浙江專版2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題突破練專題22力學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析

1、專題22力 學(xué) 實(shí) 驗(yàn)(建議用時(shí)40分鐘)1.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置研究加速度與力的關(guān)系,圖中帶滑輪的長木板水平放置于桌面,拉力傳感器可直接顯示所受到的拉力大小。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),下列操作必要且正確的是_。a.未吊沙桶時(shí)將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能自由勻速滑動b.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄傳感器的示數(shù)c.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶d.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量e.為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)若直接按以上裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以傳感器的示數(shù)f為橫坐標(biāo),通過紙帶分析得到的加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-f圖象合理的是_?！窘馕觥?

2、1)實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能自由勻速滑動,故a正確;為充分利用紙帶,小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄傳感器的示數(shù),故b正確;為得出普遍規(guī)律,改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶,故c正確;小車受到的拉力可由拉力傳感器測出來,不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量,故d錯(cuò)誤;小車受到的拉力可以由拉力傳感器測出,實(shí)驗(yàn)中不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故e錯(cuò)誤;故選a、b、c;(2)小車質(zhì)量不變時(shí),加速度與拉力成正比,所以a-f圖象是一條傾斜的直線,由實(shí)驗(yàn)裝置可知,實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力,則畫出的a-f圖象在f軸上有截距;實(shí)驗(yàn)中采用力傳感器直接測

3、量拉力大小,則圖象不會出現(xiàn)彎曲,故選b。答案:(1)a、b、c(2)b2.采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要下列哪個(gè)器材_。a.彈簧秤b.重垂線c.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)做實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動,通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動的軌跡。下列的一些操作要求,正確的是_。a.每次必須由同一位置靜止釋放小球b.每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置c.小球運(yùn)動時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸d.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些(3)若用頻閃攝影方法來驗(yàn)證小球在平拋過程中水平方向是勻速運(yùn)動,記錄下如圖所示的頻閃照片。在測得x1、x2、x3、x4后,需要驗(yàn)證的關(guān)系是_。已知頻閃周期為t,用下列計(jì)算

4、式求得的水平速度,誤差較小的是_。a.x1tb.x22tc.x33td.x44t【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要重垂線來確定豎直方向,不需要彈簧秤和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,故選b。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)每次必須由同一位置靜止釋放小球,以保證小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度相同,選項(xiàng)a正確;每次不一定嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置,選項(xiàng)b錯(cuò)誤;小球運(yùn)動時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,否則會改變運(yùn)動軌跡,選項(xiàng)c正確;記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些,以減小誤差,選項(xiàng)d正確。(3)因相鄰兩位置的時(shí)間間隔相同,則若小球在平拋過程中水平方向是勻速運(yùn)動,則滿足:x4-x3=x3-x2 =x2-x1 =x1;由小球最后一個(gè)位置與第一個(gè)位置的水平距離計(jì)算求得的水平速度

5、誤差較小,則用x44t計(jì)算式求得的水平速度誤差較小 ,故選d。答案:(1)b(2)a、c、d(3)x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1d3.用如圖所示的裝置,探究功與物體速度變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)先適當(dāng)墊高木板,然后由靜止釋放小車,小車在橡皮條彈力的作用下被彈出,沿木板滑行。小車滑行過程中帶動通過打點(diǎn)計(jì)器的紙帶,記錄其運(yùn)動情況。觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻,后面部分點(diǎn)跡比較均勻,回答下列問題:(1)適當(dāng)墊高木板是為了_。(2)通過紙帶求小車速度時(shí),應(yīng)使用紙帶的_(選填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。(3)若實(shí)驗(yàn)做了n次,所用橡皮條分別為1根、2根n根,通過紙帶求出小車的速度分別為v1

6、、v2vn,用w表示橡皮條對小車所做的功,作出的w-v2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,這說明w與v的關(guān)系是_。(4)以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)正確,它是_。a.通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值b.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因,可能是沒有使木板傾斜或傾角太小c.小車在橡皮筋的作用下彈出,橡皮筋所做的功可根據(jù)公式w=fl算出d.實(shí)驗(yàn)中先釋放小車再接通電源【解析】(1)小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,故可以將長木板的一端墊高。(2)紙帶在橡皮條的作用下做加速運(yùn)動,橡

7、皮條做功完畢,則小車速度達(dá)到最大,此后做勻速運(yùn)動,故通過紙帶求小車速度時(shí),應(yīng)使用紙帶的后面點(diǎn)跡均勻的部分。(3)w-v2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可確定w與速度v的平方成正比。(4)實(shí)驗(yàn)是通過改變橡皮筋的個(gè)數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)中小車先加速后減速,造成紙帶上打出的點(diǎn),兩端密、中間疏,說明摩擦力沒有平衡,或沒有完全平衡,可能是沒有使木板傾斜或傾角太小,故b正確;橡皮筋拉小車時(shí)的作用力是變力,我們不能根據(jù)公式w=fl求變力做功,故c錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中先接通電源再釋放小車,選項(xiàng)d錯(cuò)誤;故選b。答案:(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)w與v的平方成正比(4)b4.(1)如

8、圖實(shí)驗(yàn)器材中,能用于“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”四個(gè)分組實(shí)驗(yàn)的是_。(2)某組同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)開始時(shí)器材擺放如圖,其中錯(cuò)誤或不合理的是(寫出其中三處):_;_;_。【解析】(1)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)不需要小車和天平,四個(gè)分組實(shí)驗(yàn)都需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和刻度尺來測量速度、位移或加速度。(2)電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要連接46 v交流電;為了使繩子上的拉力為小車所受到的合力,需傾斜木板以平衡摩擦力;拉力方向需與運(yùn)動方向在一條直線上,繩子需與軌道平行;為了提高紙帶利用率,在紙帶上多打點(diǎn)以利

9、于測量,小車初始位置應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。答案:(1)c、d(2)錯(cuò)接直流電;未平衡摩擦力;小車右端繩子未與軌道平行;小車初始位置離計(jì)時(shí)器過遠(yuǎn)(任選其三)5.某活動小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。鋼球自由下落過程中,先后通過光電門a、b,計(jì)時(shí)裝置測出鋼球通過a、b的時(shí)間分別為ta、tb。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測出兩光電門間的距離為h,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。(1)用20分度游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑,讀數(shù)如圖乙所示,鋼球直徑為d=_cm。(2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒,只要比較_。a.d21ta2-1tb2與gh是否相等b.d21ta2-1tb2與2gh是否相等c.d2

10、1tb2-1ta2與gh是否相等d.d21tb2-1ta2與2gh是否相等(3)鋼球通過光電門的平均速度_(選填“”或“”)鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤差_(選填“能”或“不能”)通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小?！窘馕觥?1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為0.9 cm,游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為0.0510 mm=0.50 mm,所以最終讀數(shù)為0.950 cm。(2)利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度,故v=dt,根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有:mgh=12md21tb2-1ta2,即只要比較d21tb2-1ta2與2gh是否相等,故選d。(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)

11、律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個(gè)過程中中間時(shí)刻速度,所以鋼球通過光電門的平均速度鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤差不能通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。答案:(1)0.950(2)d(3)不能6.(1)下列實(shí)驗(yàn)中必須從同一位置靜止釋放的實(shí)驗(yàn)是_。(2)小青用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”。以下關(guān)于圖甲中操作正確的是_。a.本實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法探究多個(gè)變量之間的關(guān)系b.如果選用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,所用的交流電為低壓6 vc.操作過程中應(yīng)控制砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量小青通過實(shí)驗(yàn)獲得如表所示的幾組數(shù)據(jù),請用描點(diǎn)法在圖乙中得出a-f的關(guān)系圖象。f/(9.810-3 n)2468101214a(ms-2)0.120.210.320.540.550.660.73根據(jù)第(2)小題中畫出的圖線,可以判斷在操作過程中,平衡摩擦力時(shí),長木板的傾角_(選填“偏大”“恰好”或“偏小”)?！窘馕觥?1)在探究小車動能變化與合外力做功實(shí)驗(yàn)中,必須讓每根橡皮筋做的功相同,小車初速度是零,則小車需從同一位置釋放,a正確。驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,物塊可從不同的位置釋放,b錯(cuò)誤。研究平拋的規(guī)律,小球水平拋出的速度必須相等,應(yīng)讓小球從同一位置由靜止釋放,c正確。探究物體加速度與力、質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn),小車可從不同的位置釋放。本題選必須從同一位置靜止