高考物理二輪復習課時跟蹤訓練力學實驗

版高考物理二輪復習課時追蹤訓練力學實驗版高考物理二輪復習課時追蹤訓練力學實驗PAGE版高考物理二輪復習課時追蹤訓練力學實驗課時追蹤訓練(十五)力學實驗1．某同學用兩個彈簧測力計和重物m考證力的平行四邊形定章．以以下圖，彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物m，彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結點O靜止在某地點，分別讀出彈簧測力計A和B的示數，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的地點和拉線的方向．(1)實驗中彈簧測力計示數的單位為N，圖中A的示數為________N.(2)若實驗中發(fā)現彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，為正常丈量，需要進行適合調整，調整過程中保持PO方向不變，以下操作可行的是________．A．保持其余條件不變，手拉彈簧測力計B繞O點順時針轉動B．保持其余條件不變，手拉彈簧測力計B繞O點逆時針轉動C．保持其余條件不變，適合減小重物m的質量D．保持其余條件不變，適合增大重物m的質量(3)分析實驗時該同學思疑彈簧測力計A因拉伸超出量程后讀數禁止而影響實驗結果，他改變彈簧測力計B拉力的過程中，結點O的軌跡被描在白紙上，若兩次記錄O點軌跡如圖中的兩條虛線所示．保證重物質量不變，沿兩條不同樣的軌跡運動到細線OB水平常，彈簧測力計A的彈力大小為F1、F2，它們的大小關系為F1________F2，由圖說明彈簧測力計A拉伸________(選填“超出”或“未超出”)彈性限度．分析(1)彈簧測力計的最小刻度為0.1N，則A的讀數為3.60N.(2)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，說明拉彈簧測力計A的力大了，可行的方法是減小重物m的質量或減小B的拉力，而此時結點O在三力作用下均衡，在重物m質量不變的狀況下，只有讓B繞O點順時針旋轉，應選A、C.(3)因為兩次OB水平常，重物m沒有變化，協(xié)力是必然的，故B的拉力不變，所以測力計A兩次的示數是同樣的，即F1＝F2，但圖中兩次O點的軌跡不重合，表示測力計A拉伸超出了彈性限度．答案(1)3.60(2)AC(3)＝超出2．(2018·湖北省黃石市高三調研)在某次著手實踐活動中，指導老師要求同學們利用手中的器械丈量小物塊與木板間的動摩擦因數，某同學設計了以以下圖的實驗裝置．(1)實驗時，該同學用兩塊完滿同樣的木板AB、CD組裝成了以以下圖的軌道，此中AB傾斜，CD水平，兩木板連結處圓滑相接．將小物塊從木塊AB的某地點由靜止開釋，小物塊停止運動后，用毫米刻度尺丈量小物塊開釋時距水平面的高度h以及在木板CD上滑行的距離x，為測得動摩擦因數，該同學還需要丈量________；(2)改變開釋高度h進行多次實驗，記錄對應的h1、x1，h2、x2，h3、x3，……今后以x為縱坐標，h為橫坐標描點作圖，獲得一條傾斜直線，斜率為k，則小物塊與木板間的動摩擦因數為________(用丈量量和k表示)．分析(1)對小物塊的整個運動過程由動能定理得mgh－μmgcosθeq\f(h,sinθ)－μmgx＝0，整理得x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,μ)－\f(1,tanθ)))h，故實驗過程中需要丈量木板AB的傾角θ或由tanθ＝eq\f(h,l)可知，還能夠丈量小物塊開釋時的地點在水平面的投影到B點的距離l.(2)x－h(huán)圖線的斜率k＝eq\f(1,μ)－eq\f(1,tanθ)，解得μ＝eq\f(1,k＋\f(1,tanθ))或由tanθ＝eq\f(h,l)，得μ＝eq\f(1,k＋\f(l,h)).答案(1)木板AB的傾角θ或小物塊開釋時的地點在水平面的投影到B點的距離l(2)eq\f(1,k＋\f(1,tanθ))或eq\f(1,k＋\f(l,h))3．(2018·河北保定實驗中學模擬)以以下圖為丈量物塊與水平固定桌面之間動摩擦因數的實驗裝置表示圖，細線平行于桌面．①用游標卡尺測出遮光片的寬度d；用刻度尺測出兩光電門之間的距離s；用天平測出物塊和遮光片的總質量為M，重物質量為m.②讓物塊從光電門A的左方某地點由靜止開釋，測出遮光片經過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB；③依據上述實驗數據求出動摩擦因數μ.回答以下問題：(1)丈量d時，某次游標卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數以以下圖，其讀數為________mm.(2)摩擦因數μ可用上述已知量、丈量量和重力加快度g表示為μ＝________.(均用字母表示)(3)遮光片經過光電門時的均勻速度________遮光片豎直中線經過光電門的剎時速度．(選填“大于”、“小于”或“等于”)分析(1)從圖中可知游標上第12個刻度與21mm對齊，所以游標的零刻度對應的整數部分應為9mm處，游標卡尺的讀數為9mm＋12×eq\f(1,20)mm＝9.60mm；(2)因為遮光條經過光電門的時間極短，能夠用均勻速度表示剎時速度，故vA＝eq\f(d,tA)，vB＝eq\f(d,tB)，由運動學的導出公式：2as＝veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A)，解得a＝eq\f(v\o\al(2,B)－v\o\al(2,A),2s)＝eq\f(d2,2s)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t\o\al(2,B))－\f(1,t\o\al(2,A))))；對m：mg－F拉＝ma，對M：F拉－μMg＝Ma，解得；μ＝eq\f(mg－M＋m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,2st\o\al(2,B))－\f(d2,2st\o\al(2,A)))),Mg)(3)遮光片經過光電門的均勻速度等于中間時辰的剎時速度，而物塊做加快運動前一半的時間內位移小于后一半時間內的位移，所以時間到一半時，遮光片的中線還沒有抵達光電門，所以遮光經過光電門的均勻速度小于遮光片豎直中線經過光電門的剎時速度．答案(1)9.60(2)eq\f(mg－M＋m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,2st\o\al(2,B))－\f(d2,2st\o\al(2,A)))),Mg)(3)小于4．(2018·河南省鄭州市高三調研)某同學利用如圖甲所示的實驗裝置運用牛頓第二定律丈量滑塊的質量M.其主要步驟為：(1)調整長木板傾角，當鉤碼的質量為m0時滑塊沿木板恰巧向下做勻速運動．(2)保持木板傾角不變，撤去鉤碼m0，將滑塊移近打點計時器，此后開釋滑塊，滑塊沿木板向下做勻加快直線運動，并打出點跡清楚的紙帶如圖乙所示(已知打點計時器每隔0.02s打下一個點)．請回答以下問題：(①、②兩問均保存3位有效數字)①打點計時器在打下B點時滑塊的速度vB＝________m/s；②滑塊做勻加快直線運動的加快度a＝________m/s2；③滑塊質量M＝________(用字母a、m0、當地重力加快度g表示)．分析①依據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的均勻速度，能夠求出打紙帶上B點時小車的剎時速度大小vB＝eq\f(xAC,4T)＝eq\f(5.20＋5.84,4×0.02)m/s＝1.38m/s；②依據勻變速直線運動的推論公式Δx＝at2能夠知，加快度的大?。篴＝eq\f(xDE＋xDC－xBC＋xAB,4t2)＝eq\f(7.07＋6.45－5.84＋5.20,4×0.04)×10－2m/s2＝3.88m/s2；③滑塊做勻速運動時受力均衡，由均衡條件得：m0g＝Mgsinθ－f，撤去m0時的滑塊的勻加快直線運動時，遇到的合外力：F合＝Mgsinθ－f，由牛頓第二定律得：F合＝Ma，解得：M＝eq\f(m0g,a).答案①1.38②3.88③eq\f(m0g,a)5．(2018·山東省臨沂市高三三模)某研究小組利用傳感器研究小球在搖動過程中的機械能守恒規(guī)律，實驗裝置如圖甲所示，用長為L不能夠伸長的輕質細線懸掛一質量為m的實心金屬小球，在懸點處裝有拉力傳感器，可記錄小球在搖動過程中各時辰的拉力值，小球半徑可忽視不計，已知重力加快度為g，實驗過程以下：①將小球拉離均衡地點某一高度h處無初速度開釋，在傳感器收集的數據中提取最大值為F；②改變高度h，重復上述過程，獲得多組搖動高度h與對應過程的拉力最大值F的數據；③在F－h(huán)坐標系中描點連線．作出F與h關系圖象如圖乙實線所示．(1)F與h的關系知足F＝________(用題目所給的字母表示)，說明小球搖動過程中機械能守恒；(2)依據乙圖中的實線，可知擺線長L＝________m．(計算結果保存兩位有效數字，g取10m/s2)(3)乙圖中的虛線是另一研究小組作出的F－h(huán)圖象，則兩小組實驗所使用的器械________不同樣．(填“m”或“L”)分析(1)依據牛頓第二定律，則有：F－mg＝eq\f(mv2,R)動能表達式為：Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)(F－mg)L依據機械能守恒定律，則有：mgh＝eq\f(1,2)(F－mg)L解得：F＝eq\f(2mgh,L)＋mg，(2)F－h(huán)圖象中，截距為2，即mg＝2，則m＝0.20kg而圖象的斜率k＝5；所以L＝0.80m.(3)乙圖中的虛線和實線斜率不同樣，由F＝mg＋eq\f(2mg,L)h可知，兩小組實驗所使用的器械L不同樣．答案(1)eq\f(2mgh,L)＋mg(2)0.80(3)L6．某同學設計了以以下圖的實驗來考證碰撞過程中的動量守恒．軌道AOB在O處圓滑相接、B右邊為粗拙水平面，有兩個資料及表面粗拙程度均同樣的小物塊甲、乙，其質量分別為m1和m2(m1>m2)，令小物塊甲從斜面上M點由靜止下滑，運動至粗拙水平面上的C點速度恰巧減為0，丈量B、C間距為x、把小物塊乙置于B點，小物塊甲仍從斜面上M點由靜止下滑小物塊甲與小物塊乙碰撞后，在粗拙水平面上的位移分別為x1、x2.(1)為考證碰撞過程中動量守恒，能否需要丈量小物塊與粗拙水平面間的動摩擦因數？________(選填“是”或“否”)；小物塊甲與軌道AOB間的摩擦力能否影響實驗結果？________(選填“是”或“否”)．(2)若知足關系式________________，則兩者碰撞過程動量守恒．分析不論小物塊甲與軌道AOB間能否存在摩擦力、摩擦力大小怎樣，只需每次開釋點同樣，則其每次運動至B點的速度同樣，故小物塊甲與軌道AOB間的摩擦力不影響實驗結果，在粗拙水平面上的運動過程由運動學公式得veq\o\al(2,0)＝2μgx、v0＝eq\r(2μgx)，小物塊資料及表面粗拙程度均同樣，故與水平面間的動摩擦因數同樣，若知足動量守恒，則知足m1eq\r(2μgx0)＝m1eq\r(2μgx1)＋m2eq\r(2μgx2)，即m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1)＋m2eq\r(x2)，所以動摩擦因數不需要丈量．答案(1)否否(2)m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1)＋m2eq\r(x2)7．(2018·四川省攀枝花市高考物理三診試卷)在做“研究平拋運動”的實驗中，為了丈量小球平拋運動的初速度，實驗用以以下圖的裝置．實驗操作的主要步驟以下：(ⅰ)在一塊平木板上釘上復寫紙和白紙，將其豎直立于斜槽軌道尾端槽口前，木板與槽口之間有一段初始距離d，并保持板面與軌道尾端的水平段垂直．(ⅱ)使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下印跡A(ⅲ)將木板沿水平方向向右平移一段動距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下印跡B(ⅳ)將木板再水平向右平移同樣距離x，使小球仍從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再在白紙上獲得印跡C(ⅴ)測得A、B、C三點距地面的高度為y1、y2、y3，已知當地的重力加快度為g.請回答以下問題(1)對于該實驗，以下說法中正確的選項是________A．斜槽軌道必然盡可能圓滑B．每次小球均須由靜止開釋C．每次開釋小球的地點能夠不同樣D．步驟(ⅰ)初始距離d必然與步驟(ⅲ)中距離x相等(2)依據上述直接丈量的量和已知的物理量能夠獲得小球平拋的初速度大小的表達式為v0＝________.(用題中所給字母表示)(3)某同學做進一步的研究，改變小球開釋的初始地點的高度h，每改變一次高度，重復上述步驟(ⅰ)－(ⅴ)(其余條件不變)，并記錄每次的h、y1、y2、y3.在同一坐標系中畫出y1－eq\f(1,h)、y2－eq\f(1,h)、y3－eq\f(1,h)圖象．依據你的分析，以下哪個圖最湊近該同學的實驗結果________(圖中直線a表示y1－eq\f(1,h)圖象，直線b表示y2－eq\f(1,h)圖象，直線c表示y3－eq\f(1,h)圖象)．分析依據實驗的原理以及操作中的注意事項確立正確的操作步驟．依據豎直方向上連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，聯合水平位移和時間間隔求出初速度．(1)為了保證小球的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一地點由靜止開釋，斜槽軌道不需要圓滑，故A錯誤，C錯誤，B正確，步驟(ⅰ)初始距離d必然與步驟(ⅲ)中距離x沒關，只需保證，連續(xù)水平挪動的位移x相等即可，故D錯誤．(2)在豎直方向上，(y2－y3)－(y1－y2)＝gT2；水平方向上x＝v0T，可得小球平拋的初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y2－y1－y3)).(3)設小球離地高度為H0，小球平拋運動階段水平位移為x′＝v0t，距離地面高度為y＝H0－eq\f(1,2)gt2，小球從斜槽的由h處靜止開釋，忽視摩擦力的影響，mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，由以上分析可得y＝－eq\f(x′2,4h)＋H0，當由木板水平向右平移時，對x′漸漸變大，y－eq\f(1,h)圖象斜率變小，故C正確．答案(1)B(2)xeq\r(\f(g,2y－y1－y3))(3)C8．(9分)某小組的同學經過設計以下實驗來考證：“在彈性限度內，勁度系數為k的輕質彈簧從形變量為x到恢還原長的過程中，彈力做的功為W＝eq\f(1,2)kx2的結論”．(1)部分實驗步驟以下：A．將一輕彈簧擱置在水平氣墊導軌的左端，彈簧左端固定，讓彈簧處于自然狀態(tài)．在彈簧下邊的氣墊導軌上水平的固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度線與彈簧的左端恰巧對齊，此時彈簧右端在刻度尺上對應的示數為x1，如圖甲所示．B．用彈簧測力計拉著彈簧右端水平向右遲緩挪動，當彈簧測力計的示數為F時，彈簧右端在刻度尺上對應的示數為x2，如圖乙所示(彈簧的形變在彈性限度內)．則此彈簧的勁度系數為________．C．在水平氣墊導軌的右端適合地點安裝一個光電門(光電門距離彈簧最左端的距離大于x1)，如圖丙所示．D．用天平測得小車(帶有遮光條)的質量為m，用螺旋測微器測遮光條寬度d的結果如圖丁所示，則d＝________mm.E．把小車置于氣墊導軌上，向左推小車使彈簧壓縮一段距離(彈簧與小車未拴接)，此時彈簧右端在刻度尺上對應的示數為x3，如圖丙所示(彈簧的形變在彈性限度內)．由靜止開釋小車，測得小車經過光電門時的遮光時間Δt.小車經過光電門時的速度大小為________(用實驗中所測物理量的符號表示)．(2)在實驗偏差贊成的范圍內，若________＝________(用實驗中所測物理量的符號表示)，即可考證彈力做的功W＝eq\f(1,2)kx2的結論．(3)同學們在實驗過程中