高考物理二轮复习 题型限时专练10 实验专题-人教版高三全册物理试题.doc

题型限时专练10实验专题
[热点跟踪专练]
一、力学实验
1．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨上A点处有一滑块，其质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连．调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩量x，如果在B点的正上方安装一个速度传感器，用来测定滑块到达B点的速度，发现速度v与弹簧的压缩量x成正比，作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得v－x图象的斜率k′＝eq\r(\f(k,M)).在某次实验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为x0，重力加速度用g表示，则：

(1)滑块从A处到达B处时，滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝____________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝______________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)
(2)在实验中，该同学测得M＝m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m，并改变A、B间的距离L，作出的x2－L图象如图丙所示，则重力加速度g＝________m/s2.
[解析](1)滑块刚接触弹簧时的速度为v0＝x0eq\r(\f(k,M))，故系统的动能增加量为ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,0)＝eq\f(kx\o\al(2,0)M＋m,2M)；由于只有小球的重力做功，故重力势能的减少量为ΔEp＝mgL.(2)根据机械能守恒定律有mgL＝eq\f(1,2)(M＋m)v2，v＝xeq\r(\f(k,M))，M＝m解得x2＝eq\f(mg,k)L，由题图丙可得k″＝eq\f(mg,k)＝0.096m，故g＝eq\f(kk″,m)＝eq\f(100×0.096,1)m/s2＝9.6m/s2.
[答案](1)eq\f(kx\o\al(2,0)M＋m,2M)mgL(2)9.6
2．如图甲是某同学利用气垫导轨探究加速度和物体质量之间的关系的实验装置，实验时他先调节气垫导轨下的螺母使气垫导轨水平，然后挂上小砂桶拉滑块(可通过增减砂桶中的砂来改变砂和砂桶的质量)，滑块每次都从同一位置由静止释放．

(1)该同学用游标卡尺测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________mm，让滑块由某一位置静止释放，由数字计时器记下遮光条通过光电门时遮光时间间隔Δt＝0.02s，则滑块通过光电门时的速度大小为________m/s(保留两位有效数字)．
(2)实验中小砂桶的质量为m，滑块的质量为M，细线对滑块的拉力大小可认为是小砂桶的重力大小，若m＝10g，则多次实验中，下列滑块质量M的取值不合理的一个是________．
A．50gB．300gC．500gD．800g
(3)在滑块上增减铁片改变滑块质量，测出多组滑块质量M(含铁片)和对应遮光条通过光电门时间Δt，并算出滑块经过光电门时的速度v，通过描点作图，得出滑块加速度与滑块质量间的关系，作图时应作________图象(填“v2－m”“v2－M”“v2－eq\f(1,m)”或“v2－eq\f(1,M)”)，进而得出的结论是____________________________________
_________________________________________________________.
[解析](1)由游标卡尺的读数规则知d＝6mm＋0.05×6mm＝6.30mm，滑块通过光电门时的速度大小为v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(6.30×10－3,0.02)m/s＝0.32m/s.
(2)对滑块和小砂桶整体分析有a＝eq\f(mg,M＋m)，细线的拉力F＝Ma＝eq\f(mg,1＋\f(m,M))，所以当M≫m时，细线对滑块的拉力大小可认为是小砂桶的重力大小，比较M与m可知滑块质量M的取值不合理的一个是50g，选A.
(3)由题意知v2＝2as＝eq\f(2mgs,M)，而m、s不变，所以应作v2－eq\f(1,M)图象，进而得出的结论是合外力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比．
[答案](1)6.300.32(2)A
(3)v2－eq\f(1,M)合外力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比
3．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中动量的变化规律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图甲所示，在小车A