浙江省2020高考物理二轮复习专题六第一讲力学实验与创新课后作业含解析

浙江省2020高考物理二轮复习专题六第一讲力学实验与创新课后作业含解析

力学实验与创新 ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎1．读出下图中游标卡尺(50分度)与螺旋测微器的示数．‎ ‎(1)________mm；(2)________mm.‎ 解析：(1)主尺读数为4.2 cm，游标尺读数为10×0.02 mm＝0.20 mm，最终读数为4.2 cm＋0.20 mm＝42 mm＋0.20 mm＝42.20 mm.‎ ‎(2)固定部分读数为2.5 mm，可动部分读数为48.8×0.01 mm＝0.488 mm，最终读数为2.5 mm＋0.488 mm＝2.988 mm.‎ 答案：(1)42.20　(2)2.988(2.987～2.989之间均可)‎ ‎2.由于当年实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究，而今天即使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证自由落体运动的规律．如图是某次实验中获得的质量为m的小球下落时的频闪照片，频闪间隔是 s．根据此照片计算(结果保留三位有效数字)：‎ ‎(1)小球在4.90 cm位置处的速度大小为________m/s；　‎ ‎(2)小球下落的加速度大小为________m/s2；‎ ‎(3)小球在13.60 cm位置处的速度大小为________m/s.‎ 解析：(1)小球在4.90 cm位置处的速度大小为 v4.90＝ m/s＝0.984 m/s.‎ ‎(2)由逐差法求加速度，可得 a＝ m/s2≈9.77 m/s2.‎ ‎(3)据v＝v0＋at得：v13.60＝v4.90＋a·2T＝0.984 m/s＋9.77× m/s≈1.64 m/s.‎ 答案：(1)0.984　(2)9.77　(3)1.64‎ ‎3．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确．‎ - 6 -‎ ‎(1)乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的．实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是________(填正确选项前字母)．‎ A．两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小 B．橡皮条沿同一方向伸长 C．橡皮条伸长到同一长度 D．橡皮条沿同一方向伸长同一长度 ‎(2)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为________N.‎ 解析：(1)F在以F1与F2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的．该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，故A、B、C错误，D正确．‎ ‎(2)根据题图丙读出力的值为9.0 N.‎ 答案：(1)F　D　(2)9.0(8.8～9.2之间均可)‎ ‎4．“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0，当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出．‎ ‎(1)关于该实验，下列说法正确的是________．‎ A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6 V B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W－vm、W－v、W－v、W2－vm、W3－vm……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系 ‎(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm＝________m/s.‎ - 6 -‎ 解析：(1)打点计时器必须用交流电，选项A错误；实验中使用的橡皮筋必须完全相同，选项B错误．‎ ‎(2)由题图可知，AB＝1.47 cm；BC＝1.66 cm；CD＝1.62 cm；DE＝1.51 cm，故BC段的平均速度最大．‎ vm＝＝0.83 m/s.‎ 答案：(1)CD　(2)0.83‎ ‎5．(2018·浙江选考4月)(1)用图1所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，除了图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有________(填字母)；‎ A．秒表　　　　　　　　　 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧测力计 ‎(2)用图2所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，释放重物前有下列操作，其中正确的是________(填字母)；‎ A．将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 B．手提纸带任意位置 C．使重物靠近打点计时器 ‎(3)图3是小球做平抛运动的频闪照片，其上覆盖了一张透明方格纸．已知方格纸每小格的边长均为0.80 cm.由图可知小球的初速度大小为________m/s(结果保留两位有效数字)．‎ 解析：(1)还需要用刻度尺测量纸带的间距．‎ ‎(2)在验证机械能守恒定律时，需要把两限位孔调到同一竖直线上，减小限位孔与纸带间的摩擦力，要使重物靠近打点计时器再释放，使纸带上打出尽可能多的点．‎ ‎(3)由图可知，竖直方向上Δy＝gt2，水平方向上x＝v0t，可知，v0＝0.70 m/s.‎ 答案：(1)C　(2)AC　(3)0.70‎ ‎6．(2017·浙江选考4月)在“研究平抛运动”实验中，‎ - 6 -‎ ‎(1)图甲是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______．‎ A．球心 B．球的上端 C．球的下端 在此实验中，下列说法正确的是______．‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用光滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据重垂线确定 ‎(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________．‎ A．释放小球时初速度不为0‎ B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 ‎(3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置中，其中正确的是________．‎ 解析：(1)题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点，所以坐标原点也应选为球的上端，选项B正确；斜槽轨道不必光滑，A项错误；记录的点适当多一点，以便更准确地描出平抛轨迹，B项正确；为比较准确地描出小球运动的轨迹，将这些点平滑连接起来，C项错误；用重垂线确定y轴坐标，D项正确．(2)由图可知，小球做斜抛运动，所以斜槽末端没有水平放置，选C项．(3)A 中没有水流出，C中，随着液面降低，压力减小，水柱流速不断减小；只有B瓶内能维持相对稳定的压强，水柱流速稳定，选择B项．‎ 答案：(1)B　BD　(2)C　(3)B ‎7．某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：‎ - 6 -‎ ‎(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．‎ ‎(2)将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s－t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.‎ ‎(3)对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的s－t图象如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a/(m·s－2)‎ ‎0.20‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出a－n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎(5)利用a－n图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)．‎ - 6 -‎ ‎(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)．‎ A．a－n图线不再是直线 B．a－n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a－n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 解析：(3)实验中小车做匀加速直线运动，由于小车初速度为零，结合匀变速直线运动规律有s＝at2，结合图(b)得加速度a＝0.39 m/s2.‎ ‎(5)由(4)知，当物体质量一定，加速度与合外力成正比，得加速度a与n成正比，即a－n图象为过原点的直线．a－n图线的斜率k＝0.196 m/s2，平衡摩擦力后，下端所挂钩码的总重力提供小车的加速度，nm0g＝(M＋Nm0)a，解得a＝n，则k＝，可得M＝0.45 kg.‎ ‎(6)若未平衡摩擦力，则下端所挂钩码的总重力与小车所受摩擦力的合力提供小车的加速度，即nm0g－μ[M＋(N－n)m0]g＝(M＋Nm0)a，解得a＝·n－μg，可见图线截距不为零，其图线仍是直线，图线斜率相对平衡摩擦力时有所变大，B、C项正确．‎ 答案：(3)0.39(0.37～0.41均可)　(4)a－n图线如图所示 ‎(5)0.45(0.43～0.47均可)　(6)BC - 6 -‎