2019人教版高考物理二轮复习练习:专题六+第1讲力学实验+Word版含解析_1.pdf
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1、 第 1 讲 力学实验 做真题明考向 真题体验 透视命题规律 真题再做 1.(2018高考全国卷,T22)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针 现要测量图(a)中弹簧的劲度系数当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为_cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为 _N/m(保留3 位有效数字
2、)解析:标尺的游标为 20 分度,精确度为 0.05 mm,游标的第 15 个刻度与主尺刻度对齐,则读数为 37 mm15 0.05 mm37.75 mm3.775 cm.弹簧形变量 x(3.7751.950)cm1.825 cm,砝码平衡时,mgkx,所以劲度系数 kmgx0.100 9.801.825 102N/m 53.7 N/m.答案:3.775 53.7 2(2018高考全国卷,T22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间实验步骤如下:(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端,让木尺自然下垂乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺(
3、2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为_(用 L、L1和 g 表示)(3)已知当地的重力加速度大小为g 9.80 m/s2,L 30.0 cm,L1 10.4 cm.乙的反应时间为 _s(结果保留2 位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:_.解析:(2)根据自由落体运动的规律,得 LL112gt2,解得 t 2LL1g.(3)将 g9.80 m/s2,L30.0 cm0.300 m,L110.4 cm0.104 m,代入 t2LL1g得 t0.20 s.(4)建议:多次测
4、量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子 答案:(2)2L L1g(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 3(2017高考全国卷,T22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6 个水滴的位置(已知滴水计时器每30 s 内共滴下46 个小水滴)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是_(填“从右向左”或“从左向右”)运动的(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动小
5、车运动到图(b)中 A 点位置时的速度大小为_ m/s,加速度大小为_ m/s2.(结果均保留2 位有效数字)解析:(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用,做匀减速直线运动,相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小,所以由题图(b)可知,小车在桌面上是从右向左运动的(2)滴水计时器每 30 s 内共滴下 46 个小水滴,其滴水的时间间隔为 T30 s46123 s根据匀变速直线运动的规律,可得小车运动到题图(b)中 A 点位置时的速度大小为 vA0.1170.133 m2T 0.19 m/s.由 逐 差 法 可 得,小 车 运 动 的 加 速 度 大 小 为a 0.1500.1
6、170.1330.100 m4T2 0.037 m/s2.答案:(1)从右向左(2)0.19 0.037 4.(2018高考全国卷,T23)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小某次实验所得数据在下表中给出,其中4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出 砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力/N 2.15 2.36 2.55 4 2
7、.93 回答下列问题:(1)f4_ N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出-m 图线;(3)f 与 m、木块质量 M、木板与木块之间的动摩擦因数 及重力加速度大小 g 之间的关系式为 f_,f-m 图线(直线)的斜率的表达式为 k_;(4)取 g9.80 m/s2,由绘出的 f-m 图线求得 _.(保留 2 位有效数字)解析:(1)由图(b)可读出弹簧秤的示数 f42.75 N.(3)摩擦力表达式 f(Mm)g,其斜率 kg.(4)图线的斜率 kfm2.932.150.250.053.9 N/kg.解得 0.40.答案:(1)2.75(2)如图所示 (3)(M m)g g(4)
8、0.40 考情分析 命题特点与趋势怎么考 1 实验题的考查呈现由基础性向综合性的递进趋势实验命题不避热点,注重陈题翻新,重点实验频繁考,其他实验“轮换”考,题目特点设置清晰,上手得分容易,但做好做全较难,能有效区分不同水平考生的能力 2重在考查实验探究能力,而非实验本身新任务,新情境,原理设计,方法选择,条件控制,数据处理的公式法、列表法、图象法、平均值法和逐差法反复涉及,其中图象法处理实验数据与结果规律性探索是高考的热点和亮点 3实验题反映科技进步,引领教育创新频闪照相机或光电计时器替代打点计时器,气垫导轨替代长木板,数字化传感器直接测力或位移等,体现时代特征 解题要领怎么做 1 熟知各种器
9、材的特性 2熟悉课本上的实验,抓住实验的灵魂实验原理,掌握数据处理的方法,熟知两类误差的分析方法 建体系记要点 知识串联 熟记核心要点 网络构建 要点熟记 1 系统误差:由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差 系统误差总是同样偏大或偏小系统误差可以通过更新仪器、完善原理和精确实验方法来减小 2 偶然误差:由各种偶然因素如测量、读数不准确、作图不规范造成的误差偶然误差表现为重复做同一实验时总是时大时小偶然误差可用多次测量求平均值或作图的方法来减小 3 有效数字:带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字有效数字从左边第一个不为零的数字算起,如0.012 5 为三位有效数字,中学
10、阶段一般取2 位或3 位有效数字 4 利用纸带求瞬时速度的方法 在匀变速直线运动中,利用物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解 测出与第n 点相邻的前、后两段相等时间T 内的距离xn和 xn1,由公式vnxn xn12T算出 5 利用纸带求加速度的方法(1)利用axT2求解:在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用xxn1xnaT2求加速度 a.(2)利用v-t 图象求解:画出v-t 图象,图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度 (3)利用光电门求加速度 若两个光电门之间的距离为L,则利用速度与位移的关系可求加速度,即av22 v212L.研考向提能力 考向研析 掌握应试
11、技能 考向一 游标卡尺和螺旋测微器的读数 游标卡尺(不估读)(1)读数:测量值主尺读数(mm)精度游标尺上对齐刻线数值(mm)(2)常用精确度:10 分度游标,精度 0.1 mm;20 分度游标,精度 0.05 mm;50 分度游标,精度 0.02 mm 螺旋测微器(需估读)测量值固定刻度可动刻度(带估读值)0.01 mm 1(1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示 测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,图丙所示的示数为_ mm.解析:(1)题图甲中夹小球的两个测量爪为外测量爪,测物体的外径,所以甲正确(2)由螺旋测微器的读数方法,可知金属丝的直径 d
12、6.5 mm20.0 0.01 mm6.700 mm.答案:(1)甲 (2)6.700(6.699 6.701 均正确)2图中游标卡尺的读数为_ mm,螺旋测微器的读数为_ mm.解析:游标卡尺的读数为 l52 mm7120 mm52.35 mm;螺旋测微器的读数为 d1.5 mm49.0 0.01 mm1.990 mm.答案:52.35 1.990(1.899 1.991 均正确)方法技巧 游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10 分度的游标卡尺,以 mm 为单位,小数点后只有 1 位.20 分度和 50 分度的游标卡尺以 mm 为单位,小数点后有 2 位(2)游标卡尺在读数时先读主
13、尺数据,再读游标尺数据,最后两数相加游标卡尺读数不估读(3)不要把游标尺的边缘当成零刻线,从而把主尺的刻度读错(4)螺旋测微器读数时,要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出;要准确到 0.01 mm,估读到 0.001 mm,即结果若用 mm 为单位,则小数点后必须保留三位数字 考向二“纸带类”问题的处理 1 常规计时仪器的测量方法 计时仪器 测量方法 秒表 秒表的读数方法:测量值(t)短针读数(t1)长针读数(t2),无估读 打点计时器(1)tnT(n 表示打点的时间间隔的个数,T 表示打点周期);(2)打点频率(周期)与所接交流电的频率(周期)相同 2.两个关键点(1)区分计时点和
14、计数点:计时点是指打点计时器在纸带上打下的点计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点 要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的(2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源,待打点稳定后,再释放纸带 3纸带的三大应用(1)判断物体运动性质 若 x0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动 若 x 不为零且为定值,则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动(2)求解瞬时速度 做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 如图所示,求打某一点的瞬时速度,只需在这一点的前后各取相同时间间隔 T 的两段位移 xn和 xn1,则
15、打 n 点时的速度 vnxnxn12T.(3)用“逐差法”求加速度 如图所示 因为a1x4 x13T2,a2x5 x23T2,a3x6 x33T2 所以aa1 a2 a33x4 x5 x6 x1 x2 x39T2.3在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 共7 个计数点,图中每相邻两个计数点间还有4 个点没有画出,打点计时器接频率f 50 Hz 的交流电源 (1)打下E 点时纸带的速度vE _(用给定字母表示);(2)若测得d6 65.00 cm,d3 19.00 cm,物体的加速度a _ m/s2;(3)如果
16、当时交变电流的频率f50 Hz,但当时做实验的同学并不知道,那么测得的加速度值和真实值相比_(选填“偏大”或“偏小”)解析:(1)由于图中每相邻两个计数点间还有 4 个点没有画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为 5T,利用匀变速直线运动的推论得 vEd5d310Td5d3f10.(2)根据匀变速直线运动的推论 xaT2可得 axDGxAD3 5T2d6d3d33 0.1 s23.00 m/s2.(3)如果在某次实验中,交流电的频率 f50 Hz,则实际打点周期变小,根据运动学公式xaT2得,测量的加速度值和真实的加速度值相比偏小 答案:(1)d5 d3f10(2)3.00(3)偏小 4(20
17、17高考江苏卷)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 200.0 g,钩码的质量为m 10.0 g,打点计时器的电源为50 Hz 的交流电 (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_ _.(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图乙所示选择某一点为计数点“0”,依次每隔 4 个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离 x,记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度 v,其中打出计数点“1”时小车的速度 v1_ m/s.(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取 g9.80 m/s2,利用 Wmgx 算出拉力对小车
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