专题限时集训(十三)
(建议用时：40分钟) [专题通关练]
1．(易错题)如图所示的装置可以做许多力学实验．以下说法正确的是( )
A．利用此装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数时，需要调整长木板的倾斜度来平衡摩擦力
B．利用此装置做研究匀变速直线运动的实验时，不需要消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
C．利用此装置探究“加速度与力、质量的关系”实验中，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度
D．利用此装置验证“系统机械能守恒”时，不必适当垫高木板左端以消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
E．利用此装置探究“恒力做功与动能改变的关系”时、应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力平衡小车运动中所受阻力的影响
BCE [利用此装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数时，不需要平衡摩擦力，否则无法探究物块与木板间的摩擦力和动摩擦因数，故A错误；利用此装置做研究匀变速的直线运动的实验时，只要小车做匀变速直线运动即可，不需要消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，故B正确；利用此装置探究“加速度与力、质量的关系”实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力后在实验过程中，通过增减小车上砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度，故C正确；只有重力或只有弹力做功时系统的机械能守恒，利用此装置验证“系统机械能守恒”时，必须适当垫高木板左端以消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，故D错误；利用此装置探究“恒力做功与动能改变的关系”时，应平衡摩擦力，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的
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分力平衡小车运动中所受阻力的影响，故E正确；故选B、C、E。]
2．(易错题)如图所示为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，每打5个点取1个计数点，但第3个计数点没有画出。由图中数据可求得：
(1)该物体的加速度大小为________m/s2。
(2)打第2个计数点时该物体的速度大小为________m/s。
(3)如果当时交变电流的频率是f＝49 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[解析] (1)设1、2两点间的位移为x1,2、3两点间的位移为x2,3、4两点间的位移为x3,4、5两点间的位移为x4。因为交流电源频率为50 Hz，且每打5个点取一个计数点，所以两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s；由xm－xn＝(m－n)aT2得x4－x1＝3aT2，代入数据解得a＝0.74 m/s2。
(2)打第2个计数点时物体的瞬时速度等于打1、3两点之间物体的平均速度，因此有v2＝
x133.62＋?3.62＋0.74?
＝×10－2 m/s＝0.399 m/s。 t130.2
(3)如果当时交变电流的频率是f＝49 Hz，则周期变大，计数点之间的时间间隔变大，即任意相邻计数点间实际的时间间隔大于0.1 s，但是该同学仍以0.1 s计算，根据x4－x1＝3aT2，知加速度的测量值比实际值偏大。
[答案] (1)0.74 (2)0.399 (3)偏大
3．(2024·福建厦门质检)某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。其实验步骤如下：
a．小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿光滑水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；
b．在钉子上分别套上2条、3条、4条、……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤a，小物块落点分别记为M2、M3、M4、…；
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c．测量相关数据，进行数据处理。
(1)为求出小物块从桌面抛出时的动能，需测量下列物理量中的________(填答案标号，g已知)。
A．小物块的质量m B．橡皮筋的原长x C．橡皮筋的伸长量Δx D．桌面到地面的高度h
E．小物块抛出点到落地点的水平距离L
(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做的功分别记为W1、W2、W3、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…。若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标，________为横坐标作图，才能得到一条直线。
(3)由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于________。(填“偶然误差”或“系统误差”)
[解析] (1)根据小物块从桌面抛出后竖直方向上做自由落体运动，可得h＝12
gt，解得t＝2
2h
g，根据小物块从桌面抛出后水平方向上做匀速直线运动，可g
，小物块从桌面抛出时的动能Ek2h
L
得小物块做平抛运动的初速度v0＝t＝L12mgL2＝mv0＝，所以需测量的物理量有小物块的质量m，桌面到地面的高度h，24h小物块抛出点到落地点的水平距离L，选项A、D、E符合题意。
mgL2
(2)由Ek＝可知，以W为纵坐标、L2为横坐标作图，可得到一条直线。
4h(3)因为小物块与桌面间的摩擦力在每一次过程中都存在，且摩擦力不变，每一次摩擦力对物体都做负功，所以由此引起的误差属于系统误差。
[答案] (1)ADE (2)L2 (3)系统误差
4．(2024·黑龙江高三联考)某研究性学习小组做“验证动能定理”和“测定当地重力加速度”实验，采用了如图甲所示的装置，其中物块甲的质量m1＝50 g、物块乙的质量m2＝150 g，开始时保持装置静止，然后释放物块乙，乙可以带动甲拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证动能定理。某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，相邻两计数点间还有4
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高三物理二轮复习专题训练13 力学实验
