高考物理快速命中考点10(1).doc

2014高考物理快速命中考点10 (60分钟100分)1.(10分)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50hz,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为o,另选连续的三个点a、b、c进行测量,图中给出了这三个点到o点的距离ha、hb和hc的值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):(1)打点计时器打b点时,重物速度的大小vb=m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据。2.(10分)在“探究单摆的周期和摆长的关系”实验中。(1)下列说法正确的是和(填选项序号字母);a.悬线越短越好b.悬线上端固定且摆角要小c.摆球应在竖直平面内摆动d.摆球摆至最高点时开始计时(2)以摆球通过平衡位置时开始计时,用停表记下摆球通过平衡位置n次所用的时间t,则单摆周期t=;用米尺量出悬线的长度l0,用游标卡尺量出摆球的直径d,则摆长l=;(3)根据记录的数据,在坐标纸上以t为纵轴,l为横轴,作出t-l图像,发现图线是曲线;然后尝试以t2为纵轴,l为横轴,作出t2-l图像,发现图线是一条过原点的倾斜直线,由此得出单摆做简谐运动的周期和摆长的关系是()a.t1lb.t21lc.tld.t2l3.(10分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中a为固定橡皮筋的图钉,o为橡皮筋与细绳的结点,ob和oc为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)图乙中的是力f1和f2的合力的理论值;是力f1和f2的合力的实际测量值。(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:(选填“会”或“不会”)。为什么?答: 。(3)本实验采用的科学方法是()a.理想实验法b.控制变量法c.等效替代法d.建立物理模型法4.(10分)为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,末端与桌子右端m对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的p点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出末端n与桌子右端m的距离为l,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的q点,已知重力加速度为g,不计空气阻力。(1)实验还需要测出的物理量是(用代号表示): 。a.滑槽的高度hb.桌子的高度hc.o点到p点的距离d1d.o点到q点的距离d2e.滑块的质量m(2)写出动摩擦因数的表示式是= 。(3)如果第二次实验时,滑块没有滑出桌面,测得滑行距离为x,则动摩擦因数可表示为= 。5.(15分)如图甲所示,某组同学借用“探究a与f、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做运动。(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上o为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点a、b、c、d、e、f、g。实验时小车所受拉力为0.2n,小车的质量为0.2kg。请计算小车所受合外力做的功w和小车动能的变化ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)。obocodoeofw/j0.043 20.057 20.073 40.091 5ek/j0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内w=ek,与理论推导结果一致。(3)实验前已测得托盘质量为7.710-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位)。6.(15分)图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下:用天平测量物块和遮光片的总质量m、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s;调整轻滑轮,使细线水平;让物块从光电门a的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电门b所用的时间ta和tb,求出加速度a;多次重复步骤,求a的平均值a;根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题:(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图乙所示,其读数为 cm。(2)物块的加速度a可用d、s、ta和tb表示为a=。(3)动摩擦因数可用m、m、a和重力加速度g表示为=。(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于(选填“偶然误差”或“系统误差”)。7.(15分)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器a、b,滑块p上固定一宽度为d的遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器a、b时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压u随时间t变化的图线。(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的t1t2(选填“”“=”或“”)时,说明气垫导轨已经水平。(2)滑块p用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码q相连,将滑块p由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若t1、t2、m和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出和 (写出物理量的名称及符号)。8.(15分)在“探究功与速度变化的关系”的实验中:(1)利用甲图装置,小车在橡皮筋的作用下运动,下列4条纸带中最符合实验要求的是 。(2)某同学对该实验进行了更改,如图乙,把橡皮筋的固定点改为a点,操作如下:a.将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调整高度,直至轻推小车后小车。b.将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车位置。接通打点计时器电源,释放小车。c.用2条、3条、4条、5条、6条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验。d.在上述实验中打出的6条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6。相关数据见下表实验次数条数速度/ms-1速度平方/m2s-2111.281.64221.753.06332.104.41442.265.11552.687.18662.968.76请把操作步骤a补充完整。用w0表示一条橡皮筋做的功,请在坐标纸上画w-v2图像。根据你画的w-v2图像,你认为该同学第 次实验操作出现了问题,问题在于该次实验时小车释放的位置距离较 (选填“远”或“近”)。答案解析1.【解析】(1)打点计时器打b点时重物速度的大小vb=(hc-ha)f2=(86.59-70.99)10-2502m/s=3.90m/s(2)12vb2=7.61(m/s)2,ghb=7.70(m/s)2,因为12mvb2mghb,近似验证了机械能守恒定律,或由12mvb2mghb得出其他合理的结论也可以。答案:(1)3.90(2)见解析2.【解析】(1)为了减小实验误差,应让摆球在竖直平面内摆动,悬线应适当长些,摆角小于5,从摆球摆到最低点开始计时,故b、c项正确。(2)由于一个周期两次通过平衡位置,所以单摆周期t=tn2=2tn,摆长是指悬点到球心的长度,所以l=l0+d2。(3)因为t2-l图像是一条过原点的倾斜直线,所以t2与l成正比,即t2l,d项正确。答案:(1)bc(2)2tnl0+d2(3)d3.【解析】(1)力f1和f2的合力的理论值应为以f1、f2为邻边的平行四边形的对角线,即为f;则f为合力的实际测量值。(2)由于实验中细绳的作用仅是描述力的方向,且橡皮筋受力情况与细绳完全相同,因此把细绳换成橡皮筋,不会影响实验结果。(3)本实验的实验原理是两分力的共同的作用效果与合力的作用效果相同,即等效替代法,故c正确。答案:(1)ff(2)不会因为橡皮筋受力情况与原细绳相同(3)c4.【解析】设滑块由桌面落到地面的时间为t,第一次实验时d1=v1th=12gt2第二次实验时d2=v2t且由n到m,由动能定理-mgl=12mv22-12mv12解得=d12-d224hl,因此还需要测量d1、d2、h。如第二次实验时,滑块没有滑出桌面,则-mgx=0-12mv12解得=d124hx答案:(1)b、c、d(2)d12-d224hl(3)d124hx5.【解析】(1)把长木板的一侧垫高,以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力;调节长木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。(2)从点o到点f小车所受合外力做的功w=fxof=0.255.7510-2j=0.111 5 j小车在点f的速度大小vf=xeg2t=(66.77-45.75)10-220.1m/s=1.051 m/s,所以从点o到点f小车动能的变化ek=12mvf2=120.21.0512j=0.110 5 j。(3)设托盘中的砝码质量为m,托盘质量m0=7.710-3kg,小车所受的拉力等于托盘和砝码的重力之和,即f=(m0+m)g,解得:m=fg-m0=(0.29.8-7.710-3)kg=0.013 kg。答案:(1)匀速直线(或匀速)(2)0.111 50.110 5(3)0.0136.【解析】(1)20等份游标卡尺的精确度为0.05mm,主尺读数0.9 cm,游标尺读数=120.005 cm=0.060 cm,所以游标卡尺的读数为0.960cm。(2)遮光片经过光电门a和b的平均速度分别表示a、b位置的瞬时速度,va=dta,vb=dtb,又由速度位移公式得:a=vb2-va22s=12s(dtb)2-(dta)2。(3)对遮光片、物块和重物由牛顿第二定律得:f-mg=ma,mg-f=ma,即mg-mg=(m+m)a,所以=mg-(m+m)amg。(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差是实验原理不完善引起的系统误差。答案:(1)0.960(2)12s(dtb)2-(dta)2(3)mg-(m+m)amg(4)系统误差7.【解析】轻推滑块,当图乙中的t1=t2时,说明气垫导轨已经水平。要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,由mgl=12mv22-12mv12,v2=dt2,v1=dt1,还应测出的物理量是滑块质量m,两光电传感器间距离l。答案:(1)=(2)滑块质量m两光电传感器间距离l8.【解析】(1