2018届高考物理二轮复习 实验题押题练(二)强化实验分析和数据处理能力(保分型)

实验题押题练(二) 强化实验分析和数据处理能力(保分型)

1．利用如图甲所示的装置来完成探究合外力做功和动能变化关系的实验，不可伸长的细绳绕过定滑轮把小车和砝码盘连在一起，通过测量经过光电门A 、B 的速度和A 、B 之间的距离来完成探究过程。

实验主要步骤如下：

(1)实验中小车总质量应该远大于砝码质量，这样做的目的是__________________________________________；

(2)如图乙，用游标卡尺测量挡光片宽度d ＝________mm ，再用刻度尺量得A 、B 之间的距离为L ；

(3)将小车停在C 点，在砝码盘中放上砝码，小车在细绳拉动下运动，记录此时小车(含挡光片)及小车中砝码的质量之和为M ，砝码盘和盘中砝码的总质量为m ，小车通过光电门A 、

B 时的遮光时间分别为t 1、t 2，则可以探究小车通过A 至B 过程中合外力做功与动能的变化

的关系，已知重力加速度为g ，探究结果的表达式是________________(用相应的字母m 、M 、

t 1、t 2、L 、d 表示)；

(4)在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复③的操作。

解析：(1)实验过程中，没有测量细绳拉力，而是把砝码和砝码盘总重力作为细绳拉力，即小车合外力，只有当小车质量远大于砝码和砝码盘总质量时，细绳拉力才近似等于砝码和砝码盘总重力。

(2)遮光板的宽度d ＝0.8 cm ＋0.05 mm×5＝0.825 cm ＝8.25 mm 。 (3)小车通过光电门A 、B 时的瞬时速度：

v A ＝d t 1，v B ＝d

t 2

，

则要探究的关系式为：mgL ＝12Md 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1

t 22－1t 12。

答案：(1)把砝码和砝码盘总重力作为细绳拉力 (2)8.25

(3)mgL ＝12Md 2⎝ ⎛⎭

⎪⎫1

t 22－1t 12

2．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：

(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F ­x 图像，其中F 为弹簧弹力，x 为弹簧长度。请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x 0＝________cm ，弹簧的劲度系数k ＝__________N/m 。该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x ＝________cm 。

(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a 和b ，得到弹力与弹簧长度的图像如图丙所示。下列表述正确的是________。

A ．a 的原长比b 的长

B ．a 的劲度系数比b 的大

C ．a 的劲度系数比b 的小

D ．测得的弹力与弹簧的长度成正比

解析：(1)x 0为甲图中F ＝0时的x 值，即x 0＝8 cm 。k ＝ΔF

Δx ＝25 N/m 。弹簧秤示数F ＝

3.0 N ，由甲图知弹簧长度x ＝20 cm 。

(2)在图像中横截距表示弹簧的原长，故b 的原长比a 的长，故A 错误；在图像中斜率表示弹簧的劲度系数k ，故a 的劲度系数比b 的大，故B 正确，C 错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D 错误。

答案：(1)8 25 20 (2)B

3．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：长木板下垫着小木块，用来平衡摩擦力，反复移动小木块位置，直到小车在木板上运动时可保持匀速运动为止。在小车A 的前端粘有橡皮泥，轻轻推小车A 一小段距离后松手，小车A 将在长木板上运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰后粘合成一体，并继续运动。他设计的具体装置如图甲所示，在小车A 后边连着纸带，纸带穿过打点计时器，电源频率为50 Hz 。

(1)图乙为打点计时器在纸带上打出的点，现用一刻度尺放于其旁对其进行测量，从图中可以判断，两车相碰发生位置可能对应刻度尺的刻度为__________。

A ．4.5 cm 处

B ．5.5 cm 处

C ．6.5 cm 处

D ．7.5 cm 处

(2)已测得小车A 的质量m 1＝0.40 kg ，小车B 的质量m 2＝0.50 kg ，由以上测量结果计算碰前总动量、碰后总动量。(结果保留两位有效数字)

解析：(1)结合纸带数据进行分析知，小车A 、B 相碰发生在5～6 cm 之间，所以选B 。 (2)小车碰撞前的速度v A ＝0.010.02 m/s ＝0.5 m/s

则碰前的动量为p ＝mv ＝0.20 kg·m/s 碰后小车A 、B 一起运动的速度

v ′＝

0.004

0.02

m/s ＝0.2 m/s p ′＝(m 1＋m 2)v ′＝0.18 kg·m/s。

答案：(1)B (2)0.20 kg·m/s 0.18 kg·m/s

4．如图所示，利用DIS 实验系统探究加速度与力的关系。一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器(接收器)，绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器(发射器)的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物。将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动。不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦。

(1)实验中力传感器的示数F 与小重物的重力mg 的关系为( ) A ．F ＝mg 2 B ．F ＞mg

2

C ．F ＜mg

2

D ．无法确定 (2)保持小车(含发射器)的质量M 不变，改变小重物的质量m ，重复进行多次实验。记下每次力传感器的示数F ，利用DIS 测出每次实验中小车的加速度a ，将得到的a 、F 数据绘制成a ­F 图像。以下图像可能正确的是( )

(3)在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：__________________________________________________________

________________________________________________________________________。