届高三物理一轮复习同步练习卷力学实验与创新Word下载.docx
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④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④
⑥利用实验中得到的数据作出
-Δt图,如图(c)所示
(c)
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则
与vA、a和Δt的关系式为
=________。
(2)由图(c)可求得vA=________cm/s,a=________cm/s2。
(结果保留三位有效数字)
3.(2019·
江苏泰州高三上学期期末)
(1)如图甲所示是“测量木块与长木板之间的动摩擦因数”实验装置图,图中一端带有定滑轮的长木板水平固定。
图乙为木块在水平木板上带动纸带运动时打点计时器打出的一条纸带,0、1、2、3、4、5、6、7为计数点,打点计时器的电源为50Hz的交流电,则木块的加速度大小为________m/s2;
(结果保留两位有效数字)
(2)若测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,重力加速度为g,则木块与长木板间的动摩擦因数μ=__________(用题中所给字母表示);
(3)如果滑轮略向下倾斜,使细线没有完全调节水平,由此测得的μ值________(填“偏大”或“偏小”)。
4.(2018·
银川一模)物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图所示,则由图线可知:
(1)弹簧的劲度系数为______N/m。
(2)为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,两位同学分别设计了如图6-1-25所示的甲、乙两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案______更合理。
②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。
当A被拉动时,弹簧测力计a的示数为6.0N,b的示数为11.0N,c的示数为4.0N,则A和B的动摩擦因数为________。
5.(2019·
山东临沂十九中高三上学期第六次调研)如图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB与水平面相切于B点且固定。
带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行,最终停在C点,P为光电计时器的光电门,已知当地重力加速度为g。
(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d=________cm;
(2)实验中除了测定遮光条的宽度外,还需要测量的物理量有________;
A.小物块质量m
B.遮光条通过光电门的时间t
C.光电门到C点的距离s
D.小物块释放点的高度h
(3)为了减小实验误差,同学们采用图象法来处理实验数据,他们根据
(2)测量的物理量,建立图丙所示的坐标系来寻找关系,其中合理的是________。
6.(2019·
河南三门峡高三期末)用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变,细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a.
(1)关于实验操作,下列说法正确的是________.
A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行
B.平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车在线的拉力作用下能匀速下滑
C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力
D.实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车
(2)图乙为实验中打出纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出,测出各计数点到A点间的距离.已知所用电源的频率为50Hz,打B点时小车的速度vB=________m/s,小车的加速度a=______m/s2.
(3)改变细线下端钩码的个数,得到aF图象如图丙所示,造成图线上端弯曲的原因可能是________.
7.(2019·
福建福州高三下质量检测)利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。
小车的质量为M,钩码的质量为m,打点计时器的电源为50Hz的交流电。
(1)实验操作步骤如下:
①挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到小车做匀速运动;
②挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图乙所示,用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx,记录在纸带上。
(2)实验数据处理及实验结论
①从图乙数据可以计算打出计数点“6”时小车的速度v6=________m/s;
(计算结果保留三位有效数字)
②将钩码重力mg视为小车受到的拉力F,当地重力速度g=9.80m/s2,利用W=mgΔx算出拉力对小车做的功W,利用动能公式Ek=
Mv2算出小车的动能,求出动能的变化量ΔEk。
并把计算结果标在ΔEkW坐标系中,画出的图线如图丙所示;
③从图丙中可计算出直线斜率k,从k值大小就可以判断出实验预期结论是否正确(实验预期结论是动能变化等于拉力做的功)。
若实验结论与预期结论相符合,则k值为________。
(填“k≈1”“k>
1”或“k<
1”)
(3)实验结论及应用
实验结果表明,ΔEk总是略小于W。
某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。
从图中算出直线斜率为k,以及题中小车质量M和钩码质量m,就可算出小车受到的实际拉力F,其计算公式是F=________。
8.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳套,如图甲所示,实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,把橡皮条的一端拉到O点,用铅笔描下O点位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,然后只用一个弹簧测力计,通过细绳套再次把橡皮条的一端拉到O点,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向,作出三个力的图示,如图乙所示.
(1)下列说法正确的是________.
A.实验中两个细绳套应适当长一些,可以减小实验误差
B.在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向
C.在作力F1、F2的图示时,必须选取同样的标度,而作F′的图示时,可以选取不同的标度
D.连接F1、F2和F′三个力的图示箭头的末端,验证所得图形是不是平行四边形
(2)甲同学在做这个实验时,两个弹簧测力计的量程都是10N,他把弹簧测力计校准零点之后,先测量一个质量为1kg的物体的重力,发现弹簧测力计的示数为8.2N,换用另外一个弹簧测力计测量这个物体的重力,发现示数还是8.2N,测量重力的操作都是正确的,如果用这两个弹簧测力计进行实验,对实验结果有影响吗?
________(选填“有”或“没有”).
乙同学实验后才发现忘记对这两个弹簧测力计校准零点,他把两个弹簧测力计平放在实验台上,发现两个弹簧测力计的示数都是0.3N,乙同学的弹簧测力计对实验结果有影响吗?
9.(2019·
四川广元高三第一次高考适应性考试)某同学做实验探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测量弹簧的劲度系数k。
他先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将分度值是1mm的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺面上。
当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0;
弹簧下端挂一个50g的钩码时,指针指示的刻度数值记作L1;
弹簧下端挂两个50g的钩码时,指针指示的刻度数值记作L2,……,挂七个50g的钩码时,指针指示的刻度数值记作L7。
代表符号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度数值/cm
1.70
3.40
5.10
6.85
8.60
10.30
12.10
14.05
(1)为了充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:
d1=L4-L0=6.90cm,d2=L5-L1=6.90cm,d3=L6-L2=7.00cm,则第四个差值d4=________cm。
(2)根据以上差值,可以求出每增加50g钩码,弹簧平均伸长量ΔL=________cm。
(3)弹簧的劲度系数k=________N/m。
(g取9.8m/s2,结果保留两位有效数字)
10.利用气垫导轨验证动能定理,实验装置示意图如图所示.
实验主要步骤如下:
①在水平桌面上放置气垫导轨,将它调至水平;
②用游标卡尺测量遮光条的宽度d;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离L;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待托盘静止不动时,释放滑块,从固定在滑块上的拉力传感器读出细线拉力的大小F,从数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,通过光电门2的时间Δt2;
⑤用天平称出滑块、遮光条和拉力传感器的总质量M.
回答下列问题:
(1)以滑块(包含遮光条和拉力传感器)为研究对象,在实验误差允许的范围内,若满足关系式__________(用测量的物理量的字母表示),则可认为验证了动能定理;
(2)关于本实验,某同学提出如下观点,其中正确的是________;
A.理论上,遮光条的宽度越窄,遮光条通过光电门的平均速度越接近瞬时速度
B.牵引滑块的细绳应与导轨平行
C.需要考虑托盘和砝码受到的空气阻力对实验结果产生的影响
D.托盘和砝码的总质量m必须远小于滑块、遮光条和拉力传感器的总质量M
(3)不计空气阻力,已知重力加速度g和实验测得的物理量,根据“mg-F=ma”,可以计算托盘和砝码的总质量m.若不考虑遮光条宽度的影响,计算出托盘和砝码的总质量为m1;
若考虑遮光条宽度的影响,计算出托盘和砝码的总质量为m2,则m1________m2(选填“大于”“等于”或“小于”).
答案解析
【答案】
(2)
(3)0.20 (4)多次测量取平均值;
初始时乙的手指尽可能接近尺子(答出一条即可)
【解析】 根据题述,在乙的反应时间t内,尺子下落高度h=L-L1,由自由落体运动规律可知,h=
gt2,解得t=
。
代入数据得t=0.20s。
【答案】
(1)vA+
Δt
(2)52.1 16.4
【解析】
(1)由于滑块做匀变速运动,在挡光片通过光电门的过程中,由运动学公式得
Δt=vAΔt+
a(Δt)2,则
=vA+
aΔt。
(2)由
aΔt结合题图(c)可知,图线与纵轴的交点的纵坐标即为vA,将图线延长与纵轴相交,得vA=52.1cm/s,图线的斜率等于
a,即
a=
cm/s2,求得a=16.4cm/s2。
【答案】
(1)0.46
(2)
(3)偏大
【解析】
(1)因T=0.1s,木块的加速度大小:
=
m/s2≈0.46m/s2。
(2)根据牛顿第二定律:
mg-T=ma,T-μMg=Ma,
解得μ=
(3)如果滑轮略向下倾斜,使细线没有完全调节水平,则木块对木板的压力大于Mg,此时测得的μ值偏大。
【答案】
(1)300
(2)甲 (3)0.30
【解析】
(1)由图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=20cm,即弹簧的原长为20cm,由图读出弹力为F0=60N,弹簧的长度为L0=40cm,弹簧伸长的长度x0=L-L0=40-20=20cm=0.2m;
由胡克定律得弹簧的劲度系数为k=
=300N/m;
(2)①甲乙两种方案,在拉着物体A运动的过程中,拉A的弹簧测力计由于在不断地运动,示数可能会变化,读数不是很准,弹簧测力计a是不动的,指针稳定,便于读数,故甲方案更合理;
②由于弹簧测力计a示数为6.0N,所以A、B间的动摩擦因数μ=
=0.30。
【答案】
(1)1.060
(2)BC (3)B
【解析】
(1)主尺的刻度为1cm,游标尺上的第12个刻度与主尺的刻度对齐,读数是0.05×
12mm=0.60mm,总读数为10mm+0.60mm=10.60mm=1.060cm。
(2)实验的原理:
根据遮光条的宽度与物块通过光电门的时间即可求得物块经过B点的速度为v=
,B到C的过程中,摩擦力对物块做负功,根据动能定理得:
-μmgs=0-
mv2,联立以上两式得动摩擦因数的表达式μ=
故还需要测量的物理量是:
光电门到C点的距离s与遮光条通过光电门的时间t,B、C正确,A、D错误。
(3)由动摩擦因数的表达式可知,μ与t2和s的乘积成反比,所以
与s的关系图线是过原点的直线,应该建立的坐标系为:
纵坐标为物理量
,横坐标为物理量s,故B正确,A、C、D错误。
【答案】:
(1)AD
(2)0.316 0.93 (3)随所挂钩码质量m的增大,不能满足M≫m
【解析】:
(1)调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行,否则拉力不会等于合力,故A正确;
在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,不应悬挂钩码,故B错误;
由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ,所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变小车所受的拉力,不需要重新平衡摩擦力,故C错误;
打点计时器要“早来晚走”,即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放小车,而当实验结束时应先控制小车停下再停止打点计时器,故D正确.
(2)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为T=5×
0.02s=0.1s.
B点对应的速度vB=
m/s=0.316m/s.
根据Δx=aT2可得xCE-xAC=a(2T)2,
小车运动的加速度为a=
m/s2=0.93m/s2.
(3)随着力F的增大,即随所挂钩码质量m的增大,不能满足M≫m,因此图线上端出现弯曲现象.
【答案】
(2)①0.458 ③k≈1 (3)kmg
【解】析
(2)①打计数点“6”时小车的速度:
v6=
m/s=0.458m/s。
③由于已平衡摩擦力,所以小车受到的合外力等于小车受到的拉力F,根据动能定理可得拉力对小车做的功W等于小车动能的变化量ΔEk,即:
ΔEk=W,所以在ΔEkW的图象中的直线斜率k≈1。
(3)根据动能定理可得W=
(m+M)v2,直线斜率为k=
根据牛顿第二定律得F=Ma,mg-F′=ma,又F=F′,则小车受到的实际拉力F=
=kmg。
B.在用力拉弹簧测力
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- 届高三 物理 一轮 复习 同步 练习 力学 实验 创新
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