高考物理通用二轮复习第二部分考前复习方略专题二实验题突破策略与技巧必考中学教育高考-高考.pdf
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1、学习好资料 欢迎下载 力学实验题巧练(一)1如图所示,用游标卡尺、刻度尺和螺旋测微器分别测量三个工件的长度,测量值分别为_cm、_cm、_mm.答案:1.32 1.20 7.320 2如图 a 是甲同学利用 A、B、C 三根不同型号的橡皮筋做“探究橡皮筋的弹力与橡皮筋 伸 长 长 度 的 关 系”实 验 得 到 的 图 线 根 据 图a得 出 结 论:_ _,若要选一个弹性较好的橡皮筋,应选_型号橡皮筋 乙同学将一橡皮筋水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端挂钩码,实验过程是在橡皮筋的弹性限度内进行的,用记录的钩码的质量 m 与橡皮筋的形变量 x 作出 mx 图象如图 b
2、 所示 可知橡皮筋的劲度系数为_ 解析:由题图 a 可知橡皮筋的弹力 F 的大小与橡皮筋的伸长量 x 的变化关系图象为过原点的倾斜直线,所以橡皮筋的弹力 F 的大小与橡皮筋的伸长量 x 成正比;A型号橡皮筋的劲度系数相对小,对相同的拉力,橡皮筋的伸长量更大,收缩性更好;题图 b 中图线斜率为kg,橡皮筋的劲度系数为 k200 N/m.答案:橡皮筋的弹力 F 的大小与橡皮筋的伸长量 x 成正比 A 200 N/m 3(2015 安徽名校联考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图甲所示的装置完成实验,橡皮条的一端 C 固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O
3、 点(1)则下列叙述正确的是_ A该实验中 CO 的拉力是合力,AO 和 BO 的拉力是分力 B两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 C实验中 AO 和 BO 的夹角应尽可能大 D在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度学习好资料 欢迎下载 线(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线,则 F 与 F 两力中,方向一定沿 CO 方向的是_ 解析:(1)AO 和 BO 的拉力与 CO 的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,A 错误;实验中两次拉伸橡皮条,注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,以保证两次操作中 CO 的拉力是相同的,则选项 B 正确;如果
4、AO 和 BO 的夹角适当,则两个分力可以将结点拉到 O 点,若夹角过大,则两拉力不一定能将结点拉到 O 点,所以选项 C 错误;弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内,正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差,因此 D 正确(2)由题图乙知,F 是用平行四边形定则作出的合力,F是用一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力,故一定与 CO 共线的是 F.答案:(1)BD (2)F 4某中学的实验小组用如图所示的实验装置探究加速度与力和质量的关系,图中 A为小车,B 为盘实验时将小车靠近打点计时器,用绳子牵引小车运动,通过打点计时器得到一条纸带,通过纸带算出小车的加速度(假设小车和砝码的总质量为
5、M,盘和盘中砝码的总质量为 m)(1)若绳子对小车的牵引力近似等于 mg,则需满足_关系(2)该小组在探究加速度与质量的关系时,通过多次改变小车的质量,得到多组数据,如果用图象处理数据,作 a 与_的关系图线能更直观地了解加速度 a 与质量 M 的关系 (3)通过多次实验,甲、乙两同学利用自己得到的数据和第(2)问的关系,各自画出了图线,如图所示,该图象说明在甲、乙两同学做实验时_(填“甲”或“乙”)同学实验中绳子的拉力更大 解析:(1)只有满足 Mm 时,绳对小车的拉力才近似等于盘及盘中砝码的重力(2)由于 a1M,a1M图象是一条过原点的直线,所以数据处理时,常作出 a 与1M的关系图线(
6、3)两小车及车上的砝码的总质量相等时,由题图象知甲的加速度大,故甲同学实验中绳子的拉力更大 分别为答案如图是甲同学利用三根不同型号的橡皮筋做探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系实验得到的图线根据图得出结论若要选一个弹性较好的橡皮筋应选型号橡皮筋乙同学将一橡皮筋水平放置测出其自然长度然后竖直悬作出图象如图所示可知橡皮筋的劲度系数为解析由题图可知橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量的变关系图象为过原点的倾斜直线所以橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量成正比型号橡皮筋的劲度系数相对小对相同的拉力橡皮正比安徽名校联考在验证力的平行四边形定则的实验中某小组利用如图甲所示的装置完成实验橡皮条的一端固定在木板
7、上用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的点则下列叙述正确的是该实验中的拉力是合力和的拉力是学习好资料 欢迎下载 答案:(1)Mm(2)1M(3)甲 5某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块 m,滑块可沿米尺自由下落 在米尺上还安装了一个连接了内阻很大的数字电压表的多匝线框 A,线框平面在水平面内,滑块可穿过线框,如图所示,把滑块从米尺的0 刻度线处释放,记下线框所在的刻度 h 和滑块穿过线框时的电压 U.改变 h,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的 h、U.(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证,用图线_(选填“Uh”或“U2
8、h”)更容易得出结论(2)影响本实验精确程度的因素主要是_ _(列举一点即可)解析:(1)电压表内阻非常大,则电压表示数 U 近似等于磁性滑块穿过线框产生的感应电动势 E;滑块下落过程中,机械能守恒,则 mgh12mv2,由 EBLv 可知,感应电动势大小与速度v 成正比,故验证机械能是否守恒需要验证U2h关系图象是不是一次函数图象(2)由于磁性滑块穿过线框时产生感应电流,机械能有损失 答案:(1)U2h(2)空气阻力(或电磁感应损失机械能)6(2015 济南适应性训练)为了测量木块与木板间的动摩擦因数 ,某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点 A 由静止释放,位
9、移传感器可以测出木块到传感器的距离 位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的位移 x 随时间 t 变化的规律,如图乙所示 (1)根据上述图线,计算 0.4 s 时木块的速度 v_m/s,木块的加速度 a_m/s2.(2)为了测定动摩擦因数,还需要测量的量是_(已知当地的重力加速度 g)(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数 的测量精度,下列措施可行的是_ AA点与传感器距离适当大些 B木板的倾角越大越好 C选择体积较大的空心木块 分别为答案如图是甲同学利用三根不同型号的橡皮筋做探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系实验得到的图线根据图得出结论若要选一个弹性较好的橡皮筋应选型号橡皮筋乙同学将一
10、橡皮筋水平放置测出其自然长度然后竖直悬作出图象如图所示可知橡皮筋的劲度系数为解析由题图可知橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量的变关系图象为过原点的倾斜直线所以橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量成正比型号橡皮筋的劲度系数相对小对相同的拉力橡皮正比安徽名校联考在验证力的平行四边形定则的实验中某小组利用如图甲所示的装置完成实验橡皮条的一端固定在木板上用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的点则下列叙述正确的是该实验中的拉力是合力和的拉力是学习好资料 欢迎下载 D传感器开始计时的时刻必须是木块从 A点释放的时刻 解析:(1)木块做匀加速直线运动,0.4 s 时木块的速度等于 0.20.6 s 时
11、间段内的平均速度,可得 v(3014)1020.4 m/s0.4 m/s;由逐差公式xaT2可知,木块的加速度大小 a1 m/s2.(2)根据牛顿第二定律可知,木块沿斜面下滑的加速度大小 agsin g cos,据此式可知,只要测出倾斜木板与水平面的夹角 ,或者测出 A点到位移传感器的高度即可(3)根据前面的分析可知,为了提高木块和木板间的动摩擦因数 的测量精度,可以尽可能提高加速度 a 的测量精度,因此可使 A 点与传感器的测量距离适当大一些,故 A 选项正确;木板的倾角不能太小,太小时木块不下滑,但也不是越大越好,B 选项错误;木块的体积小些较好,C 选项错误;根据xaT2,传感器开始计时
12、的时刻不需要是木块从 A点释放的时刻,因此 D 选项错误 答案:(1)0.4 1(2)倾斜木板与水平面的夹角(或者 A点到位移传感器的高度)(3)A 7(2015 长沙二模)某同学用图甲所示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系,弹簧一端固定,另一端与一带有窄片的物块接触,让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去,沿光滑水平板滑行,途中安装一光电门设重力加速度为 g.(1)如图乙所示,用游标卡尺测得窄片的宽度 L 为_(2)记下窄片通过光电门的时间t10 ms,则窄片通过光电门的平均速度 v _ (3)若物块质量为 m,弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为_(用 m,L,t 表示)解析:(1
13、)游标卡尺主尺读数为 10 mm,20 分度游标卡尺的精确度为 0.05 mm,游标尺第 3 条刻度线与主尺刻度线对齐,故游标尺读数为 0.15 mm,故窄片宽度为 10.15 mm.(2)窄片通过光电门时间极短,其平均速度 v Lt10.1510 m/s1.02 m/s.(3)由机械能守恒定律可知,开始时弹簧的弹性势能转化为物块的动能,所以弹簧弹射物块过程中释放的弹性势能Ep12mv2mL22(t)2.答案:(1)10.15 mm (2)1.02 m/s (3)mL22(t)2 8如图所示的实验装置可以用来探究动能定理,长木板倾斜放置,带有挡光片的小车放在长木板上,长木板旁放置两个距离为 L
14、 的光电门 A 和 B,质量为 m 的重物通过滑轮与小车相连,调整长木板倾角,使得小车恰好在细绳的拉力作用下处于平衡状态某时刻剪断细绳,小车加速运动测得挡光片通过光电门 A的时间为t1,通过光电门 B 的时间为t2,挡光片宽度为 d,小车质量为 M,重力加速度为 g,不计摩擦阻力 (1)小车加速运动受到的合外力 F_ 分别为答案如图是甲同学利用三根不同型号的橡皮筋做探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系实验得到的图线根据图得出结论若要选一个弹性较好的橡皮筋应选型号橡皮筋乙同学将一橡皮筋水平放置测出其自然长度然后竖直悬作出图象如图所示可知橡皮筋的劲度系数为解析由题图可知橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋
15、的伸长量的变关系图象为过原点的倾斜直线所以橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量成正比型号橡皮筋的劲度系数相对小对相同的拉力橡皮正比安徽名校联考在验证力的平行四边形定则的实验中某小组利用如图甲所示的装置完成实验橡皮条的一端固定在木板上用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的点则下列叙述正确的是该实验中的拉力是合力和的拉力是学习好资料 欢迎下载(2)小车经过光电门 A、B 的瞬时速度为 vA_、vB_(3)如果关系式_ 在误差允许范围内成立,就算是验证了动能定理 解析:(1)由于在重物的拉力作用下小车处于平衡状态,去掉拉力,小车受到的合外力就等于细绳的拉力,因此合力 Fmg.(2)挡光片经过光
16、电门时的平均速度为 vAdt1、vBdt2,挡光时间极短,可以认为平均速度等于瞬时速度(3)合力做功 WmgL,动能变化12Mdt2212Mdt12,如果这两部分在误差允许范围内相等,就算是验证了动能定理 答案:(1)mg(2)dt1dt2(3)mgL12Mdt2212Mdt12 力学实验题巧练(二)1.某课外科技活动小组学习了平行四边形定则后,利用 DIS 实验装置研究“力的合成与分解”,如图所示 A、B 为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动B 固定不动,通过光滑铰链连接长 0.3 m 的杆 将细绳连接在
17、杆右端 O 点构成支架 保持杆在水平方向,按如下步骤操作:测量绳子与水平杆的夹角AOB;对两个传感器进行调零;用另一绳在 O 点悬挂一个钩码,记录两个传感器读数;取下钩码,移动传感器 A改变 角重复上述实验步骤,得到如下表格.F1 4.004 2.320 4.008 F2 3.472 1.164 3.460 30 60 150 (1)根据表格,A 传感器对应的表中力为_(选填“F1”或“F2”)钩码质量为_kg(保留 1 位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是_ A因为事先忘记了调零 B何时调零对实验结果没有影响 C为了消除横杆自身重力对结果的影响 D可以完全消除
18、实验的误差 解析:(1)A传感器中的力均为正值,故 A传感器对应的是表中力 F1,平衡时,mgF1 sin,当 30时,F14.004 N,可求得 m0.2 kg.(2)在挂钩码之前,对传感器进行调零,目的是消除横杆自身重力对结果的影响,故 C 正确 答案:(1)F1 0.2(2)C 2在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中,某同学设计的实验装置如图甲所示 分别为答案如图是甲同学利用三根不同型号的橡皮筋做探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系实验得到的图线根据图得出结论若要选一个弹性较好的橡皮筋应选型号橡皮筋乙同学将一橡皮筋水平放置测出其自然长度然后竖直悬作出图象如图所示可知橡皮筋的劲度系数为
19、解析由题图可知橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量的变关系图象为过原点的倾斜直线所以橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量成正比型号橡皮筋的劲度系数相对小对相同的拉力橡皮正比安徽名校联考在验证力的平行四边形定则的实验中某小组利用如图甲所示的装置完成实验橡皮条的一端固定在木板上用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的点则下列叙述正确的是该实验中的拉力是合力和的拉力是学习好资料 欢迎下载 (1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误:_;_(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点,测得 h1、h2、h3、h4、h5.若打点的周期为 T,则打 E 点时速度为 vE_;若分别计算出各
20、计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出 v2与 h 的关系图线,如图丙所示,则小车的加速度 a_m/s2.解析:(1)两处错误是打点计时器应该接交流电源,开始时小车应该靠近打点计时器(2)vEh5h32T,根据公式 v2v202ax 可知,题图丙中图线的斜率等于 2a 得 a5.4 m/s2.答案:(1)打点计时器应该接交流电源 开始时小车应该靠近打点计时器(2)h5h32T 5.4 3如图甲所示,用横梁、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 (1)把弹簧上端固定在横梁上,下端悬吊不同重力的钩码,用刻度尺测量有关长度,实验中需要测量的物理量有:_(2)关
21、于实验注意事项,以下哪项是没有必要的?(填入字母序号)_ A悬吊钩码后,在钩码静止后再读数 B尽量减小弹簧和横梁之间的摩擦 C弹簧的受力不超过它的弹性限度(3)图乙是弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x 的 Fx 图线,由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m.图线不过原点的原因是_ 分别为答案如图是甲同学利用三根不同型号的橡皮筋做探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系实验得到的图线根据图得出结论若要选一个弹性较好的橡皮筋应选型号橡皮筋乙同学将一橡皮筋水平放置测出其自然长度然后竖直悬作出图象如图所示可知橡皮筋的劲度系数为解析由题图可知橡皮筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量的变关系图象为过原点的倾斜直线所以橡皮
22、筋的弹力的大小与橡皮筋的伸长量成正比型号橡皮筋的劲度系数相对小对相同的拉力橡皮正比安徽名校联考在验证力的平行四边形定则的实验中某小组利用如图甲所示的装置完成实验橡皮条的一端固定在木板上用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的点则下列叙述正确的是该实验中的拉力是合力和的拉力是学习好资料 欢迎下载 解析:(1)根据实验原理,实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧受不同外力所对应的长度(2)胡克定律只在弹性限度内才成立;实验时应在钩码静止、形变量稳定时读数;弹簧和横梁之间的摩擦力对本实验没有影响,所以选 B.(3)根据题图乙中图线的斜率等于 k,取题图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点
23、,利用Fkx,可得 k200 N/m;图线不过原点是由于弹簧具有自重,使得弹簧不加外力时就有形变量 答案:(1)弹簧原长、弹簧受不同外力所对应的长度(2)B(3)200 弹簧存在自重 4.某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中 A、B 两位置分别固定了两个光电门传感器实验时测得小物体上宽度为 d 的挡光片通过 A 处传感器的挡光时间为 t1,通过 B 处传感器的挡光时间为 t2,重力加速度为 g.为了证明小物体通过 A、B 时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明(1)下列必要的实验测量步骤是_ A用天平测出运动小物体的质量 m
24、 B测出 A、B 之间的竖直距离 h C测出小物体释放时离桌面的高度 H D用秒表测出运动小物体由 A到 B 所用时间t(2)若该同学用 d 和 t1、t2的比值分别来反映小物体经过 A、B 光电门时的速度,并设想如果能满足_关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的 解析:(1)本实验需要验证小物体由 A 运动到 B 过程中,小物体减少的重力势能 mghAB和增加的动能12m(v2Bv2A)在误差允许范围内是否近似相等,即12(v2Bv2A)ghAB,故无需测量小物体的质量和小物体释放时离桌面的高度 H,A、C 项错误;需要测量 A、B 之间的竖直距离,B 项正确;速度是通过光电
25、门测量的,因此无需用秒表测出运动小物体由 A 到 B 所用时间t,D 项错误(2)由题意知小物体经过两光电门的速度分别为dt1和dt2,代入12(v2Bv2A)ghAB可知,如果能满足dt22dt122gh 即可证明小物体自由下落过程中机械能守恒 答案:(1)B(2)(d/t2)2(d/t1)22gh 5(2015 厦门质检)关于验证机械能守恒定律的实验请回答下列问题:(1)利用打点计时器打出纸带,请将下列步骤按合理顺序排列_(填选项前字母)A释放纸带 B接通电源 C取下纸带 D切断电源(2)在打出的纸带上选取连续的三个点 A、B、C,如图所示测出起始点 O 到 A点的距离为 s0,A、B 两
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