(课标版)2020届高考物理二轮复习专题六第12讲力学实验与创新练习

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高考物理二轮复习力学实验与创新专项练习(含答案)

高考物理二轮复习力学实验与创新专项练习（含答案）杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm+20.00.01 mm=6.700 mm.答案：D H G 6.7003.(2019高考福建卷)某同学做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验.(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量l为__________ cm;(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________________;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________.解析：(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm，则伸长量l=14.66 cm-7.73 cm=6.93 cm.(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧.(3)AB段明显偏离OA，伸长量l不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的.答案：(1)6.93 (2)A(3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度4.(2019河南六市二联)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律.(1)某同学用20分度的游标卡尺测量一小球的直径，示数如图甲所示，则小球的直径d=________cm.(2)如图乙所示，弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为tA、tB.用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，用游标卡尺测得小球直径为d，当地的重力加速度为g，在误差范围内，若公式________________成立，就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示).解析：(1)游标卡尺示数为10 mm+0.054 mm=10.20 mm=1.020 cm.(2)小球在A点动能EkA=m()2，B点动能EkB=m()2，动能增加量：Ek=EkA-EkB=m[()2-()2]，小球由A到B重力势能减少量Ep=mgh，在误差允许范围内，若满足Ek=Ep，即()2-()2=2gh，就可以验证机械能守恒.答案：(1)1.020 (2)()2-()2=2gh5.(2019高考山东卷)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向.如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F/(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 找出中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O，橡皮筋的拉力记为FOO.在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线，根据图线求得l0=________cm.(2)测得OA=6.00 cm，OB=7.60 cm，则FOA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图中作出FOA和FOB的合力F的图示.(4)通过比较F与________的大小和方向，即可得出实验结论.解析：(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧.如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l0=10.0 cm.(2)橡皮筋的长度l=OA+OB=13.60 cm，由图甲可得F=1.80 N，所以FOA=FOB=F=1.80 N.(3)利用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后以FOA和FOB为邻边作平行四边形，对角线即为合力F，如图乙. (4)FOO的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相同，F 是FOA、FOB两个力的合力，所以只要比较F和FOO的大小和方向，即可得出实验结论.答案：(1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)FOO6. (2019江西南昌一模)某实验小组用图1实验装置探究合力做功与动能变化的关系.铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光时间. 实验步骤是：用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L，用天平测量滑块的质量m.平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动.在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H.保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上.用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1.保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤数次..滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(已知重力加速度为g)：(1)滑块通过光电门的速度v=________;(2)滑块动能的变化量Ek=________;(3)滑块克服摩擦力做的功Wf=________;(4)合力对滑块做的功W合=________..某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线，直线延长线没有过坐标原点，其原因主要是________________.解析：本题考查探究合力做功与动能变化的关系实验..(1)滑块通过光电门的速度v近似等于通过光电门时的平均速度，则v=;(2)滑块动能的变化量Ek=mv2=m;(3)由题意，mgcos =mgsin ，设斜面长为x，则滑块克服摩擦力做功Wf=mgcos x，联立xsin =H知，Wf=mgH;(4)合力对滑块做的功W=mg(H+h1)-Wf=mgh1..由题图知，h=0时，挡光时间不为零，说明平衡摩擦力时长木板的倾角过大.答案：.(1) (2)m (3)mgH (4)mgh1.平衡摩擦力时倾角过大2019届高考物理二轮复习力学实验与创新专项练习（含答案）分享到这里，更多内容请关注高考物理试题栏目。

2020届高考物理二轮复习专题演练：力学实验(鲁科版) Word版含答案

2022届高考物理二轮复习专题演练：力学试验(鲁科版)1.(2021·龙岩模拟)为争辩钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数，让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动，用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置，如图所示．已知钢球在液体中运动时所受阻力F ＝k v2，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，钢球质量为m，则阻力常数k的表达式为________．解析：钢球从某一高度竖直下落进入液体中先做减速运动，后做匀速运动，由mg＝k v2，v＝2s0/T＝2s0f，解得k ＝mg4s20f2.答案：k＝mg4s20f22．(2021·南昌调研)在“探究弹簧形变与外力关系”的试验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，试验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为k＝______N/m，图线不过原点的缘由是由于____________．解析：由图线可以算出斜率，即弹簧的劲度系数，图线不过原点说明弹簧在竖直向下不施加外力的时候，已经有伸长量了．答案：200弹簧自身具有重量3．(2021·福建漳州适应性练习)如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是________(选填字母代号)．A．用该装置测出的数据可以算出滑块的加速度B．用该装置验证牛顿其次定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必需满足M≫mC．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必需满足M≫mD．不能用该装置探究动能定理答案：AB4．(2021·高考重庆卷)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感爱好．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，预备定量争辩钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系．要达到试验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必需增加的一种试验器材是______．忽视钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，依据________定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率．解析：依据机械能守恒定律(或动能定理)可知mgh＝12m v2，v＝2gh，要争辩v与前进的距离的关系，需要直接测出钢球距水平木板的高度h，要测距离及高度，必需增加试验器材刻度尺．答案：高度(距水平木板的高度)刻度尺机械能守恒(动能)5．(2021·安徽名校联考)在“验证力的平行四边形定则”的试验中，某小组利用如图甲所示的装置完成试验，橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点．(1)则下列叙述正确的是________．A．该试验中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力B．两次操作必需将橡皮条和绳的结点拉到相同位置C．试验中AO和BO的夹角应尽可能大D．在试验中，弹簧测力计必需保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线，则F与F′两力中，方向确定沿CO方向的是________．解析：(1)AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，A错误；试验中两次拉伸橡皮条，留意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，以保证两次操作中CO的拉力是相同的，则选项B正确；假如AO和BO的夹角适当，则两个分力可以将结点拉到O点，若夹角过大，则两拉力不愿定能将结点拉到O点，所以选项C错误；弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内，正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差，因此D正确．。

2020版高考物理总复习第十二章练习【共2套13页】

本套资源目录2020版高考物理总复习第十二章第1节光电效应波粒二象性练习含解析2020版高考物理总复习第十二章第2节原子结构与原子核练习含解析第1节光电效应波粒二象性1.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是( C )A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大解析:按照光的波动理论,电子通过波动吸收能量,若波的能量不足以使得电子逸出,那么就需要多吸收一些,需要一个能量累积的过程,而不是瞬时的,选项A与波动理论矛盾.根据波动理论,能量大小与波动的振幅有关,而与频率无关,即使光的能量不够大,只要金属表面的电子持续吸收经过一个能量累积过程,都可以发生光电效应,选项B与波动理论矛盾;光电子逸出后的最大初动能与入射光的能量有关,即与入射光的波动振幅有关,与频率无关,选项D 与波动理论矛盾.对于光电流大小,根据波动理论,入射光增强,能量增大,所以光电流增大,选项C与波动理论并不矛盾,选项C正确.2.(2019·安徽六安模拟)下列说法中正确的是( B )A.光电效应实验中,只有入射光频率小于极限频率时才能产生光电子B.若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率νc=C.大量光子的效果往往表现出粒子性,个别光子的行为往往表现出波动性D.在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电流解析:光电效应实验中,只有入射光频率大于等于金属的极限频率时才能发生光电效应,从而产生光电子,选项A错误;若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率νc=,选项B正确;大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,选项C错误;在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电子的最大初动能,不一定能增大光电流的大小,选项D错误.3.(2019·四川成都模拟)如图为研究光电效应规律的实验电路图.若用频率略大于阴极材料的极限频率的光照射,电流表指针未发生偏转,要使电流表指针发生偏转,采用的措施应为( A )A.增大入射光的频率B.增大入射光的强度C.使入射光由K改照AD.使变阻器的滑片P向左移动解析:由题意可知,入射光的频率略大于阴极材料的极限频率,会发生光电效应但电流表示数为零,说明阴极K与阳极A间所加的电压为反向电压且大于遏止电压;增大入射光的频率,即增大光电子的最大初动能,可以使得光电子到达阳极A,电流表指针发生偏转,A正确;入射光的强度与光电子的最大初动能无关,B错误;入射光照射阳极A,不会发生光电效应,C错误;滑片P向左移动,反向电压增大,电流表指针不发生偏转,D错误.4.(2019·江西南昌模拟)用某种单色光照射某金属表面,没有发生光电效应,下列做法中有可能发生光电效应的是( D )A.增加照射时间B.改用波长更长的单色光照射C.改用光强更大的单色光照射D.改用频率更高的单色光照射解析:发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率,与增加光的照射时间和增大光的强度都无关,故A,C错误.改用波长更长的光照射时,其频率小于原光的频率,则不可能发生光电效应,而当改用频率更高的光时,可能发生光电效应,所以B错误,D正确.5.(2019·陕西汉中模拟)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时有光电流产生.下列说法正确的是( A )A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大B.入射光的频率变高,饱和电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变小D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生解析:保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大,故A正确;饱和电流与入射光的频率无关,故B错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,所以入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,故C错误;如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应,不会有光电流产生,故D错误.6.(2019·福建泉州模拟)对爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,下面的理解正确的是( C )A.用相同频率的光照射同一金属,逸出的所有光电子都具有相同的初动能E kB.遏止电压与逸出功的关系是eU c=W0C.逸出功W0和极限频率νc之间满足关系式W0=hνcD.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解析:根据光电效应方程E k=hν-W0知,同种频率的光照射同一种金属,光电子从金属中逸出的情况不一定相同,则光电子的初动能不一定相同,故A错误;根据eU c=E k=hν-W0可知eU c≠W0,故B错误;根据光电效应方程E k=hν-W0知,当最大初动能为零时,入射频率即为极限频率,则有W0=hνc,故C正确;根据光电效应方程E k=hν-W0知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故D错误.7.(2019·湖南怀化模拟)如图所示为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的波长,下同)为λ的光照射阴极板K时,电路中有光电流,则( B )A.换用波长为λ1(λ1>λ)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流B.换用波长为λ2(λ2<λ)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流C.增加电路中电源的路端电压,电路中的光电流一定增大D.将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流解析:波长为λ1(λ1>λ)的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,故A错误;波长为λ2(λ2<λ)的光的频率一定大于极限频率,电路中一定有光电流,故B正确;光电流的大小与入射光的强度有关,增加路端电压时,若减小入射光强度,光电流有可能减小,故C错误;将电路中电源的极性反接,逸出的光电子虽受到电场阻力,但可能到达A极,从而形成光电流,故D错误.8.(2019·湖南永州模拟)一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为( C )A. B.C. D.解析:加速后的速度为v,根据动能定理可得qU=mv2所以v=,由德布罗意波长公式可得λ===,所以选项C正确.9.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为( A )A. B. C. D.解析:中子的动量p1=,氘核的动量p2=,同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长λ3==,A正确.10.(2019·广西南宁模拟)某金属被光照射后产生了光电效应现象,测得光电子的最大初动能E km与入射光频率ν之间的关系如图所示.已知h为普朗克常量,电子的电荷量的绝对值为e,则当入射光频率为3νc时,其遏止电压为( C )A.hνcB.3hνcC.D.解析:由爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0可知,当ν=νc时,有W0=hνc,故当入射光的频率为3νc时,光电子的最大初动能为E km=2hνc,又因为-eU c=0-E km,所以此时遏止电压U c=,C正确.11.(2019·江西南昌模拟)普朗克在研究黑体辐射的基础上,提出了量子理论,下列关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( D )解析:黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射强度越大,故A,C错误.黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,温度越高,辐射的电磁波的波长极大值向波长短的方向移动,故B错误,D正确.12.用如图所示的光电管研究光电效应,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G 的指针发生偏转,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么( C )A.a光的波长一定大于b光的波长B.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流方向是由c到dD.将电源正负极反接时,a光照射光电管阴极K时电流计仍一定发生偏转解析:由题意可知,νa>νc,νb<νc,故a光的波长小于b光的波长,A错误;发生光电效应的条件ν>νc,增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转,B错误;发生光电效应时,电子从光电管左端运动到右端,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以流过电流计G的电流方向是c流向d,故C正确;将电源正负极反接时,即加反向电压,当反向电压增大到一定程度,可以使逸出的光电子到不了阳极,即不能形成回路,即电流计没有电流,故D错误.13.(多选)研究光电效应实验电路图如图(a)所示,其光电流与电压的关系如图(b)所示.则下列说法中正确的是( BC )A.若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动,光电流一定增大B.图线甲与乙是同一种入射光,且甲的入射光强度大于乙光C.由图(b)可知,乙光的频率小于丙光频率D.若将甲光换成丙光来照射锌板,其逸出功将减小解析:滑动变阻器的滑片右移,光电流可能增大,也可能已达到饱和电流而不变,故A错误;遏止电压相同,说明最大初动能相同,即入射频率相同,但饱和电流不同,说明入射光强度不同,饱和电流越大,入射光强度越大,B正确;遏止电压越大,最大初动能越大,说明入射光频率越大,C正确;逸出功只由金属本身性质决定,与入射光频率无关,D错误.14.(2018·湖北黄石模拟)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏cU c/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 ν/×1014 Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501由以上数据描点连线,可得直线方程U c=0.397 3-1.702 4,如图所示.则这种金属的截止频率约为( B )A.3.5×1014 HzB.4.3×1014 HzC.5.5×1014 HzD.6.0×1014 Hz解析:根据光电效应方程得E k=hν-W0=hν-hνc=U c e,解得U c=ν-=ν-.与直线方程U c=0.397 3-1.702 4比较可知,图线的斜率为=,同时=1.702 4,联立得νc ≈4.3×1014 Hz,故B正确,A,C,D错误.15.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构.为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为,其中n>1.已知普朗克常量h,电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为( D )A. B. C. D.解析:设显微镜工作时电子的加速电压为U,根据动能定理得,eU=mv2,又p=,mv2=,λ=,联立解得U=,故D正确.16.A,B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为E A,E B.则下列说法正确的是( C )A.A,B两种光子的频率之比为1∶2B.A,B两种光子的动量之比为1∶2C.该金属的逸出功为W0=E A-2E BD.该金属的极限频率为νc=解析:光子的能量ε=hν,则A,B两种光子的频率之比为2∶1,故A错误;动量p=,λ=,A,B 两种光子的动量之比为2∶1,故B错误;光电子的最大初动能E km=hν-W0,有E A=εA-W0,E B=εB-W0,又εA=2εB,联立解得,W0=E A-2E B,故C正确;该金属的极限频率为νc==,故D 错误.第2节原子结构与原子核1.以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是( B )A.α粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性B.光电效应现象揭示了光具有粒子性C.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D.处于基态的氢原子最不稳定解析:α粒子散射实验表明,原子绝大多数的质量集中在很小的原子中心,天然放射现象揭示了原子核内部的复杂性,故A错误;光电效应现象表明光具有粒子性,故B正确;根据爱因斯坦光电效应方程E k= hν-W0,逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率有关,而与照射强度无关,故C错误;处于基态的氢原子最稳定,处于高能级激发态的氢原子不稳定,总要向低能级激发态或基态跃迁,故D错误.2.(2018·黑龙江哈尔滨六中二模)(多选)某半导体激光器发射波长为 1.5×10-6 m,功率为5.0×10-3W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10-7m,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,该激光器发出的( BD )A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.3×10-13 JD.光子数约为每秒3.8×1016个解析:该激光的波长比可见光波长长,因此是红外线,A错误,B正确;根据ν=解得ν= Hz=2×1014Hz.光子能量ε=hν=1.326×10-19J,故C错误;光子数n==3.8×1016(个),故D正确.3.(2019·江西上饶六校联考)PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是将放射性同位素O注入人体,参与人体的代谢过程O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像.根据PET原理,下列说法正确的是( B )A.O的衰变方程为O F eB.将放射性同位素O注入人体O的主要用途是作为示踪原子C.一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子D.PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长解析:根据质量数守恒和电荷数守恒得O的衰变方程为O N e,故A错误;将放射性同位素O注入人体O的主要用途是作为示踪原子,故B正确;一对正负电子湮灭后动量为零,根据动量守恒定律,湮灭后的系统也必须动量为零,因此必定是两个光子,故C错误;PET 中所选的放射性同位素需要在人体内衰变,故其半衰期较短为好,D 错误.4.(2018·广东广州二模)氢原子第n能级的能量为E n=(n=1,2, 3,…),其中E1是基态能量.若氢原子从第k能级跃迁到第p能级,辐射的能量为-E1,第p能级比基态能量高-E1,则( A )A.k=3,p=2B.k=4,p=3C.k=5,p=3D.k=6,p=2解析:氢原子在第k能级的能量为,氢原子在第p能级的能量为,有-=-E1,-E1=-E1,解得k=3,p=2,故A正确.5.(2019·四川乐山调研)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为H+N+Q1H N C+X+Q2;方程中Q1,Q2表示释放的能量,相关的原子核质量原子核H He He C N N质量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 A.X是He,Q2>Q1 B.X是He,Q2>Q1C.X是He,Q2<Q1D.X是He,Q2<Q1解析:根据质量数和电荷数守恒得H N C He+Q2;根据爱因斯坦质能方程得,Q1=Δm1c2,Q2=Δm2c2,根据Δm1=(1.007 8+12.000 0- 13.005 7)u=0.002 1 u,Δm2=(1.007 8+15.000 1-12.000 0-4.002 6)u=0.005 3 u,故Q2>Q1,B正确.6.(2019·四川绵阳南山中学模拟)2018年8月23日,国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目在东莞顺利通过国家验收,正式投入运行.对于有关中子的研究,下面说法正确的是( A )A.中子和其他微观粒子,都具有波粒二象性B.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.核反应方程Po X He中的y=206,X的中子个数为128解析:所有粒子都具有波粒二象性,A正确;裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应,而B项中的核反应是较轻的原子核的聚变反应,B错误;卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,查德威克通过α粒子轰击铍核Be)获得碳核C)的实验发现了中子,C错误;y=210-4=206,X的中子个数为206-82=124,D错误.7.(2019·广东深圳模拟)某些放射性元素如Np的半衰期很短,在自然界很难被发现,可以在实验室使用人工的方法发现.已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi,下列说法正确的是( C )A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B.衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变C.衰变过程中共有4个中子转变为质子D.若Bi继续衰变成新核Bi,只需放出一个α粒子解析Bi的原子核比Np少10个质子,质子数和中子数总共少237-209=28,故Bi的原子核比Np少18个中子,故A错误;设Np衰变为Bi需要经过x次α衰变和y次β衰变,根据质量数和电荷数守恒,有93=2x-y+83,4x=237-209,解得x=7,y=4,即衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变,故B错误;衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变,所以衰变过程中共有4个中子转变为质子,故C正确;根据衰变前后质量数守恒可知,D错误.8.室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡.氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中.氡看不到,嗅不到,即使在氡浓度很高的环境里,人们对它也毫无感觉.氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌,是除吸烟外导致肺癌的第二大因素.静止的氡核Rn放出某种粒子X后变成钋核Po,粒子X的动能为E k1,若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能.试回答以下问题:(1)写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子X);(2)求钋核的动能E k2.解析:(1)根据质量数和电荷数守恒可得,该核反应方程为Rn Po He.(2)设粒子X的质量为m1、速度为v1,钋核的质量为m2、速度为v2根据动量守恒定律,有0=m1v1-m2v2钋核的动能E k2==m1=.答案:(1Rn Po He (2)9.(多选)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出6种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,则( BC )A.6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生的B.在6种光子中,从n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子康普顿效应最明显C.使n=4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D.若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应解析:n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生光子的能量最小,根据E=知,波长最长,故A错误;根据氢光谱的特点可知,从n=4激发态跃迁到基态时产生光子的能量最大,根据E=知,波长最短,粒子性最明显,康普顿效应最明显,故B正确;n=4能级的氢原子具有的能量为-0.85 eV,故要使其发生电离,能量变为0,至少需要0.85 eV的能量,故C正确;从n=2能级跃迁到基态释放的光子能量为-3.4 eV-(-13.6 eV) =10.2 eV,能使某金属板发生光电效应,从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV<10.2 eV,不一定能使该金属板发生光电效应,D错误.10.(2018·天津南开区二模)太阳内部不断地发生着热核反应,质量减少.核反应方程是HHe+2X,这个核反应释放出大量核能.已知质子、氦核、X的质量分别为m1,m2,m3,真空中的光速为c.下列说法中正确的是( D )A.方程中的X表示中子nB.方程中的X表示电子 eC.这个核反应中质量亏损Δm=4m1-m2D.这个核反应中释放的核能ΔE=(4m1-m2-2m3)c2解析:根据电荷数和质量数守恒可以知道,X是e,故A,B错;核反应过程中的质量亏损Δm=4m1-m2-2m3,故C错误;这个核反应中释放的核能ΔE=(4m1-m2-2m3)c2,故D正确.11.(多选)关于核反应方程Th Pa+X+ΔE(ΔE为释放出的核能,X为新生成的粒子),已知Th的半衰期为T,则下列说法正确的是( ABC )A.Th的半衰期T由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关B Pa比Th少1个中子,X粒子是从原子核中射出的,此核反应为β衰变C.N个Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为NΔE(N数值很大)D Th的比结合能为解析:原子核的半衰期T由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关,故A 正确;由质量数和电荷数守恒知X的质量数是0,电荷数是-1,为电子,是原子核内的中子转化为质子而释放一个电子,为β衰变,故B正确;经2T时间还剩余四分之一没衰变,发生上述核反应而放出的核能为NΔE,故C正确Pa的比结合能是234个核子结合成Pa时放出的能量,该能量不是它衰变时放出的能量ΔE,所以Pa的比结合能不是Th的比结合能也不是,故D错误.12.(2019·河北保定模拟)在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核,它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆,两圆的直径之比为7∶1,如图所示,那么碳14的衰变方程为( D )A C eB BC He BeC C H BD C e N解析:原子核的衰变过程满足动量守恒,粒子与反冲核的速度方向相反,根据左手定则判断得知,粒子与反冲核的电性相反,则知粒子带负电,所以该衰变是β衰变,此粒子是β粒子,即电子.两带电粒子动量大小相等,方向相反,根据动量守恒定律,有m1v1=m2v2,由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r=可得,r与q成反比.由题意,大圆与小圆的直径之比为7∶1,半径之比为7∶1,则粒子与反冲核的电荷量之比为1∶7.反冲核的电荷量为7e,电荷数是7,其符号为N.碳14的衰变方程为C e N,故D正确.13.(2019·江西上饶模拟)用一个中子轰击U,可发生裂变反应生成Ba和Kr,已知U的质量为 235.043 9 u,Ba的质量为140.913 9 u Kr的质量为91.897 3 u,中子质量为1.008 7 u,1 u相当于931 MeV.(1)请写出裂变中的核反应方程;(2)求一个U在裂变反应中释放的核能;(3)求1 U全部反应释放的能量.解析:(1)根据质量数和电荷数守恒可得,该核反应方程为U n Ba Kr+n. (2)反应前后质量亏损为Δm=235.043 9 u+1.008 7 u-140.913 9 u- 91.897 3 u-3×1.008 7 u=0.215 3 u释放的能量为ΔE=0.215 3×931 MeV=200 MeV.(3)1 U的物质的量为n= mol=4.26×10-3 mol,1 U个数为N=4.26×10-3×6.02×1023=2.56×1021(个)因此,1 U完全裂变时释放的能量E=2.56×1021×200 MeV=5.12×1023MeV.答案:(1U n Ba Kr+n(2)200 MeV(3)5.12×1023 MeV。

2020届高考物理二轮复习专题强化练(含解析)【共18套150页】

本套资源目录2020届高考物理二轮复习专题强化练一力与物体的平衡含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练七碰撞与动量守恒定律含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练三力与曲线运动含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练九磁场及带电粒子在磁场中的运动含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练二力与直线运动含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练五功和功率动能定理含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练八电场及带电粒子在电场中的运动含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练六机械能守恒定律功能关系含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十一直流电路与交流电路含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十七选修模块含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十三三大观点解决电磁感应问题含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十二电磁感应规律及其应用含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十五力学实验含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十八选修模块含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十六电学实验含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十四近代物理初步含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练十带电粒子在复合场中的运动含解析2020届高考物理二轮复习专题强化练四万有引力定律与航天含解析专题强化练(一)考点1 物体的受力分析1．(2019·浙江卷)如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是( )A．小明与船之间存在摩擦力B．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C．杆对岸的力大于岸对杆的力D．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力解析：小明与船之间存在静摩擦力，A正确；杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力，B错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力，大小相等，C错误；小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆，两者不是作用力与反作用力，故D错误．答案：A2．(2018·商丘一模)如图所示，物体B与竖直墙面接触，在竖直向上的力F的作用下，A、B均保持静止，则物体B的受力个数为( )A．2个B．3个C．4个D．5个解析：物体A处于静止状态，其受到的合外力为零，受力分析如甲图所示；对物体A、B整体受力分析如图乙所示，竖直墙面对物体B没有弹力作用，则墙面也不会提供静摩擦力；对物体B受力分析，如图丙所示，则物体B受到4个力的作用，选项C正确．答案：C3．(2019·柳州模拟)两个质量相同的直角楔形物体a和b，分别在垂直于斜边的恒力F1和F2作用下静止在竖直墙面上，如图所示，下列说法正确的是( )A．a、b一定都受四个力的作用B．a、b所受摩擦力的方向都是竖直向上C．F2一定小于F1D．F1、F2大小可能相等解析：对a受力分析如图甲：除摩擦力外的三个力不可能平衡，故一定有摩擦力，摩擦力方向竖直向上，故a受四个力；除摩擦力外对b受力分析如图乙：除摩擦力外，F N、F2、mg三力有可能平衡，沿竖直方向和水平方向分解F2，设F2与竖直方向夹角为α则有：F2cos α＝mg，F2sin α＝F N，解得F2＝mgcos α；(1)若F2＝mgcos α没有摩擦力，此时b受3个力；(2)若F2＞mgcos α，摩擦力向下，b受四个力；(3)若F2＜mgcos α，摩擦力向上，b受四个力；F1和F2没有必然的联系，有可能相等，但也有可能不等，故D正确，A、B、C错误．答案：D考点2 共点力的平衡4．(2019·江苏卷)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为( )A.F Tsin αB.F Tcos αC ．F T sin αD ．F T cos α解析：以气球为研究对象，受力分析如图所示，则由力的平衡条件可知，气球在水平方向的合力为零，即风对气球作用力的大小为F ＝F T sin α，C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C5．(多选)(2019·烟台调研)如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点．已知容器半径为R 、与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是( )A ．轻弹簧对小球的作用力大小为32mg B ．容器相对于水平地面有向左的运动趋势 C ．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上 D ．弹簧原长为R ＋mgk解析：对小球受力分析，如图所示，因为θ＝30°，所以三角形OO ′P 为等边三角形，由相似三角形法得F N ＝F ＝mg ，所以A 项错误；由整体法得，容器与地面间没有相对运动趋势，B 项错误；小球处于平衡状态，容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡，故C 项正确；由胡克定律有F ＝mg ＝k (L 0－R )，解得弹簧原长L 0＝R ＋mg k，D 项正确．答案：CD考点3 动态平衡6．(多选)(2019·新乡模拟)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平．现使木板P 绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比( )A．B对A的支持力不变B．B对A的支持力减小C．木板对B的支持力增大D．木板对B的摩擦力增大解析：开始时，A只受到重力和支持力作用而处于平衡状态，所以B对A的支持力与A的重力大小相等、方向相反，A不受B的摩擦力作用，P转动后，A受到重力、B对A的支持力和摩擦力作用而平衡，此时B对A的支持力和摩擦力的合力与A的重力大小相等，所以B对A的支持力一定减小了，B正确，A错误；以整体为研究对象，受到总重力G、板的支持力F N和摩擦力F f作用，设板的倾角为θ，由平衡条件有F N＝G cos θ，F f＝G sin θ，θ减小，F N增大，F f减小，C正确，D错误．答案：BC7．(多选)(2019·潍坊调研)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则( )A．b对c的摩擦力一定减小B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小解析：若m a g＞m b g sin θ，则b对c的摩擦力平行于斜面向上，且随a中的沙子缓慢流出，b对c的摩擦力减小；若m a g＜m b g sin θ，则b对c的摩擦力平行于斜面向下，且随a中的沙子缓慢流出，b对c的摩擦力增大，A错误，B正确；以b、c为整体受力分析，应用平衡条件可得，地面对c的摩擦力方向一定水平向左，且F f＝m a g cos θ，随m a的减小而减小，C错误，D正确．答案：BD8．(多选)(2019·西安模拟)如图所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A 点，另一端绕过动滑轮P 悬挂一重物B ，其中绳子的PA 段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮P 的轴相连，在绕过光滑的定滑轮Q 后在其端点O 施加一水平向左的外力F ，使整个系统处于平衡状态，滑轮均光滑、轻质，且均可看作质点，现拉动绳子的端点O 使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较( )A ．拉力F 增大B ．拉力F 减小C ．角θ不变D ．角θ减小解析：以动滑轮P 为研究对象，AP 、BP 段绳子受的力始终等于B 的重力，两绳子拉力的合力在∠APB 的角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F 增大，A 项正确，B 项错误；PQ 与竖直方向夹角等于∠APB 的一半，故拉动绳子后角θ减小，C 项错误，D 项正确．答案：AD9．(2019·商丘模拟)如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m 的小球套在圆环上．一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移．在移动过程中手对线的拉力F 和轨道对小球的弹力F N 的大小变化情况是( )A ．F 不变，F N 增大B ．F 不变，F N 减小C ．F 减小，F N 不变D ．F 增大，F N 减小解析：小球沿圆环缓慢上移过程中，受重力G 、拉力F 、弹力F N 三个力处于平衡状态．小球受力如图所示，由图可知△OAB ∽△F N AF ，即：G R ＝F AB ＝F NR，当A 点上移时，半径R 不变，AB 长度减小，故F 减小，F N 不变，故选项C 正确．答案：C10．(多选)(2019·威海一中摸底)如图所示，质量均为m 的小球A 、B 用劲度系数为k 1的轻弹簧相连，B 球用长为L 的细绳悬于O 点，A 球固定在O 点正下方，当小球B 平衡时，所受绳子的拉力为F T 1，弹簧的弹力为F 1；现把A 、B 间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k 2(k 2＞k 1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时小球B 所受绳子的拉力为F T 2，弹簧的弹力为F 2.则下列关于F T 1与F T 2、F 1与F 2大小之间的关系，正确的是( )A ．F T 1＞F T 2B ．F T 1＝F T 2C ．F 1＜F 2D ．F 1＝F 2解析：以小球B 为研究对象，分析受力情况，如图所示．由平衡条件可知，弹簧的弹力F 和绳子的拉力T 的合力F 合与重力mg 大小相等，方向相反，即F 合＝mg ，作出力的合成图如图，由力三角形与几何三角形相似得：mg AO ＝F AB ＝F TOB.当弹簧劲度系数变大时，弹簧的压缩量减小，故AB 长度增加，而OB 、OA 的长度不变，故F T 1＝F T 2，F 2＞F 1，A 、D 错误，B 、C 正确．答案：BC考点4 电学中的平衡问题11．(2018·重庆高三测试)如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒，导体棒中电流为I .要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值为( )A.mg 2ILB.3mg 2ILC.mg ILD.3mg IL解析：平衡状态下导体棒受三个力，重力为恒力，支持力的方向不变，安培力的大小和方向不确定；由动态平衡知当安培力F 平行于斜面向上时安培力最小，则B 最小，即BIL ＝mg sin 30°，B ＝mg2IL，由左手定则知B 的方向垂直于斜面向下．答案：A12．(2019·青岛模拟)如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a 、b 、c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c 位于圆环最高点，ac 连线与竖直方向成60°角，bc 连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 小球带同种电荷B ．a 、b 小球带异种电荷，b 、c 小球带同种电荷C ．a 、b 小球电量之比为36D ．a 、b 小球电量之比为39解析：对c 小球受力分析可得，a 、b 小球必须带同种电荷，c 小球才能平衡．对b 小球受力分析可得，b 、c 小球带异种电荷，b 小球才能平衡．故A 、B 项错误；对c 小球受力分析，将力正交分解后可得：kq a q c r 2ac sin 60°＝k q b q cr 2bcsin 30°，又r ac ∶r bc ＝1∶3，解得q a ∶q b ＝3∶9.故C 项错误，D 项正确．答案：D专题强化练(七)考点1 冲量与动量定理的应用1．(2019·太原模拟)如图所示是一种弹射装置，弹丸的质量为m ，底座的质量为3m ，开始时均处于静止状态．当弹丸以速度v (相对于地面)发射出去后，底座的速度大小为v4，在发射弹丸过程中，底座受地面的摩擦力的冲量为( )A ．零 B.mv4，方向向右C.mv3，方向向右D.3mv4，方向向左解析：设向右为正方向，对弹丸，根据动量定理：I ＝mv ，力的作用是相互的，则弹丸对底座的作用力的冲量为：－mv ，对底座，根据动量定理：I f ＋(－mv )＝－3m ·v4得：I f＝mv4，为正表示方向向右，故B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B2．(多选)(2018·福建四校二次联考)如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m 的物体以速度v 从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t .对于这一过程，下列判断正确的是( )A ．斜面对物体的弹力的冲量为零B ．物体受到的重力的冲量大小为mgtC ．物体受到的合力的冲量大小为零D ．物体动量的变化量大小为mg sin θ·t解析：斜面对物体的弹力的冲量大小为：I ＝F N t ＝mg cos θ·t ，弹力的冲量不为零，故A 错误；物体所受重力的冲量大小为：I G ＝mg ·t ，物体受到的重力的冲量大小不为零，故B 正确；物体受到的合力的冲量大小为mgt sin θ，不为零，C 错误；由动量定理得，动量的变化量大小Δp ＝I 合＝mg sin θ·t ，D 正确．答案：BD3．(多选)(2019·曲靖模拟)如图所示，木板B 放在光滑的水平面上，滑块A 在木板上从右向左运动，刚滑上木板B的最右端时，其动能为E1，动量大小为p1；滑到木板B的最左端时，其动能为E2，动量大小为p2；A、B间动摩擦因数恒定，则该过程中，滑块A的平均速度大小为()A.E1＋E2p1＋p2B.E2－E1p2－p1C.E1p1＋E2p2D.E1p1－E2p2解析：设当滑块A从木板右端滑到左端时，经过的时间为t，发生的位移为x，则由动能定理得E2－E1＝－F f x；由动量定理得p2－p1＝－F f t，解得v＝xt＝E2－E1p2－p1；选项B正确，A错误；因E1p1＝12mv21mv1＝v12，E2p2＝12mv22mv2＝v22，因滑块A做匀变速直线运动，则平均速度v＝v1＋v22＝E1p1＋E2p2，选项C正确，D错误．答案：BC4．(2018·马鞍山模拟)质量为2 kg的小物块静止于光滑水平面上，从某一时刻开始，小物块所受的水平冲量与时间的关系如图所示，则在6 s内物块的位移为( )A．0 B．3 m C．6 m D．12 m解析：由图可知0～3 s内以及3～6 s内物块受到的冲量都是与时间成线性关系，可知在0～3 s内和3～6 s内物块受到的力都不变，物体做匀变速直线运动，在0～3 s内物块做初速度等于0的匀加速直线运动，在3～6 s内物块做匀减速直线运动，由运动的对称性可知，6 s末物块的速度又等于0.在0～3 s末，根据动量定理可得I＝Δp＝mv，所以v＝Im＝42m/s＝2 m/s，所以小物块在6 s内的位移x＝v2t1＋v2·t2＝v2·t＝22×6 m＝6 m．故C正确．答案：C考点2 碰撞和动量守恒定律的应用5．(2019·惠州模拟)质量为1 kg 的物体从距地面5 m 高处自由下落，落在正以5 m/s 的速度沿水平方向匀速前进的小车上，车上装有沙子，车与沙的总质量为4 kg ，地面光滑，则车后来的速度为(g 取10 m/s 2)( )A ．4 m/sB ．5 m/sC ．6 m/sD ．7 m/s解析：物体和车作用过程中，两者组成的系统水平方向不受外力，水平方向系统的动量守恒．已知两者作用前，车在水平方向的速度v 0＝5 m/s ，物体水平方向的速度v ＝0；设当物体与小车相对静止后，小车的速度为v ′，取原来小车速度方向为正方向，则根据水平方向系统的动量守恒得：mv ＋Mv 0＝(M ＋m )v ′，解得：v ′＝mv ＋Mv 0M ＋m ＝4×51＋4m/s ＝4 m/s ，故选项A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A6．(2019·烟台模拟)在光滑水平面上有三个弹性小钢球a 、b 、c 处于静止状态．质量分别为2m 、m 和2m .其中a 、b 两球间夹一被压缩了的弹簧，两球通过左右两边的光滑挡板束缚着．若某时刻将挡板撤掉，弹簧便把a 、b 两球弹出，两球脱离弹簧后，a 球获得的速度大小为v ，若b 、c 两球相距足够远，则b 、c 两球相碰后( )A ．b 球的速度大小为13v ，运动方向与原来相反B ．b 球的速度大小为23v ，运动方向与原来相反C ．c 球的速度大小为83vD ．c 球的速度大小为23v解析：设b 球脱离弹簧的速度为v 0，b 、c 两球相碰后b 、c 的速度分别为v b 和v c ，取向右为正方向，弹簧将a 、b 两球弹出过程，由动量守恒定律得0＝－2mv ＋mv 0，解得v 0＝2v ，b 、c 两球相碰过程，由动量守恒定律和机械能守恒得mv 0＝mv b ＋2mv c ，12mv 20＝12mv 2b ＋12·2mv 2c ，联立解得v b ＝－23v (负号表示方向向左，与原来相反)，v c ＝43v ，故B 正确．答案：B7．(多选)(2019·肇庆模拟)如图所示，光滑水平面上有大小相同的A 、B 两球在同一直线上运动．两球质量关系为m B ＝2m A ，规定向右为正方向，A 、B 两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞前后A 球动量变化量为－4 kg·m/s，则( )A ．左方是A 球，碰前两球均向右运动B ．右方是A 球，碰前两球均向左运动C ．碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D ．经过验证两球发生的碰撞不是弹性碰撞解析：大小相同的A 、B 两球在光滑水平面上发生碰撞，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得Δp A ＝－Δp B ，由题知Δp A ＝－4 kg·m/s，则得Δp B ＝4 kg·m/s.由于碰撞前两球均向右运动，所以左方是A 球，右边是B 球，故A 正确，B 错误；碰撞后，两球的动量分别为p A ′＝p A ＋Δp A ＝6 kg·m/s－4 kg·m/s＝2 kg·m/s，p B ′＝p B ＋Δp B ＝6 kg·m/s ＋4 kg·m/s＝10 kg·m/s，由于两球质量关系为m B ＝2m A ，那么碰撞后A 、B 两球速度大小之比为v ′A v ′B ＝p A ′m Ap B ′m B ＝25，故C 正确；碰撞前系统的总动能为E k ＝p 2A 2m A ＋p 2B2m B ＝18m A ＋362×2m A ＝27m A，碰撞后系统的总动能为E ′k ＝p ′2A 2m A ＋p 2B2m B ＝2m A ＋1002×2m A ＝27m A，可知碰撞过程系统的动能守恒，所以两球发生的碰撞是弹性碰撞，故D 错误．答案：AC8．(2018·宜昌模拟)如图所示，质量为M 的小车静止在光滑的水平面上，小车AB 段是半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道，BC 段是长为L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B 点，一质量为m 的滑块在小车上从A 点静止开始沿AB 轨道滑下，然后滑入BC 轨道，最后恰好停在C 点．已知小车质量M ＝3m ，滑块与轨道BC 间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g .则( )A ．全程滑块水平方向相对地面的位移R ＋LB ．全程小车相对地面的位移大小x ＝14(R ＋L )C ．滑块m 运动过程中的最大速度v m ＝2gRD ．μ、L 、R 三者之间的关系为R ＝4μL解析：设全程小车相对地面的位移大小为x ′，则滑块水平方向相对地面的位移x ＝R ＋L －x ′.取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得m xt －Mx ′t ＝0，即m R ＋L －x ′t －M x ′t＝0，结合M ＝3m ，解得x ′＝14(R ＋L )，x ＝34(R ＋L )，故A 错误，B 正确；滑块刚滑到B 点时速度最大，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒分别得0＝mv m －Mv 、mgR ＝12mv 2m ＋12Mv 2.联立解得v m ＝ 32gR ，故C 错误；对整个过程，由动量守恒定律得0＝(m ＋M )v ′，得v ′＝0，由能量守恒定律得mgR ＝μmgL ，得R ＝μgL ，故D 错误．答案：B考点3 动量和能量的综合应用9．(2019·株洲质检)如图，长l 的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上．后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒．当小球甲刚要落地时，其速度大小为( )A.2glB.glC.2gl 2D ．0解析：两球组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv －mv ′＝0，即v ＝v ′；由机械能守恒定律得：12mv 2＋12mv ′2＝mgl ，解得：v＝gl ，故B 正确．答案：B10．(多选)(2019·铜川模拟)如图所示，质量为M 的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为θ.一个质量为m 的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v 0开始运动．当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v ，距地面高度为h ，则下列关系式中正确的是( )A ．mv 0＝(m ＋M )vB ．mv 0cos θ＝(m ＋M )vC ．mgh ＋12(m ＋M )v 2＝12mv 20D ．mgh ＝12m (v 0sin θ)2解析：小物块上升到最高点时，速度与楔形物体的速度相同，系统水平方向动量守恒，全过程机械能也守恒．以向右为正方向，在小物块上升过程中，由水平方向系统动量守恒得：mv 0cos θ＝(m ＋M )v ，故A 错误，B 正确；系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh ＋12(m＋M )v 2＝12mv 20，故C 正确，D 错误．答案：BC11．(2019·南昌模拟)有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，在一光滑水平面上放置两个可视为质点的紧挨着的A 、B 两个物体，它们的质量分别为m 1＝1 kg ，m 2＝3 kg 并在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板，水平面右方接一光滑的14竖直圆轨道．开始A 、B 两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体A 向左运动与挡板碰后原速返回，在水平面上追上物体B 并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧最高点，已知圆弧的半径为R ＝0.2 m ，g 取10 m/s 2.求炸药爆炸时对A 、B 两物体所做的功．解析：炸药爆炸后，设A 的速度大小为v 1，B 的速度大小为v 2.取向左为正方向，由动量守恒定律得m 1v 1－m 2v 2＝0，A 物体与挡板碰后追上B 物体，碰后两物体共同速度设为v ，取向右为正方向，由动量守恒定律得m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v ，两物体上升到圆弧的最高点时速度为0，两物体的动能转化为重力势能，由机械能守恒定律得12(m 1＋m 2)v 2＝(m 1＋m 2)gR ，炸药爆炸时对A 、B 两物体所做的功W ＝12m 1v 21＋12m 2v 22，联立解得W ＝10.7 J. 答案：10.7 J12．(2019·廊坊模拟)如图所示，质量M ＝0.3 kg 的长木板A 放在光滑的水平面上，板长L ＝1.5 m ，在其左端放一质量m ＝0.1 kg 的物块B .现给A 和B 以大小相等、方向相反的水平初速度v 0＝2 m/s ，使A 开始向左运动、B 开始向右运动．物块与木板间的动摩擦因数为μ，g 取10 m/s 2.(1)要使物块B 不从长木板A 的右端滑落，求动摩擦因数μ的取值范围；(2)若B 恰好不从长木板A 的右端滑落，求B 相对长木板A 滑动过程中发生的对地位移大小．解析：(1)当物块B 滑到木板A 的最右端与木板有共同速度v 时，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律得Mv 0－mv 0＝(M ＋m )v ，根据能量守恒定律知12Mv 20＋12mv 20＝12(M ＋m )v 2＋μmgL ，联立解得v ＝1 m/s ，μ＝0.4，所以要使物块B 不从长木板A 的右端滑落，动摩擦因数μ的取值范围为μ≥0.4； (2)B 相对于A 滑动过程中的加速度大小a ＝μmg m＝μg ＝4 m/s 2，由运动学公式有2ax ＝v 20－v 2，解得B 相对长木板A 滑动过程中发生的对地位移x ＝0.375 m. 答案：(1)μ≥0.4 (2)0.375 m专题强化练(三)考点1 运动的合成与分解1．(2019·六安模拟)小船在400米宽的河中横渡，河水流速是2 m/s ，船在静水中的航速是4 m/s ，要使船的航程最短，则船头的指向和渡河的时间t 分别为( )A ．船头应垂直指向对岸，t ＝100 sB ．船头应与上游河岸成60°角，t ＝20033 sC ．船头应垂直指向对岸，t ＝20033 sD ．船头应与下游河岸成60°角，t ＝100 s解析：当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短，设船头与上游河岸方向的夹角为θ，则cos θ＝v 水v 船＝12，所以θ＝60°，渡河的位移x ＝d ＝400 m ，根据矢量合成法则有v 合＝v 2船－v 2水＝42－22m/s ＝2 3 m/s ，渡河时间t ＝d v 合＝40023 s ＝20033s ，故B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B2．(2019·济宁模拟)如图所示，细线一端固定在天花板上的O 点，另一端穿过一张CD 光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边缘．现将CD 光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v 匀速移动，移动过程中，CD 光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为θ时，小球上升的速度大小为( )A ．v sin θB ．v cos θC ．v tan θ D.vtan θ解析：将光盘水平向右移动的速度v 分解为沿细线方向的速度和垂直于细线方向的速度，而小球上升的速度大小与速度v 沿细线方向的分速度大小相等，故可得：v 球＝v sin θ，A 正确．答案：A3．(2019·临汾模拟)一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风力突然停止，则其运动的轨迹可能是( )解析：当有水平向右的风时，会产生水平向右的加速度，轨迹向右弯曲，风力停止时，合力向下，且轨迹不能急折，故C 项正确．答案：C考点2 平抛运动4.(多选)(2019·株洲模拟)将一小球以水平速度v 0＝10 m/s 从O 点向右抛出，经 3 s 小球恰好垂直落到斜面上的A 点，不计空气阻力，g 取10 m/s 2，B 点是小球做自由落体运动在斜面上的落点，如图所示，以下判断正确的是( )A ．斜面的倾角约是30°B ．小球的抛出点距斜面的竖直高度约是15 mC ．若将小球以水平速度v ′0＝5 m/s 向右抛出，它一定落在AB 的中点P 的上方D ．若将小球以水平速度v ′0＝5 m/s 向右抛出，它一定落在AB 的中点P 处解析：设斜面倾角为θ，对小球在A 点的速度进行分解有tan θ＝v 0gt，解得θ＝30°，A 项正确；小球距过A 点水平面的距离为h ＝12gt 2＝15 m ，所以小球的抛出点距斜面的竖直高度肯定大于15 m ，B 项错误；若小球的初速度为v 0′＝5 m/s ，过A 点作水平面，小球落到水平面的水平位移是小球以初速度v 0＝10 m/s 抛出时的一半，延长小球运动的轨迹线，得到小球应该落在P 、A 之间，C 项正确，D 项错误．答案：AC5．(2019·广东四校联考)从同一高度同时将a 、b 两个完全相同的小球分别竖直上抛和斜上抛，它们的初速度大小相同；若不计空气阻力，则以下说法中正确的是( )A ．在空中运动的过程中，两球的加速度相同B ．两球触地时的瞬时速率不同C ．两球在空中运动的时间相同D ．两球运动的位移相同解析：两球在空中都只受重力作用，两球的加速度都为重力加速度g ，A 项正确；因两球都只受重力，则机械能均守恒，据机械能守恒定律有12mv 20＋mgh ＝12mv 2t ，可知两球触地时的速率相同，B 项错误；因两球以相同的速率分别竖直上抛和斜上抛，则知两球在空中运动时间不同，C 项错误；因两球初始时运动方向不同，则它们发生的位移不同，D 项错误．答案：A6．(多选)(2018·天水二模)如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上．若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v 0，不计空气阻力．运动员飞出后在空中的姿势保持不变．重力加速度为g ，则()A ．如果v 0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B ．不论v 0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C ．运动员在空中经历的时间是2v 0tan θg D．运动员落到雪坡时的速度大小是v 0cos θ解析：设在空中飞行时间为t ，运动员竖直位移与水平位移之比y x ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0＝tan θ，则有飞行的时间t ＝2v 0tan θg，故C 正确；竖直方向的速度大小为v y ＝gt ＝2v 0tan θ，运动员落回雪坡时的速度大小v ＝v 20＋v 2y ＝v 01＋4tan 2θ，故D 错误；设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则tan α＝v y v x ＝2v 0tan θv 0＝2tan θ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A 错误，B 正确．答案：BC考点3 圆周运动7.(2019·惠州模拟)如图所示，一个菱形框架绕着过对角线的竖直轴匀速转动，在两条边上各有一个质量相等的小球套在上面，整个过程小球相对框架没有发生滑动，A 与B 到轴的距离相等，则下列说法正确的是( )A ．框架对A 的弹力方向垂直框架向下B ．框架对B 的弹力方向可能垂直框架向下。

2020届全国1卷高三理综物理基础复习讲义第12讲(力学实验)

2020届高三理综物理基础复习讲义第12讲力学实验基础【高频考点】1.基本仪器读数类实验；2.“纸带类”实验；3.“橡皮条、弹簧、碰撞”实验；4.力学创新实验【必备知识】1. 研究匀变速直线运动：（1）电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、、导线、电源、复写纸片. （2）利用逐差法求解平均加速度a 1＝s 4－s 13T 2，a 2＝s 5－s 23T 2，a 3＝s 6－s 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33＝（3）③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝s n ＋s n ＋12T ＝d n ＋1－d n －12T2..螺旋测微器读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)× (mm).3.游标卡尺读数：若用x 表示从主尺上读出的整毫米数，K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x ＋K ×精确度)mm.4.探究弹力与弹簧伸长的关系：弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大.弹力F 与弹簧伸长量x 满足F ＝kx 的关系.图象分析法：作出F －Δx 图象.此图象是过坐标原点的一条直线，即F 和Δx 成正比关系.5.验证例的平行四边形定则：互成角度的两个力F 1、F 2与另外一个力F ′产生相同的效果，看F 1、F 2用平行四边形定则求出的合力F 与F ′在实验误差允许范围内是否相同.6.探究加速度与力、质量的关系：(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系.(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系. (3)作出a －F 图象和a －m1图象，确定其关系.（4）平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能下滑.（5）小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先后，断开电源，取下纸带编号码.7.验证机械能守恒定律：通过实验，求出做自由落体运动物体的_____ ____和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律.【高考真题】1.（2012新课标卷22）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。

2020新课标高考物理课后演练：力学实验与创新课后演练强化训练含解析

教课资料范本2020新课标高考物理课后操练：力学实验与创新课后操练加强训练含分析编辑： __________________时间： __________________(建议用时： 60 分钟 )1. 以下图，用铁架台、弹簧和多个质量均为m 的钩码研究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．(1)为达成实验，还需要的实验器械有：__________________________________ ．(2)实验中需要丈量的物理量有：________________________________ ．(3)为达成该实验，设计实验步骤以下：A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x， F)对应的点，并用光滑的曲线连结起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧邻近竖直固定一把刻度尺；D．挨次在弹簧下端挂上 1 个、 2 个、 3 个、 4 个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，而后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．第一试试写成一次函数，如果不可以，则考虑二次函数；F．解说函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后次序摆列出来：_______________________________.分析： (1) 依据实验原理可知还需要刻度尺来丈量弹簧原长和伸长量；(2)依据实验原理，实验中需要丈量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量 (或与弹簧对应的长度)；(3)依据达成实验的合理性可知先后次序为CBDAEFG.答案： (1) 刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度) (3)CBDAEFG2．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学获取一条用打点计时器打下的纸带，以下图，并在其上取了A、B、 C、 D、 E、F 、 G 共 7 个计数点，图中每相邻两个计数点间还有 4 个点没有画出，打点计时器接频次f＝ 50 Hz 的沟通电源．(1)打下 E 点时纸带的速度 v E＝ ________(用给定字母表示 ) ；(2)若测得 d6＝ 65.00 cm ，d3＝19.00 cm，物体的加快度 a＝ ________ m/s 2；(3)假如当时交变电流的频次f>50 Hz ，但当时做实验的同学其实不知道，那么测得的加快度值和真切值对比 ________(选填“偏大”或“偏小”)．分析： (1) 因为图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为 5T，利用匀变速直线运动的推论得v E＝d5－ d3＝（ d5－ d3） f10.10T(2) 依据匀变速直线运动的推论x ＝ aT 2可得 a ＝xDG －xAD＝（ d6－ d3）－ d3＝（3×0.1 s） 2（ 3×5T ）23.00 m/s2.(3)假如在某次实验中，沟通电的频次f>50 Hz ，则实质打点周期变小，依据运动学公式x＝ aT2得，丈量的加快度值和真切的加快度值对比偏小．（d5－ d3） f答案： (1)(2)3.00 (3)偏小103．在用以下图的装置“考证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一准时，考证小车加快度 a 与协力 F 的关系．(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在以下器械中一定使用的有________(选填选项前的字母)．A ． 220 V 、 50 Hz 的沟通电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平 (附砝码 )(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的选项是________．A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B．在调整长木板的倾斜度均衡摩擦力时，应该将砝码和砝码盘经过细线挂在小车上C．在调整长木板的倾斜度均衡摩擦力时，应该将穿过打点计时器的纸带连在小车上(3)某同学获取了以下图的一条纸带，由此获取小车加快度的大小a ＝ ________ m/s 2.(4) 在本实验中以为细线的拉力F 等于砝码和砝码盘的总重力mg ，由此造成的偏差是________( 选填“系统偏差”或“有时偏差”)．设拉力的真切值为F 真，小车的质量为 M ，为mg － F 真 m了使<5% ，应该知足的条件是 M <________ ．F 真分析： (1)打点计时器接沟通电源，办理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离，还要用到天平测砝码和砝码盘的质量，应选A 、C 、 E.(2)在均衡摩擦力时，不可以挂盘；要保证细线和纸带与木板平行，先接通电源，再开释小车，若纸带做匀速直线运动，则纸带上的点间距是均匀的，即说明均衡了摩擦力，应选A 、C.(3)由图知 AC ＝ 6.40 cm ， CE ＝ 8.80 cm ， CE － AC ＝ a(2T)2，得 a ＝CE － AC＝ 15 m/s 2.4T2(4)小车在做匀加快直线运动时，砝码和砝码盘也在做匀加快直线运动，细线的拉力F 一定小于砝码和砝码盘的总重力mg ，此偏差不可以防止，为系统偏差；小车与砝码和砝码盘都在做加快度为 a 的匀加快直线运动，对砝码和砝码盘有mg — F 真＝ ma ，对小车有 F 真＝ Ma ，代入 mg － F 真 mF 真 <5% ，得 M <5%.答案： (1)ACE (2)AC (3)15 (4)系统偏差 5%4．某同学用如图甲所示的实验装置来考证“力的平行四边形定章”．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 静止在某地点．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 点的地点和拉线的方向．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N ，图乙中的示数为 ________N.(2)以下实验要求中不用要的是________． (填写选项前对应的字母，下同)A ．细线应尽可能长一些B ．应丈量重物 M 所受的重力C ．细线 AO 与 BO 之间的夹角应尽可能大于90°(3)图丙是在白纸上依据实验结果画出的力的图示，以下说法正确的选项是________．A ．图中的 F 是力 F1和 F2协力的理论值B．图中的F′是力 F1和 F 2协力的理论值C． F 是力 F1和 F2协力的实质丈量值D．本实验将细绳都换成橡皮条，相同能达到实验目的(4)本实验采纳的科学方法是________．A ．理想实验法B ．等效代替法C．控制变量法D．成立物理模型法分析： (1) 弹簧测力计每 1 N 被分红 10 格，每一小格为0.1 N，则弹簧测力计的读数为 3.80 N；(2)细线应尽可能长一些，能更为正确的记录力的方向；实验经过作出弹簧的弹力和重物的重力这三个力的图示，来考证“ 力的平行四边形定章” ，所以重物的重力一定要知道；细线 AO 与 BO 之间的夹角适合大一点，不必定一定大于90°；只需考证两弹簧测力计拉力的协力大小等于重物的重力，方向竖直向上即可，每次只需保证O 点保持静止即可，没必需每次都使 O 点静止在同一地点；(3)在本实验中，依据平行四边形定章作出的协力F′是力 F 1和 F 2协力的理论值，而用一个弹簧测力计拉出的力 F 是 F1和 F 2协力的实质丈量值，本实验将细绳都换成橡皮条，相同能达到实验目的；(4)本实验采纳的科学方法是等效代替法．答案： (1)3.80(3.79 ～ 3.81)(2)CD (3)BCD(4)B5． (20xx ·湖州模拟 )某同学利用图甲研究力对物体做的功与物体速度的关系，获取了如下表的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度0.71 1.23 1.42 1.58 1.87－v/(m· s1)(注：每条橡皮筋拉长的长度都相同)(1)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，在图乙中大概画出橡皮筋所做的功W 与小车速度v 关系的图象．(2)由图象大概可判断出W 与 v 的关系可能是________．分析： (1)依据表中数据可知，橡皮筋做的功与小车获取的速度相关，而且做功越多，小车获取的速度越大．据描点法可知，W 与 v 的图线为抛物线，以下图．(2)由图象大概可判断出W 与 v 的关系可能是W∝v2 .答案： (1) 看法析图(2) W∝v26．利用以下图装置做“考证机械能守恒定律”实验．(1)为考证机械能能否守恒，需要比较重物着落过程中随意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹 )、电磁打点计时器、导线及开关外，在以下器械中，还一定使用的两种器械是________．A．沟通电源B．刻度尺C．天平 (含砝码 )(3)实验中，先接通电源，再开释重物，获取以下图的一条纸带．在纸带上选用三个连续打出的点A、 B、 C，测得它们到开端点O 的距离分别为h A、 h B、 h C.已知当地重力加快度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打 O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化量E p＝____________ ，动能变化量E k＝ ________．(4)大部分学生的实验结果显示，重力势能的减少许大于动能的增添量，原由是________．A ．利用公式v＝ gt 计算重物速度B．利用公式v＝2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采纳多次实验取均匀值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能能否守恒，在纸带上选用多个计数点，丈量它们到起始点 O 的距离 h，计算对应计数点的重物速度v，描述 v2－ h 图象，并做以下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物着落过程中机械能守恒，请你剖析论证该同学的判断能否正确．分析： (1)重物着落过程中重力势能减少，动能增添，故该实验需要比较重物着落过程中随意两点间的动能变化量与势能变化量在偏差范围内能否相等， A 项正确．(2)电磁打点计时器使用的是沟通电源，故要选A，需要测纸带上两点间的距离，还需要刻度尺，选B，依据 mgh＝12mv2－ 0 可将等式两边的质量抵消，不需要天平，不需用 C.(3)重物的重力势能变化量为E p＝－ mgh B，1 1 hC－hA2动能的变化量E k＝2mv2B＝2m 2T.(4)重物重力势能的减少许略大于动能的增添量，是因为重物着落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响， C 正确．(5)该同学的判断不正确，在重物着落h 的过程中，若阻力1f 恒定，依据 mgh－ fh＝ mv2－2f0，则 v2＝ 2 g－m h 可知， v2－ h 图象就是过原点的一条直线．要想经过v2－ h 图象的方法验证机械能能否守恒，还一定看图象的斜率能否靠近2g.答案： (1)A(2)AB (3)－ mgh B 1mhC－hA2(5) 不正确，原由看法析22T(4)C7．(20xx ·宁模拟南 )以下图为“考证碰撞中的动量守恒”实验装置表示图．实验步骤为：A．在地面上挨次铺白纸和复写纸．B．确立重锤对应点O.C．不放球2，让球 1 从斜槽滑下，确立它落地址地点P.D．把球 2 放在立柱上，让球 1 从斜槽滑下，与球 2 正碰后，确立球 1 和球 2 落地址地点M和N.E．用刻度尺丈量OM 、 OP、 ON 的长度．－－－F．看 m1OM ＋ m2ON与 m1OP能否相等，以考证动量守恒．上述步骤有几步不完美或有错误，请指出并写出相应的正确步骤．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.分析：为使小球走开轨道时的初速度相等，每次开释小球时应从同一高度由静止开释，故步骤 D 不完美；两球走开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t 相等，若碰撞过程动量守恒，则有m v ＝ m v ′＋ m v ′，两边同乘以t 得 m v t ＝ m v ′t ＋m v ′t ，1 11 12 21 1 1 12 2即为 m 1－＝ m 1 －＋ m 2 －－ d) ，故步骤 F 错误． OP OM (ON答案： D 不完美，小球 1 应从斜槽的同一高度由静止开释；F 错误，应考证 1－＝m 1－＋ m 2 －－ d)m OP OM (ON8．某同学设计了一个用电磁打点计时器考证动量守恒定律的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推进小车A 使之做匀速直线运动，而后与本来静止在前面的小车B 相碰并粘合成一体，持续做匀速直线运动．他设计的装置如图甲所示．在小车 A 后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频次为50 Hz ，长木板下垫着薄木片以均衡摩擦力．(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上 )． A 为运动的起点，则应选 ________段来计算 A 碰前的速度．应选 ________段来计算 A 和 B 碰后的共同速度 (以上两空选填 “AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”)．(2)已测得小车 A 的质量 m ＝ 0.4 kg ，小车 B 的质量为 m ＝0.2kg ，则碰前两小车的总动12量为 ________kg · m/s ，碰后两小车的总动量为 ________kg · m/s.分析： (1)从纸带上打点的状况看，BC 段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，所以 BC 段能较正确地描述小车A 在碰撞前的运动状况，应采纳BC 段计算小车 A 碰前的速度．从 CD 段打点的状况看，小车的运动状况还没稳固，而在 DE 段内小车运动稳固，故应采纳 DE 段计算 A 和 B 碰后的共同速度．BC10.50 ×10－ 2 (2)小车 A 的碰撞前的速度 v 0＝ 5T ＝5×0.02 m/s ＝ 1.050 m/s ，小车 A 在碰撞前的动量 p 0 ＝ m 1v 0＝ 0.4× 1.050 kg · m/s ＝0.420 kg ·m/s.碰撞后 A 、 B 的共同速度 v ＝ DE ＝6.95 ×10－2m/s ＝0.695 m/s ，5T 5×0.02碰撞后 A 、 B 的总动量 p ＝ (m 1 ＋m 2)v ＝ (0.2＋ 0.4)× 0.695 kg · m/s ＝ 0.417 kg · m/s. 答案： (1)BC DE (2)0.4200.417。

2020高考物理：力学实验(通用)练习及答案

2020高考物理力学实验（通用）练习及答案**力学实验**1、一实验小组用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒，实验装置如图所示．(1)实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨________；充气后，当滑块在导轨上能________运动时，说明气垫导轨已经调节好．(2)实验时，先使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，然后释放滑块1，滑块1通过光电门1后与右侧固定有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；实验中需要测量滑块1(包括挡光片)的质量m1、滑块2(包括弹簧和挡光片)的质量m2、滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1、通过光电门2的挡光时间Δt2，还需要测量____________、____________.(写出物理量及其表示符号)(3)如果表达式____________成立，则说明滑块碰撞过程中动量守恒．(用物理量的符号表示)2、为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验．实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响．将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点．分别测量PO、OQ的长度h和s.(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________(填“增大”或“减小”)重物B的质量．(2)滑块A在PO段和OQ段运动的加速度的比值为________．(3)实验测得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为________(用m、M、h、s表示)．(4)以下能减小实验误差的是________(填序号)．A．改变h，测量多组h和s的值，算出结果求平均值B．增加细线的长度C．减小细线与滑轮的摩擦3、用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．主要实验步骤如下：a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示．c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示．结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有A和C(填选项前的字母)．A．电压合适的50 Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C 对应的坐标点，并画出v-t图象．答案：如图所示(3)观察v-t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是小车的速度随时间均匀变化，v-t图象斜率的物理意义是加速度．(4)描绘v-t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是越小越好(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差有关(选填“有关”或“无关”)．(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想．请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的．4、(2019·广东潮州测试)如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。

【步步高】(广东专用)2021高考物理二轮复习专题十二力学和热学实验与创新训练

【步步高】（广东专用）2021高考物理二轮复习专题十二力学和热学实验与创新训练考向1 探究弹力和弹簧伸长的关系例1 (2020·新课标Ⅱ·23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系．实验装置如图1所示：一平均长弹簧竖直悬挂，7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，能够读出指针的位置，P 0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0；挂有质量为0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为x .测量结果及部分运算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s 2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.图1P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 x 0(cm)x (cm)n10 20 30 40 50 60 k (N/m)163 1k (m/N)1 9 9 6 7 (1)(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图2给出的坐标纸上画出1k—n 图像．图2(3)图2中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________ N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系表达式为k ＝________ N/m.解析 (1)依照胡克定律有mg ＝k (x －x 0)，解得k ＝mg x －x 0＝错误! N/m ≈ N/m ，错误!≈ 2 m/N. (2)1k－n 图像如图所示(3)依照图像可知，k 与n 的关系表达式为k ＝错误! N/m ，k 与l 0的关系表达式为k ＝错误! N/m.答案 (1) 2 (2)见解析图(3)错误!(在错误!～错误!之间均可) 错误!(在错误!～错误!之间均可)以题说法实验数据处理方法：(1)列表法将测得的实验数据填入设计好的表格之中，能够分析两物理量间的定性关系．(2)图象法依照记录的实验数据在直角坐标系内进行作图．若是曲线应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线．或在直线两侧平均分布．(3)函数法往往是依照图象得到物理量间的函数关系方程式．如图3为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺．现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表：图3钩码数n 01234 5刻度尺读数x n(cm)2题：(1)请依照表格数据运算出弹簧的劲度系数k＝____ N/m.(结果保留两位有效数字)(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲度系数k的值与真实值相比较____________(填“偏大”、“偏小”或“没有阻碍”)．答案(1)32 (2)没有阻碍解析(1)依照胡克定律k(x－x0)＝nm0g，代入数据求k，再求平均得k＝32 N/m；(2)因在运算弹力时把弹簧自身的重量引起的形变量减去了，故弹簧自身有重量对测量值没有阻碍．考向2 验证力的平行四边形定则例2(2020·江苏·11)小明通过实验验证力的平行四边形定则．图4(1)实验记录纸如图4所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1＝ N、F2＝ N和F3＝ N．请依照图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．(2)认真分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，阻碍实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发觉读数不相同，因此进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的阻碍．实验装置如图5所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．图5两次实验记录的轨迹如图6所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为________．图6(3)依照(2)中的实验，能够得出的实验结果有哪些？________(填写选项前的字母)A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)依照小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．解析(1)作出的图示如图所示．(2)重物受力情形如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力T的方向相同，故水平拉力F大小相等，即F a＝F b.(3)依照题图可知，选项B、D正确，选项A、C错误．(4)橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差．答案(1)见解析图(F合＝～ N都算对)(2)F a＝F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧)以题说法 1.本实验考查的重点是“力作用成效的等效性”．2．对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也是考查的重点．有同学利用如图7所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平稳时，依照钩码的个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB和F T OC，回答下列问题：图7(1)改变钩码个数，实验能完成的是________．A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数，N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________；________________________________________________________________________.答案(1)BCD (2)标记结点O的位置钩码的个数N1、N2、N3OA、OB、OC三段绳子的方向解析(2)为验证平行四边形定则，必须通过作受力图．因此先明确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示．因此要做好记录，需从力的三要素角度动身：需记录O 点的位置；钩码的个数N 1、N 2、N 3；拉力F T OA 、F T OB 、F T OC 的方向．考向3 探究加速度与力、质量的关系例3 如图8所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图．图中A 为小车，质量为m 1，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B ，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上，P 的质量为m 2，C 为弹簧测力计，实验时改变P 的质量，读出测力计不同读数F ，不计绳与滑轮之间的摩擦．图8(1)下列说法正确的是( )A ．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B ．实验时应先接通电源后开释小车C ．实验中m 2应远小于m 1D ．测力计的读数始终为m 2g2(2)如图9为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是________ m/s 2.(交流电的频率为50 Hz ，结果保留二位有效数字)图9(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平稳摩擦力这一步骤，他测量得到的a —F 图象，可能是下列哪个选项中的图象( )解析 (1)该实验要平稳摩擦力，故A 错误；拉力可由测力计示数获得，故不要求重物质量远小于小车质量，故C 错误；由于重物向下加速运动，由牛顿第二定律：m 2g －2F ＝m 2a ，解得：F ＝m 2g －m 2a 2，故D 错误；故选B. (2)依照匀变速直线运动的推论公式Δx ＝aT 2，有：a ＝0.50 m/s 2.(3)若没有平稳摩擦力，则当0＜F ≤F f 时，a ＝0.也确实是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，因此该同学测得的a －F 图象可能是选项C 中的图象．答案 (1)B (2) (3)C 以题说法《考试大纲》规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理和验证机械能守恒定律．这类实验的关键是要把握纸带的分析处理方法，关于纸带常有以下三大应用．1．由纸带确定时刻要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和运算，一样每五个点取一个计数点，如现在间间隔为Δt ＝×5 s＝ s.2．求解瞬时速度利用做匀变速直线运动的物体在一段时刻内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图10所示，打n 点时的瞬时速度v n ＝x n ＋x n ＋12T图103．用“逐差法”求加速度如图11所示，a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 33T2图11有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d )通过光电门的时刻Δt 内的平均速度看做物体通过光电门的瞬时速度，即v ＝dΔt. (2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L ，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝v 22－v 212L . 某同学利用如图12甲所示装置来研究加速度与力的关系．他将光电门1和2分别固定在长木板的A 、B 两处，换用不同的重物通过细线拉同一小车(小车质量约为200克)，每次小车都从同一位置由静止开释．图12(1)长木板右端垫一物块，其作用是用来______________________________________；(2)用游标卡尺测得遮光条的宽度为________ cm ；(3)关于所挂重物的质量，以下取值有利于减小实验误差的是________．(填选项前字母)A ．1克B ．5克C ．10克D ．40克(4)现用该装置来探究功与速度变化的关系，关闭光电门2，测出多组重物的质量m 和对应遮光条通过光电门1的时刻Δt ，通过描点作出线性图象，应作出________图象．(填选项前字母)A ．Δt －mB ．Δt 2－mC ．m －1ΔtD ．m －1Δt2 答案 (1)平稳摩擦力 (2) (3)BC (4)D解析 (1)长木板右端垫一物块，调整后能够使小车的下滑分力与受到的摩擦力平稳．(2)从游标卡尺读出：5 mm ＋2×0.1 mm＝5.2 mm ＝0.52 cm.(3)应使拉力远小于小车的重力，这时拉力才接近重物的重量，但假如选A ，由于拉力太小，不容易观看，因此不能选A ，只能选B 、C.(4)实际验证的是mgh ＝12Mv 2，而v ＝d Δt ，由于做出的图象为直线，因此应该做出m －1Δt2图象．考向4 探究动能定理例4 (2020·天津·9(2))某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车内，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还预备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图13所示．图13①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些________．②实验开始时，他先调剂木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他如此做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．A．幸免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．能够保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平稳摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力③平稳摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发觉小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点运算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：___________________________________________.④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发觉拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情形可能是下列哪些缘故造成的________(填字母代号)．A．在接通电源的同时开释了小车B．小车开释时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平稳掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力解析①本实验需要明白小车的动能，因此还需要用天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度．②牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平稳摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D正确．③在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度能够增加小车的质量，故可在小车内加适量砝码(或钩码)．④当小车在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C、D 正确．答案①刻度尺、天平(包括砝码) ②D③可在小车内加适量砝码(或钩码) ④CD以题说法明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似，能够进行知识与方法的迁移．学会利用所学知识，对实验器材或实验方法加以重组，完成新的实验设计．在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图14所示的装置，拉力传感器固定在小车内，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T ，实验的部分步骤如下：图14(1)平稳小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M ，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器邻近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后__________，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图15所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O 、A 、B 、C 、D 、E 等多个计数点，各个计数点到O 点间的距离分别用h A 、h B 、h C 、h D 、h E 、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D 点时的动能表达式为____________________，若拉力传感器的读数为F ，计时器打下A 点到打下D 点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为______________．图15(4)某同学以A 点为起始点，以A 点到各个计数点动能的增量ΔE k 为纵坐标，以A 点到各个计数点拉力对小车所做的功W 为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此能够得到的结论是_____________________________________．答案 (1)间距相等 (2)开释小车 (3)M h E －h C 28T2 F (h D －h A ) (4)外力所做的功等于物体动能的变化量解析 (1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔平均的点时，小车做匀速直线运动，受力平稳．(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再开释小车．(3)D 点的瞬时速度等于CE 段的平均速度，即v D ＝h E －h C 2T ，故打下D 点时的动能为E k D ＝12Mv 2D ＝M h E －h C28T 2；拉力对小车做的功为W ＝F (h D －h A )．(4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45°，可得出方程式ΔE k＝W，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量．考向5 验证机械能守恒定律例5为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透亮直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图16所示．当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就能够显示物体的挡光时刻，所用的光电门传感器可测的最短时刻为 ms.将具有专门好挡光成效的宽度为d＝×10－3 m的黑色磁带贴在透亮直尺上．实验时，将直尺从一定高度由静止开释，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时刻Δt i与图中所示的高度差Δh i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(表格中M为直尺质量，取g＝9.8 m/s2)．图16Δt i (10－3s)v i ＝d Δt i(m·s －1)ΔE i ＝12Mv 2i－12Mv 21 Δh i (m) Mg Δh i12 0.58M 0.58M3 2.24M 2.25M4 3.10M3.14M 5(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用v i ＝Δt i 求出的，请你简要分析该同学如此做的理由是：_______________________________________________. (2)请将表格中的数据填写完整．(3)通过实验得出的结论是：______________________________________________. (4)依照该实验，请你判定下列ΔE k －Δh 图象中正确的是( )解析 (1)瞬时速度等于极短时刻或极短位移内的平均速度，故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用v i ＝dΔt i求出． (2)第5点速度为v 5＝dΔt 5＝错误!≈4.22 m /s.从第5点到第1点间动能的增加量为 ΔE k ＝12Mv 25－12Mv 21＝12×M ×－≈4.01M .从第5点到第1点间重力势能的减少量为ΔE p ＝Mg Δh 5＝M ××≈4.02M .(3)从表中数据可知，在误差承诺的范畴内，重力势能的减少量等于动能的增加量． (4)依照动能定理可知：Mg Δh ＝ΔE k ，故ΔE k －Δh 的图象是一条过原点的直线，故C 正确．答案 (1)瞬时速度等于极短时刻或极短位移内的平均速度 (2) 4.01M 4.02M (3)在误差承诺的范畴内，重力势能的减少量等于动能的增加量 (4)C 以题说法本实验数据处理的方法方法1：利用起点和第n 点：验证gh n ＝12v 2n .方法2：任取较远两点A 、B ：验证gh AB ＝12v 2B －12v 2A .方法3：图象法．如图17甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德(G·Atwood 1746－1807)创制的一种闻名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．图17(1)实验时，该同学进行了如下操作：①将质量均为M (A 的含挡光片、B 的含挂钩)的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出________________(填“A 的上表面”、“A 的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h .②在B 的下端挂上质量为m 的物块C ，让系统(重物A 、B 以及物块C )中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时刻为Δt .③测出挡光片的宽度d ，运算有关物理量，验证机械能守恒定律．(2)假如系统(重物A 、B 以及物块C )的机械能守恒，应满足的关系式为________________________(已知重力加速度为g )．(3)引起该实验系统误差的缘故有____________________________________ (写一条即可)．(4)验证实验终止后，该同学突发奇想：假如系统(重物A 、B 以及物块C )的机械能守恒，不断增大物块C 的质量m ，重物B 的加速度a 也将不断增大，那么a 与m 之间有如何样的定量关系？a 随m 增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：①写出a 与m 之间的关系式：___________________________________ (还要用到M 和g )． ②a 的值会趋于________．答案 (1)①挡光片中心 (2)mgh ＝12(2M ＋m )(d Δt)2(3)绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等 (4)①a ＝mg 2M ＋m ＝g2Mm＋1②重力加速度g 解析 (1)、(2)需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，系统的末速度为：v ＝dΔt，则系统重力势能的减少量ΔE p ＝mgh ，系统动能的增加量为：ΔE k ＝12(2M ＋m )v 2＝12(2M ＋m )(d Δt )2，若系统机械能守恒，则有：mgh ＝12(2M ＋m )(dΔt)2.(3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验系统误差的缘故可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等．(4)依照牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg ，则系统加速度为：a ＝mg 2M ＋m ＝g2Mm＋1，当m 不断增大，则a 趋于g . 考向6 验证动量守恒定律例6 在实验室里为了验证动量守恒定律，一样采纳如图18甲、乙所示的两种装置：图18(1)若入射小球质量为m 1，半径为r 1；被碰小球质量为m 2，半径为r 2，则________． A ．m 1＞m 2，r 1＞r 2 B ．m 1＞m 2，r 1＜r 2 C ．m 1＞m 2，r 1＝r 2 D ．m 1＜m 2，r 1＝r 2(2)若采纳图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________． A ．直尺 B ．游标卡尺 C ．天平 D ．弹簧测力计E．秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______．(用装置图中的字母表示)解析(1)实验中必须用半径相等的小球，以满足对心碰撞；入射球的质量必须大于被碰球的质量，防止两球碰撞时入射球反弹，答案选C.(2)若采纳图乙所示装置进行实验，只需要用直尺测量小球落地点到O点的距离和小球的质量，因此测量工具选择A、C即可．(3)用图甲所示装置进行实验时，所得“验证动量守恒定律”的结论为m1OP＝m1OM＋m2O′N. 答案(1)C (2)AC (3)m1OP＝m1OM＋m2O′N考向7 用油膜法估测分子的大小例7在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：a．往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳固后将适量的痱子粉平均地撒在水面上．b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳固．c．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，运算出油膜的面积，依照油酸的体积和面积运算出油酸分子直径的大小．d．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此运算出一滴油酸酒精溶液的体积．e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描画在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的字母)图19实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为A，测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴，将一滴该溶液滴入盛水的浅盘内，稳固后形成的油膜形状如图19所示，测得油膜占有的小正方形个数为X，每一个小方格的边长为a.(2)用以上字母表示油酸分子直径的大小d＝________.(3)从图中数得油膜占有的小正方形个数为X＝________.(4)该同学实验中最终得到的运算结果和大多数同学的比较，发觉自己所测数据偏大，则对显现这种结果的缘故，下列说法中可能不正确的是________． A ．错误地将油酸酒精溶液的体积直截了当作为油酸的体积进行运算 B ．运算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C ．运算油膜面积时，只数了完整的方格数 D ．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开解析 (1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积V N(题中的d)→预备浅水盘(a)→形成油膜(b)→描画油膜边缘(e)→测量油膜面积(c)→运算分子直径(c)．(2)运算步骤：先运算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积＝一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例．得：V 0＝V ·AN，再运算油膜面积，S ＝X ·a 2最后运算分子直径d ＝V 0S ＝VANXa 2①(3)按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜占有的小正方形个数为57个． (4)同学实验中最终得到的运算结果和大多数同学的比较，发觉自己所测数据偏大，依照公式①可知显现这种结果的缘故可能是公式中的体积偏大或运算的油膜的面积偏小的缘故．错误地将油酸酒精溶液的体积直截了当作为油酸的体积进行运算，V 偏大，故A 正确；运算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，故B 错误；运算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，故C 正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，故D 正确．本题要求选择不正确的，故选B. 答案 (1)dabec (2)V ·ANXa 2(3)57 (4)B12．力学创新实验的分析技巧例6 (10分)用如图20所示实验装置测量滑块A 与木板间的动摩擦因数．长木板水平固定，细线跨过定滑轮与滑块A 、重锤B 相连．将细线拉直，测出B 离地面的高度h ，将重锤从h 高处静止开释，B 落地后，测出A 在木板上滑动的距离x ；改变B 开释高度重复实验，实验数据如下表所示．图20实验次数123456 h /cm x /cm(1)若测得A 的质量m A ＝3 kg ，B 的质量m B ＝1 kg ，A 和B 间细线的长度L ＝112.0 cm ，木板的长度l ＝98.0 cm ，要达到实验目的，以上四个量中没有必要测量的是______(用物理量的符号表示)．(2)作出x 随h 变化的图象．(3)由图象并结合(1)中所测数值求得滑块与木板间的动摩擦因数为________．解析 (1)由题意可知，B 距地面的高度h ，A 在木板上滑行的距离x ，A 、B 的质量m A 、m B .从静止开释让它们运动到B 着地，依照动能定理得：m B gh －μm A gh ＝12(m A ＋m B )v 2①从B 着地到A 停在木板上，依照动能定理得： 12m A v 2＝μm A g (x －h )② 由①②解得：μ＝m B hm A ＋m B x －m B h③可知没有必要测量L 和l .(2)作出x 随h 变化的图象如图所示．(3)由③得：x＝1＋μm Bμm A＋m Bh依照数学知识得到图象中直线的斜率k＝1＋μm Bμm A＋m B 由图得：k≈代入数据得：1＋μ×1μ3＋1＝解得μ＝答案(1)L、l(2分) (2)见解析图(4分) (3)(4分)(限时：8分钟，满分：10分)(2020·广东·34(2))某同学依照机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．①如图21(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k＝________ N/m.(g取9.8 m/s2)图21砝码质量/g5*******弹簧长度/cm②取下弹簧，通过两个光电门的速度大小________．。

北京市-2020届高考物理专题12 力学实验学案(含答案).doc

专题12 力学实验高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。

其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。

近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。

要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。

在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。

逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。

高频考点：螺旋测微器和游标卡尺的读数；力学基本实验；力学创新实验。

考点一、基本仪器的读数例某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。

该工件的直径为________cm，高度为________mm。

【审题立意】熟练掌握中学阶段物理中常用测量工具的读数方法。

【解题思路】图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm。

主尺读数为12 mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐，故测量结果为12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm。

螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm＋36.0×0.01 mm ＝6.860 mm。

【参考答案】1.220 6.860【知识建构】1．长度类测量仪器的读数(1)毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位。

2020届高考物理课标版二轮习题：基础回扣12十二、力学实验与创新含解析

高三物理专题复习
- 1 - 十二、力学实验与创新
基础回扣
1.熟知常规力学量的测量
物理量
测量工具、使用方法或测量方法力
①弹簧测力计(不超量程,调零;会读数);②力传感器(调零) 质量天平(水平放置、调零;被测物放左盘、砝码放右盘;会读数)
长度
①刻度尺(要估读,精度1 mm);②螺旋测微器(要估读,精度0.01 mm);③游标卡尺(不估读,精度有0.1 mm 、0.05 mm 、0.02 mm 三种)
时间
①打点计时器(电磁打点计时器使用6 V 以下交流电,电火花打点计时器使用220 V 交流电,电源频率为50 Hz 时打点时间间隔均为0.02 s);②光电计时器(记录挡光时间Δt);③停表(不估读,精度0.1 s)
速度 ①打点纸带:v t 2=。

2020版高考物理大二轮课件：力学实验及创新(结合最新习题)

位小数)。
图(b)
12
解析:(1)对铁块受力分析得 mgsin θ-μmgcos θ=ma 所以 μ=��s��cino��s��-��。 (2)根据逐差法求加速度 a=[76.39-31.83-9(��3��21.83-5)]×10-2 m/s2 =179.7×30×.1120-2 m/s2=1.97 m/s2, μ=��s��cino��s��-�� = 9.98.08×0×0.05.-816.697≈0.35。答案:(1)��s��cino��s��-�� (2)0.35
时刻速度(m/s)
t2
t3
t4
t5
4.99
4.48
3.98
考点1 考点2 考点3
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5= m/s。
(2)从t2到t5时间内,重力势能增加量ΔEp=
力学实验及创新
12
1.(2019全国卷Ⅱ)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦
因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题:
图(a) (1)铁块与木板间动摩擦因数μ=
(用木板与水平面的夹
角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。
12
(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°。接通电源,开启
打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后
选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。图中的点为计数点(每两
个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80 m/s2。

2020届高三高考物理二轮综合提高复习：力学实验与创新

力学实验与创新1．(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中的f4值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93回答下列问题：(1)f4＝________ N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f＝______，f－m图线(直线)的斜率的表达式k＝__________；(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________.(保留两位有效数字)2．如图甲所示为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：甲①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用刻度尺测量两光电门之间的距离s；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt A 和Δt B，求出加速度a；④多次重复步骤③，求a的平均值a；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.乙回答下列问题：(1)用20分度的游标卡尺测量d时的示数如图乙所示，其读数为________cm；(2)物块的加速度a可用d、s、Δ t A和Δ t B表示为a＝________________；(3)动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ＝________________；(4)如果滑轮略向下倾斜，细线没有完全调节水平，由此测得的μ________(填“偏大”或“偏小”)；这一误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．3．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某实验小组的同学将一白纸固定在竖直的木板上，取一物块用一段轻绳系住，并与拴接两个弹簧测力计的细绳系于一点，将其中一个弹簧测力计的一端固定于P点，用力将另一个弹簧测力计沿水平方向向左拉动，使结点在O点处于静止状态，读出两弹簧测力计的读数，并在白纸上记录结点O的位置和图中三段细绳的拉力方向．为了减小实验误差应进行多次测量，则每次测量结点__________(填“一定”或“不一定”)到达同一点．由于操作不慎，某次测量时弹簧测力计A的指针略微超过了最大刻度值，则应如何操作？(写出两条即可)①______________________________________________________________；②_______________________________________________________________.4．某物理实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置来“探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”时，完成了如下的操作：该小组的同学将弹簧自由悬挂在铁架台的横梁上，在不悬挂钩码的情况下测量出弹簧下端在刻度尺上所对应的刻度值，而后取质量均相同的钩码，并在弹簧的下端逐渐增加钩码的个数，依次测量出弹簧的下端在刻度尺上所对应的刻度值．并将测量的数据记录在下表中：(重力加速度的大小g取9.8 m/s2)钩码质量0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00m/(×102 g)标尺刻度15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50x/(×10－2m)(1)(2)请根据作出的图线分析，当弹簧的弹力大小在________N以内时胡克定律对该弹簧成立，并求出该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.5．用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用刻度尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用刻度尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________．(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．A．弹簧原长B．当地重力加速度C．滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________．A．增大B．减小C．不变6．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．7．(2019·江苏高考)某兴趣小组用如图甲所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50 Hz 的打点计时器供实验选用： A ．电磁打点计时器 B ．电火花计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择__________(填“A”或“B”)．(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是__________(填“甲”或“乙”)． (3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器的电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A 点的速度v A ＝__________ m/s.(4)测出小车的质量为M ，再测出纸带上起点到A 点的距离为L .小车动能的变化量可用ΔE k ＝12Mv 2A 算出．砝码盘中砝码的质量为m ，重力加速度为g ，实验中，小车的质量应________(填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W ＝mgL 算出．多次测量，若W 与ΔE k 均基本相等则验证了动能定理．答案1．(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中的f4值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93回答下列问题：(1)f4＝________ N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f＝______，f－m图线(直线)的斜率的表达式k＝__________；(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________.(保留两位有效数字)答案：(1)2.75 (2)如图所示(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40解析：(1)指针在2.7与2.8之间，估读为2.75 N(2)描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边，图见答案．(3)木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的定义知f＝μ(M＋m)g把公式化简可得：f＝μ(M＋m)g＝(μg)m＋μMg所以图象的斜率k ＝μg(4)取g ＝9.80 m/s 2，取图象上相距较远的两点求斜率k ＝2.93－2.150.25－0.05＝3.9，则μ＝k g ＝3.99.8≈0.402．如图甲所示为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：甲①用天平测量物块和遮光片的总质量M 、重物的质量m ；用游标卡尺测量遮光片的宽度d ；用刻度尺测量两光电门之间的距离s ；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ；④多次重复步骤③，求a 的平均值 a ； ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.乙回答下列问题：(1)用20分度的游标卡尺测量d 时的示数如图乙所示，其读数为________cm ； (2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δ t A 和Δ t B 表示为a ＝________________； (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________________；(4)如果滑轮略向下倾斜，细线没有完全调节水平，由此测得的μ________(填“偏大”或“偏小”)；这一误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．答案：(1)0.950 (2)12s [(d Δt B )2－(d Δt A)2](3)mg －(M ＋m )aMg(4)偏大系统误差解析：(1)游标卡尺的主尺读数为9 mm ，游标读数为0.05×10 mm＝0.50 mm ，则最终读数为9.50 mm ＝0.950 cm. (2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，物块通过光电门A 、B 的速度v A ＝d Δt A ，v B ＝dΔt B，根据速度位移公式得，a ＝v 2B －v 2A2s ＝12s [(d Δt B )2－(d Δt A)2]．(3)对物块和重物组成的系统研究，根据牛顿第二定律得，a ＝mg －μMgM ＋m ，解得动摩擦因数μ＝mg －(M ＋m )a Mg.(4)如果滑轮略向下倾斜，使细线没有完全调节水平，则物块对接触面的正压力测量值偏小，测得的加速度偏小，根据动摩擦因数的表达式知，动摩擦因数测量值偏大，该误差属于系统误差．3．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某实验小组的同学将一白纸固定在竖直的木板上，取一物块用一段轻绳系住，并与拴接两个弹簧测力计的细绳系于一点，将其中一个弹簧测力计的一端固定于P点，用力将另一个弹簧测力计沿水平方向向左拉动，使结点在O点处于静止状态，读出两弹簧测力计的读数，并在白纸上记录结点O的位置和图中三段细绳的拉力方向．为了减小实验误差应进行多次测量，则每次测量结点__________(填“一定”或“不一定”)到达同一点．由于操作不慎，某次测量时弹簧测力计A的指针略微超过了最大刻度值，则应如何操作？(写出两条即可)①______________________________________________________________；②_______________________________________________________________.答案：不一定①减小物块的质量②减小PO与竖直线之间的夹角4．某物理实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置来“探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”时，完成了如下的操作：该小组的同学将弹簧自由悬挂在铁架台的横梁上，在不悬挂钩码的情况下测量出弹簧下端在刻度尺上所对应的刻度值，而后取质量均相同的钩码，并在弹簧的下端逐渐增加钩码的个数，依次测量出弹簧的下端在刻度尺上所对应的刻度值．并将测量的数据记录在下表中：(重力加速度的大小g取9.8 m/s2)钩码质量0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00m/(×102 g)标尺刻度15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50x/(×10－2m)(1)(2)请根据作出的图线分析，当弹簧的弹力大小在________N以内时胡克定律对该弹簧成立，并求出该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.答案：(1)见解析(2)4.9 25解析：(1)根据题目中所测量的数据在坐标系中描点连线，如图所示．(2)根据所画图象可以看出，当m ≤5.00×102g ＝0.5 kg 时，刻度值x 与钩码质量m 呈线性关系，所以在F ≤mg ＝0.5×9.8 N＝4.9 N 范围内，弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．由胡克定律ΔF ＝k Δx 可知，k ＝ΔFΔx ＝4.919.6×10－2 N/m ＝25 N/m.5．(2016·四川卷)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O 点；在O 点右侧的B 、C 位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用刻度尺测得B 、C 两点间距离s ，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A ，静止释放，计时器显示遮光片从B 到C 所用的时间t ，用刻度尺测量A 、O 之间的距离x .(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________． (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________． A ．弹簧原长 B ．当地重力加速度 C ．滑块(含遮光片)的质量(3)增大A 、O 之间的距离x ，计时器显示时间t 将________． A ．增大B ．减小C ．不变答案：(1)v ＝s t(2)C (3)B解析：(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块的速率v ＝s t.(2)根据功能关系，弹簧的弹性势能E p ＝12mv 2，所以要求弹性势能，还需要测得滑块的质量，故选项C 正确．(3)弹簧的形变量越大，弹性势能越大，滑块离开弹簧时的速度越大，滑块从B 运动到C 的时间越短，故x 增大时，计时器显示时间t 将变小，故选项B 正确．6．(2016·全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．答案：(1)④①③②(2)1.29 M解析：(1)实验时首先向左推物块使弹簧压缩，测量出弹簧压缩量，然后把纸带向左拉直，先接通打点计时器电源，待打点稳定后，再松手释放物块，故正确的操作顺序是④①③②.(2)物块脱离弹簧后将在光滑水平桌面上做匀速直线运动，由M纸带可知物块脱离弹簧时的速度v＝xt ＝(2.58＋2.57)×10－22×0.02m/s≈1.29 m/s.比较M、L两纸带，物块脱离弹簧后在相同时间内的位移M的比L的大，则M 纸带对应的那次实验中物块在脱离弹簧后的速度大，即M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．7．(2019·江苏高考)某兴趣小组用如图甲所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择__________(填“A”或“B”)．(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是__________(填“甲”或“乙”)．(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器的电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A 点的速度v A ＝__________ m/s.(4)测出小车的质量为M ，再测出纸带上起点到A 点的距离为L .小车动能的变化量可用ΔE k ＝12Mv 2A 算出．砝码盘中砝码的质量为m ，重力加速度为g ，实验中，小车的质量应________(填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W ＝mgL 算出．多次测量，若W 与ΔE k 均基本相等则验证了动能定理．答案：(1)B (2)乙 (3)0.31(0.30～0.33都算对) (4)远大于解析：(1)电磁打点计时器振针打点时和纸带接触，影响纸带的运动而产生阻力，电火花计时器是火花放电在纸带上留下点迹的，阻力较小，故选B.(2)在砝码盘中慢慢加入沙子直到小车开始运动时，小车是从静止开始加速运动的，拉力大于摩擦力，同学乙认为从盘中取出适量的沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动，此时砝码盘通过细线对小车的拉力等于摩擦力，故此种做法是正确的，应选乙．(3)由题图乙可知，与A 点相邻两点间的距离约为1.24 cm ，打点时间间隔为0.04 s ，所以速度v ＝s t＝0.31 m/s. (4)对小车由牛顿第二定律有：T ＝Ma ，对砝码盘由牛顿第二定律有：mg －T ＝ma ，联立解得：T ＝Mmg m ＋M ＝mg1＋mM，当M ≫m 时有：T ≈mg ，所以应满足：M ≫m .。

2020届高考物理题：力学和电学实验二轮练习附答案

2020届高考物理题：力学和电学实验二轮练习附答案**力学和电学实验**1、某物理兴趣小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用的实验装置如图甲所示．(1)用游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，游标卡尺主尺的最小刻度为1 mm，则由该图可得遮光条的宽度d＝cm.(2)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平；并把实验所需的器材都安装无误．将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离均相同．现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速运动的速度表达式为v＝(用对应物理量的字母表示)．(3)保持橡皮条的拉伸距离不变，逐根增加橡皮条的数目，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度，则在操作正确的情况下，作出的W-v2图象应为(填“过坐标原点的一条倾斜直线”或“过坐标原点的一条抛物线”)．2、（电路分析）为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻R x，提供的器材有：A．电流表G，内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝6 mAB．电压表V，量程为6 VC．螺旋测微器，毫米刻度尺D．电阻箱R0(0～99.99 Ω)E．滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω)F．电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 Ω)G．一个开关S和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝阻值，用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(选填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示；(2)电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω；(结果保留3位有效数字)(3)为了用改装好的电流表测量电阻丝R x的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整．(要求在较大范围内测量多组数据)(4)电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电压表V的示数为U，电流表G的示数为I.请用已知量和测量的字母符号，写出计算电阻的表达式R x＝________.3、为了测定滑块M与长木板间的动摩擦因数，某同学将长木板的一端通过转轴固定在水平面上，另一端用垫块垫起形成一个倾角θ，在长木板的另一端固定一个定滑轮，在垫块上安装一个光电门，在重物m上固定一个窄挡光条，通过一条轻质细线将重物和滑块连接起来并绕过定滑轮，如图所示．现让重物从某标记位置处由静止释放，它牵引滑块运动，若测得标记处与光电门间的距离为h，宽度为d的挡光条通过光电门的时间为t，且M＝m，则滑块与长木板间的动摩擦因数为μ＝1－sinθcosθ－d2ght2cosθ.实验过程中h越大，实验测量结果越精确(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)；在保持h不变的情况下，调节垫块使倾角θ越大，则实验测量结果越不精确(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)．4、(2019·陕西西安质检)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧按如图甲所示连接起来进行探究。

2020届高考物理课标版二轮复习训练题：专题六第12讲力学实验与创新

第12讲　力学实验与创新1.下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图,图甲为50分度游标卡尺,图乙为20分度游标卡尺,图丙为10分度游标卡尺,它们的读数分别为: ; ; 。

答案　42.16 mm　63.30 mm　29.8 mm解析　在题图甲中,主尺读数为42 mm,游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐,由于游标卡尺是50分度的,所以读数为42 mm+8×0.02 mm=42.16 mm;在题图乙中,主尺读数为63 mm,游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐,由于游标卡尺是20分度的,所以读数为63 mm+6×0.05 mm=63.30 mm;在题图丙中,主尺读数为29 mm,游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐,由于游标卡尺是10分度的,所以读数为29 mm+8×0.1 mm=29.8 mm。

2.甲、乙两同学均设计了测量动摩擦因数的实验。

已知重力加速度为g。

(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示。

其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板,B为木板上放置的质量为m的物块,C为与物块右端连接的一轻质弹簧测力计,连接弹簧测力计的细绳水平。

实验时用力向左拉动A,当C 的示数稳定后(B 仍在A 上),读出其示数F 。

则该设计能测出 (填“A 与B”或“A 与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为μ= 。

(2)乙同学的设计如图乙所示。

他在一端带有定滑轮的长木板上固定A 、B 两个光电门,与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力,长木板固定在水平面上,物块与滑轮间的细绳水平。

实验时,多次改变砂桶中砂的质量,每次都让物块从靠近光电门A 处由静止开始运动,读出多组测力计示数F 及对应的物块在两光电门之间的运动时间t;在坐标系中作出F-的图线如图丙所示,图线1t 2的斜率为k,与纵轴的截距为b 。