【紅對勾】2021屆高三物理(新課標(biāo))二輪專題復(fù)習(xí)課時作業(yè)12-力學(xué)實驗

課時作業(yè)12力學(xué)試驗時間：45分鐘1．某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度．該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖(a)所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖(b)所示．圖(a)所示讀數(shù)為________mm，圖(b)所示讀數(shù)為________mm，所測金屬板的厚度為________mm.解析：圖(a)：0mm＋0.01mm×1.0＝0.010mm；圖(b)：6.5mm＋0.01mm×37.0＝6.870mm；故所測金屬板的厚度為6.870mm－0.010mm＝6.860mm.答案：0.0106.8706.8602．在“爭辯勻變速直線運動規(guī)律”的試驗中，小車拖動紙帶運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示，選定五個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，用刻度尺測量出的數(shù)據(jù)如圖所示，則小車在C點的速度v＝________m/s，小車運動的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：勻變速直線運動的紙帶問題：①利用這一段時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得：v＝eq\f(AE,4t)＝eq\f(0.4962,0.4)＝1.24(m/s)；②利用逐差法求加速度，a＝eq\f(CD＋DE－AB－BC,4t2)＝eq\f(AE－2AC,4t2)＝eq\f(0.4962－2×0.1238,0.04)＝6.22(m/s2)．答案：1.246.223．如圖所示是做勻加速直線運動的小車帶動打點計時器上的紙帶打出的點的一部分．圖中每相鄰兩點之間還有四個點沒有畫出，溝通電的頻率為50Hz，測得其次個、第三個計數(shù)點與起點相距d2＝6.00cm，d3＝10.00cm，則(1)第一個、第四個計數(shù)點與起點相距d1＝________；d4＝________.(2)打點計時器打第一個、其次個計數(shù)點時小車的瞬時速度v1＝________，v2＝________和小車的加速度a＝________.解析：(1)設(shè)相鄰兩計數(shù)點相距依次為s1、s2、s3、s4，則s1＝d1，s2＝d2－d1＝6.00cm－d1，s3＝d3－d2＝(10.00－6.00)cm＝4.00cm，s4＝d4－d3＝d4－10.00cm在勻加速運動中，從任意一個時刻起在連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移之差相等，即Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝(6.00cm－d1)－d1＝4.00cm－(6.00cm－d1)＝(d4－10.00cm)－4.00cm得d1＝eq\f(8,3)cm＝2.67cm，d4＝eq\f(44,3)cm＝14.67cm.(2)因s1＝d1＝eq\f(8,3)cm，s2＝d2－d1＝eq\f(10,3)cm，s3＝4.00cm，而T＝5×0.02s＝0.1s，所以v1＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(\f(8,3)＋\f(10,3),2×0.1)cm/s＝30cm/sv2＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(\f(10,3)＋4.00,2×0.1)cm/s＝eq\f(110,3)cm/s＝36.67cm/sa＝eq\f(v2－v1,T)＝eq\f(\f(110,3)－30,0.1)cm/s2＝eq\f(200,3)cm/s2＝66.67cm/s2.答案：(1)2.67cm14.67cm(2)30cm/s36.67cm/s66.67cm/s24．在“驗證力的平行四邊形定則”試驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點并登記該點的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套，用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條．(1)某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必需留意以下幾項：A．兩根細(xì)繩必需等長B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同始終線上C．在使用彈簧秤時要留意使彈簧秤與木板平面平行D．在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時要留意使兩個彈簧秤的讀數(shù)相等E．在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時必需將橡皮條的另一端拉到用一個彈簧秤拉時登記的位置其中正確的是________．(填入相應(yīng)的字母)(2)“驗證力的平行四邊形定則”的試驗狀況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上依據(jù)試驗結(jié)果畫出的力的示意圖．①圖乙中的F與F′兩力中，方向肯定沿AO方向的是________．②本試驗接受的科學(xué)方法是________．A．抱負(fù)試驗法 B．等效替代法C．把握變量法 D．建立物理模型法(3)某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖所示的兩個已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長表示2N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)1、F2與F的夾角分別為θ1和θ2，關(guān)于F1、F2與F、θ1和θ2關(guān)系正確的有________．A．F1＝4N B．F＝12NC．θ1＝45° D．θ1<θ2解析：(1)兩細(xì)繩套不要太短，但是不肯定要等長，選項A錯誤；橡皮條與兩繩夾角的平分線是否在同始終線上，由兩分力的大小和方向打算，選項B錯誤；用彈簧秤拉細(xì)繩套時，彈簧秤與木板平面必需平行，選項C正確；驗證力的平行四邊形定則試驗中，測量分力大小的兩個彈簧秤的讀數(shù)不肯定要相等，選項D錯誤；在同一次試驗中，需要保持F1和F2的作用效果與合力F的作用效果相同，所以選項E正確，本題答案為CE.(2)F′是利用一個彈簧秤將橡皮條拉到結(jié)點O位置的力，F(xiàn)是利用平行四邊形定則作出的與F′作用效果相同的兩個分力F1和F2的合力，所以沿AO方向的力肯定是F′.本試驗中，需要保證單個拉力的作用效果與兩個拉力的作用效果相同，即接受了等效替代法．(3)以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，如圖所示，其對角線表示合力F，由圖可知，F(xiàn)1＝4eq\r(2)N，F(xiàn)＝12N，θ＝45°，θ1>θ2，所以選項BC正確．答案：(1)CE(2)①F′②B(3)BC5．如圖所示是某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的試驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．(1)若用10分度的游標(biāo)卡尺測出遮光條的左右方向的寬度d，如圖所示，則寬度為________mm，試驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt，則小車經(jīng)過光電門時的速度為v＝________(用字母表示)．(2)測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間Δt，通過描點作出線性圖象，爭辯小車加速度與力的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出________圖象．A．Δt－m B．Δt2－mC.eq\f(1,Δt)－m D.eq\f(1,Δt2)－m(3)有一位同學(xué)通過試驗測量作出的圖線如圖所示，試分析①圖線不通過坐標(biāo)原點的緣由是________；②圖線上部彎曲的緣由是________．解析：(1)由題圖可知第7條刻度線與主尺刻度線對齊，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為1.1cm－7×0.9mm＝4.7mm，由于遮光條的寬度較小，所以遮光條通過光電門的平均速度等于物體的瞬時速度，即v＝eq\f(d,Δt).(2)由2as＝v2，得2as＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，即a∝eq\f(1,Δt2)，又由于F＝mg，所以爭辯小車加速度與力的關(guān)系處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出eq\f(1,Δt2)－m圖象．答案：(1)4.7eq\f(d,Δt)(2)D(3)①沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠②未滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量6．某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機(jī)械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2kg，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：時刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s；(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝________J，動能削減量ΔEk＝________J；(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機(jī)械能守恒定律．由上述計算得ΔEp________ΔEk(選填“>”、“<”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要緣由是________．解析：(1)t5時刻小球的速度v5＝eq\f(16.14＋18.66,2×0.05)×10－2m/s＝3.48m/s.(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2J＝1.24J，動能削減量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,5)＝1.28J.(3)ΔEp<ΔEk，造成這種結(jié)果的主要緣由是存在空氣阻力．答案：(1)3.48(2)1.241.28(3)<存在空氣阻力7．(2022·大綱全國卷)現(xiàn)用頻閃照相方法來爭辯物塊的變速運動．在一小物塊沿斜面對下運動的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示．拍攝時頻閃頻率是10Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示.重力加速度大小g＝9.80m/s2.單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00依據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a＝________m/s2(保留3位有效數(shù)字)．(2)由于________________________________________，可知斜面是粗糙的．解析：(1)a＝eq\f(Δx,4T2)＝eq\f(x3＋x4－x1－x2,4T2)＝4.30m/s2(2)見答案．答案：(1)4.30(填“4.29”或“4.31”亦可)(2)物塊加速度小于geq\f(h,s)＝5.88m/s2(或：物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)8．(2022·山東高考)某試驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度．試驗步驟：①用彈簧秤測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，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③轉(zhuǎn)變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；試驗數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開頭運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞)，測量C、D間的距離s.完成下列作圖和填空：(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F－G圖線．(2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________(保留2位有效數(shù)字)．(3)滑塊最大速度的大小v＝________(用h、s