2022年高三二輪復習物理專題通關(guān) 課時鞏固過關(guān)練（十三） 物理實驗6.13 Word版含答案

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1、溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。 2022年高三二輪復習物理專題通關(guān) 課時鞏固過關(guān)練（十三） 物理實驗6.13 Word版含答案 1.(12分)(xx·德州一模)如圖甲,一個圓盤可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動。圓盤加速轉(zhuǎn)動時,紙帶隨圓盤運動通過打點計時器打上一系列點。用20分度的游標卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示,用此裝置打出的一條紙帶如圖丙所示(打點計時器所接交流電的頻率為50Hz,A、B、C、D…為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出)。 (1)根據(jù)圖乙讀出圓盤的直徑為　　　

2、　cm。 (2)根據(jù)圖丙計算,打D點時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為　　　　rad/s。 (3)由圖丙可知,紙帶運動的加速度大小為　　　m/s2。 【解析】(1)整數(shù)部分為60mm,小數(shù)部分為零,由于精確度為0.05mm,故需寫到0.001cm處,故讀數(shù)為6.000cm;故直徑為6.000cm。 (2)打下計數(shù)點D時,速度為 vD===0.39m/s 故ω==rad/s=13rad/s (3)紙帶運動的加速度為 a===m/s2=0.60m/s2 答案：(1)6.000　(2)13　(3)0.60 2.(12分)(xx·全國卷Ⅰ)某物理小組的同學設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時

3、的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20 m)。 完成下列填空： (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖甲所示,托盤秤的示數(shù)為1.00 kg。 (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時,托盤秤的示數(shù)如圖乙所示,該示數(shù)為　　　　kg。 (3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè),此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如表所示： 序號 1 2 3 4 5 m/kg 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90 (4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形

4、橋最低點時對橋的壓力為　　　　N;小車通過最低點時的速度大小為　　　　m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2,計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 【解題指南】解答本題時應從以下三點進行分析： (1)掌握托盤秤的讀數(shù)規(guī)則。 (2)注意讀數(shù)和力的換算。 (3)在軌道的最低點根據(jù)牛頓第二定律分析。 【解析】(2)托盤秤的最小標度為0.1 kg,則讀數(shù)為 1.00 kg+4.0×0.1 kg=1. 40 kg; (4)小車經(jīng)過最低點時對橋的壓力為 F=-1.00g=7.9 N, 在橋的最低點,由牛頓第二定律得 F-mg=m, 其中m=1.40 kg-1.00 kg=0.40 kg,

5、 再代入其他數(shù)據(jù)解得v=1.4 m/s。 答案：(2)1.40　(4)7.9　1.4 3.(14分)圖中所示的裝置可用來探究做功與速度變化的關(guān)系。傾角為θ的斜面體固定在實驗臺上,將光電門固定在斜面體的底端O點,讓小球從斜面上的不同位置由靜止釋放,釋放點到光電門的距離d依次為5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm。 (1)用游標卡尺測量小球的直徑,如圖乙所示,小球的直徑D=　　　　cm。 (2)該實驗　　　　　　(選填“需要”或“不需要”)測量小球的質(zhì)量;小球通過光電門經(jīng)歷的時間為Δt,小球通過光電門的速度為　　　　(填字母),不考慮誤差的影響,從理論上來說,該結(jié)

6、果　　　　(選填“<”“>”或“=”)球心通過光電門的瞬時速度。 (3)為了探究做功與速度變化的關(guān)系,依次記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 d/×10-2m 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 v/(m·s-1) 0.69 0.98 1.20 1.39 1.55 1.70 v2/(m·s-1)2 0.48 0.97 1.43 1.92 2.41 2.86 /(m·s-1 0.83 0.99 1.10 1.18 1.24 1.30 從表格中數(shù)據(jù)分析能夠得到關(guān)于“

7、做功與速度變化的關(guān)系”的結(jié)論是? 　 。 【解析】(1)螺旋測微器：固定刻度為5.5mm,可動刻度為12.5×0.01mm=0.125mm,則讀數(shù)為5.5mm+0.125mm=5.625mm=0.5625cm。 (2)根據(jù)動能定理mgd=mv2得,本實驗要驗證v2=2gd,故不需要測量小球的質(zhì)量。由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度,故小球通過光電門的速度為v=,根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得：小球通過光電門的平均速度等于這個過程中間時刻的速度,所以小球通

8、過光電門的平均速度小于球心通過光電門的瞬時速度。 (3)根據(jù)表格中記錄的數(shù)據(jù)可得,釋放點到光電門的距離d與物體的速度以及速度的平方根都不存在正比例的關(guān)系,與速度的平方接近正比例關(guān)系,所以可選擇v2為坐標系的縱坐標。將表格中的數(shù)據(jù)在d-v2坐標系中描點連線如圖。從圖像中得到的直接結(jié)論是d與v2成正比;從而間接得到做功與物體速度變化的規(guī)律是合外力做功與v2成正比。 答案：(1)0.5625 (2)不需要　　< (3)合外力做功與小球通過光電門時速度的平方成正比 4.(14分)(xx·深州二模)在進行“驗證機械能守恒定律”的實驗中： (1)兩實驗小組同學分別采用了如圖甲和乙所示的

9、裝置的兩種不同的實驗方案進行實驗。 ①在圖甲中,下落物體應選擇密度　　　　(選填“大”或“小”)的重物;在圖乙中,兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1　　　　(選填“>”“=”或“<”)m2。 ②采用圖乙的方案進行實驗,還需要的實驗器材有交流電源、刻度尺和　　　　。 ③比較兩種實驗方案,你認為圖　　　　(選填“甲”或“乙”)所示實驗方案更合理,理由是　 。 (2)有一同學采用了圖甲所示的方案,選出一條紙帶如圖丙所示,其中O點為起始點,A、B、C為三個計數(shù)點,打點計時器通以50Hz交流電,在計數(shù)點A和B

10、、B和C之間還各有一個點,重物的質(zhì)量為0.5kg,g取9.8m/s2。根據(jù)以上數(shù)據(jù),打B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了　　　　　　J,這時它的動能是　　　　J,根據(jù)上面這兩個數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是　 。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 【解析】(1)①在題圖甲中,為了減小空氣阻力的影響,應選擇體積小、密度大的重物;在題圖乙中,m2在m1的拉力作用下向上運動,所以m1>m2。②兩重物質(zhì)量不等,分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動能時,兩邊質(zhì)量不能約去,故需要天平測量兩重物的質(zhì)量。③題圖乙中所示實驗還受到細線與滑輪之間的摩擦力的影響,機械能損失較

11、大,故題圖甲所示實驗方案較為合理。 (2)重力勢能減少量為ΔEp=mghOB=0.867J;打B點時重物的速度為vB=,其動能為ΔEkB=m()2=0.852J,可見在誤差允許的范圍內(nèi),重物下落時機械能守恒。 答案：(1)①大　>?、谔炱健、奂住D乙中還受到細線與滑輪之間的摩擦力的影響　(2)0.867　0.852　在誤差允許的范圍內(nèi),重物下落時機械能守恒 5.(16分)(xx·濟南二模)為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖1中打點計時器的電源為50Hz的交流電源,打點的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間

12、的關(guān)系”。 (1)完成下列實驗步驟中的填空： ①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點計時器打出一系列　　　　　　　　的點。 ②按住小車,在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊,在小車中放入砝碼。 ③打開打點計時器電源,釋放小車,獲得圖2帶有點列的紙帶,在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m。 ④按住小車,改變小車中砝碼的質(zhì)量,重復步驟③。 ⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個間隔標注一個計數(shù)點。測量相鄰計數(shù)點的間距s1,s2,…。求出與不同m相對應的加速度a。 ⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標,為縱坐標,在坐標紙上作出-m關(guān)系圖線。 (2)完成下列填空： ①

13、本實驗中,為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時,小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是　 。 ②設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=　　　　。由此求得加速度的大小a=　　　　m/s2。 ③圖3為所得實驗圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為　　　　,小車的質(zhì)量為　　　　。 【解析】(1)①平衡摩擦力的標準為小車可以勻速運動,打點計時器打出的紙帶點跡間隔均勻。 (2)①設(shè)小車的質(zhì)量為M,小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量為m,設(shè)繩子上拉力為F

14、, 以整體為研究對象有mg=(m+M)a 解得a= 以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=mg 顯然要有F=mg必有m+M=M,故有M?m,即只有M?m時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于小吊盤和盤中物塊的重力。所以為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時,小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應該遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量。 ②設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2、s3。由勻變速直線運動的推論得：Δx=aT2 a= 圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況,由圖可讀出s1=24.2mm,s3=47.2mm。 由此求得加速度的大小 a==m/s2=1.15m/s2。

15、 ③設(shè)小車質(zhì)量為M,小車受到外力為F,由牛頓第二定律有F=(m+M)a; 所以=+, 所以,-m圖像的斜率為,故F=,縱軸截距為b==kM,所以,M=。 答案：(1)①間隔均勻　(2)①M遠大于m ②　1.15?、邸? 6.(16分)如圖甲所示是研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置,打點計時器的工作周期為T。 (1)實驗中,必要的措施是　　　　。 A.細線必須與長木板平行 B.小車必須具有一定的初速度 C.小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量 D.平衡小車與長木板間的摩擦力 (2)如圖乙所示,A、B、C、D、E、F、G是打好的紙帶上7個連續(xù)的點。從圖乙中可讀得s6=　　　　cm,F點對應的

16、瞬時速度大小的計算式為vF=　　　　　　。(用題目中所給量的字母表示) (3)如圖丙所示是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的v2-2s圖線(s為各打點至同一起點的距離),由圖線可知：該圖線的斜率表示　　　　　　　,其大小為　　　　(保留2位有效數(shù)字),單位是　　　　　　　　。 【解析】(1)本實驗是研究小車做勻變速直線運動,而不是探究加速度與力的關(guān)系,只要保證小車做勻加速直線運動即可,故B、C、D沒有必要;若細線與長木板不平行,隨著小車向左運動,細線與水平方向的夾角增大,小車受到的合外力就會發(fā)生變化(拉力減小、摩擦力增大),加速度隨之發(fā)生變化,小車做變加速運動,與實驗要求不符,故必須保證細線與長木

17、板平行。故選A。 (2)刻度尺的最小刻度為毫米,讀數(shù)時應精確到0.1mm,s6=6.50cm-0.50cm=6.00cm;在勻變速直線運動的某段過程中,中間時刻的瞬時速度與這段時間內(nèi)的平均速度相等,故F點對應的瞬時速度vF=。 (3)由速度位移關(guān)系v2-=2as得：v2=a·2s+,圖像的斜率表示小車的加速度：a===0.5m/s2。 答案：(1)A　(2)6.00　 (3)小車加速度的大小　0.5　m/s2 7.(16分)一個實驗小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長關(guān)系”的實驗,采用如圖甲所示裝置,質(zhì)量不計的彈簧下端掛一個小盤,在小盤中增添砝碼,改變彈簧的彈力。實驗中作出小盤中砝碼重力隨

18、彈簧伸長量x變化的圖像如圖乙所示。(重力加速度g取10m/s2) (1)利用圖像乙,可求得該彈簧的勁度系數(shù)為　　N/m。 (2)利用圖像乙,可求得小盤的質(zhì)量為　　　　kg,小盤的質(zhì)量會導致彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果與真實值相比　　　(選填“偏大”“偏小”或“相同”)。 【解析】設(shè)彈簧原長為l0,小盤質(zhì)量為m,根據(jù)胡克定律,彈簧彈力F彈=kx=F+mg得砝碼重力F=kx-mg,可知圖像斜率表示彈簧勁度系數(shù)k==N/m=200N/m。圖像縱軸截距絕對值表示托盤的重力,由圖像可知縱軸截距F=-1N,托盤重力G=mg=1N,則質(zhì)量m=0.1kg。由F=kx-mg可知,彈簧勁度系數(shù)與托盤質(zhì)量無關(guān),故彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果與真實值相同。 答案：(1)200　(2)0.1　相同 關(guān)閉Word文檔返回原板塊