2020届高三物理二轮复习 专题辅导与应用 第1部分 专题整合突破 专题五物理实验 第1讲 力学实验课时过关

第1讲 力学实验 对应学生用书课时过关(十一)第157页非选择题1导学号：82460397(2020山西太原一模)某同学用图1所示装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验平衡摩擦力后，通过实验得到图2所示的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F.实验时小车的质量为0.390 kg，小车受到细绳的拉力为0.40 N回答下列问题：(计算结果保留3位有效数字)(1)小车从O到E，所受合力做的功W_ J；动能变化量Ek_ J.(2)实验中该同学发现W略大于Ek，其主要原因是_(写出一条即可)解析：(1)合力做的功WFxOE0.446.9102 J0.188 J动能的变化量Ekmv00.390200.180 J(2)虽然平衡了摩擦力，但是每次运动中空气或纸带的阻力做负功，所以W略大于Ek.答案：(1)0.1880.180(2)小车受到空气阻力的作用(纸带阻力等，从系统误差的角度答)2导学号：82460398(2020河南六市一联)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律(1)某同学用20分度的游标卡尺测量一小球的直径，示数如图甲所示，则小球的直径d_ cm.(2)如图乙所示，弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为tA、tB.用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，用游标卡尺测得小球直径为d，当地的重力加速度为g，在误差范围内，若公式_成立，就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示)解析：(1)游标卡尺示数为10 mm0.054 mm10.20 mm1.020 cm.(2)小球在A点动能EkAm2，B点动能EkBm2，动能增加量：EkEkAEkBm，小球由A到B重力势能减少量Epmgh，在误差允许范围内，若满足EkEp，即222gh，就可以验证机械能守恒答案：(1)1.020(2)222gh3导学号：82460399(2020江西八校联考，22)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_ m/s(结果保留两位有效数字)(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A2 tanB.Ck D.解析：(1)由实验原理图可以看出，由弹簧测力计的示数可得到小车所受的合外力的大小，故不需要测砂和砂桶的质量，也不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，A、E错；为保证绳上拉力提供合外力，必须平衡摩擦力，B对；小车应靠近打点计时器，先接通电源，再放小车，同时读出弹簧测力计的示数，C对；为了多测几组数据，需改变砂和砂桶的质量多做几次实验，D对(2)由逐差法可得：小车的加速度a，将T3 s0.06 s，代入可得a1.3 m/s2(3)由题图结合牛顿第二定律，有2FMa，得aF则图象斜率k，得小车的质量M，故A、B、C错，D对答案：(1)BCD(2)1.3(3)D4导学号：82460400(2020四川理综，8(1)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1_ cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2_ N(当地重力加速度g9.8 m/s2)要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_作出Fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系解析：第一空需要注意估读，第二空考重力大小公式，需注意此处g9.8 m/s2，第三个空，由于伸长量等于弹簧现长减去原长，因此要得到伸长量，需测量弹簧原长答案：25.850.98弹簧原长5导学号：82460401(2020重庆理综，6(1)同学们利用如图所示方法估测反应时间首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，则乙同学的反应时间为_(重力加速度为g)基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为00.4 s，则所用直尺的长度至少为_ cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是_的(选填“相等”或“不相等”)解析：在人的反应时间内直尺做自由落体运动，有xgt2，得t .反应时间至少t0.4 s才能测量，xgt2100.42 m0.8 m80 cm.自由落体连续相等时间内的位移为1357，故长度不相等答案： 80不相等6导学号：82460402(2020江苏单科，11)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50 Hz的交流电图1(1)下列实验操作中，不正确的有_A将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1,2，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示图2计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表请将表中的数据补充完整.位置12345678(cm/s)24.533.837.8_39.539.839.839.8(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是_；磁铁受到阻尼作用的变化情况是_(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为“实验”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问实验是为了说明什么？对比实验和的结果可得到什么结论？解析：(1)实验操作中，应先接通打点计时器的电源，然后再释放磁铁，故D错，释放磁铁时应立即释放不能轻轻地松开，故C错(2)v4cm/s39.0 cm/s.(3)速度的变化情况是逐渐增大到39.8 cm/s；受到阻尼作用的变化情况是阻力逐渐增大到等于重力(4)实验是为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用；实验、的结果说明磁铁在铜管中受到的阻尼作用，主要是电磁阻尼作用答案：(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8 cm/s逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用7导学号：82460403某实验小组的同学在验证力的平行四边形定则时，操作过程如下：图甲将一张白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧秤互成角度地拉两个细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点位于图甲中的O点；在白纸上记录O点的位置和两细绳套的方向，同时读出两弹簧秤的读数F1和F2；选取合适的标度在白纸上作出F1和F2的图示，由平行四边形定则作出F1和F2的合力F；用一个弹簧秤拉细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点仍到达O点；在白纸上记录细绳套的方向，同时读出弹簧秤的读数F；按以上选取的标度在白纸上作出F的图示，比较F和F的大小和方向；改变两细绳套的方向和弹簧秤的拉力的大小，重复以上操作，得出实验结论(1)对本实验的下列叙述中正确的是_；A两次拉伸橡皮筋应将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度B两细绳套必须等长C每次都应将弹簧秤拉伸到相同刻度D拉橡皮筋的细绳套要长一些，标记同一细绳套方向的两点要远一些(2)某次操作时两弹簧秤的指针指在图甲中所示的位置，则两弹簧秤的读数分别为FB_ N、FC_ N；(3)如果本实验所用弹簧秤的量程均为5 N其中图乙中F13.00 N、F23.80 N，且两力互相垂直；图丙中F1F24.00 N，且两力的夹角为30；图丁中F1F24.00 N，且两力的夹角为120.其中明显不符合操作的是图_解析：(2)由弹簧秤的读数规则可知FB3.20 N、FC2.60 N；(3)明显不符合操作的是图丙，因为图中两个力的合力超过了弹簧秤的量程，若用一个弹簧秤拉时拉不到O点答案：(1)AD(2)3.20；2.60(3)丙8导学号：82460404某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究合外力做功与动能变化的关系，其中小车和沙桶的质量分别为M0.20 kg、m0.05 kg，打点计时器所用的交流电源的频率为f50 Hz.接通电源，待打点计时器打点稳定后，由静止释放小车，通过打点计时器打下一条纸带，该小组的同学多次重复上述操作，并从其中选择了一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，其中0为打点计时器打下的第一个点，相邻两计数点间还有4个点未标出，经测量计数点1、2、3、4、5、6与0点的间距分别为d14.10 cm、d25.50 cm、d316.70 cm、d425.60 cm、d536.00 cm、d648.00 cm.取g10 m/s2，由以上的测量回答下列问题：(1)该小组的同学在处理数据时，将沙桶的重力作为小车所受的合外力，则打下计数点5时合外力对小车所做的功为_ J(结果保留三位有效数字)，此时小车的动能为_(用字母表示)，代入数据得其动能Ek_ J(结果保留三位有效数字)(2)通过计算结果可知，合外力对小车所做的功与小车动能的变化量有较大的误差，试分析原因：_.(说出一条即可)解析：(1)若用沙桶的重力作为小车所受的合外力，则F合mg0.5 N，从0点到计数点5的位移xd536.00 cm，所以WF合x0.536.00102 J0.180 J打计数点5时小车的动能EkMv，v5，故Ek(d6d4)2，代入数据得Ek0.125 J.(2)从实验操作情况来看，造成较大误差的主要原因是把沙桶的重力当成了小车所受的合外力或实验前没有平衡摩擦力答案：(1)0.180；(d6d4)2；0.125(2)没有平衡摩擦力或沙桶的质量太大备课札记_