2024大二轮高考总复习物理文档：第14讲力学实验与创新（专题强化训练）含答案

由天下分享时间：2024/12/23 16:16:13 加入收藏我要投稿点赞

专题强化训练(十四) 力学实验与创新

1．(2017·成都外国语学校月考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离补全填入下列表格中．

(1)

距离测量值/cm

(2)小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2＝________ m/s，小车的加速度是a＝________ m/s2．

x13d2－d1?5.40－1.20?×10

解析：d2＝5.40 cm ；d3＝12.00 cm；v2＝＝＝m/s＝0.21 m/s

2T2T0.2

－

d1 1.20 d2 d3 Δx＝x35－x13＝6.60 cm－4.20 cm＝2.40 cm； T′＝0.2 s，故

Δx2.40×10a＝m/s2＝0.60 m/s2 22＝0.2T′

－

答案：(1)5. 40、12.00(12.01及12.02均可) (2)0.21、0.60(0.605及0.61均可)

2．(2017·哈尔滨第六中学高三模拟)(1)用游标卡尺测出某圆柱体的直径为8.05 cm，则使用的是________分度的游标卡尺(选填“10”、“20”或“50”)．

(2)关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是________．

A．用此装置“研究匀变速直线运动”时不需要平衡摩擦力

B．用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车

的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量

C．用此装置“探究功与速度变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力

解析：(1)用游标卡尺测出某圆柱体的直径为8.05 cm，小数部分的读数为0.5 mm，则使用的是10分度的游标卡尺；

(2)用此装置“研究匀变速直线运动”时不需要平衡摩擦力，选项A正确；用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量，选项B正确；用此装置“探究功与速度变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力，选项C正确；故选ABC．

答案：(1)10 (2)ABC

3．(2017·山西高三考前测试)某同学为了探究求合力的方法，先用一个弹簧秤通过细线悬吊一个钩码，当钩码静止时，弹簧秤的示数为2.00 N；再用两个弹簧秤a和b通过两根细线互成角度将该钩码悬吊，其中a所拉细线方向水平(如图1)，当钩码静止时，b的示数如图2所示．

(1)b的示数为________N，a的拉力为________ N．

(2)保持a及其拉的细绳方向不变，将b及其拉的细绳方向沿逆时针在图示平面缓慢转至竖直方向的过程中，b的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)．

解析：(1)由图2可知弹簧秤的最小刻度为0.1 N，估读到下一位0.01 N，则b的拉力为

22.50 N；对O点分析受三个力而平衡，根据勾股定理可求得Fa＝F2b－?mg?≈1.50 N．

(2)以结点O为研究对象，分析受力情况：重力G、Fb和Fa，作出受力图，并作出BO绳在不同位置的力的合成图．

由图可以看出，在测力计b自图所示沿逆时针方向缓慢转至竖直位置的过程中，BO的拉力一直减小，当两根绳相垂直时，BO的拉力最小，故b的示数变小．

答案：(1)2.50 1.50(1.48～1.52) (2)变小

4．(2017·合肥市第一中学高三月考)某小组测量木块与木板间动摩擦因数，实验装置如图甲所示．

(1)测量木块在水平木板上运动的加速度a，实验中打出的一条纸带如图乙所示，从某个清晰的点O开始，每5个打点取一个计数点，依次标出1、2、3……，量出1、2、3……点到O点的距离分别为s1、s2、s3……，从O点开始计时，1、2、3……点对应时刻分别为t1、s1s2s3－

t2、t3……，求得v1＝，v2＝，v3＝，……，作出v－t图象如图丙所示，图线的斜

t1t2t3率为k，截距为b，则木块的加速度a＝________；b的物理意义是___________．

(2)实验测得木块的加速度为a，还测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数μ＝______________．

(3)关于上述实验，下列说法错误的是______________． A．木板必须保持水平

B．调整滑轮高度，使细线与木板平行 C．钩码的质量应远小于木块的质量

D．纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素

解析：(1)图线纵轴截距是0时刻对应的速度，即表示O点的瞬时速度．各段的平均速－

度表示各段中间时刻的瞬时速度，以平均速度v为纵坐标，相应的运动时间t的一半为横坐－t－标，即v－的图象的斜率表示加速度a，则v-t图象的斜率的2倍表示加速度，即a＝2k．

(2)对木块、钩码盘和钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：mg－μMg＝(M＋m)a，解得：?m＋M?aμ＝mg－；

(3)木板必须保持水平，则压力大小等于重力大小，故A正确；调整滑轮高度，使细线与木板平行，拉力与滑动摩擦力共线，故B正确；钩码的质量不需要远小于木块的质量，因选取整体作为研究对象的，故C错误；纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素，故D正确；

?m＋M?a

答案：(1)2k O点的平均速度 (2)mg－ (3)C

5．(2017·厦门市高中质检)探究“做功和物体速度变化的关系”实验装置如图甲所示，

图中是小车在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．小车实验中获得的速度v，由打点计时器所打点的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为W；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．请回答下列问题：当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……多次实验．请回答下列问题：

图甲

图乙

(1)除了图甲中已给出器材外，需要的器材还有：交流电源、________________； (2)如图乙中，是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为0.02 s，则小车离开橡皮筋后的速度为_________m/s(保留两位有效数字)．

(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功W和小车离开橡皮筋后的速度v，进行数据处理，以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是__________．

解析：(1)需要的器材除了交流电源外，还有刻度尺； 7.2×103

(2)小车离开橡皮筋后的速度为v＝m/s＝0.36 m/s

0.02

－

(3)因W＝mv2，故以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是

2AD．

答案：(1)毫米刻度尺 (2)0.36 (3)AD

6．(2017·遂宁市高三三诊)某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量动摩擦因数．将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端B处固定一个光电门以测量滑块通过该处时的速度，实验时滑块由距地面h高的A处静止释放，测出滑块滑到B点的速度v.改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点A到B点的水平距离(即B、C间的距离)L＝0.8 m不变．重复实验，最后做出如图乙所示的h-v2图象．

(1)木板倾斜程度更大时，为了保证L不变，滑块下滑到底端B点的位移将________．(填“变大”、“变小”或“不变”)

(2)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝__________；

(3)若所用木板更粗糙些，重复上述实验步骤，得到的图象的斜率将________．(填“变大”、“变小”或“不变”)

L解析：(1)根据几何关系得出滑块下滑到底端B点的位移x＝，木板倾斜程度更大时，

cos θ为了保证(即B、C间的距离)L＝0.8 m不变，滑块下滑到底端B点的位移将变大．

(2)根据h-v2图象得v＝0时h＝0.2，即此时滑块处于平衡状态，根据牛顿第二定律得0.2

μmgcos θ＝mgsin θ解得μ＝tan θ＝＝0.25．

0.8

(3)若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，根据动能定理得mgh－μmgcos θ×

cos θv212

＝mv，解得h＝＋μL，所以若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，得到的图象的22g斜率将不变．

答案：(1)变大 (2)0.25 (3)不变