2019高考物理三輪沖刺 實驗題高分練（二）實驗題高分練一 力學基本.docx

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(二)實驗題高分練一　力學基本 1.某同學利用打點計時器測量小車做勻變速直線運動的加速度。實驗器材有:電磁打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細線、砝碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙片等。 (1)該同學在實驗桌上安裝好所需的器材后(如圖所示)準備進行實驗,下面操作必要的是　　　　。 A.把附有滑輪的長木板固定打點計時器的那端適當墊高,以平衡小車運動過程中所受的摩擦力 B.調(diào)節(jié)拉小車的細線使細線與長木板板面平行 C.拉小車運動的砝碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 D.實驗時,先釋放小車,再接通電源 (2)該同學在得到的紙帶上選取七個計數(shù)點(相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出),如圖所示,圖中x1=4.81 cm,x2=5.29 cm,x3=5.76 cm,x4=6.25 cm,x5=6.71 cm,x6=7.21 cm。已知電源頻率為50 Hz,則加速度的大小為　　　　m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 2.某同學利用彈簧和小物塊探究彈簧的彈性勢能與彈簧形變量之間的關系。如圖甲所示,把彈簧放在帶有刻度的水平桌面上,將彈簧的左端固定在桌面的“0”刻度處,彈簧的右端帶有指針,彈簧處于自由狀態(tài)時指針指示值為16.00 cm,只有在0~16 cm范圍內(nèi)桌面光滑。該同學進行如下操作: (1)將物塊靠近彈簧右端并緩慢壓縮,當指針在如圖甲所示位置時,彈簧的長度為　　　　cm。記下彈簧的壓縮量Δx,由靜止釋放物塊,物塊離開彈簧后,在粗糙桌面上滑行一段距離s停下,記下s的值。 (2)改變彈簧的壓縮量Δx,重復以上操作,得到多組數(shù)據(jù),并在圖乙的坐標紙上描點。請根據(jù)描出的點,作出s-Δx圖像。 (3)根據(jù)作出的圖像,能否直接得到彈簧的彈性勢能與彈簧形變量之間的關系?　　　　(填“能”或“不能”)。 3.為驗證物體所受合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比,同學們設計了如圖甲所示的裝置來進行實驗。在自制的雙層架子上固定帶有刻度的木板,架子放在水平桌面上。實驗操作步驟如下: ①適當調(diào)整裝置,將裝置不帶滑輪的一端稍稍墊高一些。 ②在兩個托盤中放入砝碼,并使兩托盤質(zhì)量(含砝碼)相同,且遠小于小車的質(zhì)量。連接小車的細線跨過定滑輪與托盤相連。 ③讓兩小車緊靠右邊的擋板,小車前端在刻度尺上的讀數(shù)如圖甲所示,并在甲車上放上砝碼,同時釋放兩小車,當小車運動一段時間后,用手機對整個裝置進行拍照。結(jié)合照片和小車的初始刻度標記,得到甲、乙兩車運動的距離分別為x1、x2。 ④在甲車上逐漸增加砝碼個數(shù),重復步驟③。 (1)本實驗的原理是通過驗證小車的位移與小車(含砝碼)的質(zhì)量成　　　　關系,來驗證合外力一定時加速度與質(zhì)量成反比。 (2)實驗前將裝置不帶滑輪端稍稍墊高一些的目的是　　　　。 (3)某次拍到乙車的照片如圖乙所示,則它通過的位移是　　　　cm。 (4)如果以x2x1為橫坐標,以甲車(含砝碼)的質(zhì)量m甲為縱坐標,作出的圖線如圖丙所示,則該直線斜率代表的物理量是　　　　　　　　　　　　　,其大小為　　　　。 答案精解精析 1.答案　(1)B　(2)0.48 解析　(1)測量小車運動的加速度實驗不需要平衡摩擦力,不需要拉小車運動的砝碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,選項A、C錯誤。要使小車做勻變速直線運動,拉小車的細線必須與長木板平行,選項B正確。用打點計時器做實驗,實驗時必須先接通電源,再釋放小車,選項D錯誤。 (2)打點計時器打點周期T=1f=0.02 s,相鄰兩計數(shù)點時間間隔t=5T=0.1 s,采用Δx=at2和逐差法可得加速度a=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9t2≈0.48 m/s2。 2.答案　(1)14.80　(2)見解析圖　(3)不能 解析　(1)當指針在如題圖甲所示位置時,彈簧的長度為14.80 cm; (2)作出的s-Δx圖像如圖: (3)因s-Δx圖像不是直線,故不能直接得到彈簧的彈性勢能與彈簧形變量之間的關系,需要作s-(Δx)2圖像進一步證明。 3.答案　(1)反比　(2)消除小車與木板之間摩擦力造成的影響　(3)42.0　(4)小車乙的質(zhì)量m乙　0.21 kg 解析　(1)由直線運動規(guī)律知,位移與加速度成正比,若加速度與質(zhì)量成反比,則位移與小車質(zhì)量也成反比關系。 (2)將裝置不帶滑輪的一端墊高一些,目的是平衡摩擦力。 (3)小車前端的讀數(shù)為53.0 cm,開始時的讀數(shù)為11.0 cm,則它通過的位移為53.0 cm-11.0 cm=42.0 cm。 (4)由(1)知,小車的位移與小車的質(zhì)量成反比,即m乙m甲=x1x2,得m甲=m乙x2x1,故斜率表示乙車的質(zhì)量,由題圖丙可得圖線斜率約為0.21 kg。