【紅對(duì)勾】2021屆高三物理(新課標(biāo))二輪專題復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)12-力學(xué)實(shí)驗(yàn)

課時(shí)作業(yè)12力學(xué)試驗(yàn)時(shí)間：45分鐘1．某同學(xué)利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度．該螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)如圖(a)所示，測(cè)量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示．圖(a)所示讀數(shù)為________mm，圖(b)所示讀數(shù)為________mm，所測(cè)金屬板的厚度為________mm.解析：圖(a)：0mm＋0.01mm×1.0＝0.010mm；圖(b)：6.5mm＋0.01mm×37.0＝6.870mm；故所測(cè)金屬板的厚度為6.870mm－0.010mm＝6.860mm.答案：0.0106.8706.8602．在“爭(zhēng)辯勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的試驗(yàn)中，小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示，選定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，用刻度尺測(cè)量出的數(shù)據(jù)如圖所示，則小車在C點(diǎn)的速度v＝________m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶問題：①利用這一段時(shí)間的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得：v＝eq\f(AE,4t)＝eq\f(0.4962,0.4)＝1.24(m/s)；②利用逐差法求加速度，a＝eq\f(CD＋DE－AB－BC,4t2)＝eq\f(AE－2AC,4t2)＝eq\f(0.4962－2×0.1238,0.04)＝6.22(m/s2)．答案：1.246.223．如圖所示是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上的紙帶打出的點(diǎn)的一部分．圖中每相鄰兩點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，溝通電的頻率為50Hz，測(cè)得其次個(gè)、第三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)相距d2＝6.00cm，d3＝10.00cm，則(1)第一個(gè)、第四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)相距d1＝________；d4＝________.(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一個(gè)、其次個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度v1＝________，v2＝________和小車的加速度a＝________.解析：(1)設(shè)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)相距依次為s1、s2、s3、s4，則s1＝d1，s2＝d2－d1＝6.00cm－d1，s3＝d3－d2＝(10.00－6.00)cm＝4.00cm，s4＝d4－d3＝d4－10.00cm在勻加速運(yùn)動(dòng)中，從任意一個(gè)時(shí)刻起在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過的位移之差相等，即Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝(6.00cm－d1)－d1＝4.00cm－(6.00cm－d1)＝(d4－10.00cm)－4.00cm得d1＝eq\f(8,3)cm＝2.67cm，d4＝eq\f(44,3)cm＝14.67cm.(2)因s1＝d1＝eq\f(8,3)cm，s2＝d2－d1＝eq\f(10,3)cm，s3＝4.00cm，而T＝5×0.02s＝0.1s，所以v1＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(\f(8,3)＋\f(10,3),2×0.1)cm/s＝30cm/sv2＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(\f(10,3)＋4.00,2×0.1)cm/s＝eq\f(110,3)cm/s＝36.67cm/sa＝eq\f(v2－v1,T)＝eq\f(\f(110,3)－30,0.1)cm/s2＝eq\f(200,3)cm/s2＝66.67cm/s2.答案：(1)2.67cm14.67cm(2)30cm/s36.67cm/s66.67cm/s24．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點(diǎn)并登記該點(diǎn)的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套，用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條．(1)某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必需留意以下幾項(xiàng)：A．兩根細(xì)繩必需等長(zhǎng)B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同始終線上C．在使用彈簧秤時(shí)要留意使彈簧秤與木板平面平行D．在用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)要留意使兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)相等E．在用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)必需將橡皮條的另一端拉到用一個(gè)彈簧秤拉時(shí)登記的位置其中正確的是________．(填入相應(yīng)的字母)(2)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn)狀況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果畫出的力的示意圖．①圖乙中的F與F′兩力中，方向肯定沿AO方向的是________．②本試驗(yàn)接受的科學(xué)方法是________．A．抱負(fù)試驗(yàn)法 B．等效替代法C．把握變量法 D．建立物理模型法(3)某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖所示的兩個(gè)已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長(zhǎng)表示2N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)1、F2與F的夾角分別為θ1和θ2，關(guān)于F1、F2與F、θ1和θ2關(guān)系正確的有________．A．F1＝4N B．F＝12NC．θ1＝45° D．θ1<θ2解析：(1)兩細(xì)繩套不要太短，但是不肯定要等長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；橡皮條與兩繩夾角的平分線是否在同始終線上，由兩分力的大小和方向打算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；用彈簧秤拉細(xì)繩套時(shí)，彈簧秤與木板平面必需平行，選項(xiàng)C正確；驗(yàn)證力的平行四邊形定則試驗(yàn)中，測(cè)量分力大小的兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)不肯定要相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在同一次試驗(yàn)中，需要保持F1和F2的作用效果與合力F的作用效果相同，所以選項(xiàng)E正確，本題答案為CE.(2)F′是利用一個(gè)彈簧秤將橡皮條拉到結(jié)點(diǎn)O位置的力，F(xiàn)是利用平行四邊形定則作出的與F′作用效果相同的兩個(gè)分力F1和F2的合力，所以沿AO方向的力肯定是F′.本試驗(yàn)中，需要保證單個(gè)拉力的作用效果與兩個(gè)拉力的作用效果相同，即接受了等效替代法．(3)以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，如圖所示，其對(duì)角線表示合力F，由圖可知，F(xiàn)1＝4eq\r(2)N，F(xiàn)＝12N，θ＝45°，θ1>θ2，所以選項(xiàng)BC正確．答案：(1)CE(2)①F′②B(3)BC5．如圖所示是某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的試驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．(1)若用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的左右方向的寬度d，如圖所示，則寬度為________mm，試驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt，則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v＝________(用字母表示)．(2)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間Δt，通過描點(diǎn)作出線性圖象，爭(zhēng)辯小車加速度與力的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出________圖象．A．Δt－m B．Δt2－mC.eq\f(1,Δt)－m D.eq\f(1,Δt2)－m(3)有一位同學(xué)通過試驗(yàn)測(cè)量作出的圖線如圖所示，試分析①圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是________；②圖線上部彎曲的緣由是________．解析：(1)由題圖可知第7條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為1.1cm－7×0.9mm＝4.7mm，由于遮光條的寬度較小，所以遮光條通過光電門的平均速度等于物體的瞬時(shí)速度，即v＝eq\f(d,Δt).(2)由2as＝v2，得2as＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，即a∝eq\f(1,Δt2)，又由于F＝mg，所以爭(zhēng)辯小車加速度與力的關(guān)系處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出eq\f(1,Δt2)－m圖象．答案：(1)4.7eq\f(d,Δt)(2)D(3)①?zèng)]有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠②未滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量6．某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2kg，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：時(shí)刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5＝________m/s；(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量ΔEp＝________J，動(dòng)能削減量ΔEk＝________J；(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．由上述計(jì)算得ΔEp________ΔEk(選填“>”、“<”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要緣由是________．解析：(1)t5時(shí)刻小球的速度v5＝eq\f(16.14＋18.66,2×0.05)×10－2m/s＝3.48m/s.(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2J＝1.24J，動(dòng)能削減量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,5)＝1.28J.(3)ΔEp<ΔEk，造成這種結(jié)果的主要緣由是存在空氣阻力．答案：(1)3.48(2)1.241.28(3)<存在空氣阻力7．(2022·大綱全國(guó)卷)現(xiàn)用頻閃照相方法來爭(zhēng)辯物塊的變速運(yùn)動(dòng)．在一小物塊沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示．拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s.數(shù)據(jù)如下表所示.重力加速度大小g＝9.80m/s2.單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00依據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a＝________m/s2(保留3位有效數(shù)字)．(2)由于________________________________________，可知斜面是粗糙的．解析：(1)a＝eq\f(Δx,4T2)＝eq\f(x3＋x4－x1－x2,4T2)＝4.30m/s2(2)見答案．答案：(1)4.30(填“4.29”或“4.31”亦可)(2)物塊加速度小于geq\f(h,s)＝5.88m/s2(或：物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)8．(2022·山東高考)某試驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測(cè)量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度．試驗(yàn)步驟：①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③轉(zhuǎn)變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測(cè)量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開頭運(yùn)動(dòng)并最終停在木板上的D點(diǎn)(未與滑輪碰撞)，測(cè)量C、D間的距離s.完成下列作圖和填空：(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F－G圖線．(2)由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保留2位有效數(shù)字)．(3)滑塊最大速度的大小v＝________(用h、s