高考物理三轮冲刺复习实验题13力学常规实验(含解析)

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热点13　力学常规实验(建议用时：20分钟)1．(2019·菏泽模拟)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B.滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________mm.(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是____________________．(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出________(填“t2－F”“－F”或“－F”)的线性图象．2．(2019·河北衡水中学二模)某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出．已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：a．将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离．再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为x1，如图乙所示；b．将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值x2和x3，如图丙所示．(1)为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为________；(2)实验中还需要测量的物理量为____________，验证动量守恒定律的表达式为____________(用测量物理量对应的字母表示)．3．如图甲、乙所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中：(1)如果“力的平行四边形定则”得到了验证，那么图乙中cos α∶cos β＝________．(2)现将钩码改为两个弹簧测力计，使橡皮筋另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，橡皮筋与细绳套的结点拉至O点，力的示意图如图丙所示，现使F2大小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使F1的大小及图中γ角发生变化．则相应的变化可能是________．A．F1一定增大B．F1可能减小C．F1若增大，γ角一定减小D．F1若增大，γ角可能增大4．图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB与水平面相切于B点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点，P为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为g.(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________cm；(2)实验中除了测定遮光条的宽度外，还需要测量的物理量有________；A．小物块质量mB．遮光条通过光电门的时间tC．光电门到C点的距离xD．小物块释放点的高度h(3)为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据(2)测量的物理量，建立如图所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是________．板块二　实验题热点巧练热点13　力学常规实验1．解析：(3)由题意可知，该实验中保持滑块质量M不变，因此有v2＝2aL，其中v＝，a＝，即＝2L，得＝·F.答案：(1)2.30　(2)遮光条初始位置到光电门的距离L(或A、B间的距离)　(3)－F2．解析：(1)动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等的两物体碰撞过程中动量守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外，还需要的器材为天平．(2)测出一元硬币的质量为m1，五角硬币的质量为m2，一元硬币以速度v1被弹射出去后，由动能定理可得μm1gx1＝m1v，解得v1＝，当一元硬币以速度v1与五角硬币碰撞后，速度分别为v2、v3，由动能定理可得μm1gx2＝m1v，μm2gx3＝m2v，解得一元硬币碰后速度v2＝，五角硬币碰后的速度为v3＝，若碰撞过程动量守恒则需满足m1v1＝m1v2＋m2v3，代入数据可得m1＝m1＋m2.答案：(1)天平　(2)一元硬币的质量m1和五角硬币的质量m2m1＝m1＋m23．解析：(1)由平衡知识可知，在水平方向上有3mgcos β＝4mgcos α，解得cos α∶cos β＝3∶4.　(2)根据平行四边形定则有：若变化如图(a)所示，可以增大F1的同时减小γ角；若变化如图(b)所示，可以增大F1的同时增大γ角；若变化如图(c)所示，可以增大F1而保持γ角不变，故A、D正确，B、C错误．答案：(1)3∶4　(2)AD4．解析：(1)主尺的读数是1.0 cm，游标尺上的第12条刻度线与主尺的刻度线对齐，读数是0.05×12 mm＝0.60 mm，则游标卡尺的读数是10 mm＋0.60 mm＝10.60 mm＝1.060 cm.(2)实验的原理：根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间可求得滑块通过光电门时的速度v＝；滑块从B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得－μmgx＝0－mv2，联立以上两式得动摩擦因数μ＝.则还需要测量的物理量是光电门P到C点的距离x与遮光条通过光电门的时间t，故B、C正确，A、D错误．(3)由动摩擦因数的表达式可知，μ与t2和x的乘积成反比，所以x－图线是过原点的直线，应该建立－x坐标系，故B项正确，A、C、D项错误．答案：(1)1.060　(2)BC　(3)B