新课标2020年高考物理一轮总复习高考真题专项突破六力学实验题教案
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1、高考真题专项突破(六)力学实验题真题1(2018北京卷)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律主要实验步骤如下:a安装好实验器材接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次b选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F所示c通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5d以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有 和 (填选项前的字母)A电
2、压合适的50 Hz交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出vt图象(3)观察vt图象,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是 vt图象斜率的物理意义是 (4)描绘vt图象前,还不知道小车是否做匀变速直线运动用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对t的要求是 (填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的x大小与速度测量的误差 (填“有关”或“无关”)(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面
3、实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的解析:(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度故需要的仪器选A和C.(2)利用所给点迹描点连线,得图象如下图所示,其中C点的横坐标为3T,纵坐标为v3.(3)结合图象可以看出小球速度随时间均匀变化,所以小球做匀加速运动,图象的斜率代表了运动时的加速度(4)t越小,则越接近计数点的瞬时速度,所以t越小越好,计算速度需要用到x的测量值,所以大小与速度测量的误差有关(5)如果小球的初速度为0,其速度vt,那么它通过的位移xt2.因此,只要测量小
4、球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化(要检验小球的速度是随时间均匀变化的,可以检验小球运动位移与时间的平方成正比,利用滴水可以得到小球的运动时间,并测出小球在相应时间内的位移,则可以验证)答案:(1)AC(2)见解析(3)小车的速度随时间均匀变化加速度(4)越小越好有关(5)见解析真题2(2018全国卷)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘:一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针现要测量图(a)中弹簧的劲度系数,当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1
5、.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为 _ cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)解析:实验所用的游标卡尺精度为0.05 mm,游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐,根据游标卡尺的读数规则,图(b)所示的游标卡尺读数为3.7 cm150.05 mm3.7 cm0.075 cm3.775 cm.托盘中放有质量为m0.100 kg的砝码时,弹簧受到的拉力Fmg0.1009.8 N0.980 N,弹簧伸长x3.775 cm1.950 cm1.825
6、 cm0.01825 m,根据胡克定律,Fkx,解得此弹簧的劲度系数k53.7 N/m.答案:3.77553.7真题3(2018全国卷)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块之间的细线保持水平,在木块上放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值从图(b)中弹簧秤的示数读出.砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列问题:(1
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