版高考物理总复习课时考点过关练1620.docx

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版高考物理总复习课时考点过关练1620

课时考点16　力学实验

（二）

A组：

全国卷

1．（2016·全国卷Ⅰ，22）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。

图（a）

图（b）

该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。

（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：

在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________。

（2）已测得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。

由此推算出f为________Hz。

2．（2016·全国卷Ⅱ，22）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：

轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。

向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

图（a）

（1）实验中涉及到下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是________（填入代表步骤的序号）。

（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。

打点计时器所用交流电的频率为50Hz。

由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s。

比较两纸带可知，________（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。

图（b）　　　　

B组：

地方卷

3．（2016·江苏单科，11）

某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。

将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v＝作为钢球经过A点时的速度。

记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。

（1）ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离。

A．钢球在A点时的顶端

B．钢球在A点时的球心

C．钢球在A点时的底端

（2）用ΔEk＝mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为________cm。

某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为v＝________m/s。

（3）下表为该同学的实验结果：

ΔEp（×10－2J）

4.892

9.786

14.69

19.59

29.38

ΔEk（×10－2J）

5.04

10.1

15.1

20.0

29.8

他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。

你是否同意他的观点？

请说明理由。

（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议。

4．（2016·四川理综，8Ⅰ）

用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。

将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。

先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。

（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________。

（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。

A．弹簧原长B．当地重力加速度

C．滑块（含遮光片）的质量

（3）增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________。

A．增大B．减小C．不变

5．[2016·北京理综，22

（2）]利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

图甲

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量与势能变化量

C．速度变化量与高度变化量

②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。

A．交流电源　　B．刻度尺　　C．天平（含砝码）

③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。

在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。

已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。

设重物的质量为m。

从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝________。

图乙

④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。

A．利用公式v＝gt计算重物速度

B．利用公式v＝计算重物速度

C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D．没有采用多次实验取平均值的方法

⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2－h图象，并做如下判断：

若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确的。

6．（2015·浙江理综，21）甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

图1

（1）图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________。

（用字母表示）

图2

（2）某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。

纸带________的加速度大（填“①”或“②”），其加速度大小为________。

7．[2015·广东理综，34

（1）]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。

①请完成以下主要实验步骤：

按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物________（填“靠近”或“远离”）计时器下端；________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。

②图（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取________（填“b”或“c”）来计算重力加速度。

在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________________。

1．（2016·山西省四校高三二次联考）在暗室中用图所示装置做“测定重力加速度”的实验．实验器材有：

铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盘、带荧光刻度的毫米刻度尺、频闪仪。

实验步骤如下：

①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴的落下。

②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮。

由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴。

③用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度。

④处理实验数据。

（1）实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率f1与f2水滴滴落的频率的关系为：

________。

（2）实验中第一次观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴O的距离如图所示．根据数据测得当地重力加速度应为g＝________m/s2，水滴C此时的速度vC________m/s（结果都保留三位有效数字）。

2．（2016·山东省日照市高三校际联考）在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，某探究小组的同学们通过讨论提出了以下几种猜想：

①W∝v，②W∝v2，③W∝，……。

为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置。

PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）。

在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。

（1）本实验中不需要测量物体的质量，理由是什么？

_________________________。

（2）让物体分别从不同高度无初速度释放，测出物体从初位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4……，读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4……，并绘制了如图乙所示的L－v图象。

根据绘制出的L－v图象，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出________。

A．L－图象B．L－图象

C．L－图象D．L－v2图象

（3）本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？

______________。

3．（2016·湖南省株州市高三检测）在实验验证自由落体的重物机械能守恒时，打出一条纸带如图所示。

图中O是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹，量出OE间的距离为x1，DF间的距离为x2，已知打点计时器打点的周期是T。

（1）如果在实验误差允许的范围内x1、x2、T满足关系式________，即验证了重物下落过程中机械能是守恒的。

（2）已知T＝0.02s。

如果打出的纸带中有一条OA距离大约是5mm，则出现这种情况的原因可能是________________；如果操作正确，但打出的纸带中有一条OA距离大约是1mm，则________（填“能”或“不能”）利用这条纸带来进行验证。

4.

（2016·湖南益阳高三月考）某同学利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能。

装置如图所示，水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去。

测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，甲、乙光电门间距为L，忽略一切阻力。

（1）小球被弹射出的速度大小v＝________，求得静止释放小球时弹簧弹性势能Ep＝________；（用题目中的字母符号表示）

（2）由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果________影响（选填“有”或“无”）。

5．（2016·河南信阳一调）

如图为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图，图中O点为释放小球的初始位置，A、B、C、D各点为固定速度传感器的位置，A、B、C、D、O各点在同一竖直线上。

（1）已知当地的重力加速度为g，则要完成实验，还需要测量的物理量是________。

A．小球的质量m

B．小球下落到每一个速度传感器时的速度v

C．各速度传感器与O点之间的竖直距离h

D．小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间t

（2）作出v2－h图象，由图象算出其斜率k，当k＝________时，可以认为小球在下落过程中机械能守恒。

（3）写出对减小本实验误差有益的一条建议：

________________________________

_____________________________________________________________________。

6．（2015·广东省六校高三联考）与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置。

现利用如图乙所示的装置验证滑块所受外力做功与其动能变化的关系。

方法是：

在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略），通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为Δt1、Δt2。

已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g。

（1）用游标卡尺（20分度）测量遮光板宽度，刻度如图丙所示，读数为________mm。

（2）本实验想用钩码的重力表示滑块受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中需要满足的条件是M________m。

（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）

（3）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为：

v1＝________、v2＝________。

（用题中所给字母表示）

（4）本实验中，验证滑块运动的动能定理的表达式为________________。

（用题中所给字母表示）

7．（2015·石家庄质检）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：

乙

（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ΔEk。

补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）。

O—B

O—C

O—D

O—E

O—F

W/J

0.0432

0.0572

0.0734

0.0915

ΔEk/J

0.0430

0.0570

0.0734

0.0907

分析上述数据可知：

在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致。

（3）实验前已测得托盘质量为7.7×10－3kg，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）。

滚动提升练

（二）

一、选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。

）

1．（2016·江苏徐州高三测试）测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始作匀加速直线运动。

当B接收到反射回来的超声波信号时，AB相距355m，已知声速为340m/s，则汽车的加速度大小为（　　）

A．20m/s2B．10m/s2

C．5m/s2D．无法确定

2．（2016·河南省八市重点高中高三联考）某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后，绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示，若该物体在t＝0时刻初速度为零，则下列图象中该物体在t＝4s内位移一定不为零的是（　　）

3．（2016·浙江温州五校高三入学联考）

如图所示，铁板AB与水平地面之间的夹角为θ，一块磁铁吸附在铁板下方。

在缓慢抬起铁板的B端使θ角增大（始终小于90°）的过程中，磁铁始终相对于铁板静止。

下列说法正确的是（　　）

A．磁铁所受合外力逐渐减小

B．磁铁始终受到三个力的作用

C．磁铁受到的摩擦力逐渐减小

D．铁板对磁铁的弹力逐渐增大

4．（2016·江西赣中南三校入学考试）

如图所示，有一木块沿半球形碗边缘下滑，假设由于摩擦力的作用，使得木块下滑的速率不变，则在下滑过程中（　　）

A．木块的加速度为零

B．木块所受合力不变

C．木块对碗的压力大小不变，方向不断改变

D．在碗底木块对碗的压力最大

5．（2016·哈尔滨市模拟）如图所示，可视为质点的小球，位于半径为m半圆柱体左端点A的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点。

过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°，则初速度为（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）（　　）

A.m/sB．4m/s

C．3m/sD.m/s

6．（2015·河北省邯郸市高三教学质量检测）

如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。

汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是（　　）

A．将竖直向上做匀速运动

B．将处于超重状态

C．将处于失重状态

D．将竖直向上先加速后减速

7．（2015·

山东日照市高三校际联考）如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F作用向右滑行，长木板处于静止状态。

已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。

下列说法正确的是（　　）

A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2mg

B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1（m＋M）g

C．当F>μ2（M＋m）g时，木板发生运动

D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动

8．（2015·吉林省长春市高三质检）质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后在摩擦力的作用下减速到停止，其v－t图象如图所示。

则下列说法正确的是（　　）

A．F1和F2大小相等

B．F1和F2对A、B做功之比为2∶1

C．A、B所受摩擦力大小相等

D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2

9.

（2016·安徽江南十校高三月考）如图所示，一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C，已知AB＝BC，则下列说法正确的是（　　）

A．滑块到达B、C两点的速度之比为1∶

B．滑块到达B、C两点的速度之比为1∶4

C．滑块通过AB、BC两段的时间之比为1∶

D．滑块通过AB、BC两段的时间之比为1∶（－1）

10．（2015·山东济南市高三质检）

如图所示，物块A质量为m，上表面水平的楔形物块B，质量为2m，倾角θ＝30°的光滑斜面C，质量为3m，静置于粗糙水平面上。

已知A、B能一起以某一初速度靠惯性沿斜面向上做匀减速运动，且C始终静止不动。

则（　　）

A．A对B的摩擦力方向水平向左，大小为mg

B．地面对C的摩擦力方向水平向左，大小为mg

C．A对B的压力大小为mg，地面对C的支持力大小为6mg

D．B对C的压力大小为mg，地面对C的支持力大小为mg

11．（2015·山西大学附中高三月考）如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速度v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出（　　）

A．物体的初速率v0＝3m/s

B．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75

C．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin＝1.44m

D．当某次θ＝30°时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑

12．（2016·江苏淮安二模）据报道，我国计划发射“天宫二号”空间实验室。

假设“天宫二号”舱中有一体重计，体重计上放一物体，火箭点火前，地面测控站监测到体重计对物体A的弹力为F0。

在“天宫二号”随火箭竖直向上匀加速升空的过程中，离地面高为h时，地面测控站监测到体重计对物体的弹力为F。

“天宫二号”经火箭继续推动，进入预定圆轨道时距地面的高度为H。

设地球半径为R，第一宇宙速度为v，则下列说法正确的是（　　）

A．“天宫二号”在预定轨道的运行速度一定大于第一宇宙速度v

B．“天宫二号”舱中物体A的质量为m＝

C．火箭匀加速上升时的加速度a＝－

D．“天宫二号”在预定圆轨道上运行的周期为

二、实验题（本题共2小题，按题目要求解答。

）

13．（2016·山西省康杰中学高三月考）

某同学在探究平抛运动的特点时得到如图所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在轨迹上已标出．则（以下结果均取三位有效数字）

（1）小球平抛的初速度为________m/s。

（g取10m/s2）

（2）小球抛出点的位置坐标为：

x＝________cm，y＝________cm。

14．（2016·安徽省八校高三期中）某实验小组用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）实验中除了打点计时器，还必须用到的测量工具为________。

（2）在实验操作和数据处理过程中，下列做法必须有的是________。

A．用天平测出重物的质量

B．为减小长度测量的误差，处理纸带时每五个点取一个计数点

C．必须选择打的第1个点与第2个点的间隔约为2mm的纸带

D．必须先接通电源，再释放纸带

（3）图乙为实验中得到的一条纸带，O为打的第一个点，A、B、C、D、E为纸带上打点计时器打出的五个连续的点，测出这五点到O点的距离分别为xA、xB、xC、xD、xE。

打点计时器所接交流电的频率为f，当地的重力加速度为g，现用OC段验证机械能守恒定律，要验证的表达式为________，若实验中算得动能的增加量大于重力势能的减少量，可能原因是__________________________。

（4）根据打出的纸带算出离打第一个点较远处连续几个点时的速度，以为纵轴，以x为横轴绘－x图线，如果图线是________，且图线的斜率等于________，则机械能守恒得到验证；如果根据打点间隔算出打每个点重物运动的时间t，根据测得的x和算得的t，作出－t图象，如果图线是________，且图线的斜率等于________，则机械能守恒定律得到验证。

三、计算题（本题共4小题。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。

）

15．（2016·河省南八市重点高中高三联考）已知O、A、B、C为同一直线上的四点，一物体自O点静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点。

通过AB所用的时间为t1，通过BC所用的时间为t2，已知AB段与BC段的位移相等。

求由O到A所用的时间t。

16．（2016·河北保定高三期末）

如图所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力。

质量m＝100g的小球穿在长L＝1.2m的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑。

保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角，将小球从O点静止释放。

g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

（1）当θ＝37°时，小球离开杆时的速度大小；

（2）改变杆与竖直线的夹角θ，使球下滑过程中与杆之间的摩擦力为0，求此时θ的正切值。

17.（2016·湖南衡阳高三月考）

如图所示，一个质量为M长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M＝4m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4mg。

管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g。

求：

（1）管第一次落地弹起时管和球的加速度；

（2）管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，则球与管达到相同速度时，管的下端距地面的高度；

（3）管第二次弹起后球不致滑落，L应满足什么条件。

18．（2015·江苏省南通中学高三期中）如图所示，一物体M从A点以某一初速度沿倾角α＝37°的粗糙固定斜面向上运动，自顶端B点飞出后，垂直撞到高H＝2.25m的竖直墙面上C点，又沿原轨道返回。

已知B、C两点的高度差h＝0.45m，物体M与斜面间的动摩擦因数