2020-2021学年北京高三上学期期中考试名校物理真题分类汇编(实验部分).pdf
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1、2020-2021学年北京高三上学期期中考试名校物理真题分类汇编(实验部分)-牛顿第二定律(共 1小题)1.将一只皮球竖直向上抛出,若运动过程中皮球受到的空气阻力大小与其速率V 成正比关系。某同学为了研究皮球在上升过程中的加速度a 变化情况,他先假设f=k v,根据牛顿第二定律列出mg+kv=ma的表达式;然后他分 析“上升过程中小球速度v 不断减小,所以加速度a 会随之减小”于是画出了四个a 随时间减小的图像,如图所示。在这四个图像中,加速度都满足“随时间不断减小”,但对加速度变化率以及末态的认识各不相同,你认为正确的图像是,理由是。第1页(共23页)-单摆单摆的回复力和周期(共1小题)2.
2、如图为演示简谐运动图像的装置,它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成。当沙漏摆动时,若将沙漏下方的木板匀速拉动,漏出的沙子在木板上会形成一条曲线。通过对曲线的分析,可以确定沙漏的位移随时间变化的用上面的装置、对摆长不同的沙漏进行实验,在木板上形成不同的振动图像,如图a、b所示,已知两次拉木板的速度相同。(1)沙漏a 在木板上形成曲线经历的时间 沙漏b在木板上形成曲线经历的时间。A.大于B.等于C.小于D.不能确定(2)由图像可知,a、b两个沙漏的摆长之比L a:L b 为。A.3:2B.2:3C.9:4D.4:9第2页(共23页)三.探究小车速度随时间变化的规律(共 1小题)3.某同学在“研究
3、匀变速直线运动”的实验中进行了以下操作。乙(1)该同学组装了图甲所示的装置。下列说法正确的是。A.应将图中干电池换成合适的交流电源B.实验时小车应从靠近打点计时器处释放C.实验前一定要平衡小车运动过程中所受的阻力(2)纠正错误后,该同学实验得到如图乙所示的一条纸带,图中A、B、C、D、E 为相邻的计数点,且相邻计数点间还有4 个计时点未标出(已知交流电频率为50Hz)。图中XAB=1.40cm,XAC=3.30cm,XAD=5.69cm,XAE=8.59cm,则打下A 点时小车的瞬时速度 (选 填“等于”或“不等于)零;打下C 点时小车的瞬时速度 vc=m/s(结果保留两位有效数字)。(3)在
4、研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度后,下列三种计算加速度大小的方案中,最佳的一项是 oA.根据任意两计数点的速度,由 2=等算出加速度大小B.根据实验数据画出v-t 图象,在图象上取相距较远的两点求其斜率即为加速度大小C.根据实验数据画出v-t 图象,量取其倾角。,再由a=tan。算出加速度大小(4)求出小车的加速度大小为 m/s2(结果保留三位有效数字)。第3页(共23页)四.探究加速度与力、质量的 关 系(共 2 小题)4.小明和小红同学分别通过实验探究“加速度与质量的关系”和“加速度与力的关系”。(1)小明同学在探究小车加速度与质量的关系时,采用了如图1所示方案。
5、保持祛码盘中祛码质量不变,通过增减小车中的祛码个数改变小车中祛码和小车的总质量M,与此相对应,利用纸带上打出的点来测量小车的加速度。对此实验方案,下 列 做 法 中 合 理 的 是;A.在平衡阻力时,需要把木板的一侧垫高,并将祛码盘及盘中祛码用细线通过定滑轮系在小车上B.实验时,先接通打点计时器电源,待打点计时器工作稳定后再释放小车C.调节滑轮,使细线与木板平行实验中打出的一条纸带的部分实验数据如图2 所示,相邻两个计数点间还有四个点未画出。所用交变电源的频率为5 0 H z,由该纸带可求得小车的加速度2=m/s2(结果保留两位有效数字);小明记录的6 组实验数据如下表所示,其中5 组数据的对
6、应点已经标在图3 的坐标纸上,请 用“+”标出余下的一组数据的对应点,并作出a-得图象。由a-得 图 象 可 得 出 的 实 验 结 论 为。F/NM/kg-2a/nrs0.291.160.250.290.860.340.290.610.480.290.410.710.290.360.810.290.310.93(2)小红同学在探究小车加速度a 与所受合外力F 的关系时,设计并采用了如图4 所示的方案。其实验操作步骤如下:a.挂上祛码盘和祛码,调节木板的倾角,使质量为M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;b.取下祛码盘和祛码,测出其总质量为m,并让小车沿木板下滑,测出加速度a;c.改变祛码盘中祛码
7、的个数,重复步骤a 和 b,多次测量,作出a-F 图象。该实验方案 满足条件M m (选 填“需 要”或”不需要“);若小红同学实验操作规范,随祛码盘中祛码个数的增加,作出的a-F 图象最接近图5 中的。第4页(共23页)M m、7)1.0-城钳运劝方向下位:E第5页(共23页)5.如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在长木板上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放。物困际条光甲 乙(1)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示,则d=mm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间A t,则
8、小 车 经 过 光 电 门 时 的 速 度 为(用字母表示)。(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为。(3)关于本实验,下 列 说 法 正 确 的 是。A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在重物拉动下恰好做匀速运动,此时小车受到的拉力和摩擦力恰好平衡B.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂重物的情况下使小车恰好做匀速运动,这是用小车受到的重力沿斜面方向的分力平衡了小车受到的摩擦力的结果C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂重物的情况下使小车恰好做匀速运动,当挂上重物时,每次改变重物的质量都需要重新调节木板的倾角(4)测出多组
9、重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间,并分别算出小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系。处 理 数 据 时 应 作 出 (可 选 填“v-i-m”、“v 2-m”或者其他你认为正确的函数关系)图象。第6页(共23页)五.探究圆周运动的相关参数问题(共 1小题)6.如图1所示是向心力演示仪的示意图,匀速转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由长槽及短槽上的挡板6对小球的弹力提供,该力的大小通过挡板的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,因此标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显
10、示出两个球所受向心力的大小。长槽上A挡板距左转轴的距离与短槽上B挡板距右转轴的距离相等。A挡板距左转轴的距离是A挡板距左转轴距离的两倍。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上(已知塔轮2由上至!I下,圆盘半径分别为6.0 0 c m、8.0 0 c m、9.0 0 c m;塔轮3由上到下,圆盘半径分别为6.0 0 c m、4.0 0 c m、3.0 0 c m),可改变两个塔轮的转速比,以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。图2中甲、乙、丙是用控制变量法探究小球所受向心力大小与小球质量、小球转动角速度和转动半径之间关系的实验情境图,所用钢球质量相同,钢球质量大于铝球质量。其中:(1)探究小球
11、所受向心力大小与小球质量之间关系的是图2中的(选 填“甲”“乙”“丙”);(2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的是图2中的(选 填“甲”“乙”“丙”)。图I第7页(共23页)六.实验验证机械能守恒定律(共 2 小题)7.在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=2 0 0 g 的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。为纸带下落的起始点,A、B、C、D、E为纸带上选取的五个连续点。已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点,当地的重力加速度g=9.8 m/s2(1)计 算 B 点瞬时速度时,同学甲用V B2=2g X OB,同学乙用VB
12、=翳。其 中 方 法 正 确 的 是 (填 甲或“乙”)同学。(2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力,为此他计算出纸带下落的加速度为 m/s2,从而计算出阻力Ff=N (结果保留两位有效数字)。(3)若同学丁不慎将上述纸带从0 A 之间扯断,无法测得图中数据。他仅利用A 点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?说明理由。区 也D单位:cm第8页(共23页)8.利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图所示。图中0点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、,测出其中E、F、G点距
13、打点起始点O的距离分别为h i、h 2、h 3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。iH lr t xI 7构图1(2)计算动能的增加量A E k 时需要先计算出打点计时器打下F点时重锤的瞬时速度VF,VF=,这样计算 的 依 据 是.(3)某小组同学利用同一条纸带上的多个数据点进行计算并将计算结果填入表格(为便于比较,表中数据均保留一位小数)。其中不合理的是第 组数据,判 断 的 依 据 是。12345A EP(X 10 2J)5.010.114.720.029.8 E k (X 10-2J)4.99.815.119.629.4第9页(共23页)七.验 证 动量守恒
14、 定 律(共3小题)9.某同学用图甲所示的装置验证动量守恒定律,图中A B为斜槽,B C为水平槽。(1)下列说法正确的是。A.该实验要求入射小球的质量应大于被碰小球的质量B.该实验要求入射小球和被碰小球必须是金属材质C.该实验通过测量入射小球从斜槽上由静止释放的高度h得到小球碰撞前的速度D.该实验通过测量小球做平抛运动的竖直位移间接得到小球碰撞前后的速度(2)实验时先使入射小球从斜槽上某一固定位置S多次由静止释放,落到位于水平地面的记录纸上并留下痕迹,从而确定P点的位置;再把被碰小球放在水平槽末端,让入射小球仍从位置S多次由静止释放,跟被碰小球碰撞后,两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,从而
15、确定M、N点的位置。实验中,确 定P点位置时多次落点的痕迹如图乙所示,刻度尺的零刻线与O点对齐,则0P c m。(3)该实验若要验证两小球碰撞前后的动量是否守恒,需要分别测量记录纸上M点距0点的距离LOM、P点距O点的距离LOP,N点 距0点的距离LON。除此之外,还需要测量的物理量是 需要验证的关系式为(其中涉及需要测量的物理量请用自己设定的字母表示)。(4)该实验巧妙运用了平抛运动的规律。请以平抛运动为例,分析论证当物体所受的合力与初速度方向不在一条直线上时,物体必做曲线运动。第10页(共23页)10.一位同学利用如图所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。他安装好实验装置,斜槽与水平槽之间
16、平滑连接,槽的末端水平。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸,记下铅垂线所指的位置0。选择两个半径相同的小球开始实验,主要实验步骤如下:a.不放球2,使 球 1 从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到复写纸上,在下面的白纸上留下落点痕迹。多次重复上述操作。b.把球2 放在水平槽末端位置,让 球 1仍从原位置由静止开始滚下,与球2 碰撞后,两球分别在白纸上留下各自的落点痕迹。多次重复上述操作。c.在记录纸上确定M、P、N 为三个落点的平均位置。(1)在此实验中,球 1 的质量为m”球 2 的质量为m2,需满足mi m2(选 填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)关于实验操作,下 列 说 法 正
17、确 的 是 (填选项前的字母)。A.实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置B.在同一组实验中,每次球1必须从同一位置由静止释放C.在同一组实验中,球 2 的落点并不重合,说明操作中出现了错误(3)某同学认为:在误差允许范围内,若所测物理量满足表达式mi0N=m i,0M+m2,OP,则可判定两个小球所组成的系统碰撞前后动量守恒。你 认 为 该 同 学 的 判 断 是 否 正 确,请说明理由。第11页(共23页)1 1.两位同学用如图甲所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。Mf。/li ti/m ui/tTUn)/hn/JHf/n m;随祛码盘中祛码个数的增加,小车受到的合
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