高考物理二輪復(fù)習(xí) 新題重組訓(xùn)練 專題五　物理實(shí)驗(yàn)12a

1.[2014·安徽高考]圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。(1)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有________。a．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖2中y－x2圖象能說明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是________。(3)圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為________m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度vC為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)。[解析](1)斜槽末端要保持水平，使小球飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，a項(xiàng)正確；要使每次小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，則每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放，b項(xiàng)錯(cuò)誤，c項(xiàng)正確；描繪軌跡時(shí)應(yīng)用平滑曲線連接各點(diǎn)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)對平拋運(yùn)動(dòng)，水平位移x＝v0t，豎直位移y＝eq\f(1,2)gt2，聯(lián)立上述兩式得y＝eq\f(g,2v\o\al(2,0))x2，故y－x2圖線應(yīng)為直線，故選c。(3)由y＝eq\f(1,2)gt2解得，從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A、B、C各點(diǎn)的時(shí)間分別為t1＝0.1s、t2＝0.3s、t3＝0.2eq\r(3)s，則平拋初速度v0＝eq\f(Δx,t2－t1)＝2.0m/s，在C點(diǎn)速度vC＝eq\r(v\o\al(2,0)＋gt32)＝4.0m/s。[答案](1)ac(2)c(3)2.04.02．[2014·南京?？糫如圖所示，QO是水平桌面，PO是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門，中心間的距離為L，質(zhì)量為M的滑塊A上固定一窄遮光條，在質(zhì)量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下，光電門1、2記錄的遮光時(shí)間分別為Δt1和Δt2，遮光條寬度為d。(1)若用此裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，且認(rèn)為滑塊A受到外力的合力等于B重物的重力，除平衡摩擦力外；還必須滿足________；實(shí)驗(yàn)中測得的滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度等于________；(2)如果已經(jīng)平衡了摩擦力，________(選填“能”或“不能”)用此裝置驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，理由是_____________________________________________________。[解析]本題考查驗(yàn)證牛頓第二定律和驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，意在考查考生對實(shí)驗(yàn)原理的理解和掌握情況。(1)根據(jù)驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)原理可知，只有當(dāng)M?m時(shí)，方可近似地認(rèn)為滑塊A受到的外力的合力大小等于重物B的重力。滑塊A通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度可根據(jù)平均速度求得，v1＝eq\f(d,Δt1)、v2＝eq\f(d,Δt2)，再依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2aL，可得加速度為a＝eq\f(d2,2L)[eq\f(1,Δt22)－eq\f(1,Δt12)]。(2)雖然系統(tǒng)已經(jīng)平衡了摩擦力，但是由于有摩擦力做功，所以不能用此裝置驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。[答案](1)M?meq\f(d2,2L)[eq\f(1,Δt22)－eq\f(1,Δt12)](2)不能有摩擦力做功3．[2014·濰坊聯(lián)考]某同學(xué)為探究“加速度與物體受力關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：把一端帶滑輪的木板平放在水平桌面上，將力傳感器固定在小車上，用來測量繩對小車的拉力；小車的加速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz。(1)對于實(shí)驗(yàn)的操作要求，下列說法正確的是________。A．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持小車和傳感器總質(zhì)量不變B．為消除小車與木板之間摩擦力的影響，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛砂桶的情況下使小車能夠靜止在木板上C．本實(shí)驗(yàn)必須滿足細(xì)砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量(2)下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為sAB＝4.12cm、sAC＝8.67cm、sAD＝13.65cm，sAE＝19.04cm，sAF＝24.85cm、sAG＝31.09cm。則小車的加速度a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。[解析]本題考查探究“加速度與物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，意在考查考生對實(shí)驗(yàn)原理的理解能力和數(shù)據(jù)處理能力。(1)探究加速度與物體受力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持小車和傳感器的總質(zhì)量不變，A正確；實(shí)驗(yàn)中拉力為小車和傳感器所受合外力，故需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，在不掛砂桶的情況下使小車能沿木板勻速下滑，B錯(cuò)誤；因?yàn)閭鞲衅髦苯訙y量繩的拉力，故無需使細(xì)砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的質(zhì)量，C錯(cuò)誤。(2)加速度可由逐差法求得a＝eq\f(DG－AD,9T2)，T＝0.1s，a＝0.42m/s2。[答案](1)A(2)0.424．[2014·廣東高考]某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。(1)如圖(a)，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測量相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表。由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k＝______N/m。(g取9.8m/s2)砝碼質(zhì)量(g)50100150彈簧長度(cm)8.627.636.66(2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖(b)所示；調(diào)整導(dǎo)軌，當(dāng)滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小________。(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v0，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為________。(4)重復(fù)(3)中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖(c)。由圖可知，v與x成________關(guān)系。由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的________成正比。[解析](1)由F＝kx得ΔF＝k·Δx，代入表中數(shù)據(jù)可得出k值。(2)滑塊滑行過程中無摩擦阻力，自由滑動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌已調(diào)整到水平狀態(tài)，故滑塊此時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)。(3)當(dāng)不考慮空氣阻力、摩擦等因素且導(dǎo)軌又調(diào)到水平狀態(tài)時(shí)，釋放滑塊的過程中只涉及彈性勢能與滑塊的動(dòng)能，即能量只在這兩種形式的能量之間轉(zhuǎn)化。(4)v－x圖線是過原點(diǎn)的直線，故v∝x。因Ep＝Ek＝eq\f(1,2)mv2∝v2∝x2，故Ep∝x2。[答案](1)49.5～50.5(2)相等(3)滑塊的動(dòng)能(4)正比x25．[2014·湛江模擬]在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組組裝了一套如圖所示的裝置，拉力傳感器固定在小車上，一端與細(xì)繩相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶與小車尾部相連接，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T，實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：(1)平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。(2)測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M，按圖組裝好儀器，并連接好所需電路，將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，先接通拉力傳感器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后________，打出一條紙帶，關(guān)閉電源。(3)在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如圖所示，在紙帶上按打點(diǎn)先后順序依次取O、A、B、C、D、E等多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)間的距離分別用hA、hB、hC、hD、hE……表示，則小車和拉力傳感器在計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為________，若拉力傳感器的讀數(shù)為F，計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)過程中，細(xì)繩拉力對小車所做功為________。(4)某同學(xué)以A點(diǎn)為起始點(diǎn)，以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)動(dòng)能的增量ΔEk為縱坐標(biāo)，以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)拉力對小車所做的功W為橫坐標(biāo)，得到一條過原點(diǎn)的傾角為45°的直線，由此可以得到的結(jié)論是________________________________________________。[解析](1)平衡小車所受阻力時(shí)應(yīng)不掛鉤碼，輕推小車后，小車能沿木板勻速下滑，紙帶上打的點(diǎn)間距相等。(2)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)先接通拉力傳感器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后再釋放小車。(3)由平均速度公式可知，vD＝eq\f(hE－h(huán)C,2T)故EkD＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,D)＝eq\f(M