(新课标)2018届高考物理二轮复习专题六物理实验能力训练14力学实验

PAGEPAGE4内部文件，版权追溯专题能力训练14力学实验(时间:45分钟满分:100分)1.(10分)如图甲所示,在研究弹力和弹簧伸长量的关系时,把弹簧上端固定在横梁上,下端悬吊不同重力的砝码,用刻度尺测量弹簧的长度,把弹簧的伸长量Δx和弹簧弹力F的关系在F-Δx坐标系中描点如图乙所示。甲乙(1)从坐标系中的实验数据可知,该弹簧的劲度系数是(精确到两位有效数字)。

(2)关于实验注意事项,以下哪项是没有必要的?(填入字母序号)。

A.悬吊砝码后,在砝码静止后再读数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2.(14分)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。甲乙(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点和之间某时刻开始减速。

(2)计数点5对应的速度大小为m/s,计数点6对应的速度大小为m/s。(保留三位有效数字)

(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=m/s2,若用ag来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值3.(14分)为了测量木块与木板间动摩擦因数,某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位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变化规律,如图乙所示。(1)根据上述x-t图,计算0.3s时木块的速度v=m/s,木块加速度a=m/s2;(以上结果均保留两位有效数字)

(2)若知道木板的倾角为θ,则木块与木板的动摩擦因数μ=(所有量用字母表示,已知当地的重力加速度为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。

A.A点与传感器距离适当大些B.木板的倾角越大越好C.选择体积较小的实心木块D.传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻4.(16分)(1)下图螺旋测微器的读数为mm。

图中游标卡尺的读数是cm。

(2)用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,则(结果均保留两位有效数字)①在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s。

②在打下点“0”到点“5”过程中,系统动能的增量ΔEk=J,系统势能的减少量ΔEp=J(计算时g取10m/s2)。由此得出的结论:

。

③若某同学作出v22-h图象如图,则当地的重力加速度g=m/s5.(14分)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2。解析(1)由纸带上各点间距可以看出,6、7两点间距离最大,在计数点6之前,连续相等的时间内位移差Δx=2.00cm,而6、7两计数点间位移与前一段位移之差Δx'=x67-x56<2.00cm。故物块在两相邻计数点6和7之间开始减速。(2)根据v5=x46v5=(9=1.00m/s,从点2到点6段的加速度a=x56-x45T2v6=v5+aT=1.20m/s。(3)物块在6、7点间加速度变化,减速过程加速度大小有a'=x79-x91122重物落地后,滑块向前运动时除受物块与桌面之间摩擦力作用外,纸带和限位孔之间也存在摩擦力作用,即μmg+F阻=ma,μ=ma-F阻mg3.答案(1)0.804.0(2)g(3)AC解析(1)由图象知,在第1个0.1s内,木块的位移为0,在第2个0.1s,木块的位移x2=(42-40)cm=2cm,经第3个0.1s,木块的位移x3=(40-34)cm=6cm,经第4个0.1s,木块的位移x4=(34-24)cm=10cm,0.3s时木块的速度v=x3+x42t=0.80m/s;由Δx=aT2解得a=Δ(2)根据牛顿第二定律,有mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得μ=gsin(3)A点与传感器距离适当大些,可提高长度的测量精度,提高加速度的测量精度,从而提高动摩擦因数的测量精度,选项A正确;而木板的倾角过大,则运动时间过短,选项B错误;体积较小的实心木块受到的空气阻力较小,测量结果较准确,选项C正确;传感器开始计时的时刻可从任意位置,选项D错误。4.答案(1)5.6701.050(2)①2.4②0.580.60在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒③9.7解析(1)5.5mm+17.0×0.01mm=5.670mm,注意读可动刻度时要估读一位;游标卡尺读数1cm+10×0.05mm=1.050cm。(2)由瞬时速度与平均速度的关系式v5=v=x4~62T=2.4m/s,ΔEk=12(m1+m2)v52=0.58J,重物m1上升h5=60.00cm=0.60m,重物m2下降0.60m,系统重力势能的减小量ΔEp=m2gh5-m1gh5=0.60J。在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒。由上述分析可得系统机械能守恒表达式12(m1+m2)v2=(m2-m1)gh,得v22=m25.答案(1)F3F1和F1'解析(1)根据平行四边形定则计算绳套1的拉力F1'=Ftan30°=F3,通过比较F1和F1'(2)绳套1在转动过程中,合力保持不变,根据平行四边形定则画出图象,如图所示:根据图象可知,绳套1的拉力大小先减小后增大,故D正确。6.答案(1)B(2)m(3)m1x1=m2x2解析(1)根据机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能等于两球得到的初动能之和,而要求解初动能必须还要知道两球弹射的初速度v0,由平抛运动规律可知v0=x2hg,故还需要测出两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、(2)小球被弹开时获得的动能Ek=12mv02=mgx24h,故弹性势能的表达式为E(3)如果满足关系式m1v1=m2v2,即m1x1=m2x2,那么就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。7.答案(1)间距相等(2)释放小车(3)m(hE-hC)28解析(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时,小车做匀速直线运动,受