作業(yè)16　近代物理2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專題物理浙江專版課后習(xí)題課時(shí)規(guī)范練含答案

作業(yè)16近代物理2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專題物理浙江專版課后習(xí)題課時(shí)規(guī)范練含答案作業(yè)16近代物理選擇題每小題3分。1.(2024浙江模擬)1909年,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的助手蓋革和馬斯頓進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn),散射的α粒子由

84210Po衰變得到,其半衰期是138天,可衰變?yōu)?/p>

82206PbA.α粒子散射可以用來(lái)估算原子半徑B.α粒子射入金箔受到核力發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.84210Po的比結(jié)合能小于

D.經(jīng)過(guò)276天1kg的放射性材料質(zhì)量虧損為0.75kg2.(2024山東濟(jì)南二模)鎳63(2863Ni)核電池是一種利用鎳63同位素進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的裝置,工作原理基于鎳63同位素的放射性衰變,其半衰期為100.1年,在衰變過(guò)程中,鎳63同位素會(huì)釋放出一個(gè)高能電子,同時(shí)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的銅63(2963Cu)同位素。核電池中含有大量的鎳63同位素,當(dāng)這些同位素發(fā)生衰變時(shí),釋放出的高能電子會(huì)被捕獲并導(dǎo)入電路中,A.鎳63的衰變方程為

2863NiCu+B.鎳63的比結(jié)合能小于銅63的比結(jié)合能C.鎳63的衰變是由強(qiáng)相互作用引起的D.100個(gè)鎳63經(jīng)過(guò)200.2年還剩下25個(gè)3.(多選)(2024浙江溫州三模)如圖為某款條形碼掃描筆的工作原理圖,發(fā)光二極管發(fā)出的光頻率為ν0。將掃描筆筆口打開,在條形碼上勻速移動(dòng),遇到黑色線條光幾乎全部被吸收,遇到白色線條光被大量反射到光電管中的金屬表面(截止頻率0.8ν0)上,產(chǎn)生光電流,如果光電流大于某個(gè)值,會(huì)使信號(hào)處理系統(tǒng)導(dǎo)通,將條形碼變成一個(gè)個(gè)脈沖電信號(hào)。下列說(shuō)法正確的是()A.掃描筆在條形碼上移動(dòng)的速度會(huì)影響相鄰脈沖電信號(hào)的時(shí)間間隔B.頻率為ν0的光照到光電管的金屬表面上立刻產(chǎn)生光電子C.若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為1.2ν0的光,則一定無(wú)法識(shí)別條形碼D.若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為0.5ν0的光,掃描筆緩慢移動(dòng),也能正常識(shí)別條形碼4.(2024浙江溫州期末)如圖為工業(yè)生產(chǎn)中光電控制設(shè)備常用的光控繼電器的示意圖,電路中的光電管陰極K上涂有下表中的某種金屬。表中列出了四種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率。現(xiàn)用波長(zhǎng)為500nm的綠光照射光電管陰極K,鐵芯M磁化,吸引銜鐵N。下列說(shuō)法正確的是()金屬鉀鈣鈹金截止頻率/1014Hz5.447.739.5411.70A.光電管陰極K上可以涂有金屬金B(yǎng).增大電源電壓,鐵芯M磁性可能不變C.增大電源電壓,用波長(zhǎng)為650nm的紅光照射陰極K也可使鐵芯M磁化D.用紫光照射陰極K時(shí)逸出的任一光電子的初動(dòng)能一定比用綠光照射陰極K時(shí)逸出的任一光電子的初動(dòng)能大5.研究X射線被較輕物質(zhì)散射時(shí)發(fā)現(xiàn),散射的X射線中除了有波長(zhǎng)與入射波長(zhǎng)相同的成分外,還有波長(zhǎng)大于入射波長(zhǎng)的成分,這種現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。如圖所示,在真空中,入射波長(zhǎng)為λ0的光子與靜止的電子發(fā)生彈性碰撞。碰后光子傳播方向與入射方向夾角為37°,電子運(yùn)動(dòng)方向與光子入射方向夾角為53°。cos37°=0.8,cos53°=0.6,下列說(shuō)法正確的是()A.該效應(yīng)說(shuō)明光具有波動(dòng)性B.碰撞后光子的波長(zhǎng)為1.25λ0C.碰撞后電子的德布羅意波長(zhǎng)為0.6λ0D.碰撞后光子相對(duì)于電子的速度大于3×108m/s6.(多選)氦-3是地球上很難得到的清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料。普通水中含有質(zhì)量約0.015%的半重水(普通水H2O的兩個(gè)氫中的一個(gè)被氘核取代),使兩個(gè)氘核通過(guò)反應(yīng)

12H+12HHe+01n發(fā)生聚變產(chǎn)生氦-3,已知氘核的質(zhì)量是3.3436×10-27kg,氦-3的質(zhì)量是5.0064×10-27kg,中子的質(zhì)量是1.6749×10-27kg,19g半重水含有6.02×1023個(gè)氘核,若一天內(nèi)“燒”掉A.發(fā)生聚變反應(yīng)后比結(jié)合能減小B.聚變反應(yīng)前后質(zhì)量守恒但能量不守恒C.兩個(gè)氘核聚變后釋放的能量約為3.3MeVD.所有氘核聚變后可獲得約14.6kW的平均功率7.(多選)氘核聚變反應(yīng)的方程為

12H+12HX+01n。已知氘核的質(zhì)量為m1,比結(jié)合能為E,中子的質(zhì)量為m2,反應(yīng)中釋放的核能為ΔE,A.反應(yīng)產(chǎn)物X為

2B.X核的質(zhì)量為ΔEc2+m2-C.X的比結(jié)合能為43E+D.要使該聚變反應(yīng)發(fā)生,必須克服兩氘核間巨大的庫(kù)侖斥力8.(多選)(2024浙江金華一模)在雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中,用波長(zhǎng)為λ1和λ2的兩束單色光同時(shí)入射雙縫干涉裝置,在觀察屏上形成干涉條紋。波長(zhǎng)為λ1的光的干涉條紋間距大于波長(zhǎng)為λ2的光的干涉條紋間距。已知普朗克常數(shù)為h,光速為c。下列表述中,下標(biāo)“1”代表波長(zhǎng)為λ1的光,下標(biāo)“2”代表波長(zhǎng)為λ2的光。則下列說(shuō)法正確的是()A.兩單色光的光子動(dòng)量之比pB.當(dāng)兩束單色光從玻璃射向真空時(shí),其臨界角的正弦之比sinC.若波長(zhǎng)為λ1和λ2的這兩束光分別是由處在n=3和n=5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的,則兩束光的頻率之比ν1ν2約為D.若這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能之差Ek2-Ek1=hc19.(多選)(2024浙江期末)康普頓在研究X射線通過(guò)實(shí)物物質(zhì)發(fā)生散射的實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中除了有波長(zhǎng)與入射波長(zhǎng)λ0相同的成分外,還有波長(zhǎng)大于λ0的成分,這種現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。康普頓效應(yīng)中,光子與電子相撞時(shí)就像兩個(gè)小球發(fā)生彈性碰撞,電子被撞飛的同時(shí)也獲取了一部分光子的能量,所以散射后光子能量會(huì)變小,波長(zhǎng)會(huì)變大。已知入射光子波長(zhǎng)為λ0,光速為c,普朗克常量為h,電子質(zhì)量為m,忽略電子的初始動(dòng)能和相對(duì)論效應(yīng),假設(shè)光子與電子發(fā)生碰撞后散射角度為180°(即被彈回),下列說(shuō)法正確的是()A.入射光子的能量為hcB.入射光子的動(dòng)量為hC.入射光子的質(zhì)量為hD.碰后電子的速度為c210.氫原子能級(jí)如圖甲所示,一群處于高能級(jí)的氫原子,向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出多種可見光,分別用這些可見光照射圖乙電路的陰極K,其中3種可見光光電流I隨電壓U變化的圖線如圖丙所示,已知可見光波長(zhǎng)范圍約為400nm到760nm,a光的光子能量為2.86eV。則()甲乙丙A.氫原子從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出6種頻率的可見光B.當(dāng)滑片P向e端移動(dòng)時(shí),光電流I將增大C.a光照射陰極得到的光電流最弱,所以a光光子動(dòng)量最小D.圖丙中3條圖線對(duì)應(yīng)的遏止電壓,一定有|Ub-Uc|≤0.97V

參考答案作業(yè)16近代物理1.C【解析】α粒子散射可以用來(lái)估算原子核的半徑,而不是原子半徑,故A錯(cuò)誤;α粒子射入金箔,受到金原子中的帶電粒子的庫(kù)侖力,發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B錯(cuò)誤;由于

82206Pb比

84210Po穩(wěn)定,所以

84210Po的比結(jié)合能小于

82206Pb的比結(jié)合能,故C正確;經(jīng)過(guò)276天即兩個(gè)半衰期,1kg的放射性材料中有2.B【解析】因?yàn)楹朔磻?yīng)前后發(fā)生質(zhì)量虧損,所以核反應(yīng)方程不能寫成等號(hào),只能用箭頭表示,A錯(cuò)誤;核反應(yīng)后釋放核能,反應(yīng)朝著比結(jié)合能增大的方向進(jìn)行,故鎳63的比結(jié)合能小于銅63的比結(jié)合能,B正確;β衰變是原子核內(nèi)中子不穩(wěn)定,由弱相互作用引起的,C錯(cuò)誤;半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)少量原子核的計(jì)算是不適用的,D錯(cuò)誤。3.AB【解析】根據(jù)題意,掃描筆在條形碼上移動(dòng)的速度越快,相鄰脈沖電信號(hào)的時(shí)間間隔越短,故A正確;頻率為ν0的光照到光電管的金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)是瞬間的,即立刻產(chǎn)生光電子,故B正確;發(fā)光二極管發(fā)出頻率為1.2ν0的光,因?yàn)?.2ν0大于截止頻率0.8ν0,所以可以產(chǎn)生光電流,可以正常識(shí)別條形碼,故C錯(cuò)誤;發(fā)光二極管發(fā)出頻率為0.5ν0的光,因?yàn)?.5ν0小于截止頻率0.8ν0,所以不能產(chǎn)生光電流,即無(wú)法正常識(shí)別條形碼,故D錯(cuò)誤。4.B【解析】由題可知綠光的頻率為ν=cλ=3×108500×10-9Hz=6.0×1014Hz,綠光照射陰極K時(shí)可以發(fā)生光電效應(yīng),則光電管陰極K上可以涂有金屬鉀,故A錯(cuò)誤;增大電源電壓,飽和電流不變時(shí),鐵芯M磁性不變,故B正確;紅光的頻率為ν'=cλ'=3×108650×10-9Hz=4.6×1014Hz,則紅光照射陰極K時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng),5.B【解析】康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,故A錯(cuò)誤;根據(jù)題意,設(shè)碰撞前光子的動(dòng)量為p0,碰撞后光子的動(dòng)量為p1,電子的動(dòng)量為p2,由動(dòng)量守恒定律有p0=p1cos37°+p2cos53°,p1sin37°=p2sin53°,解得p1=0.8p0,p2=0.6p0,由p=hλ可得p0=hλ0,則碰撞后光子的波長(zhǎng)為λ1=hp1=1.25λ0,電子的德布羅意波長(zhǎng)為λ2=hp2=53λ0,故C錯(cuò)誤,B正確;光子的速度等于光速,按照愛因斯坦的光速不變?cè)?6.CD【解析】裂變或者聚變都是放出能量,所以生成物的比結(jié)合能比反應(yīng)物的比結(jié)合能大,故A錯(cuò)誤;核反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒,虧損的質(zhì)量以能量的形式放出,自然界任何反應(yīng)前后能量都是守恒的,故B錯(cuò)誤;由E=Δmc2可得,兩個(gè)氘核聚變后釋放的能量E0=(2×3.3436×10-27-5.0064×10-27-1.6749×10-27)×(3×108)2J=3.3MeV,故C正確;“燒”掉1L普通水中所有氘核放出的能量為E=100019×0.015%×6.02×1023×3.32MeV=1.26×109J,故功率為P=Et7.CD【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得出X為

23He,故A錯(cuò)誤;由愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=mc2,可得ΔE=(2m1-mx-m2)c2,解得mx=2m1-m2-ΔEc2,故B錯(cuò)誤;根據(jù)4E+ΔE=3EX,解得EX=43E+ΔE3,故C正確8.ACD【解析】根據(jù)p=hλ可知,兩單色光的光子動(dòng)量之比p1p2=λ2λ1,選項(xiàng)A正確;設(shè)單色光在玻璃中的波長(zhǎng)為λ',速度為v,由λ=cf,λ'=vf,可得sinC=1n=vc=λ'λ,則臨界角的正弦之比sinC1sinC2=λ1'λ1∶λ2'λ2(其中λ1'、λ2'分別是兩束光在玻璃中的波長(zhǎng)),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;波長(zhǎng)為λ1的光是由處在n=3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的,則hν1=E3-E2=(-1.51eV)-(-3.4eV)=1.89eV,波長(zhǎng)為λ2的光是由處在n=5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的,則hν2=E5-E2=(-0.54eV)-(-3.4eV)=2.869.ABD【解析】入射光子的能量為E0=hν0=hcλ0,故A正確;入射光子的動(dòng)量為p=hλ0,故B正確;根據(jù)動(dòng)量的計(jì)算公式有p=m'c,解得m'=hcλ0,故C錯(cuò)誤;碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,設(shè)碰撞后光子波長(zhǎng)為λ,電子速度為v,則根據(jù)動(dòng)量守恒定律有hλ0=-hλ+mv,根據(jù)能量守恒定律有hcλ10.D【解析】可見光波長(zhǎng)范圍約為400nm到760nm,由E=hν0=hcλ0可知,可見光的光子能量范圍約為1.64eV到3.11eV。氫原子從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出6種頻率的光,其中只有2種可見光,分別為從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷和從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷,故A錯(cuò)誤。當(dāng)滑片P向e端移動(dòng)時(shí),施加反向電壓,光電流I將減小,故B錯(cuò)誤。根據(jù)eU遏止=hν-W0可知,光的頻率越大,遏止電壓越大,故a光的頻率最大,根據(jù)λ=cf可知,光的頻率越大,波長(zhǎng)越短,故a光的波長(zhǎng)最短,根據(jù)p=hλ可知a光光子動(dòng)量最大,故C錯(cuò)誤?？梢姽獠ㄩL(zhǎng)范圍約為400nm到760nm,根據(jù)氫原子能級(jí)圖可知?dú)涔庾V可見光只有4條,而a光光子的能量最大,為2.86eV,故排除氫原子從n=6能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷的可能,a光是氫原子從n=5能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷發(fā)出的光,b光是氫原子從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷發(fā)出的光,能量為2.55eV,c光是氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷發(fā)出的光,能量為1.89eV,根據(jù)U遏止=Ee-W0e可得,圖丙中3條圖線對(duì)應(yīng)的遏止電壓,一定有|Ub-Uc作業(yè)17力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.(7分)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上,軌道末端水平,右側(cè)端點(diǎn)在水平木板上的垂直投影為O點(diǎn),木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放,a從軌道右端水平飛出后落在木板上;重復(fù)多次,測(cè)出落點(diǎn)的平均位置P與O點(diǎn)的距離xP。將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點(diǎn),再將小球a從Q處由靜止釋放,兩球碰撞后均落在木板上;重復(fù)多次,分別測(cè)出a、b兩球落點(diǎn)的平均位置M、N與O點(diǎn)的距離xM、xN。完成下列填空:(1)記a、b兩球的質(zhì)量分別為ma、mb,實(shí)驗(yàn)中須滿足條件ma(選填“>”或“<”)mb。

(2)如果測(cè)得的xP、xM、xN、ma和mb在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式,則驗(yàn)證了兩小球在碰撞中滿足動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)中,用小球落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離來(lái)代替小球水平飛出時(shí)的速度,依據(jù)是

。

2.(5分)(2024浙江三模)在做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí):圖1圖2圖3(1)在水平放置的情況下對(duì)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行校零,對(duì)拉時(shí)示數(shù)相等,然后在豎直平面內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖1所示,則拉力的測(cè)量值(選填“偏大”或“偏小”)。

(2)在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)時(shí),如圖2所示,先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮筋拉到一定長(zhǎng)度,記下,同時(shí)記下F1、F2的大小和方向。再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋,把結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖3所示,讀數(shù)為N。

(3)以下操作有利于提高本實(shí)驗(yàn)精度的是。

A.記錄細(xì)線方向時(shí)兩點(diǎn)的距離遠(yuǎn)一點(diǎn)B.F1與F2的夾角盡可能大一些C.作力的圖示時(shí),選用的標(biāo)度適當(dāng)?shù)男∫稽c(diǎn)(4)該興趣小組通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),肯定有誤的是。

A.F1=2.10N,F2=1.90N,F=2.90NB.F1=2.10N,F2=2.60N,F=5.50NC.F1=2.10N,F2=3.80N,F=1.10ND.F1=2.10N,F2=2.10N,F=1.10N3.(7分)(2024浙江溫州三模)甲同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄物體沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)過(guò)程來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,計(jì)時(shí)系統(tǒng)的工作要借助于光源和光敏管。當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí),其上的遮光條把光遮住,與光敏管相連的電子電路自動(dòng)記錄遮光的時(shí)間,通過(guò)數(shù)碼屏顯示出來(lái)。實(shí)驗(yàn)部分裝置圖如圖1所示,已知滑塊和遮光條的總質(zhì)量為m',砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m,遮光條寬度為d,經(jīng)過(guò)光電門1和光電門2的時(shí)間分別為t1和t2,在裝置上讀出兩光電門之間的距離,用L表示,回答下列問題。圖1(1)該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光條寬度d,如圖2所示,則遮光條寬度d=mm。

圖2(2)該實(shí)驗(yàn)中,以下操作正確的是。

A.遮光條寬度越小越好B.需抬高左側(cè)以平衡摩擦力C.無(wú)需滿足m'>m(3)該同學(xué)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒,重力勢(shì)能的減少量ΔEp的表達(dá)式是,動(dòng)能的增加量ΔEk的表達(dá)式是(以上兩空均用字母m'、m、d、L、t1、t2表示);若在誤差允許范圍內(nèi),ΔEp近似等于ΔEk,則說(shuō)明機(jī)械能守恒;若在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)增加的動(dòng)能ΔEk總是大于砝碼盤和砝碼減少的重力勢(shì)能ΔEp,可能的原因是(寫出1條即可)。

(4)若乙同學(xué)用一端帶滑輪的軌道和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,如圖3所示,請(qǐng)問這樣的做法(選填“可行”或“不可行”)。

圖34.(7分)(2024浙江模擬預(yù)測(cè))(1)如圖1、2、3分別為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”和“探究彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,回答下列問題。圖1圖2圖3①以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)都用到了重物,根據(jù)題中三個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景順序,分別對(duì)應(yīng)選用下列三個(gè)重物的正確順序應(yīng)是。

甲乙丙A.甲、乙、丙B.乙、丙、甲C.甲、丙、乙②在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小宇同學(xué)選用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電火花計(jì)時(shí)器,下列實(shí)驗(yàn)器材必需的是。

本實(shí)驗(yàn)中確保重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的目的是。

③在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,小宇在某次實(shí)驗(yàn)得到如下一條紙帶,O點(diǎn)為打點(diǎn)的起始點(diǎn),在紙帶上選取連續(xù)清晰的點(diǎn)跡依次標(biāo)注A、B、C、D、E、F,則D點(diǎn)在刻度尺的對(duì)應(yīng)讀數(shù)為cm;打E點(diǎn)時(shí)重物的速度大小vE=m/s。(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(2)小宇同學(xué)在家里做“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)。①測(cè)量擺線長(zhǎng)時(shí),下列最合適的測(cè)量工具是。

A.游標(biāo)卡尺B.螺旋測(cè)微器C.1m長(zhǎng)毫米刻度尺 D.20cm長(zhǎng)毫米刻度尺②實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)得的值大于當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)重力加速度的值。造成上面實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是。

A.描繪T2-L圖像時(shí),用擺線長(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng)B.擺球擺動(dòng)過(guò)程中未保證在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)C.測(cè)出(n+1)次全振動(dòng)時(shí)間t,誤作為n次全振動(dòng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算5.(5分)(2024浙江臺(tái)州模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)借助圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,長(zhǎng)木板的一端墊有小木塊,可以微調(diào)木板的傾斜程度,以平衡摩擦力,使兩個(gè)小車均能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。小車1前端貼有橡皮泥,后端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后,讓小車1以某速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),與置于木板上靜止的小車2相碰并粘在一起,之后繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,得到的紙帶如圖乙所示,已將各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離標(biāo)在圖上。甲乙(1)圖乙中的數(shù)據(jù)有AB、BC、CD、DE四段,計(jì)算小車1碰撞前的速度大小應(yīng)選段,計(jì)算兩車碰撞后的速度大小應(yīng)選段。

(2)關(guān)于實(shí)驗(yàn)的操作與反思,下述說(shuō)法正確的是。

A.實(shí)驗(yàn)中小車1必須從靜止釋放B.若小車1前端沒貼橡皮泥,不影響實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C.上述實(shí)驗(yàn)裝置不能驗(yàn)證彈性碰撞規(guī)律(3)若小車1的質(zhì)量(含橡皮泥)為0.4kg,小車2的質(zhì)量為0.2kg,根據(jù)紙帶數(shù)據(jù),碰前兩小車的總動(dòng)量是kg·m/s,碰后兩小車的總動(dòng)量是kg·m/s。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

6.(4分)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲裝置探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。圓中直徑為D的水平圓盤可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),圖盤邊緣側(cè)面上有很小一段很薄的反光涂層。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí),接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束,并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào),在示波器顯示屏上顯示出來(lái),從而記錄反光時(shí)間Δt。長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端連接小滑塊,另一端連到固定在轉(zhuǎn)軸上的力傳感器上,連接到計(jì)算機(jī)上的傳感器能顯示細(xì)線的拉力F,用游標(biāo)卡尺測(cè)量反光涂層的長(zhǎng)度Δd。實(shí)驗(yàn)小組采取了下列實(shí)驗(yàn)步驟:甲乙(1)為了探究向心力與角速度的關(guān)系,需要控制滑塊質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑保持不變,某次記錄的反光時(shí)間為Δt,則角速度ω=。

(2)以F為縱坐標(biāo),以1(Δt)2為橫坐標(biāo),可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條如圖乙所示的直線,圖線的斜率為k,則滑塊的質(zhì)量為(結(jié)果用字母k、L、Δd、D表示);7.(6分)某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證平行四邊形定則:刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子、質(zhì)量不同的小重物若干、木板。實(shí)驗(yàn)方案如下:①將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)繩相連,測(cè)出橡皮筋的原長(zhǎng);②將橡皮筋一端細(xì)繩用釘子固定在豎直木板上的A點(diǎn),在橡皮筋的中點(diǎn)O用細(xì)繩系住小重物,使小重物自然下垂,如圖甲所示;③將橡皮筋的另一端細(xì)繩固定在豎直木板上的B點(diǎn),如圖乙所示。(1)為完成本實(shí)驗(yàn),下列還必須測(cè)量的物理量為。(填選項(xiàng)前字母)

A.小重物的質(zhì)量B.細(xì)繩的長(zhǎng)度C.圖甲中OA段橡皮筋的長(zhǎng)度D.圖乙中OA和OB段橡皮筋的長(zhǎng)度(2)在完成本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,必須注意的事項(xiàng)是。(填選項(xiàng)前字母)

A.橡皮筋兩端連接的細(xì)繩長(zhǎng)度必須相同B.圖乙中A、B兩點(diǎn)必須等高C.圖乙中連接小重物的細(xì)繩必須在OA、OB夾角的角平分線上D.記錄圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向E.記錄圖乙中O點(diǎn)的位置和OA、OB的方向(3)若釘子位置固定,利用現(xiàn)有器材改變實(shí)驗(yàn)效果,可采用的方法是。

8.(7分)(2024浙江模擬預(yù)測(cè))(1)用圖甲所示裝置探究位移與加速度的關(guān)系。抬起黑板擦,兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),按下黑板擦,兩小車同時(shí)停下來(lái)。用刻度尺測(cè)出兩小車移動(dòng)的位移x1、x2。它們的位移與加速度成(選填“正比”或“反比”)。

甲(2)用如圖乙所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。乙①關(guān)于補(bǔ)償小車阻力,下列說(shuō)法正確的是。

A.小車上不需要固定紙帶B.不需要考慮細(xì)線與定滑輪間的摩擦C.必須反復(fù)調(diào)整木板傾斜度,直至小車能靜止在木板上D.在小車上增減鉤碼并進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),不需要重新補(bǔ)償阻力②在規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作下,打出的一條紙帶如圖丙所示,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,已知電源頻率為50Hz,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)0時(shí),小車的速度大小為m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

丙③在保持小車質(zhì)量一定,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖丁所示的a-F圖像,發(fā)現(xiàn)圖線未過(guò)原點(diǎn),原因可能是。

丁A.未補(bǔ)償阻力B.補(bǔ)償阻力過(guò)度C.計(jì)算小車所受拉力的大小時(shí),未計(jì)入槽碼盤所受的重力D.未能滿足槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和鉤碼的總質(zhì)量9.(7分)小明學(xué)習(xí)“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)后,利用圖甲所示裝置做了該實(shí)驗(yàn)。甲(1)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),先用毫米刻度尺測(cè)得擺球懸掛后的擺線長(zhǎng)(從懸點(diǎn)到擺球的最上端)為L(zhǎng),再用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球的直徑d,讀數(shù)如圖乙所示,則d=cm,若再測(cè)得單擺周期為T,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=(用L、d、T表示)。

乙(2)在安裝裝置時(shí),擺線上端有三種系掛方式,下列方式正確的是(填對(duì)應(yīng)序號(hào))。

(3)在測(cè)量周期時(shí),若從擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)且記數(shù)為1,到第n次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t,則單擺周期為T=(用n、t表示)。

(4)假如把該裝置搬到月球上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),改變單擺的擺長(zhǎng)l,多次測(cè)量單擺在不同擺長(zhǎng)下所對(duì)應(yīng)的周期T,并描繪出T2-l圖像如圖丙所示,則可求得月球重力加速度大小為m/s2。

丙

參考答案作業(yè)17力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.【答案】(1)>(2)maxP=maxM+mbxN從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)小球,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,水平位移可代替水平飛出時(shí)的速度【解析】(1)為保證a球碰撞b球后不反彈,要求ma>mb。(2)兩小球做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有h=12gt2,故t=2hg,兩小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為va=xP2hg,va'=xM2hg,vb'=xN2hg,如果碰撞中滿足動(dòng)量守恒定律,則mava=mava'+mbvb',聯(lián)立解得ma2.【答案】(1)偏大(2)結(jié)點(diǎn)位置O2.15(3)A(4)BC【解析】(1)在豎直平面內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),彈簧自身的重力造成拉力測(cè)量值偏大。(2)在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)時(shí),如題圖2所示,先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮筋拉到一定長(zhǎng)度,記下結(jié)點(diǎn)位置O,同時(shí)記下F1、F2的大小和方向。彈簧測(cè)力計(jì)的最小分度值為0.1N,讀數(shù)時(shí)需要估讀到下一位,讀數(shù)為2.15N。(3)記錄細(xì)線方向時(shí)兩點(diǎn)的距離遠(yuǎn)一點(diǎn),可以減小實(shí)驗(yàn)誤差,A正確;F1與F2的夾角適量即可,不能太大或太小,B錯(cuò)誤;作力的圖示時(shí),選用的標(biāo)度適當(dāng)?shù)拇笠稽c(diǎn),可以減小標(biāo)度產(chǎn)生的誤差的平均值,C錯(cuò)誤。(4)根據(jù)二力合成的合力范圍|F1-F2|≤F≤F1+F2可知,A、D選項(xiàng)符合二力合成的規(guī)則,B、C不符合二力合成的規(guī)則。故選B、C。3.【答案】(1)1.610(2)C(3)mgL12(m+m')d21t(4)不可行【解析】(1)遮光條寬度d=(1.5+0.010×11)mm=1.610mm。(2)由光電門測(cè)速原理,可知遮光條寬度越小,遮光條通過(guò)光電門的平均速度越接近瞬時(shí)速度,速度測(cè)量的誤差越小。但是若遮光條寬度太小,則測(cè)量遮光條寬度時(shí)的相對(duì)誤差會(huì)很大,故遮光條寬度不是越小越好,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)時(shí)氣墊導(dǎo)軌與滑塊之間的滑動(dòng)摩擦力很小,在誤差允許的范圍內(nèi)是可忽略的,故不需要平衡摩擦力,故B錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能,不用將細(xì)線的拉力近似為砝碼盤和砝碼的總重力,故無(wú)需m'?m,故C正確。(3)重力勢(shì)能的減少量ΔEp的表達(dá)式是ΔEp=mgL;遮光條通過(guò)光電門1時(shí)的速度大小為v1=dt1,遮光條通過(guò)光電門2時(shí)的速度大小為v2=dt2,動(dòng)能的增加量ΔEk的表達(dá)式為ΔEk=12(m+m')v22-12(m+m')v12=12(m+m')d21t2(4)這樣的做法不可行。因?yàn)榇讼到y(tǒng)存在克服摩擦阻力做功,機(jī)械能不守恒,也就無(wú)法驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。4.【答案】(1)①C②AC使細(xì)繩拉力等于重物重力③6.451.29(2)①C②B【解析】(1)①題圖1探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)當(dāng)使用槽碼,即圖甲;題圖2驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所用的重物上方需要有卡住紙帶的卡槽,即圖丙;題圖3探究彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系應(yīng)當(dāng)使用鉤碼,即圖乙,故選C。②探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系這一實(shí)驗(yàn)中,需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)之間的距離,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源直接使用家用電源220V電壓即可,不需要學(xué)生電源,需要用到天平測(cè)量小車質(zhì)量,故選A、C。設(shè)小車受到的拉力為FT,小車的質(zhì)量為m',重物的質(zhì)量為m,對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有FT=m'a,對(duì)重物根據(jù)牛頓第二定律有mg-FT=ma,聯(lián)立可得FT=m'mgm+m'=mg③對(duì)于分度值為1mm的刻度尺讀數(shù)要注意估讀一位,所以讀數(shù)為6.45cm。D點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為xD=6.45cm,F點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為xF=11.60cm,電火花計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,所以相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=0.02s,根據(jù)平均速度公式計(jì)算E點(diǎn)的速度vE=xF-xD2T=(2)①單擺測(cè)重力加速度大小實(shí)驗(yàn)中,為了使擺球盡可能小,使其可以視為質(zhì)點(diǎn),所以擺線不能太短,因?yàn)橛螛?biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器與20cm長(zhǎng)毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度過(guò)小,因而選擇1m長(zhǎng)毫米刻度尺作為測(cè)量工具,故選C。②根據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)+r0g得T2=4π2g·l+4π2gr0,可知圖像的斜率可以求出重力加速度大小,即使用擺線作為擺長(zhǎng),也對(duì)測(cè)量的結(jié)果沒有影響,A錯(cuò)誤;擺球未在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),則擺球的運(yùn)動(dòng)為圓錐擺運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有mg'tanθ=mlsinθ4π2T2,得到g'=4π2lcosθT2,可得此時(shí)的等效擺長(zhǎng)為lcosθ小于單擺擺長(zhǎng)l,則單擺周期的測(cè)量值偏小,根據(jù)g=4π5.【答案】(1)BCDE(2)C(3)0.6850.684【解析】(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后,推動(dòng)小車1由靜止開始運(yùn)動(dòng),故小車有個(gè)加速過(guò)程,在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng),即在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同,故BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段,故選BC計(jì)算碰前的速度;碰撞過(guò)程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,而小車1和小車2碰后粘在一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移,應(yīng)選DE段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度。(2)實(shí)驗(yàn)中小車1不一定從靜止釋放,只要碰撞前做勻速運(yùn)動(dòng)即可,故A錯(cuò)誤;若小車1前端沒貼橡皮泥,則兩車不能粘在一起,小車2的速度不好測(cè)量,所以小車1前端沒貼橡皮泥會(huì)影響實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,故B錯(cuò)誤;上述實(shí)驗(yàn)裝置中兩小車碰撞后粘在一起,是非彈性碰撞,若要驗(yàn)證彈性碰撞規(guī)律,小車2碰撞后的速度無(wú)法測(cè)量,因此該裝置不能驗(yàn)證彈性碰撞規(guī)律,故C正確。(3)碰前小車的速度為v0=lBCt=17.12×10-20.02×5m/s=1.712m/s,碰前的動(dòng)量為p=m1v0=0.4×1.712kg·m/s=0.685kg·m/s,碰后小車的共同速度為v=lDEt=11