屆高考物理二輪復(fù)習(xí)第二部分熱點(diǎn)專練熱點(diǎn)九力學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練

屆高考物理二輪復(fù)習(xí)第二部分熱門專練熱門九力學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練屆高考物理二輪復(fù)習(xí)第二部分熱門專練熱門九力學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練PAGE屆高考物理二輪復(fù)習(xí)第二部分熱門專練熱門九力學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練熱門九力學(xué)實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)是丈量速度和加快度，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在與小車(物塊)連結(jié)在一同的紙帶上打出的點(diǎn)跡，能夠獲得位移、速度、加快度、時(shí)間等物理量，小小紙帶連結(jié)高考要點(diǎn)察看的五個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)；研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測定動(dòng)摩擦因數(shù)，研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系，研究動(dòng)能定理，考證機(jī)械能守恒定律，真堪稱“小紙帶、大內(nèi)涵”?？枷蛞挥螛?biāo)卡尺與螺旋測微器的讀取(2018·南陽第三次月考)用螺旋測微器測圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖1甲所示，此示數(shù)為________mm，用20分度的游標(biāo)卡尺丈量某物體的厚度時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為________mm。圖1[解析]螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)6mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.1mm×12.5＝0.125mm，所以最后讀數(shù)為6mm＋0.125mm＝6.125mm；游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為6.3cm，游標(biāo)尺上第12個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.05mm×12＝0.60mm＝0.060cm，所以最后讀數(shù)為6.3cm＋0.060cm＝6.360cm＝63.60mm。[答案]6.12563.60考向二以紙帶為中心的實(shí)驗(yàn)“研究加快度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻次為50Hz，試回答以下問題。圖2(1)實(shí)驗(yàn)中在均衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示。A、B、C、D、E、F、G這些點(diǎn)的間距如圖中標(biāo)出，此中每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。依據(jù)丈量結(jié)果計(jì)算：打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為______m/s；小車運(yùn)動(dòng)的加快度大小為______m/s2。(結(jié)果保存3位有效數(shù)字)(2)均衡好摩擦力后，將5個(gè)同樣的砝碼都放在小車上。掛上砝碼盤，此后每次從小車上取一個(gè)砝碼增添到砝碼盤中，丈量小車的加快度。依據(jù)小車的加快度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線如圖丙所示，此圖線不可以夠過原點(diǎn)的主要原由是_______________________________________________。(3)在某次利用上述已調(diào)整好的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持砝碼盤中砝碼個(gè)數(shù)不變，小車自己的質(zhì)量保持不變(已知小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和盤中砝碼的質(zhì)量)，在小車上加一個(gè)砝碼，并測出此時(shí)小車的加快度a，調(diào)整小車上的砝碼，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，以小車上砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，相應(yīng)加快度的倒數(shù)eq\f(1,a)為縱坐標(biāo)，在座標(biāo)紙上作出如圖丁所示的eq\f(1,a)－m關(guān)系圖線，實(shí)驗(yàn)結(jié)果考證了牛頓第二定律。假如圖中縱軸上的截距為b，圖線的斜率為k，則小車遇到的拉力大小為______，小車的質(zhì)量為______。[解析](1)紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T＝0.10s，s1＝9.50cm、s2＝11.00cm、s3＝12.55cm、s4＝14.00cm、s5＝15.50cm、s6＝17.05cm，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，物體在某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)辰的剎時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的均勻速度，可知打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為vC＝eq\f(s2＋s3,2T)代入數(shù)值得vC＝1.18m/s，小車的加快度大小為a＝eq\f((s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3),9T2)，代入數(shù)值得a＝1.50m/s2。(2)均衡摩擦力后，F(xiàn)＝0時(shí)就產(chǎn)生了加快度，說明未計(jì)入砝碼盤的重力。(3)當(dāng)小車上無砝碼時(shí)，小車加快度為a0＝eq\f(1,b)，設(shè)小車的質(zhì)量為M，則小車遇到的拉力為F＝Ma0＝eq\f(M,b)；圖丁中圖線的函數(shù)關(guān)系式知足eq\f(1,a)＝km＋b，依據(jù)牛頓第二定律得F＝(m＋M)a，可解得M＝eq\f(b,k)，F(xiàn)＝eq\f(1,k)。[答案](1)1.181.50(2)未計(jì)入砝碼盤的重力(3)eq\f(1,k)eq\f(b,k)考向三力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)用如圖3甲所示裝置測小滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)過程以下：一輕質(zhì)彈簧擱置在粗拙水平固定桌面MN上，彈簧左端固定，彈簧處于原長時(shí)，右端恰幸虧桌面邊沿處，現(xiàn)用一個(gè)小滑塊壓縮彈簧并用銷扣鎖住。已知當(dāng)?shù)氐闹亓涌於葹間，彈簧的勁度系數(shù)為k。圖3(1)實(shí)驗(yàn)中波及以下操作步驟：①用天平丈量出小滑塊的質(zhì)量m，查出勁度系數(shù)為k的彈簧的形變量為x時(shí)的彈性勢(shì)能的大小為Ep＝eq\f(1,2)kx2。②丈量桌面到地面的高度h和小滑塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s。③丈量彈簧壓縮量x后解開鎖扣。④計(jì)算小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。Ⅰ.上述步驟正確的操作次序是________(填入代表步驟的序號(hào))。Ⅱ.上述實(shí)驗(yàn)測得小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的大小為________。(2)再經(jīng)過改換資料完滿同樣、但大小和質(zhì)量不同樣的滑塊重復(fù)操作，得出一系列滑塊質(zhì)量m與它拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s。依據(jù)這些數(shù)值，作出s2－eq\f(1,m)圖像，如圖乙所示，由圖像可知，滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________；每次彈簧被壓縮時(shí)擁有的彈性勢(shì)能大小是__________。(用b，a，x，h，g表示)[解析](1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s＝vt，h＝eq\f(1,2)gt2，解得v＝seq\r(\f(g,2h))。設(shè)彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能為Ep，由能量守恒得Ep＝μmgx＋eq\f(1,2)mv2，而Ep＝eq\f(1,2)kx2，聯(lián)立解得μ＝eq\f(kx,2mg)－eq\f(s2,4hx)。(2)由(1)易得Ep＝μmgx＋eq\f(mgs2,4h)，比較題給s2－eq\f(1,m)圖像，變形得s2＝eq\f(4hEp,g)·eq\f(1,m)－4μhx。由s2－eq\f(1,m)圖像可知，圖線斜率eq\f(b,a)＝eq\f(4hEp,g)，圖線在縱軸上的截距b＝4μhx，聯(lián)立解得滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(b,4hx)；彈性勢(shì)能大小為Ep＝eq\f(bg,4ha)。[答案](1)Ⅰ.①③②④Ⅱ.eq\f(kx,2mg)－eq\f(s2,4hx)(2)eq\f(b,4hx)eq\f(bg,4ha)1．某同學(xué)想研究彈力和彈簧伸長的關(guān)系并測定彈簧的勁度系數(shù)k，實(shí)驗(yàn)主要步驟以下：①將待測彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上，此后將毫米刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰巧指在刻度尺上。②彈簧自然下垂時(shí)，指針的指示值記為L0；③彈簧下端掛一個(gè)鉤碼時(shí)，指針的指示值記為L1；彈簧下端掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，指針的指示值記為L2，同理可得L3、L4和L5。(已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m，重力加快度為g)(1)某時(shí)辰指針指在刻度尺上的地點(diǎn)如圖4甲所示，放大如圖乙所示，則讀數(shù)為________m。圖4(2)為充分利用丈量數(shù)據(jù)，該同學(xué)用逐差法求得該彈簧勁度系數(shù)的表達(dá)式k＝________。(用題中給出的物理量符號(hào)表示)(3)考慮到彈簧自己重力的影響，k測________k真。(選填“＞”、“＝”或“＜”)解析此題察看研究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，需要考生能夠利用逐差法求解彈簧勁度系數(shù)。(2)依據(jù)題意可得k(L3－L0)＝3mg，k(L4－L1)＝3mg，k(L5－L2)＝3mg，聯(lián)立三個(gè)式子可得k＝eq\f(9mg,(L3＋L4＋L5)－(L0＋L1＋L2))。(3)因?yàn)閺椈蓮椓φ扔谛巫兞?，并且是在彈簧自然下垂時(shí)記錄的指針指示值L0，已經(jīng)考慮了彈簧自己重力的影響，故對(duì)彈簧勁度系數(shù)的丈量沒有造成偏差，即k測＝k真。答案(1)0.2786(2)eq\f(9mg,(L3＋L4＋L5)－(L0＋L1＋L2))(3)＝2．(1)用20分度的游標(biāo)卡尺丈量鋼球的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則鋼球直徑為________mm。(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究碰撞過程中的不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推進(jìn)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，此后與本來靜止在前面的小車B相碰并粘合成一體，連續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的詳細(xì)裝置如圖乙所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻次為50Hz，長木板下墊著小木片用以均衡摩擦力。若已獲得打點(diǎn)紙帶如圖丙所示，并將測得的各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間距離標(biāo)在圖上，A點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)初步的第一點(diǎn)，則應(yīng)選________段來計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選________段來計(jì)算A和B碰后的共同速度。(以上兩格均填“AB”“BC”“CD”或“DE”)圖5已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.40kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.20kg，由以上丈量結(jié)果可得：碰后mAv＋mBv＝________kg·m/s(保存三位有效數(shù)字)解析(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分為主尺加游標(biāo)尺讀數(shù)，主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為2×0.05mm＝0.10mm，即鋼球直徑為10.10mm。(2)小車碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則圖丙的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間應(yīng)是等距離的，所以應(yīng)當(dāng)在BC段確立小車A的碰前速度；碰撞后小車A、B共同做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)當(dāng)在DE階段求共同速度。碰后的總動(dòng)量p＝(mA＋mB)v＝0.6×eq\f(6.95×10－2,0.1)kg·m/s＝0.417kg·m/s。答案(1)10.10(2)BCDE0.4173．用如圖6甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置考證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)時(shí)接通電源，質(zhì)量為m2的重物從高處由靜止開釋，質(zhì)量為m1的重物拖著紙帶打出一系列的點(diǎn)，圖乙是實(shí)驗(yàn)上打出的一條紙帶，A是打下的第1個(gè)點(diǎn)，量出計(jì)數(shù)點(diǎn)E、F、G到A點(diǎn)距離分別為d1、d2、d3，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的計(jì)時(shí)間隔為T，當(dāng)?shù)刂亓涌於葹間。(以下所求物理量均用已知符號(hào)表達(dá))圖6(1)在打點(diǎn)A～F的過程中，系統(tǒng)動(dòng)能的增添量ΔEk＝________，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少許ΔEp＝________，比較ΔEk、ΔEp大小即可考證機(jī)械能守恒定律。(2)某同學(xué)依據(jù)紙帶算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度，并作出eq\f(v2,2)－d圖像如圖丙所示，若圖線的斜率k＝__________，即可考證機(jī)械能守恒定律。解析(1)F點(diǎn)的速度vF＝eq\f(d3－d1,2T)，系統(tǒng)動(dòng)能的增添量ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,F)＝eq\f((m1＋m2)(d3－d1)2,8T2)；系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少許ΔEp＝(m2－m1)gd2。(2)依據(jù)eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gd，可得eq\f(1,2)v2＝eq\f(m2－m1,m1＋m2)gd，所以若斜率k＝eq\f(m2－m1,m1＋m2)g，即可考證機(jī)械能守恒定律。答案(1)eq\f((m1＋m2)(d3－d1)2,8T2)(m2－m1)gd2(2)eq\f(m2－m1,m1＋m2)g4．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖7所示的裝置丈量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，供給的器械有：帶定滑輪的長木板、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(打點(diǎn)頻次為50Hz)、溝通電源、木塊、紙帶、米尺、8個(gè)質(zhì)量均為20g的鉤碼以及細(xì)線等，實(shí)驗(yàn)操作過程以下：圖7A．長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上并與電源連結(jié)，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與木塊相連，細(xì)線一端與木塊相連，另一端高出定滑輪掛上鉤碼，其他鉤碼都疊放在木塊上；B．使木塊湊近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，開釋木塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，記下懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)n：C．將木塊上的鉤碼逐一移到懸掛鉤碼端，改換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作B；D．測出每條紙帶對(duì)應(yīng)木塊運(yùn)動(dòng)的加快度a，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下表所示.n45678a(m/s2)0.501.302.203.003.90(1)如圖8是某同學(xué)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出。從紙帶上測出x1＝3.20cm，x2＝4.52cm，x5＝8.42cm，x6＝9.70cm，則木塊加快度大小a＝__________m/s2，(保存兩位有效數(shù)字)圖8(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖9中作出a－n圖像；圖9由圖線獲得μ＝________(取g＝10m/s2)，還可求的物理量是________(只要填寫物理量名稱)。解析(1)依據(jù)Δx＝aT2有a＝eq\f(x5＋x6－x1－x2,8T2)＝eq\f((8.42＋9.70－4.52－3.20)×10－2,8×0.12)m/s2＝1.3m/s2。(2)依據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在座標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，此后作出圖像可知：對(duì)木塊與鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得nmg－μ[(8－n)m＋M]g＝(8m＋M)a，a＝eq\f((1＋μ)nmg,8m＋M)－μg，由圖像得n＝0時(shí)，－μg＝a＝－3m/s2，μ＝0.30(0.28～0.32均正確)。由圖像斜率還能夠夠求出木塊的質(zhì)量。答案(1)1.3(2)以以下圖0.30(0.28～0.32都正確)木塊的質(zhì)量5．某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧測力計(jì)和刻度尺，丈量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度。實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧測力計(jì)丈量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，經(jīng)過水平細(xì)繩和固定彈簧測力計(jì)相連，如圖10甲所示。在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧