2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 6.13 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)作業(yè)

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 6.13 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)作業(yè) 1.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt.測(cè)得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度．為使更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是(　　) A．換用寬度更窄的遮光條 B．提高測(cè)量遮光條寬度的精確度 C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門 D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角 解析：實(shí)質(zhì)上是滑塊通過光電門時(shí)的平均速度，所以要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將遮光條的寬度減小一些，所以B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確． 答案：A 2．在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律

2、”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)后，通過計(jì)算得到了小車做直線運(yùn)動(dòng)過程中各計(jì)時(shí)時(shí)刻的速度，如表所示. 位置編號(hào) 0 1 2 3 4 5 時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m·s－1) 0.38 0.63 0.88 1.12 1.38 1.63 (1)分析表中數(shù)據(jù)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小車做________運(yùn)動(dòng)． (2)如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源實(shí)際頻率為49 Hz，而該同學(xué)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)以50 Hz計(jì)算，這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)． (3)由于此次實(shí)驗(yàn)的原始紙帶沒有保存

3、，另一同學(xué)想估算小車從位置0到位置5的位移，其估算方法如下：x＝(0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.12×0.1＋1.38×0.1) m＝……那么，該同學(xué)得到的位移________(填“大于”“等于”或“小于”)實(shí)際位移，為了使計(jì)算位移的誤差盡可能小，你認(rèn)為采取什么方法更合適？(不必算出具體數(shù)據(jù))__________________________． 解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可以看出，小車的速度在相等的時(shí)間間隔內(nèi)的增加量在誤差允許的范圍內(nèi)相等，故小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．(2)因?yàn)檎鎸?shí)的頻率偏小，故真實(shí)的打點(diǎn)時(shí)間間隔比0.02 s大，計(jì)算加速度時(shí)使用的公式a＝中T比真實(shí)值小

4、，故算出的a與真實(shí)值相比偏大．(3)由x的表達(dá)式可以看出該同學(xué)是用每0.1 s內(nèi)的初速度來計(jì)算勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移之和，應(yīng)比實(shí)際的勻加速運(yùn)動(dòng)的位移小，為了使計(jì)算位移的誤差盡可能小，用小車從位置0到位置5的過程中的平均速度乘以總時(shí)間求位移更合適，即x＝t總． 答案：(1)勻加速直線　(2)偏大　(3)小于　用小車從位置0到位置5的過程中的平均速度乘總時(shí)間求位移更合適，即x＝t總． 3.某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． ①圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為________ cm

5、； ②本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是________；(填選項(xiàng)前的字母) A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 B．隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 ③圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是____________________________． 解析：①Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm ②應(yīng)逐一增掛鉤碼，不能隨意增減，A項(xiàng)正確． ③彈簧下端鉤碼對(duì)彈簧的拉力過大，

6、使彈簧形變量超過了彈簧的彈性限度，彈簧的伸長(zhǎng)量不再是線性變化． 答案：①6.93?、贏?、鄢^彈簧的彈性限度 4．在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶上打的點(diǎn)計(jì)算出來． 圖1 (1)一組同學(xué)在做驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地得到加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與________的圖象． 　 圖2 圖3 (2)如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)

7、據(jù)作出的a－F圖象，此圖象說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是________． (3)乙、丙兩同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的a－F圖象，如圖3所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？________. 解析：(1)由于a∝，所以a－圖象應(yīng)是一條過原點(diǎn)的直線，數(shù)據(jù)處理時(shí)常作出a與的關(guān)系圖象．(2)當(dāng)F為零時(shí)已經(jīng)有加速度了，說明平衡摩擦力過度．(3)a－F圖象的斜率表示，斜率不同，說明小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同，即車中砝碼的質(zhì)量不同． 答案：(1)　(2)平衡摩擦力過度　(3)小車及車中砝碼的總質(zhì)量(或車中砝碼的質(zhì)量) 5.某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．已知

8、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離． 　 圖(a )圖(b) (1)物塊下滑時(shí)的加速度a＝________ m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v＝________ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是________(填正確答案標(biāo)號(hào))． A．物塊的質(zhì)量　B．斜面的高度　C．斜面的傾角 解析：(1)利用逐差法求得加速度 a＝＝3.25 m/s2；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知打C點(diǎn)時(shí)速度v＝＝1.79 m/s.(2)根據(jù)牛頓第二

9、定律，可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即μ＝，選項(xiàng)C正確． 答案：(1)3.25　1.79　(2)C 6.某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． 圖1 (1)下列實(shí)驗(yàn)操作中，不正確的是________． A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B．紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面 C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D．在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 (2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點(diǎn)為O

10、點(diǎn)，每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)為1,2，…，8.用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，記錄在紙帶上，如圖2所示． 圖2 計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度，粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，抄入下表．請(qǐng)將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整. 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 (cm/s) 24.5 33.8 37.8 ____ 39.5 39.8 39.8 39.8 (3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi)，磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況是________；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是________． (4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重

11、復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作(記為“實(shí)驗(yàn)②”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同。請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)②是為了說明什么？對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論？ 解析：(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是研究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故實(shí)驗(yàn)中必須保證小磁鐵除受重力、磁力外不受其他力的作用，故銅管需豎直地固定在限位孔正下方以保證磁鐵在下落過程中不與銅管摩擦與碰撞，A正確．紙帶穿過限位孔可以保證紙帶的正確方位，置于復(fù)寫紙下面可以保證打點(diǎn)清晰，B正確．釋放紙帶前應(yīng)手提紙帶上端使紙帶豎直，小磁鐵靜止，故C錯(cuò)誤．釋放小磁鐵前應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待其工作穩(wěn)定后方可放開紙帶，D錯(cuò)誤．(2)由圖2可得4＝ cm/s＝39.0 cm/s.(3)由表中數(shù)據(jù)可以看出，磁鐵運(yùn)動(dòng)的速度在相等時(shí)間內(nèi)的增量逐漸減小，最終保持39.8 cm/s的速度不變，即磁鐵運(yùn)動(dòng)中加速度逐漸減小，最終為零，則由mg－f＝ma知阻尼作用逐漸增大直到等于重力．(4)見答案． 答案：(1)CD　(2)39.0　(3)逐漸增大到39.8 cm/s　逐漸增大到等于重力　(4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用．磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用