2015高考物理 實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)沖關(guān)訓(xùn)練（含解析）

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1、物理實(shí)驗(yàn)第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1．某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度．該螺旋測微器校零時(shí)的示數(shù)如圖(a)所示，測量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示．圖(a)所示讀數(shù)為____________mm，圖(b)所示讀數(shù)為__________mm，所測金屬板的厚度為__________ mm. 圖(a)　　　　　　　　圖(b) 圖5－1－17 解析：圖(a)：0 mm＋0.01mm×1.0＝0.010 mm；圖(b)：6.5 mm＋0.01 mm×37.0＝6.870 mm；故所測金屬板的厚度為6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm. 答案：0.010　6.870　6.860

2、 2. 圖5－1－18 某同學(xué)利用圖5－1－18所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)．從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖5－1－19所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz. 圖5－1－19 (1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)__________和__________之間某時(shí)刻開始減速． (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為__________ m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為__________m/s.(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減

3、速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a＝________m/s2，若用來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值__________(填“偏大”或“偏小”)． 解析：(2)根據(jù)v5＝可得：v5＝ m/s＝1.00 m/s，同理可求得：v4＝0.800 5 m/s，則v6＝v5＋(v5－v4)＝1.20 m/s. (3)加速度的大小a＝，可得：a＝2.00 m/s2，重物落地后，物塊向前運(yùn)動(dòng)時(shí)除受摩擦力作用外，紙帶和限位孔之間也存在摩擦力作用，即μmg＋F阻＝ma，μ＝，故利用μ＝計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)比真實(shí)值偏大． 答案：(1)6　7(或7　6) (2)1.00　1

4、.20 (3)2.00　偏大 3．(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ)圖5－1－20為測量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．實(shí)驗(yàn)步驟如下： 圖5－1－20 ①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離s； ②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平； ③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時(shí)間ΔtA和ΔtB，求出加速度a； ④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值； ⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ. 回答下列問題： (1)測量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)

5、如圖5－1－21所示，其讀數(shù)為________cm. 圖5－1－21 (2)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示a＝________. (3)動(dòng)摩擦因數(shù)μ可用M、m、和重力加速度g表示為μ＝________. (4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差)． 解析：(1)0.9 cm＋12××0.1 cm＝0.960 cm. (2)由v2－v＝2as得 a＝＝. (3)由牛頓第二定律 mg－μMg＝(M＋m) μ＝. (4)細(xì)線未調(diào)整水平，屬于系統(tǒng)誤差． 答案：見解析 圖5－1－22 4．(2013·新

6、課標(biāo)全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖5－1－22所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能． 回答下列問題． (1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等．已知重力加速度大小為g.為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的________(填正確答案標(biāo)號)． A．小球的質(zhì)量m B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s C．桌面到地面的高度h D．彈

7、簧的壓縮量Δx E．彈簧原長l0 (2)用所選的測量量和已知量表示Ek，得Ek＝______. 圖5－1－23 (3)圖5－1－23中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s－Δx圖線．從理論上可推出，如果h不變，m增加，s－Δx圖線的斜率會________(填“增大”、“減小”或“不變”)；如果m不變，h增加，s－Δx圖線的斜率會________(填“增大”、“減小”或“不變”)．由圖5－1－23中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與Δx的________次方成正比． 解析：小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，則 Ek＝mv2＝m2＝m2＝，欲求Ek，至少需測小球的質(zhì)量m、小球拋出后到落地后的水平距離

8、s，桌面到地面的高度h. s＝vt＝·＝·＝2 由圖象知s和Δx成正比，即和Δx成正比，Ep和Δx的二次方成正比，當(dāng)m增加時(shí)，斜率變小，h增加時(shí)，斜率增大． 答案：(1)ABC　(2)　(3)減小　增大　2 5．某興趣小組通過物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，探究“合外力做功W和物體速度v變化的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)開始前，他們提出了以下幾種猜想：①W∝ ②W∝v ③W∝v2.他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5－1－24甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器，每次實(shí)驗(yàn)物體都從不同位置處由靜止釋放． 甲　　　　　　　　　　乙 圖5－1－24 (1)實(shí)驗(yàn)中是否需要測出木板與水平面的夾角？___

9、___________________. (2)同學(xué)們設(shè)計(jì)了以下表格來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．其中L1、L2、L3、L4…代表物體分別從不同高度處無初速度釋放時(shí)初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4…表示物體每次通過Q處時(shí)的速度. 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 … L L1 L2 L3 L4 … v v1 v2 v3 v4 … 他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的L－v圖象，由圖象形狀得出結(jié)論：W∝v2.他們的做法是否合適，并說明理由？__________. (3)在此實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力大小__________(選填“會”或“不會”)影響得出的探究

10、結(jié)果． 解析：(1)在本實(shí)驗(yàn)中，合外力做功僅與物體釋放的位置有關(guān)，不需要測木板與水平面的夾角．(2)圖線是曲線，不能通過L－v圖線確切的反映出W－v2的規(guī)律．(3)不會，合外力做功已經(jīng)包含了摩擦力做功的因素． 答案：(1)不需要 (2)不合適　由曲線不能直接確定函數(shù)關(guān)系，應(yīng)進(jìn)一步繪制L－v2圖象 (3)不會 圖5－1－25 6．某同學(xué)用圖5－1－25所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)步驟如下： a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上． b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍去開始密集的

11、點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每2個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖5－1－26中0、1、2…8點(diǎn)所示． c．用刻度尺測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到“0”號計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作x1、x2…x8. d．分別計(jì)算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3…7時(shí)小車的瞬時(shí)速度v1、v2、v3…v7. e．以v2為縱坐標(biāo)、x為橫坐標(biāo)，畫出v2－x圖象． 圖5－1－26 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)： (1)表1記錄的是該同學(xué)測出的各計(jì)數(shù)點(diǎn)到“0”號計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離值． 表1： (2)表2記錄的是該同學(xué)根據(jù)各計(jì)數(shù)點(diǎn)到“0”號點(diǎn)的距離值，計(jì)算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請你根據(jù)表中x5和x7計(jì)算出v

12、6的值(保留兩位有效數(shù)字)． 表2： (3)該同學(xué)將速度平方后建立表3(表格中空白處數(shù)據(jù)由表2獲得) 并在圖5－1－27中畫出v、v、v、v和v對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你先算出v(保留兩位有效數(shù)字)，并填入表3中相應(yīng)的空格中，然后在坐標(biāo)圖中畫出v、v對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v2－x圖象． 表3： 圖5－1－27 (4)請你根據(jù)v2－x圖象所反映的規(guī)律，寫出v2隨x變化的表達(dá)式v2＝__________，表達(dá)式中x前的系數(shù)所表示的物理意義是__________． 解析：(2)由于每2個(gè)打點(diǎn)間隔一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以T＝2×0.02 s＝0.04 s．根據(jù)表1中的x5和x7，計(jì)算出v6的值為v6＝＝0.96 m/s.(3)v＝0.962＝0.92 (m2/s2)．(4)根據(jù)圖象并結(jié)合數(shù)學(xué)知識可得出圖線的表達(dá)式是v2＝6.1 m/s2·x＋0.05 m2/s2，結(jié)合v2＝2ax可知，表達(dá)式中x前的系數(shù)所表示的物理意義是2倍的加速度． 答案：(2)0.96 (3)表3中v數(shù)值為0.92，圖中描繪的兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)見圖，畫圖象時(shí)應(yīng)剔除最后一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn) (4)6.1 m/s2·x＋0.05 m2/s2　2倍的加速度 圖5－1－28