《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》2017屆高考物理二輪復(fù)習(xí)全國(guó)通用課件word版訓(xùn)練-專題六-物理實(shí)驗(yàn)--第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、第1講　力學(xué)實(shí)驗(yàn),1.(2016·全國(guó)卷Ⅰ，22)某同學(xué)用圖1(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出紙帶的一部分如圖(b)所示。,(a),(b)圖1該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。,(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物

2、下落的速度大小為________，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度大小為________。(2)已測(cè)得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；當(dāng)重力加速度大小為9.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________Hz。,2.(2016·全國(guó)卷Ⅱ，22)某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2(a)所示：輕彈簧放

3、置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能。,(a),(1)實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟：①把紙帶向左拉直②松手釋放物塊③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源④向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是________(填入代表步驟的序號(hào))。,(2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同

4、位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為________m/s。比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大。,(b)　　　　圖2,答案　(1)④①③②　(2)1.29　M,3.(2016·全國(guó)卷Ⅲ，23)某物理課外小組利用圖3(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖

5、中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過(guò)滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：,(a),(2)將n(依次取n＝1，2，3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余(N－n)個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制s－t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度

6、a。(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見(jiàn)下表。n＝2時(shí)的s－t圖象如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。,(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。,(b),(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a－n圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。,(c)圖3,(5)利用a－n圖象求得小車(

7、空載)的質(zhì)量為________kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)。(6)若以“保持木板水平”來(lái)代替步驟(1)，下列說(shuō)法正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))A.a－n圖線不再是直線B.a－n圖線仍是直線，但該直線不過(guò)原點(diǎn)C.a－n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大,答案　(3)0.39(0.37～0.41范圍內(nèi)都給分)　(4)見(jiàn)解析圖　(5)0.45(0.43～0.47范圍內(nèi)都給分)　

8、(6)BC,[備 考 指 導(dǎo)],【考情分析】,【備考策略】(1)熟知各種器材的特性。(2)熟悉課本上的實(shí)驗(yàn)，抓住實(shí)驗(yàn)的靈魂——實(shí)驗(yàn)原理，掌握數(shù)據(jù)處理的方法，熟知兩類誤差分析。,“紙帶”類實(shí)驗(yàn)(一套裝置、一條紙帶串聯(lián)力學(xué)五個(gè)實(shí)驗(yàn)),[規(guī) 律 方 法],1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列五個(gè)實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)有5個(gè)，分別是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，探究做功與速度變化的關(guān)系及驗(yàn)證機(jī)械

9、能守恒定律。,2.紙帶數(shù)據(jù)的處理方法,3.平衡摩擦力的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)及方法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系及探究做功與速度變化的關(guān)系兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是墊高有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，給小車一個(gè)初速度，小車能勻速下滑。4.三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)。要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的取點(diǎn)方法是一樣的。(2)涉及打點(diǎn)

10、計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)均是先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶。(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理可借助圖象，充分利用圖象斜率、截距等的物理意義。,1.(2015·全國(guó)Ⅱ，22)某同學(xué)用圖4(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過(guò)程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。,[精 典 題 組],圖4,(1)物塊下滑時(shí)的加速度a＝________ m/s2，打C點(diǎn)

11、時(shí)物塊的速度v＝________ m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。A.物塊的質(zhì)量B.斜面的高度C.斜面的傾角,答案　(1)3.25　1.79　(2)C,2.某同學(xué)做“探究合力做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示，小車在橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行。用1條橡皮筋時(shí)彈力對(duì)小車做的功記為W，當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、

12、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致。實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。,圖5,(1)木板水平放置，小車在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是________。A.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)B.橡皮筋恰好恢復(fù)原長(zhǎng)C.小車恰好運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D.小車已超過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處,(2)實(shí)驗(yàn)操作中需平衡小車受到的摩擦力，最根本的目的是________。

13、A.防止出現(xiàn)小車不能被橡皮筋拉動(dòng)的情況B.保證橡皮筋對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功C.便于小車獲得較大的彈射速度D.防止紙帶上點(diǎn)跡不清晰,(4)如圖6所示是某次在正確操作的情況下，用50 Hz交變電流作電源的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的一條紙帶，為了得到小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________(填“AF”或“FI”)部分進(jìn)行測(cè)量，速度大小為________m/s。,圖6,答案　(1)A　(2)B　(3)CD　(4)FI　0.76,3.

14、某同學(xué)為探究加速度與合外力的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖7甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，用輕繩繞過(guò)定滑輪及輕滑輪將小車與彈簧測(cè)力計(jì)相連。實(shí)驗(yàn)中改變懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，并利用紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度a。,甲,(1)實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量可以不需要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，其原因是________。A.小車所受的拉力與鉤碼的重力無(wú)關(guān)B.小車所受的拉力等于鉤碼重力的一半C.小車所受的拉力可由彈簧測(cè)力計(jì)直

15、接測(cè)出(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的某條紙帶的一部分。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz，由紙帶數(shù)據(jù)求出小車的加速度a＝________m/s2。,乙圖7,(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F的關(guān)系圖象，下列圖象中最符合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況的是________。,答案　(1)C　(2)0.75　(3)B,4.(2016·廣東珠海模擬)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m＝1.00 kg的重物自

16、由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖8所示。O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭取9.80 m/s2。則：,圖8,(1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到________點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。,答案　(1)B　(2)1.88　1.84　(3)A,“橡皮條、彈簧”類實(shí)驗(yàn),[規(guī) 律 方 法],實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法(1)圖象

17、法為了使圖象能夠直觀地反映物理量間的關(guān)系，通常通過(guò)選擇坐標(biāo)軸代表合適的物理量(或包含物理量的代數(shù)式)，使其圖象成為直線。利用描點(diǎn)法畫線性圖象時(shí)，要盡可能通過(guò)較多的數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，其他不在直線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)要均勻分布在圖象兩側(cè)。(2)利用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，由作圖法得到的合力F與實(shí)際測(cè)量得到的合力F′不可能完全重合，只要在誤差允許范圍內(nèi)F與F′重合即可驗(yàn)證平行四邊形定則。,1.(2016·浙江理

18、綜，21)某同學(xué)在“探究彈簧和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m。如圖9甲所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00 cm不變的條件下，,[精 典 題 組],圖9,(1)彈簧秤a、b間夾角為90°，彈簧秤a的讀數(shù)是________N(圖乙中所示)，則彈簧秤b的讀數(shù)可能為________N。(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧

19、OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)________、彈簧秤b的讀數(shù)________(填“變大”、“變小”或“不變”)。,(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，如圖所示，根據(jù)力的平行四邊形法則可知，彈簧秤a的讀數(shù)變大，彈簧秤b的讀數(shù)變大。,答案　(1)3.00～3.02　3.09～4.01　(2)變大　變大,2.[2015·福建

20、理綜，19(1)]某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。①圖10甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為________cm；,圖10,②本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是________；(填選項(xiàng)前的字母)A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重

21、B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重③圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是________________________________。,解析?、儆深}圖乙知，讀數(shù)為14.66 cm，所以彈簧伸長(zhǎng)量Δl＝(14.66－7.73)cm＝6.93 cm。②若隨意增減砝碼，作圖不方便，有可能會(huì)超出彈簧的彈性限度，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項(xiàng)

22、A正確。③由題圖丙知AB段彈簧伸長(zhǎng)量與彈力不成線性關(guān)系，是因?yàn)殂^碼重力超過(guò)彈簧的彈性限度。答案?、?.93　②A?、坫^碼重力超過(guò)彈簧的彈性限度,創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),[規(guī) 律 方 法],創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通常可分為兩類：第一類為通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出物理規(guī)律；第二類為給出實(shí)驗(yàn)規(guī)律，讓你選擇實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。第一類必須在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上下工夫，根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，掌握物理量間的關(guān)系，得出實(shí)驗(yàn)規(guī)律；第二類必須從已知規(guī)律入手，正確選擇

23、測(cè)量的物理量，根據(jù)問(wèn)題聯(lián)想相關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，確定實(shí)驗(yàn)原理，選擇儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。,1.如圖11、圖12所示分別為甲、乙兩位同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B，滑塊上固定一寬度為d的窄遮光條，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可讀出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間。甲同學(xué)直接用細(xì)線跨過(guò)定滑輪把滑塊和鉤碼連接起來(lái)(如圖11)，乙同學(xué)把滑塊用細(xì)線繞過(guò)定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼(如圖12)，每次

24、滑塊都從A處由靜止釋放。,[精 典 題 組],圖11,圖12(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他實(shí)驗(yàn)器材的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？__________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩同學(xué)首先將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門B的時(shí)間Δt，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是______________________________

25、____。,(3)甲、乙兩位同學(xué)通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)改變滑塊所受的合外力，甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要測(cè)量記錄的物理量有_________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須滿足的條件是__________________________________；乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄的物理量有_______________________。(4)乙同學(xué)在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是________。(填選項(xiàng)前字母)A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力

26、傳感器的總質(zhì)量B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行,(3)甲同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)中滑塊(設(shè)質(zhì)量為M)和鉤碼所受的合外力等于鉤碼的重力mg，mg＝(M＋m)a，所以甲同學(xué)還需要測(cè)量所掛鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)滿足條件m?M；乙同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)中，力傳感器測(cè)出的力就是細(xì)線對(duì)滑塊的真實(shí)拉力設(shè)為T，可直接讀出，所以需要記錄傳感器的讀數(shù)。,(4)力傳感器測(cè)出的力就

27、是細(xì)線對(duì)滑塊的真實(shí)拉力，不存在系統(tǒng)誤差，無(wú)需滿足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量；測(cè)量距離時(shí)，適當(dāng)增大測(cè)量距離可以減小測(cè)量誤差；實(shí)驗(yàn)時(shí)要滿足氣墊導(dǎo)軌水平且細(xì)線與導(dǎo)軌平行。答案　(1)在不掛砝碼時(shí)，滑塊應(yīng)能在任意位置靜止不動(dòng)(2)A位置與光電門間的距離L　(3)所掛鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M　m?M　傳感器的讀數(shù)　(4)A,2.(2016·焦作模擬)某物理興趣實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在測(cè)量一鐵塊與一長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，該小組

28、的同學(xué)首先將待測(cè)定的長(zhǎng)木板水平固定，將另一長(zhǎng)木板傾斜固定，兩長(zhǎng)木板間用一小段光滑的軌道銜接，如圖13甲所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,圖13,(1)將鐵塊由距離水平面h高度處由靜止釋放，經(jīng)測(cè)量在粗糙的長(zhǎng)木板上滑行的距離為x時(shí)速度減為零，如果保持斜面的傾角不變，改變鐵塊釋放的高度，并測(cè)出多組數(shù)據(jù)，忽略鐵塊與傾斜的長(zhǎng)木板之間的摩擦力?，F(xiàn)以h為橫坐標(biāo)、x為縱坐標(biāo)，則由以上數(shù)據(jù)畫出的圖象的特點(diǎn)應(yīng)為____________________________

29、________________________________________________________________；,(2)在實(shí)際中鐵塊與傾斜的長(zhǎng)木板之間的摩擦力是不可忽略的，為了測(cè)定鐵塊與兩長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，該小組的同學(xué)逐漸地減小斜面的傾角，每次仍將鐵塊由靜止釋放，但每次鐵塊釋放位置的連線為豎直方向，將釋放點(diǎn)與兩長(zhǎng)木板的銜接點(diǎn)的水平間距記為L(zhǎng)。將經(jīng)過(guò)多次測(cè)量的數(shù)據(jù)描繪在x－h(huán)的坐標(biāo)系中，得到的圖線如圖乙所示，則鐵塊