高三二轮复习物理专题通关 高效演练 6.13物理实验 Word版含答案

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高效演练
1.(·乐山二模)如图所示是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带。

打点计时器电源频率为50Hz 。

A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连续的点,F 点由于不清晰而未画出。

F 点的速度v=________m/s,加速度a=________m/s 2(结果均保留两位有效数字)。

【解析】EG 间距为：2.80×10-2m F 点的速度为： v=E G 2T
=
2.80×10−2
2×0.02
m/s=0.70m/s,
纸带的加速度为： a=
x DG −x AD
9T 2
=
3.90×10−2−2.10×10−2
9×0.022
m/s 2=5.0m/s 2。

答案：0. 70 5.0
2.(1)甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验,所用弹簧测力计的量程为0～5N,他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A 点,橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O 点,如图所示,此时细绳都与平板平行,用F 1和F 2表示拉力的方向和大小。

甲同学实验中的F1和F2的方向互相垂直,F1=2.8N、F2=3.5N;乙同学实验中的F1和F2方向间的夹角约为30°,F1=F2=4.0N;丙同学实验中的F1和F2方向间的夹角约为120°,F1=F2=4.0N。

这三位同学中操作不合适的是哪一位?并说明原因。

___________________________________________________________ _______。

(2)若丁同学对本实验进行改进,设置如图所示的实验装置,
弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。

弹簧测
力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O
静止在某位置。

分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴
于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

在实验操作过程中,改变拉力,重复多次实验时,要求O点________(选填“一定”或“不一定”)静止在同一位置。

在某次实验中,若该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程,请你提出两条解决办法：
①
___________________________________________________________ ______,
②
___________________________________________________________ ______。

【解析】(1)由两分力的大小及对应的角度可得其合力的大小,故可知乙同学实验中F1、F2的合力已超出弹簧测力计的量程,所以操作不正确的是乙同学。

(2)改进后的实验装置中,因合力与分力是同一状态下,故O点的位置不一定要静止在同一点。

①若弹簧测力计A的指针稍超出量程,可以减小合力的大小,即减小M的质量,②减小OA与竖直线之间的夹角,使弹簧测力计A处于量程以内。

答案：(1)见解析
(2)不一定①②见解析
3.(·安阳二模)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。

他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块及遮光条都从位置A处由静止释放。

(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=________mm。

(2)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通
过光电门B的时间t,若要得到滑块的加速度,还需要测量的物理量是______________________。

(3)改变钩码质量,读出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,该同学已经将实验中的数据描入了图丙所示F-1
t2
坐标系中,请用平滑的曲线将各点连接起来。

(4)若图丙中所作的F-1
t
图像的斜率为k,设AB间的距离为s,当遮光条的宽度为d时,则滑块和遮光条的总质量为M=________。

【解析】(1)由图知第6条刻度线与主尺对齐,d=2mm+6×0.05 mm=2.30 mm。

(2)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。

根据运动学公式得：若要得到滑块的加速度,还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L。

(3)如图所示
(4)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有：
v2=2as,v=d
t ,a=F
M
,可得：d2
t2
=2·F
M
·L
解得：M=2FLt2
d2=2kL
d2
(图线的斜率k=F1
t2
=Ft2)
答案：(1)2.30 (2)遮光条到光电门的距离L
(3)见解析图(4)2kL
d
4.某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

(1)将气垫导轨调至水平,安装好实验器材,从图中读出两光电门中心之间的距离s=________cm。

(2)测量挡光条的宽度d,记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2,并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F,为了完成实验,还需要直接测量的一个物理量是_______________________________________________________。

(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量?______ __(选填“是”或“否”)。

【解析】(1)光电门1处刻度尺读数为：20.30cm,光电门2处刻度尺读数为：70.30cm,故两光电门中心之间的距离s=70.30cm-20.30 cm=50.00 cm。

(2)由于挡光条的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替
,滑块通过光电门2速度为瞬时速度。

滑块通过光电门1速度为v1=d
t1。

v2=d
t2
根据功能关系有：
Fs=1
2M v22-1
2
M v12=1
2
M(d
t2
)2-1
2
M(d
t1
)2
可见还需要测量出M,即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。

(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。

答案：(1)50.00
(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M
(3)否
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