼與砝碼盤總質(zhì)量無關(guān)，C項(xiàng)錯誤；F＝eq\f(mg,M＋m)M＝eq\f(1,1＋\f(m,M))·mg，所以為確保小車所受拉力近似等于砝碼盤和盤內(nèi)砝碼總重力，盤及盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量，D項(xiàng)正確．(2)b為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用4～6V低壓交流電源，C項(xiàng)正確；a為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用交流220V電源．(3)紙帶中A點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以它為中間時(shí)刻某段位移的平均速度，即vA＝eq\f(6.10－3.98×10－2,2×0.02)m/s＝0.53m/s.【答案】(1)BD(2)C(3)0.53(0.51～0.53均對)2．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器，探究輕彈簧彈性勢能與形變量的關(guān)系．如圖4甲所示，氣墊導(dǎo)軌上有很多小孔，氣泵輸入壓縮空氣，從小孔中噴出，會使質(zhì)量為0.5kg的滑塊與導(dǎo)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(dǎo)軌上滑行，當(dāng)通過數(shù)字計(jì)時(shí)器時(shí)，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(shí)間Δt.圖4(1)接通氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，輕推滑塊，使其剛好能夠勻速運(yùn)動，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．(2)使用10分度游標(biāo)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(shù)字計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間Δt.(5)多次重復(fù)步驟(3)和(4)，將數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)表格中，并計(jì)算出滑塊相應(yīng)的動能．彈簧壓縮量x(cm)1.002.003.004.005.00遮光時(shí)間Δt(ms)57.528.419.114.411.5滑塊的動能Ek(J)0.0100.0410.0910.160(6)由機(jī)械能守恒定律可知，滑塊的動能等于釋放滑塊時(shí)彈簧的勢能．(7)表格中彈簧壓縮量為5.00cm時(shí)，滑塊動能為________________J(結(jié)果要求保留三位有效數(shù)字)．(8)由表格中數(shù)據(jù)可知，彈簧的彈性勢能與其形變量的關(guān)系為___________．【解析】游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，十分度卡尺精確度為0.1mm，游標(biāo)尺上第5刻度線與主尺刻度線對齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為0.5mm，所以遮光片寬度為11.5mm＝1.15cm.彈簧壓縮量為5cm時(shí)，遮光片通過光電門的瞬時(shí)速度為v＝eq\f(d,Δt)，滑塊的動能Ek＝eq\f(1,2)mv2，代入已知數(shù)據(jù)解得Ek＝0.250J，由機(jī)械能守恒定律可知，滑塊的動能等于釋放滑塊時(shí)彈簧的彈性勢能，比較第一、三行數(shù)據(jù)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(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz，重力加速度為9.8m/s2.(1)運(yùn)用公式eq\f(1,2)mv2＝mgh時(shí)，對實(shí)驗(yàn)條件的要求是重錘由靜止出發(fā)，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近________．(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量m＝1kg，打點(diǎn)紙帶如圖5所示，則打下B點(diǎn)時(shí)，重錘的動能Ek＝________J；從開始下落至打下B點(diǎn)，重錘的重力勢能的減少量ΔEp＝________J．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖5(3)由上述實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是___________________________．【解析】(1)用公式eq\f(1,2)mv2＝mgh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，對實(shí)驗(yàn)條件的要求是紙帶上打下第1點(diǎn)時(shí)，重錘的初速度為零，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz，打點(diǎn)周期為0.02s，重錘開始下落后，在第一個打點(diǎn)周期內(nèi)下落的高度為h＝eq\f(1,2)gT2＝eq\f(1,2)×9.8×(0.02)2m≈2mm，所以所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近2mm.(2)由題圖，利用勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，有vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(0.0310－0.0078,2×0.02)m/s＝0.58m/s，打下B點(diǎn)時(shí)重錘的動能EkB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝0.168J；從開始下落至打下B點(diǎn)，重錘的重力勢能的減少量ΔEp＝mgh＝1×9.8×0.0176J＝0.172J.(3)由以上數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘下落過程中機(jī)械能守恒．【答案】(1)2mm(2)0.1680.172(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒4．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖6甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個點(diǎn)，紙帶上每兩個打印點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)．甲乙圖6(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(2)有一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量作出了圖7中的A圖線，另一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測出了如圖7中的B圖線．試分析：圖7①A圖線上部彎曲的原因是_________________________________；②B圖線在縱軸上有截距的原因是____________________