试题-全国-2018_2019年高考物理二轮复习 专题五 实验技能与创新 第13讲 力学实验与创新练案.doc

1专题五第13讲力学实验与创新限时：40分钟1．(2018·陕西省宝鸡市模拟)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＝__2.30___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__遮光条到光电门的距离L(或A、B间的距离)___。(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__eq\f(1,t2)－F__(填“t2－F”“eq\f(1,t)－F”或“eq\f(1,t2)－F”)的线性图象。[解析](3)由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有v2＝2aL，其中v＝eq\f(d,t)，a＝eq\f(F,M)，即eq\f(d2,t2)＝2·eq\f(F,M)·L，得eq\f(1,t2)＝eq\f(2L,Md2)·F。2．(2018·厦门市高三下学期第二次质量检测)如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处，A、C到塔轮中心的距离相等。两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。(1)在该实验中应用了__B___来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法(2)用两个质量相等的小球放在A、C位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左右塔轮半径之比为__2∶1___。[解析](1)向心力和三个因素有关，所以需要控制其中两个恒定，改变第三个量，从而来研究向心力和它们的关系，故采用了控制变量法，B正确；(2)同一条皮带相连，则A、C线速度相同，故eq\f(ωArA,ωCrC)＝1，根据题意可知塔轮向心力之比为1∶4，并且塔轮的半径相同，A、C转动和各自的塔轮角速度相同，故eq\f(mω\o\al(2,A)r,mω\o\al(2,C)r)＝eq\f(1,4)，可知eq\f(ωA,ωC)＝eq\f(1,2)，故eq\f(rA,rC)＝eq\f(2,1)。3．(2018·陕西省渭南韩城市高三下学期第三次模拟)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是__BCD___。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有一个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为__1.3___m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标(纵、横坐标轴单位长度相等，且都为国际单位)，画出的a－F图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为__D___．A．2tanθB．eq\f(1,tanθ)C．kD．eq\f(2,k)[解析](1)A、E项：本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量，故A、E错误；B项：该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；C项：打点计时器运用时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；D项：改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确。(2)由于两计数点间还有1个点没有画出，故两点之间的时间间隔为T＝2×0.02s＝0.04s，根据逐差法a＝eq\f(x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x1,9T2)＝eq\f(3.8＋3.3＋2.8－2.