【恒心】高考物理专题复习-专题6高考物理实验第1讲(纯word版)

专题六第一讲1．在研究弹簧的形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为k＝______N/m，图线不过原点的原因是由于______________________。[答案]200弹簧自身具有重量[解析]由图线可以算出斜率，即弹簧的劲度系数，不过原点说明弹簧上不挂东西的时候，已经有伸长量了。2．(2014·黑龙江齐齐哈尔二模)图甲所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”的实验装置示意图，图乙是某同学通过实验，得到的1a－m图象，横坐标m为小车上砝码的质量。已知图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的合力为________，小车的质量为________。[答案]1kbk[解析]由题可知，设小车的质量为M，钩码质量为m0，线上的拉力为T，对小车分析，利用牛顿第二定律有：T＝(M＋m)a，对钩码分析，利用牛顿第二定律有：m0g－T＝m0a，又知(M＋m)≫m0，可得：1a＝1m0gm＋Mm0g，结合1a－m图象可知：k＝1m0g，b＝Mm0g，钩码重力近似等于小车受到的合力即F＝m0g＝1k，小车的质量为M＝bk。3．(2014·吉林省吉林市质量检测)测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图的装置，图中长木板水平固定。(1)实验过程中，电火花计时器应接在交流电源上，调整定滑轮高度，使________________________________________________________________________。(2)已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ＝______________________________。(3)如图所示为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出。从纸带上测出s1＝3.20cm，s2＝4.52cm，s5＝8.42cm，s6＝9.70cm。则木块加速度大小a＝________m/s2(结果保留两位有效数字)。[答案](1)细线与长木板平行(答“细线水平”同样给分)(2)mg－m＋MaMg(3)1.3[解析](1)为了使细线的拉力方向与木块运动方向相同，应调整细线与长木板平行。(2)根据牛顿第二定律，对砝码盘和砝码整体有：mg－F＝ma，对木块有：F－μMg＝Ma，联立两方程得μ＝mg－m＋MaMg。(3)利用逐差法得a＝s5＋s6－s1＋s28T2＝[8.42＋9.70－3.20＋4.52]×10－28×0.12m/s2＝1.3m/s2。4．(2014·河南六市一联)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。(1)某同学用20分度的游标卡尺测量一小球的直径，示数如图甲所示，则小球的直径d＝________cm。(2)如图乙所示，弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为ΔtA、ΔtB。用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，用游标卡尺测得小球直径为d，当地的重力加速度为g，在误差范围内，若公式________________成立，就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示)。[答案](1)1.020(2)(dΔtA)2－(dΔtB)2＝2gh[解析](1)游标卡尺示数为10mm＋0.05×4mm＝10.20mm＝1.020cm。(2)小球在A点动能EkA＝12m(dΔtA)2，B点动能EkB＝12m(dΔtB)2，动能增加量：ΔEk＝EkA－EkB＝12m[(dΔtA)2－(dΔtB)2]，小球由A到B重力势能减少量ΔEp＝mgh，在误差允许范围内，若满足ΔEk＝ΔEp，即(dΔtA)2－(dΔtB)2＝2gh，就可以验证机械能守恒。5．(2014·石家庄模拟)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离S＝________cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是__________________________；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？__________(填“是”或“否”)[答案](1)50.00(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否[解析](1)两光电门之间距离S＝70.30－20.30＝50.00cm。(2)设滑块挡光条和拉力传感器的总质量为M，合力做的功为FS，动能变化为12M(v22－v21)＝12M[(dΔt2)2－(dΔt1)2]，在误差允许范围内，只须验证FS与12M[(dΔt2)2－(dΔt1)2]是否相等即可。(3)滑块所受合力可以从力传感器示数直接读出，所以不需要。6．(2014·江西八校联考)(1)用20分度的游标卡尺测量某工件的内径时，示数如图甲所示，由图可知其长度为________cm；用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时，示数如图乙所示，由图可知其直径为________mm。(2)某同学采用如图丙所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a。分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系。根据实验中得到的数据描出如图丁所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致。该同学列举产生这种结果的可能原因如下：①在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；②没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；③砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件；④测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大。通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是()A．①和④B．②和③C．①和③D．②和④[答案](1)5.0154.700(或4.701)(2)C[解析](1)游标卡尺读数50mm＋0.05×3mm＝50.15mm＝5.015cm。螺旋测微器读数4.5mm＋0.01×20.0mm＝4.700mm。(2)由图丁可知当F＝0时，a≠0，则Mgsinθf，说明θ角偏大，右端垫得过高；图象的末端不是直线说明砂桶和砂的总质量m0和小车质量M不满足m0≪M的关系造成的，所以只有C选项正确。7．(2014·江苏)小明通过实验验证力的平行四边形定则。(1)实验记录纸如1图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1＝3.30N、F2＝3.85N和F3＝4.25N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如2图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。两次实验记录的轨迹如3图所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为________。(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些？(填写选项前的字母)A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。[答案](1)见下图，F合＝4.6～4.9都算对)(2)Fa＝Fb(3)BD(4)见解析[解析]本题主要考查验证平行四边形定则实验，解题的关键弄清楚两次实验轨迹不同的原因。(1)作图时注意规范，标度要适中。(2)虽然轨迹不同，但由于0，a，b在同一直线上，由平衡条件知拉力Fa＝Fb。(3)第二次做实验时橡皮筋拉伸的长，但两次拉力相等，故选项A、C说法不正确，B、D说法正确。(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋。(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。)8．(2014·浙江)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36(1)某次测量如图2所示，指针示数为________cm。(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为________N/m(重力加速度g＝10m/s2)。由表1数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。[答案](1)(15.95～16.05)cm(2)k1＝(12.2－12.0)N/m能[解析](1)读数时要在最小刻度后，再加估读位，本题应读数为16.00cm。(2)相邻两次实验弹簧受拉力的差均为ΔF＝mg＝50×10－3×10N＝0.5N，用表中1、2、3、4相邻两组数据分别求劲度系数有：k1＝ΔFΔx1＝0.519.71－15.71×10－2N/m＝12.50N/m，k2＝ΔFΔx2＝0.523.66－19.71×10－2N/m＝12.66N/m，k3＝ΔFΔx3＝0.527.76－23.66×10－2N/m＝12.20N/m取平均值得I的劲度系数，k＝k1＋k2＋k33＝12.5N/m两条弹簧串联受到拉力大小相等，也能由表中数据计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。9．(2014·山东)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端G处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s。完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F－G图线。(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝______(保留2位有效数字)。(3)滑块最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)。[答案](1)如下图所示。(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)。(3)2μgs－h。[解析]本题主要考查了用图象求解动摩擦因数的方法。解题的关键是根据题意规范的作出F－G图象。(1)(2)根据题目中的表格作出F－G图象，由F＝μG知，图线斜率即为动摩擦因数。(3)根据题目中的图乙描述，滑块运动h距离时的速度最大，然后在摩擦力的作用下运动距离s－h而停止，根据运动学公式v2＝2ax可得滑块的最大速度为v＝2μgs－h。此题不是课本的学生实验，是根据所学知识对实验的升华，注意题目的情景描述、数据处理和误差的分析。