2020版高考物理二輪復(fù)習(xí)第二篇實驗題熱點13力學(xué)基礎(chǔ)實驗精練(含解析)

1、熱點13力學(xué)基礎(chǔ)實驗熱考題型力學(xué)實驗的關(guān)鍵是測量速度和加速度，利用打點計時器在與小車（物塊）連接在一起的紙帶上打出的點跡，可以得到位移、速度、加速度、時間等物理量，小小紙帶連接高考重點考查的五個力學(xué)實驗：研究勻變速直線運動，測定動摩擦因數(shù)，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，探究動能定理，驗證機械能守恒定律，真可謂“小紙帶、大內(nèi)涵”。題型一以“紙帶”為中心的實驗1.用圖甲所示的裝置研究小車沿斜面在不同材料表面運動的情況，圖乙是某同學(xué)在實驗中獲得的一條紙帶，打點計時器的電源頻率為50Hz。（1）圖乙中A至N各點是打點計時器在紙帶上連續(xù)打下的點，根據(jù)刻度尺上的數(shù)據(jù)可以判斷，小車在打點計時器打下A、E間各點

2、時在板面上做運動，在打點計時器打下F、N間各點時在布面上做運動，打點計時器打下M點時對應(yīng)的小車速度為m/s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（2）若已知斜面的傾角為。，小車的質(zhì)量為m,在布面上運動時加速度的大小為a,重力加速度為g,則小車在布面上所受的阻力大小為,與真實彳1相比，測量的布面阻力（填“偏大”或“偏小”）。答案（1）勻速直線（或勻速）勻減速直線（或勻減速）0.33（2）mgsin0+ma偏大解析(1)由題圖乙可知,A至E點，相鄰兩點間間隔均勻,所以小車在打點計時器打下AE間各點時做勻速直線運動。F至N點，相鄰兩點間間隔逐漸減小,且FG-GH=GH-HJ=HJ-JM=JM-M所以小車在打點計

3、時器.?+?(7+6)X10-3打下F、N間各點時做勻減速直線運動。vm=芯?一二m/s0.33m/s22XU.U2(2)由牛頓第二定律得：Ff-mgsin。=ma所以Ff=mgsin。+ma由于存在空氣阻力和紙帶與打點計時器限位孔之間的摩擦阻力，故測量的布面阻力偏大。題型二以“光電門”為中心的實驗2.圖甲是實驗室測定水平面和小物塊之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置，曲面AB與水平面相切于B點且固定。帶有遮光條的小物塊自曲面上某一點釋放后沿水平面滑行最終停在C點,P為光電計時器的光電門，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。甲12305LOL526乙禾用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度d=cm;(2

4、)實驗中除了測定遮光條的寬度外，還需要測量的物理量有;A.小物塊質(zhì)量mB.遮光條通過光電門的時間tC.光電門到C點的距離xD.小物塊釋放點的高度h(3)為了減小實驗誤差，同學(xué)們采用圖像法來處理實驗數(shù)據(jù)，他們根據(jù)(2)測量的物理量，建立如圖所示的坐標系來尋找關(guān)系，其中合理的是O答案(1)1.060(2)BC(3)B解析(1)主尺的讀數(shù)是1.0cm,游標尺上的第12條刻度線與主尺的刻度線對齊,讀數(shù)是0.05x12mm=0.60mm，游標卡尺的讀數(shù)是10mm+0.60mm=10.60mm=1.060cm(2)實驗的原理：根據(jù)遮光條的寬度與遮光條通過光電門的時間可求得滑塊通過光電門時的速度v=?;12

5、滑塊從B到C的過程中，摩擦力做功，根據(jù)動能定理得-wmgx=02ma聯(lián)立以上兩式得動摩擦因數(shù)?2一.一_.,、,，一一、科=2?市標。則還需要測量的物理量是光電門P到C點的距離x與遮光條通過光電門的時間t,故B、C正確,A、D錯誤。(3)由動摩擦因數(shù)的表達式可知，科與t2和x的乘積成反比，所以x-?2圖線是過原點的直線，應(yīng)該建立/x坐標系，故B項正確，A、C、D項錯誤。跟蹤集訓(xùn)1 .為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器質(zhì)量，丙圖中M包括小車和與小車相連的滑輪質(zhì)量),鉤碼總質(zhì)量用m表示。丙（1）三組實驗中需要

6、平衡小車與長木板間摩擦力的是（2）三組實驗中需滿足 M? m關(guān)系的是 ，（3）若采用圖甲所示方法研究“在外力一定的條件下（用甲、乙、丙表示 ）。,物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系” ,M為小車總質(zhì)量（其中小車自身質(zhì)量用M0表示，車上所加祛碼質(zhì)量用m表示），所畫出的實驗圖像如圖所示。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車受到的拉力為F=小車的質(zhì)量為 M0=1?答案（1）甲、乙、丙（2）甲（3）?解析（1）三組實驗都是用細線的拉力表示小車受到的合外力，所以都需要平衡摩擦力。（2）甲圖中鉤碼的總質(zhì)量對應(yīng)的重力大小表示小車受到的合外力大小，乙圖中小車受到的合外力用力傳感器測出，丙圖中小車受到的合外

7、力則是測力計示數(shù)的2倍，因此三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件。根據(jù)牛頓第二定律得F=(M0+m)a,變形得?=孤+?0,所以。州圖線的斜率為、則k=?,解得F=?;？?縱軸截距+b,解得小車質(zhì)量M二刃。2 .(2017河北邯鄲摸底)某同學(xué)安裝如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。乙(1)此實驗中，應(yīng)當(dāng)讓重物做運動，(填“需要”或“不需要”)測出重物的質(zhì)量。(2)打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,該同學(xué)選取如圖乙所示的一段紙帶，對BD段進行研究。求得B點對應(yīng)的速度Vb=m/s(保留兩位有效數(shù)字，若再求得D點對應(yīng)的速度為Vd,測出重物下落的高度為hBD,則還應(yīng)計算與大小是否相等(填字母表達式)。(3)該同學(xué)在上述實驗過程中存在的問題是研究紙帶時存在的問題是實驗誤差可能較大。答案(1)自由落體不需要(2)0.19ghBD2(?2?-?)(3)重物距離桌面太近(或“紙帶打點過短”等與此類似的答案)B、D兩點時間間隔過短解析(1)由實驗原理知，應(yīng)讓重物在松開手后做自由落體運動。根據(jù)機械能守恒，mgAh=：m(?2-?2),整1理后，得gAh=2(?2-2),所以不需要測量重物的質(zhì)量。?1(2)B點速度等于AC段的平均速度，VBF=0.19m/s。根據(jù)實驗原理知,還應(yīng)方t算ghBD2(?2?-?2?),看兩者大小是否相等。(3)重物距離桌