2019-2020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.doc

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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。 2019-2020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　　　　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(yīng)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+4.00.1 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, 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)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/(ms-1) 0.69 0.98 1.20 1.39 1.55 1.70 v2/(ms-1)2 0.48 0.97 1.43 1.92 2.41 2.86 /(ms-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“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12.50.01mm=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(yīng)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、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(yīng)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(yīng)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(yīng)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, 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(yīng)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。 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　③　 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(yīng)的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板平行。故選A。 (2)刻度尺的最小刻度為毫米,讀數(shù)時應(yīng)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(yīng)的瞬時速度vF=。 (3)由速度位移關(guān)系v2-=2as得：v2=a2s+,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