（新课标卷）2013年高考物理二轮复习 极限突破 力学综合实验

1 20132013 年高考二轮复习极限突破年高考二轮复习极限突破 力学综合实验力学综合实验 1 在 验证机械能守恒定律 实验中 有三个同学做了如下的实验 张三同学安装的实验装置如图 a 所示 实验得到纸带上留下的打点痕迹情况如图 b 所示 这样的操作可能会导致实验误差较大 从图中可以看出安装实验装置时明显存在的问题 是 2 李四同学用正确安装的装置进行实验 获取一张纸带如图 c 所示 但起始点模糊不清 取后面连续打出的清晰点来研究 测出 B C D E F 到 A 点的距离为hB hC hD hE hF 然后分别计算出 B C D E 点的速度 vB vc vD vE 最后在v2 h坐标系中 描出 B C D E 点对应的坐标 如图 d 所示 如果这些点可连成一条直线 要判断重物下落过程 中机械能是否守恒 还需要 3 王五同学也用正确安装的装置进行实验 来探究重物下落过程中动能与势能的转化问 1 9 5 8 9 6 13 4 单位 mm 图 b 2 题 图 e 为一条符合实验要求的纸带 O 点为打点计时器打下的第一点 取打下 O 点时重锤 的重力势能为零 计算出该重锤下落不同高度 h 时所对应的动能 Ek和重力势能 EP 建立坐标 系 横轴表示 h 纵轴表示 Ek和 Ep 根据数据在图 f 中绘出图线 I 和图线 II 已求得图线 I 斜率的绝对值 k1 2 94J m 请计算图线 II 的斜率 k2 J m 保留 3 位 有效数字 重物和纸带在下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 用 k1和 k2表示 答案 10 分 1 重物会落到桌面上 重物下落距离太短 2 判断直线的斜率是否接近当地重力加速度的两倍 2 小明所在学习小组 用中学实验室常见器材设计了如图所 示的装 置来验证机械能守恒定律 图中 a b 为两重物 用轻绳相连 b 的质量大于 a 的质量 滑轮为轻质光滑滑轮 实验时从图示 位置静止释放 b b 下降且落到桌面后不再反弹 a 上升但不与 3 滑轮相碰 小明的学习小 组已测量了 a 上升的总高度 h1 要研究 b 从下落到刚要与桌面 相碰这一过 程中 a b 组成系统的机械能是否守恒 他们还需要测量的物理量有 填被测的三个物理量 及表示这三个物理量的字母 若表 达式 成立 用设定的字母表示 即可验证机械能守恒定律成立 3 因为手边没有天平 小王同学思考如何利用一已知劲度系数为 k 的弹簧和长度测量工具 来粗测一小球的质量 他从资料上查得弹簧的弹性 势能 Ep kx2 其中 x 为弹簧形变量 后 设计了 1 2 如下实验 将弹簧一端固定在水平桌面上 另一端 紧靠小球 弹簧为原长时小球恰好在桌边 然后用 小球压缩弹簧并测得压缩量 x 释放小球 小球飞出后落在水平地面上 测出桌高 h 以及小 球落地点到桌面边缘的水平距离 s 1 小球质量的表达式为 2 如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素 那么小球质量的测量值将 填偏大 偏小 或 准确 4 用图甲所示的装置做 验证牛顿第二定律 的实验 4 为了减小长木板对小车摩擦力的影响 必须在长木板 填 远离 或 靠近 滑轮的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置 直至小车能单独在长木板上做 运动 为了验证小车的加速度与其质量的定量关系 必须采用 法 保持小车受力不变 测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度 某次实验中打出 如图乙所示的纸带 打点计时器电源的频率为 50Hz 则这个加速度值a m s2 某同学把实验得到的几组数据画成图丙的a m 图象 为了更直观描述物体的加速度跟 其质量的关系 请你根据他的图象在图丁中画出a 图象 m 1 5 如图甲所示为一拉力传感器 某实验小组在用拉力传感器探究作用力与反作用力关系的 5 实验中 获得了如图乙所示的图线 根据这个图线 你可以得出的结论是 实验中要用到 个拉力传感器 如 果实验时保持一只手不动 另一只手拉动 与两只手同时对拉得到的结论有没有变化 填 有 或 没有 两只手边拉边向右运动 与两只手静止时对拉得 到的结论有没有变化 填 有 或 没有 答案 作用力与反作用力大小相等 方向相反 两 没有 没有 6 在 研究加速度与外力 质量一定 的关系 验证机械能守恒定律 探究弹力大小与 弹簧伸长量之间的关系三个实验中 某同学正确作出了三个实验的图线 如图 A B C 所示 根据坐标轴代表的物理量判断 A 实验的图线斜率表示 B 实验的图线斜率表示 C 实验的图线斜率表示 6 实验 根据胡克定律 F kx 作出的 F x 图线 图线斜率表示弹簧的劲度系数 k 7 用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒 斜面的末端与水平桌面相切 小球从离桌面高h处由静止释放 小球离开桌面后落在水平地面上 此过程的水平位移 用s表示 桌面高H 改变小球释放的位置 记录多组h s值 1 若小球在运动的过程中机械能守恒 则h与s2间应满足的关系是 2 某同学根据实验结果 画出了h s2图象如上图所示 图象不过原点 并且随着s的 增大图象有弯曲的迹象 下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是 a 小球与斜面和桌面间有摩擦 改用动摩擦因数更小的斜面和桌面 b 小球运动过程中受到空气阻力的作用 换用密度小一点的空心球进行实验 c 小球运动过程中受到空气阻力的作用 换用密度大一点的实心球进行实验 d 小球与斜面和桌面间有摩擦 在原基础上适当减小一下斜面的倾角 8 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 7 2 某同学对该实验进行了更改 如乙图 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 5 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 m s速度平方 m2 s2 111 281 64 221 753 06 332 104 41 442 265 11 552 687 18 662 968 76 A AB B D D C C 8 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图象 根据你画的W v2图象 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 填 远 或 近 小车后小车做匀速直线运动 由于第 4 个点偏离直线太远 认为该同学第 4 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近 9 如图所示是小徐同学做 探究做功与速度变化的关系 的实验装 置 他将光电门固定在直轨道上的 O 点 用同一重物通过细线拉 9 同一小车 每次小车都从不同位置由静止释放 各位置 A B C D E F G 图中只 标出了 O G 离 O 点的距离 d 分别为 8cm 16cm 24cm 32cm 40cm 48cm 56cm 1 该实验是否需要测量重物的重力 填 需要 或 不需要 2 该实验是否必须平衡摩擦力 填 是 或 否 3 为了探究做功与速度变化的规律 依次得到的实验数据记录如下表所 示 请选取其中最合适的两行数据在答题卷的方格纸内描点作图 4 从图像得到的直接结论是 从而间接得到做功与物体速度变化 的规律是 10 在 验证机械能守恒定律 实验中 有三个同学做了如下的实验 张三同学安装的实验装置如图 a 所示 实验得到纸带上留下的打点痕迹情况如图 b 所示 这样的操作可能会导致实验误差较大 从图中可以看出安装实验装置时明显存在的问题 是 10 2 李四同学用正确安装的装置进行实验 获取一张纸带如图 c 所示 但起始点模糊不清 取后面连续打出的清晰点来研究 测出 B C D E F 到 A 点的距离为hB hC hD hE hF 然后分别计算出 B C D E 点的速度 vB vc vD vE 最后在v2 h坐标系中 描出 B C D E 点对应的坐标 如图 d 所示 如果这些 点可连成一条直线 要判断重物下落过程中机械能是否守恒 还需要 3 王五同学也用正确安装的装置进行实验 来探究重物下落过程中动能与势能的转化问 题 图 e 为一条符合实验要求的纸带 O 点为打点计时器打下的第一点 取打下 O 点时重锤 的重力势能为零 计算出该重锤下落不同高度 h 时所对应的