专题14 力学实验(一)-2021年高考物理冲刺阶段考点培优练(教师版含解析)
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1、20212021 年高考高三下学期开学考试物理试题汇编年高考高三下学期开学考试物理试题汇编 专题 14 力学实验(一) 1 1、(2021(2021山东省实验中学西校区高三下学期山东省实验中学西校区高三下学期 2 2 月测试月测试) )某小组用如图(a)所示的装置做“探究力一定时加速 度与质量的关系”实验将两个相同的小车放在带有刻度尺的平板上,左端各系一根细绳,绳的另一端跨过 定滑轮各挂一个相同的小盘;右端各系一条细绳,细绳的右端用固定的夹子夹住。完成下列填空: (1)实验要求小盘的质量远小于小车的质量,主要目的是_;去掉小盘,将平板右端稍微抬高一些,松 开夹子、轻推小车,小车匀速运动,主要目
2、的是_。(填正确选项前字母) A使实验现象方便观察,减小实验误差 B使小车运动得更快一些,放大实验现象,减小误差 C让细绳对小车的拉力等于小车所受的合力 D让细绳对小车的拉力近似等于小盘的重力 (2)挂上小盘,让两小车的前端与刻度尺上的 0 刻度对齐,夹住细绳,在甲车上放一定质量的砝码,松开夹 子,同时用手机连拍功能垂直刻度尺对整个装置是行拍照,图(b)是拍摄的其中一张照片,可知甲、乙两小 车的加速度之比最接近_。 A1:4 B1:2 C2:1 D4:1 【答案】 (1). D (2). C (3). B 【解析】 (1)12实验中要求小盘的质量远小于小车的质量,主要目的是让细绳对小车的拉力近
3、似等于小盘的重力, 选项 D 正确;去掉小盘,将平板右端稍微抬高一些,松开夹子,轻推小车,小车匀速运动,主要目的是平 衡摩擦力,让细绳对小车的拉力等于小车所受的合力,选项 C正确 (2)3在相等的时间内甲、乙两车位移分别为 x甲4.00cm,x乙8.00cm由 x 1 2 at2可知 a a 甲 乙 x x 甲 乙 1 2 故选 B。 2 2、(2021(2021山东省聊城一中高三下学期开学模拟山东省聊城一中高三下学期开学模拟) )实验小组做“探究加速度与力的关系”实验时,先采用如 图甲所示的常规实验方案,处理数据时发现误差比较明显。该小组经过分析讨论,对实验方案进行了改进 和优化,采用如图乙
4、所示实验方案,具体实验操作步骤如下: A挂上托盘和砝码,调整垫块位置,使质量为 M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑; B取下托盘和砝码,用天平测出其总质量为 m,查出并记录当地重力加速度 g; C把小车放回木板上原位置,让小车沿木板加速下滑,测出其下滑的加速度 a; D改变砝码质量和垫块位置,多次测量 m 和 a,通过作图可得到 aF的关系。 (1)比较甲、乙两实验方案,实验时需要满足条件 Mm 的实验方案是_(选填“甲”、“乙”或“甲和 乙”); (2)采用乙实验方案,在作 aF 关系时,小车受到的合外力 F=_; (3)在一次实验操作中,获得如图丙所示的纸带,A、B、C、D、E为计数点,其中相
5、邻两计数点间均有四个 点未画出,所用交变电源的频率为 50Hz,则在打下 C点时小车的速度大小 vC=_m/s,由纸带可求得小 车运动的加速度 a=_m/s2(计算结果均保留两位有效数字)。 (4)图丁是该小组先后采用甲、乙两个实验方案描绘出的 aF 关系图象,图象中_ (选填或)是乙 实验方案得到的 aF关系图象。 【答案】 (1). 甲 (2). mg (3). 0.30 (4). 0.80 (5). 【解析】 (1)1根据题意,图甲所示实验方案中托盘和砝码的总重力充当小车的合外力,为减小托盘和砝码质量对实 验的影响,应满足 Mm,而图乙所示方案的实验原理为,挂上托盘和砝码,调整垫块位置,
6、使质量为 M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑时,由平衡条件有 sincos0MgMgT ,Tmg 取下托盘和砝码,让小车沿木板加速下滑,则有 sincos =MgMgMa 由上几式解得 =FTmgMa 合 所以不需要满足 Mm,则实验时需要满足条件 Mm 的实验方案是甲。 (2)3用乙实验方案,在作 aF关系时,小车受到的合外力 F=mg。 (3)3由丙图利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得 2 12.00010 0.30m/s 44 0.1 AE c x v T 4利用逐差法可得小车的加速度为 2 2 2 7.604.4010 0.80m/s 42 0.1 CEAC xx a T (4)5由
7、于用乙实验方案,在作 aF 关系时,小车受到的合外力 F=mg=Ma,则有 1 aF M ,所以图像中 是乙实验方案得到的 aF 关系图象。 3 3、(2021(2021天津市三中高三下学期天津市三中高三下学期 2 2 月月考月月考) )如图所示,为验证动能定理的实验装置,较长的小车的前端固 定有力传感器,能测出小车所受的拉力,小车上固定两个完全相同的遮光条 A、B,小车、传感器及遮光条 的总质量为 M, 小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道 D上, 光电门可记录遮光条 A、B 通过它时的挡 光时间用不可伸长的细线将小车与质量为 m的重物相连,轨道放在水平桌面上,细线与轨道平行(滑轮质 量、
8、摩擦不计) (1)用螺旋测微器测遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度 d=_mm (2)实验过程中_满足 M 远大于 m(填“需要”或“不需要”) (3)实验主要步骤如下: 测量小车、传感器及遮光条的总质量 M,测量两遮光条的距离 L,按图甲正确连接器材 由静止释放小车,小车在细线拉动下运动,记录传感器的示数 F及遮光条 A、B 经过光电门的挡光时间 tA 和 tB,则验证动能定理的表达式为_(用字母 M、F、L、d、t A、tB表示) 【答案】 (1). 0.400 (2). 不需要 (3). 2 22 11 () 2 BA Md FL tt 【解析】 (1)1螺旋测微器的读数为0 40
9、.0 0.01mm=0.400mmd (2)2因为可以通过传感器读出力的大小,不需要满足 M 远大于 m。 (3)3遮光条 A、B 通过光电门的速度分别为 A A d v t B B d v t 则动能的变化量为 2 22 22 111 () 22 BA BA Md M vv tt 拉力做功为 W = FL 则验证的动能定理表达式为 2 22 11 () 2 BA Md FL tt 【名师点睛】以验证动能定理为实验命题背景考查学生的实验能力,知道光电门测速的原理,即极短时间 内的平均速度等于瞬时速度,掌握螺旋测微器的读数方法,难度不大 4 4、(2021(2021浙江省七彩阳光新高考研究联盟高
10、三下学期返校联考浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考) )小明与小刚同学做“探究求合力的方法” 的实验。 他们在竖直的墙上贴一张用来记录的白纸, 用一根细线从杯带中穿过, 并且打了一个结用来固定(结 点记为 O 点),再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上,在靠近白纸处对称地拉开细线(如图甲所 示),使两个弹簧测力计的示数相等,在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的示数,并在白纸上按一定标 度作出两个弹簧测力计的弹力的图示(如图乙所示)。 (1)图甲中弹簧测力计的示数为_N。 (2)下列做法你认为正确的是_。 A两弹簧测力计必须要对称拉开 B拉线方向应与白纸平面平行 C只用一个弹簧
11、测力计一定无法完成实验 D多次实验要保持 O点位置不变 (3)下列做法能减小实验误差的是_。 A两根细线必须等长 B弹簧测力计的示数不宜太小 C两条细线的夹角不宜太小也不宜太大 D在确定细线拉力方向时,所取两个点尽可能的远 (4)如图甲所示两条细线的夹角是60,若保持 O点位置不变,使右边的弹簧测力计顺时针转动时,则该弹 簧测力计的示数会_。 A逐渐减小 B逐渐增大 C先减小后增大 D先增大后减小 【答案】 (1). 3.00 (2). B (3). BCD (4). C 【解析】 (1)1 由图甲知,弹簧测力计的最小分度值为 0.1N,需要估读一位,所以读数为 3.00N; (2)2 A两弹
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