2021届高考冲刺物理实验最后一练04

2021届高考冲刺物理实验最后一练04

i.利用如图装置可测量滑块通过某位置时的瞬时速度大小，实验中除了需要测量挡光

片的宽度外，还需要获得的数据有：。某同学想提高测量的精度，就

用一根细细的针代替原来的挡光片，结果实验结果并不理想，你认为可能的原因是：

【答案】挡光片通过光电门的时间针过细，无法全部挡住光电门发出的光束，致使

时间测量不准确

【解析】根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：U=4,所

t

以还需要测量挡光片通过光电门的时间；可能原因是针过细，无法全部挡住光电门发出

的光束，致使时间测量不准确，从而引起实验误差。

2.为了探究“合外力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下实验方案：

第一步：如图甲所示，把木板一端垫起，滑块通过跨过定滑轮的轻绳与一质量为m的

重锤相连，重锤下连一纸带，纸带穿过打点计时器.调整木板倾角，直到轻推滑块，滑

块沿木板向下匀速运动.

第二步：如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板

靠近定滑轮处，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，

第三步：接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示.其中

图丙

（1）根据纸带求打点计时器打E点时滑块的速度VE=—；

（2）合外力在0E段对滑块做功的表达式WOE=一；（当地的重力加速度g）

（3）利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功形及A、B、C、D、E各点的瞬间

速度v,以v2为纵轴，以W为横轴建坐标系，作出v2-W图象，发现它是一条过坐标原

点的倾斜直线，测得直线斜率为k,则滑块质量M=—

【答案】mgx-

275k

【解析】①用平均速度代替瞬时速度得：/=色卢；

2T

②合外力为重物的重力，要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移X5,

则W=Fx=mgX5；

③合外力做的功为W=Fx=Mg«gMv2

22

所以v2=——W,已知直线斜率为k,所以M=-

Mk

3.图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流4=300/次，内阻Rg=100C,

可变电阻R的最大阻值为10kC,电池的电动势E=1.5V,内阻尸0.5C,图中与接线柱A

相连的表笔颜色应是______色，按正确使用方法测量电阻质的阻值时，指针指在刻度

盘的正中央，则Rx=kd

【答案】红；5；

【解析】根据红进黑出原理，可得图中与接线柱A相连的表笔颜色应该是红色，当两

表笔短接（即R=0）时，电流表应调至满偏电流4,设此时欧姆表的内阻为R内，此时

,E

有关系=后一得

4尺内

E

扁=1=5k。

18

当指针指在刻度盘的正中央时

7_Ig曲J=E

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代入数据可得

Rx=式内=5kQ

4.(1)电磁打点计时器是一种计时仪器，使用V的交流电源.

(2)在做“研究匀变速直线运动”实验中有如下基本步骤：

A.把打点计时器固定在桌子上B.安好纸带

C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通交流电源

E、取下纸带F、断开开关

这些步骤正确的排列顺序为

(3)下图是采用正确的实验手段，用打点计时器在纸带上打出的点迹图.0,1,2,3,

4是所取的五个计数点，图中数值是各计数点对应的以厘米为单位的刻度尺的读数.

相邻两个计数点之间的时间间隔是

由以上数据，计算出小车的加速度为

打下计数点3时小车的速度

【答案】4-6ABDCFE0.1s1.20m/s0.42m/s

【解析】(1)电磁打点计时器是一种计时仪器，使用4-6V的交流电源

(2)做“研究匀变速直线运动”实验中有如下基本步骤：实验步骤要按安装器材、进行

实验、重复实验、整理仪器的思路进行，因此实验步骤为ABDCFE

(3)由于相邻两个计数点之间还有4个点，所以时间间隔为T=0.1s；小车的加速度

_X24-X02(12.0—3.6)—36

c,-z--x102m/s2=1.20m/s2

(2T)(2x0.1)2

海上。叶i上附、市田%(12.0—3.6)x10-2

打下计数点3时小车的速度匕=—=----------------m/s=0.42m/s

32T2x0.1

5.如图甲所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩

上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器的总质量不变时，加速度与力的关

系，根据所测数据在坐标系中作出了图乙所示的a-F图象.

7Mm・r

(1)图线不过坐标原点的原因是.

(2)小车和传感器的总质量为kg.

【答案】(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)0.5

【解析】(1)由图象可知，当F加时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡

摩擦力的不足；

⑵由牛顿第二定律得：a=—F,由图示图象可知：k=——=(1.0-0)/(0.6-0.1)=2,

MM

解得质量M=l/2=0.5kg：

6.下图是用螺旋测微器测量金属棒直径的示意图，其读数是mm

kJ'-，言=

【答案】5.7(X)

【解析】螺旋测微器测量金属棒直径:5.5mm+0.01mmx20.0=5.700mm.

7.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部

分碰撞前后的动量关系。

s

h

••赤坳“A”,、

r0MPN

--------\\\、••••

-------'、•\*\*H.•352,on

---------------14加cm.

…………，［上I

■S5.68cm.

OMPN

甲乙

(1)图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球网多次从斜轨上

S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球如

试卷第4页，总11页

静置于轨道的水平部分，再将入射球网从斜轨上S位置静止释放，与小球如相碰，并

多次重复，分别找到加、相2相碰后平均落地点的位置M、M接下来要完成的必要步骤

是（填选项前的符号）

A.用天平测量两个小球的质量"71、〃?2

B.测量小球，”1开始释放高度人

C.测量抛出点距地面的高度，

D.测量平抛射程OM、ON

（2）经测定，加=45.0g,,〃2=7.5g,小球落地点的平均位置距。点的距离如图所示.碰撞前

后犯的动量分别为“与Pi',碰撞结束时m2的动量为P2’实验结果说明，碰撞前后总

动量的比值/三=。（保留两位小数）

（3）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球

做平抛运动的射程增大.请你用纸带中已知的数据，分析和计算出被碰小球加2平抛运动

射程ON的最大值为cm.（保留两位小数）

【答案】AD1.0176.80

【解析】（1）根据动量守恒定律，有

,

m/i=m1v1+m2v2

小球碰前碰后从同一高度做平抛运动，即平抛运动时间相等，根据平抛运动特点有

m1v1t=+m2v2t

,

m1x1=m1x1+m2x2

xi表示碰前小球平抛运动水平位移，xA及分别表示碰后两小球的位移。整理知要验证

动量守恒定律，需要验证的关系式为

m^OP=mxOM+m2ON

故实验还需完成的必要步骤是：AD

（2）碰撞前后总动量的比值

%=MP=45x44.8=

pl+p；+m2ON45x35.2+7.5x55.68

（3）小球发生弹性碰撞时，被碰小球平抛射程最大，有

mxOP=mrOM+m2ON

222

mxOP=mxOM+m2ON

代入OP,得

27nl

ON=------OP=76.80

Lrnmi

m1+m2

8.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与质量的关系”的实验.

(1)关于该实验的操作及数据处理，下列做法正确的是:

A.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将钩码通过定滑轮挂在小车上

C.实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源

D.通过增减小车上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜角度

(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹开始，在纸带上标出连续的5

个计数点A、B、C、D,E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点

到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz,打B点时小车的速度v=

m/s,小车的加速度折m/s2»(保留3位有效数字)

Wf4卜270TBCj；D单位：e/

»-------6.32-------

«---------------10.87----------------•(

*------------------------16.36---------------------------»

乙

【答案】AD0.3160.930

【解析】(DAB.力时应系上纸带，不能挂钩码，调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳

与长木板保持平行，A正确，B错误；

C.实验时应该先接通电源，后释放小车，使得纸带上点迹多一些，以便于测量加速度，

还要多测几组数据减小偶然误差，c错误；

D.通过增减小车上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜角度，D正确。

故选ADo

(2)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为

T=5x0.02s=0.Is

打B点时小车的速度

x0.0632

v=AC=----------m/s=0.316m/s

2T0.2

根据

Ar=

可得

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XCE_XAC=4（2T）

则小车的加速度为

XCE-XAC0-1636-0.0632-0.0632

a=m/s2=0.930m/s2

4T2—―0.04

9.如图是利用DIS完成“用单摆测定当地重力加速度”实验。实验时，先量出摆球的半

径与摆线的长度。单摆摆动后，点击“记录数据”。摆球每经过平衡位置时记数1次，第

1次记为“0”,当记数为“50”时，点击“停止记录”，显示时间为人

(1)则该单摆振动周期为；

(2)图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为

了;

A.便于测量单摆周期

B.便于测量摆长时拉紧摆线

C.保证摆动过程中摆长不变

D.保证摆球在同一竖直平面内摆动

(3)若某组同学误以摆线的长度L作为纵坐标，以单摆周期的平方r作为横坐标，作出

L-r的图像。其他操作测量都无误，则作出的图线是上图中的(选填“1"、“2”或"3”)；

(4)现发现三组同学作出的图线分别是1、2和3,但测出的斜率都为A是否可以根据斜

率求出当地的重力加速度？(若不可以求出，填“否”；若可以求出，请填重力加

速度的表达式)。

【答案】表C34兀2k

【解析】(1)每两次经过平衡位置的时间间隔为半个周期，因此共振动了25个周期，故

单摆的振动周期

T=—

25

(2)用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了保证摆动过程中摆长不

变。

故选C。

(3)振动周期

7=2万

当L=0时，振动周期应该大于零，应该是图像“3”

(4)振动周期

整理可得

j券T

因此无论摆长是否计算准确，斜率

因此可求出重力加速度

g=4/Z

10.在《探究功与物体速度变化的关系》实验时，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,

沿木板滑，实验装置如图1所示.

(1)适当垫高木板是为了；

(2)通过打点计器的纸带记录小车的运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，

后面部分点迹比较均匀，通过纸带求小车速度时，应使用纸带(填“全部”、“前

面部分”或“后面部分”)；

(3)关于实验中的操作或分析，下列叙述正确的是

A.实验中所选用橡皮筋的规格要一致

B.实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致

C.小车在橡皮筋的作用下保持无初速度弹出

D.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

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（4）实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确.甲同学根据实验数据作出了W-v

图，如图2甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比''的结论.乙同学根据实验

数据作出了W-v2图，如图2乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比''的结论.关

于甲、乙两位同学的分析，你的评价是一

A.甲的分析不正确，乙的分析正确B.甲的分析正确，乙的分析不正

确

C.甲和乙的分析都正确D.甲和乙的分析都不正确.

【答案】平衡摩擦力后面部分ACA

【解析】（1）要使橡皮筋对小车的拉力大小等于其合外力大小，实验中必须进行平衡摩

擦力的操作，即垫高木板的一端.

（2）该实验中需要求出小车的最大速度即小车最后匀速运动的速度大小，因此需要利

用纸带的后半部分.

（3）我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度

变化的关系，这是一个非常精妙的设计.直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是

很困难的.橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡

皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋

的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的.实验时，我们增加相同的橡皮条的数量，

使功的大小成倍数增加，每次实验不必设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值，但是实

验中所选用橡皮筋的规格要一致，故A正确，D错误；每次实验中，橡皮筋拉伸的长

度一定要保持一致，故B错误；每次小车在橡皮筋的作用下保持无初速度弹出，所以C

正确；

（4）根据数学知识得到）=“炉，式子中a为常系数，〃为指数；当片1时，图线为直线；

当〃＜］时，图线向下弯曲；当时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式

W=a0中〃为大于1的任意数值，不能得出功与速度的平方一定成正比的结论；而乙图

中，W与彼成正比，故A正确，BCD错误.

11.如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中.

（1）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是-.

00'MPN

A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧秤

(2)完成本实验，下列必须要求的条件是.

A.斜槽轨道末端的切线必须水平B.入射球和被碰球的质量必须相等

C.入射球和被碰球大小必须相同D.入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚

下

(3)某次实验中用游标卡尺测量小球的直径，如图所示，该小球的直径为