（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時訓(xùn)練13 力學(xué)實驗與創(chuàng)新（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題限時訓(xùn)練13力學(xué)實驗與創(chuàng)新時間：45分鐘1某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置進行“探究合力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗，圖中大的定滑輪可繞水平軸轉(zhuǎn)動，繞過定滑輪的輕繩兩端分別系有鉤碼和彈簧測力計，彈簧測力計下端掛裝有細砂的小桶實驗的主要步驟如下：用螺旋測微器測量A處金屬片的厚度d，其示數(shù)如圖乙所示用手控制鉤碼不動，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F0.釋放鉤碼后，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F1，記下金屬片通過光電門的遮光時間t1.鉤碼下方再掛一個鉤碼，用手控制鉤碼，調(diào)整金屬片的位置仍在A處靜止不動，釋放鉤碼后，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F2，記下金屬片通過光電門的遮光時間t2.重復(fù)步驟，進行多次實驗請回答下列

2、問題：(1)d2.612 mm.(2)不需要測量下列哪些物理量，也能完成本實驗：ABC.A金屬片與光電門間的高度差hB鉤碼的總質(zhì)量MC彈簧測力計、金屬片、砂和小桶的總質(zhì)量m(3)若用F表示鉤碼釋放后彈簧測力計的示數(shù)，則能正確反映“合力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的是D.解析：(1)d2.5 mm0.01 mm11.22.612 mm.(2)用手控制鉤碼不動，讀出彈簧測力計的示數(shù)F0mg；釋放鉤碼后，F(xiàn)mgma，v22ah，v，解得FF0，即只要驗證(FF0)與成正比即可，不需要測量h、M、m.(3)(FF0)與成正比，只有選項D正確2用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律主要實驗步驟

3、如下：a安裝好實驗器材接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次b選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O(t0)，然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F所示c通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5d以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點，如圖3所示結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)：(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有A和C(填選項前的字母)A電壓合適的50 Hz交流電源B電壓可調(diào)的直流電源C刻度尺D秒表E天平(含砝碼)(2)在圖3中已標(biāo)出計數(shù)點A、B、D、E

4、對應(yīng)的坐標(biāo)點，請在該圖中標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出vt圖象答案：如圖所示(3)觀察vt圖象，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是小車的速度隨時間均勻變化，vt圖象斜率的物理意義是加速度(4)描繪vt圖象前，還不知道小車是否做勻變速直線運動用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對t的要求是越小越好(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實驗的角度看，選取的x大小與速度測量的誤差有關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)(5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運動的速度應(yīng)該是均勻變化的當(dāng)時只能靠滴水計時，為此他設(shè)計了如圖所示的“斜面實驗”，反復(fù)做了上百次，驗證了他的猜想請你結(jié)合勻變速直線運動的知

5、識，分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的答案：如果小球的初速度為0，其速度vt，那么它通過的位移xt2.因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化解析：(1)打點計時器使用的是低壓交流電源，故選A；打相鄰計數(shù)點的時間間隔是已知的，故不需要秒表；計數(shù)點間的距離需要用刻度尺測量，故選C；由于不需要知道小車和重物的質(zhì)量，故不需要天平(含砝碼)(2)先標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標(biāo)點，連線時要讓盡量多的點在一條直線上(3)依據(jù)vt圖象是直線(斜率一定)，即小車的速度隨時間均勻變化，判斷出小車做勻變速直線運動；vt圖象斜率的物理意義是加速度(4

6、)表示的是t內(nèi)的平均速度，只有當(dāng)t趨近于零時，才表示瞬時速度因此若用表示各計數(shù)點的瞬時速度，對t的要求是越小越好；從實驗的角度看，選取的x越大，x的測量誤差就越小，算出的速度的誤差就越小，因此從實驗的角度看，選取的x大小與速度測量的誤差有關(guān)(5)如果小球的初速度為0，其速度vt，那么它通過的位移xt，故推出xt2.因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化3(2019全國卷)如圖(a)，某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50 Hz的交流電源、紙帶等回答下列問題：(1)鐵塊與木板間動摩擦因

7、數(shù)(用木板與水平面的夾角、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)(2)某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角使30.接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖(b)所示圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)重力加速度為9.80 m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.35(結(jié)果保留2位小數(shù))解析：(1)對鐵塊受力分析，由牛頓第二定律有mgsinmgcosma，解得.(2)兩個相鄰計數(shù)點之間的時間間隔T5 s0.10 s，由逐差法和xaT2，可得a1.97 m/s2，代入，解得0.35.4圖中圓盤可繞過中心垂直于盤面

8、的水平軸轉(zhuǎn)動圓盤加速轉(zhuǎn)動時，角速度的增加量與對應(yīng)時間t的比值定義為角加速度，用表示，我們用測量直線運動加速度的實驗裝置來完成實驗，實驗步驟如下其中打點計時器所接交流電的頻率為50 Hz，圖中A、B、C、D為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出如圖甲所示，將打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔，然后固定在圓盤的側(cè)面，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上；接通電源，打點計時器開始打點，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動；斷開電源，經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動圓盤和打點，取下紙帶，進行測量(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示，圓盤的半徑為60.00_mm mm.(2)由圖丙可

9、知，打下計數(shù)點D時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為6.5 rad/s(保留兩位有效數(shù)字)(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度為10.0(9.810都算正確) rad/s2.解析：(1)游標(biāo)卡尺主尺部分讀數(shù)為120 mm，小數(shù)部分為零，由于精確度為0.05 mm，故需讀到0.01 mm處，故讀數(shù)為120.00 mm，半徑為6.000 cm(60.00 mm)(2)由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s，根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小vD m/s0.389 m/s，故 rad/s6.5 rad/s.(3)根據(jù)

10、勻變速直線運動的推論公式xaT2可以求出加速度的大小，得a m/s20.600 m/s2，由于，故角加速度為 rad/s210.0 rad/s2.5為了測定滑塊M與長木板間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)將長木板的一端通過轉(zhuǎn)軸固定在水平面上，另一端用墊塊墊起形成一個傾角，在長木板的另一端固定一個定滑輪，在墊塊上安裝一個光電門，在重物m上固定一個窄擋光條，通過一條輕質(zhì)細線將重物和滑塊連接起來并繞過定滑輪，如圖所示現(xiàn)讓重物從某標(biāo)記位置處由靜止釋放，它牽引滑塊運動，若測得標(biāo)記處與光電門間的距離為h，寬度為d的擋光條通過光電門的時間為t，且Mm，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為.實驗過程中h越大，實驗測量結(jié)果越精確(選填“越精確”“越不精確”或“都一樣”)；在保持h不變的情況下，調(diào)節(jié)墊塊使傾角越大，則實驗測量結(jié)果越不精確(選填“越精確”“越不精確”或“都一樣”)解析：根據(jù)題意知擋光條通過光電門的速度為v，重物下降h的過程中mghMghsinMghcos(mM)v2，聯(lián)立解得.實驗過程中h越大，擋光條過光電門的時間越短，速度測量越準(zhǔn)確，誤差越?。粌A角越大，滑動運動的加速度越小，擋光條經(jīng)過光電門的時間越長，速度測量越不準(zhǔn)確，誤差越大