《（课标Ⅱ专用）2018年高考物理总复习 必考部分 专题十四 实验与探究习题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（课标Ⅱ专用）2018年高考物理总复习 必考部分 专题十四 实验与探究习题课件（304页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十四实验与探究 高考物理 课标 专用 考点二力学实验1 2017课标 22 6分 某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度 瞬时速度和加速度之间的关系 使用的器材有 斜面 滑块 长度不同的矩形挡光片 光电计时器 实验步骤如下 如图 a 将光电门固定在斜面下端附近 将一挡光片安装在滑块上 记下挡光片前端相对于斜 五年高考 A组统一命题 课标卷题组 面的位置 令滑块从斜面上方由静止开始下滑 当滑块上的挡光片经过光电门时 用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t 用 s表示挡光片沿运动方向的长度 如图 b 所示 表示滑块在挡光片遮住光线的 t时间内的平均速度大小 求出 将另一挡光片换到滑块上
2、使滑块上的挡光片前端与 中位置相同 令滑块由静止开始下滑 重复步骤 多次重复步骤 利用实验中得到的数据作出 t图 如图 c 所示 图 c 完成下列填空 1 用a表示滑块下滑的加速度大小 用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小 则与vA a和 t的关系式为 2 由图 c 可求得 vA cm s a cm s2 结果保留3位有效数字 解析本题考查匀变速直线运动中平均速度 瞬时速度和加速度之间的关系 挡光片通过光电门的平均速度等于 t时间段的中间时刻的速度由v v0 at可知 vA a即 vA a t 由图像的截距可知vA 52 12cm s 52 1cm s其斜率k a 故物体的加速度
3、a 2k 16 3cm s2 答案 1 vA t 2 52 116 3 易错警示在匀变速直线运动中 平均速度等于这段时间内中间时刻速度 而不是中间位置速度 也不是挡光片末端通过光电门时的速度 因此 vA a 而不是 vA a t 2 2017课标 22 5分 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动 用自制 滴水计时器 计量时间 实验前 将该计时器固定在小车旁 如图 a 所示 实验时 保持桌面水平 用手轻推一下小车 在小车运动过程中 滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴 图 b 记录了桌面上连续的6个水滴的位置 已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴 图 a 图 b 1 由图 b 可知 小车在
4、桌面上是 填 从右向左 或 从左向右 运动的 2 该小组同学根据图 b 的数据判断出小车做匀变速运动 小车运动到图 b 中A点位置时的速度大小为m s 加速度大小为m s2 结果均保留2位有效数字 答案 1 从右向左 2 0 190 037 解析本题考查研究匀变速直线运动 1 由于小车获得速度后在摩擦力作用下减速运动 故相邻水滴间的距离逐渐减小 结合图 b 可知小车向左运动 2 由题意知 30s内滴下46滴水 共45个时间间隔 故相邻两滴水的时间间隔T s s 由匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vA mm s 0 19m s 由逐差法得小车运动的加速度为a mm s2 0 0
5、37m s2 方法技巧 纸带 的处理处理 纸带 时 对于匀变速直线运动 求某点的瞬时速度需利用 求加速度时应利用 x aT2 当需要考虑减小偶然误差时 应采用逐差法求加速度 3 2017课标 22 6分 某探究小组做 验证力的平行四边形定则 实验 将画有坐标轴 横轴为x轴 纵轴为y轴 最小刻度表示1mm 的纸贴在水平桌面上 如图 a 所示 将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点 位于图示部分之外 另一端P位于y轴上的A点时 橡皮筋处于原长 1 用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O 此时拉力F的大小可由测力计读出 测力计的示数如图 b 所示 F的大小为N 2 撤去 1 中的拉力 橡皮
6、筋P端回到A点 现使用两个测力计同时拉橡皮筋 再次将P端拉至O点 此时观察到两个拉力分别沿图 a 中两条虚线所示的方向 由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1 4 2N和F2 5 6N 用5mm长度的线段表示1N的力 以O为作用点 在图 a 中画出力F1 F2的图示 然后按平行四边形定则画出它们的合力F合 图 b F合的大小为N F合与拉力F的夹角的正切值为 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内 则该实验验证了力的平行四边形定则 图 a 答案 1 4 0 2 F1 F2和F合如图所示 4 00 05 解析 1 测力计的分度值为0 2N F的大小为4 0N 2 图见答
7、案 分别以F1 F2为邻边作平行四边形 并作出对角线 即得F合 表示F合的线段的长度为20 0mm F合 1N 4 0N F合与拉力F的夹角的正切值为tan 0 05 4 2016课标 22 6分 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究 实验装置如图 a 所示 轻弹簧放置在光滑水平桌面上 弹簧左端固定 右端与一物块接触而不连接 纸带穿过打点计时器并与物块连接 向左推物块使弹簧压缩一段距离 由静止释放物块 通过测量和计算 可求得弹簧被压缩后的弹性势能 图 a 1 实验中涉及下列操作步骤 把纸带向左拉直 松手释放物块 接通打点计时器电源 向左推物块使弹簧压缩 并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是
8、 填入代表步骤的序号 2 图 b 中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果 打点计时器所用交流电的频率为50Hz 由M纸带所给的数据 可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m s 比较两纸带可知 填 M 或 L 纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大 图 b 解析 1 实验步骤中 一定要注意接通打点计时器电源之后再松手释放物块 若次序搞反 可能造成物块已离开桌面但打点计时器还没有开始工作 2 从纸带上看 最后两个数据2 58cm 2 57cm相差不大 表示物块已经脱离弹簧 所以速度v 10 2m s 1 29m s 同理可计算出打下L纸带时物块脱离弹簧的速度要小
9、一些 答案 1 2 1 29M 5 2016课标 23 10分 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 010kg 实验步骤如下 图 a 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
10、刻t相对于其起始位置的位移s 绘制s t图像 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图像如图 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 4 利用表中的数据在图 c 中补齐数据点 并作出a n图像 从图像可以看出 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 图 b 图 c 5 利用a n图像求得小车 空载 的质量为kg 保留2位有效数字 重力加速度取g 9 8m s 2 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
11、原点C a n图线仍是直线 但该直线的斜率变大 答案 3 0 39 2分 在0 37 0 49范围内都给分 4 如图所示 3分 5 0 45 3分 在0 43 0 47范围内都给分 6 BC 2分 选对一个给1分 有选错的不给这2分 解析 3 由s at2得 a 在s t图像中找一点坐标 代入公式即可求出a 5 对小车和钩码组成的系统应用牛顿第二定律 nmg M Nm a 则a a n图像的斜率k 从而可解出M 6 对于已平衡摩擦力的情况 对整体应用牛顿第二定律 nmg M Nm a 则a n 对于木板水平的情况 对整体应用牛顿第二定律 nmg M N n m g M Nm a 整理得 a n
12、 g 比较 可见 B C均正确 6 2015课标 22 6分 0 395 某同学用图 a 所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数 已知打点计时器所用电源的频率为50Hz 物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图 b 所示 图中标出了五个连续点之间的距离 1 物块下滑时的加速度a m s2 打C点时物块的速度v m s 2 已知重力加速度大小为g 为求出动摩擦因数 还必须测量的物理量是 填正确答案标号 A 物块的质量B 斜面的高度C 斜面的倾角 解析 1 a 3 25m s2vC 1 79m s 2 因为a mgsin mgcos m gsin gcos 所以 欲求出 还需知道斜面倾角 故选
13、C项 答案 1 3 25 2分 1 79 2分 2 C 2分 7 2014课标 22 6分 0 643 某同学利用图 a 所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图 如图 b 所示 实验中小车 含发射器 的质量为200g 实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮 小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到 回答下列问题 图 a 图 b 1 根据该同学的结果 小车的加速度与钩码的质量成 填 线性 或 非线性 关系 2 由图 b 可知 a m图线不经过原点 可能的原因是 3 若利用本实验装置来验证 在小车质量不变的情况下 小车的加速度与作用力成正比 的结论 并直接
14、以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力 则实验中应采取的改进措施是 钩码的质量应满足的条件是 解析 1 将图 b 中各点连线 得到的是一条曲线 故a与m的关系是非线性的 2 由图 b 可知 当钩码质量不为零时 在一定范围内小车加速度仍为零 即钩码对小车的拉力大于某一数值时小车才产生加速度 故可能的原因是存在摩擦力 3 若将钩码所受重力作为小车所受合力 则应满足三个条件 一是摩擦力被平衡 二是绳平行于轨道平面 此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力 设绳的拉力为T 由mg T ma T Ma有T g 可见当m M时才有T mg 故第三个条件为m M 答案 1 非线性 2 存在摩擦力 3 调节轨道
15、的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量 8 2014课标 23 9分 0 31 某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度 圈数 的关系 实验装置如图 a 所示 一均匀长弹簧竖直悬挂 7个指针P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6分别固定在弹簧上距悬点0 10 20 30 40 50 60圈处 通过旁边竖直放置的刻度尺 可以读出指针的位置 P0指向0刻度 设弹簧下端未挂重物时 各指针的位置记为x0 挂有质量为0 100kg的砝码时 各指针的位置记为x 测量结果及部分计算结果如下表所示 n为弹簧的圈数 取重力加速度为9 80m s2 已知实验所用弹簧总圈数为60 整个弹簧的自由长度为11 88cm
16、1 将表中数据补充完整 2 以n为横坐标 1 k为纵坐标 在图 b 给出的坐标系中画出1 k n图像 图 b 3 图 b 中画出的直线可近似认为通过原点 若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧 该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k N m 该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0 单位为m 的关系的表达式为k N m 解析 1 由胡克定律有k N m 81 7N m 故有 0 0122m N 2 作图过程略 图见答案 3 因 n图线是一条过原点的直线 由图可得图线的斜率约为5 71 10 4m N 故有 5 71 10 4 n 即k N m 由题意可知弹簧的圈数n与原长l0的关系为n l0 故k N m 9 2014大纲全国 22 6分 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动 在一小物块沿斜面向下运动的过程中 用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示 拍摄时频闪频率是10Hz 通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1 x2 x3 x4 已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s 数据如下表所示 重力加速度大小g 9 80m s2 单位 cm 根据表中数据 完成下列填空
