2018高考物理3+7（真题与全真模拟）专题09+理综第22题

★【新课标Ⅰ】某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037
【考点定位】匀变速直线运动的研究
【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔；速度加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。
★【新课标Ⅱ】某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下：
①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t；
③用 s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，表示滑块在挡光片遮住光线的 t时间内的平均速度大小，求出；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出– t图，如图（c）所示。
完成下列填空：
（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和 t的关系式为= 。
（2）由图（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1） （2）52.1 16.3(15.8~16.8)
【解析】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且
联立解得：；
（2）由图（c）可求得vA=52.1 cm/s，，即a=16.6 cm/s2。
【考点定位】匀变速直线运动的规律
【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。
★【新课标Ⅲ】某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。
（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为 _______N。
（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。
（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；
（ii）F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05
【考点定位】验证力的平行四边形定则
【名师点睛】验证力的平行四边形定则中的作图法要注意标明：力的标度、刻度、方向箭头、大小和物理量名称。
1、【河北省衡水中学2018届高三十五模理科综合】如图甲是某同学测量重力加速度的装置，他将质量均为M的两个重物用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上，这时系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物m的重力作用而使系统做初速度为零的缓慢加速运动，该同学用某种办法测出系统运动的加速度并记录下来。完成一次实验后，换用不同质量的小重物，并多次重复实验，测出不同m时系统的加速度a并作好记录。
（1）若选定物块从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有（____）
A．小重物的质量m
B．大重物的质量M
C．绳子的长度
D．重物下落的距离及下落这段距离所用的时间
（2）经过多次重复实验，得到多组a、m数据，做出－图像，如图乙所示，已知该图象斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度g＝_______，并可求出重物质量M＝_________。（用k和b表示）
【答案】 AD 1/b k/2b
【解析】(1)对整体分析,根据牛顿第二定律得： ,
计算得出 ,
根据 得： .
所以需要测量的物理量有:小重物的质量m,重物下落的距离及下落这段距离所用的时间.故AD正确.
2、【湖南省（长郡中学、株洲市第二中学）、江西省（九江一中）等十四校2018届高三第二次联考】某同学用如图甲所示装置做“探究合力做功与动能改变的关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示，并用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要求每次小车都从静止释放．
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=__________cm．
(2)如果遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为s．该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象关系是下列哪一个时才能符合实验要求__________．
A．s-t B．s-t2 C．s-t-1 D．s-t-2
(3)下列哪些实验操作能够减小实验误差________．
A.必须保证小车从静止状态开始释放
B.必须满足重物的质量远小于小车的质量
C.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
D.细线与轨道平面平行
【答案】 1.075 D AD
（3）经前面分析知，要使图象为过原点的直线，应保证小车初动能为零，即必须保证小车从静止状态开始释放，故选C。
3、【云南省师范大学附属中学2018届高三第八次月考】某同学通过实验描绘一个“2V 1W”小灯泡的U-I曲线。该同学已正确选用合适的器材及其量程，并连接好了部分实验电路，如图甲所示。要求小灯泡两端的电压能在0~2V范围内连续变化，且尽可能减小实验误差。
(1)在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正：
A.__________________________________________ ;
B._________________________________________ ;
(2)该同学在正确完成实验后得到如图乙所示的小灯泡的U-I特性曲线，将此小灯泡接在电动势为1.5V.内阻为1.0Ω的电源上，小灯泡的实际功率是 _______ W。(结果保留2位有效数字)
【答案】 A．开关S不应闭合；应处于断开状态; B．滑动变阻器的滑动触头P位置不当；应将其置于b端; 见解析 0.44（0.42~0.46）;
(2). 该同学在正确完成实验后得到如图乙所示的小灯泡的U-I特性曲线，将此小灯泡接在电动势为1.5V，内阻为1.0Ω的电源上，根据闭合电路欧姆定律则有，作出图像
由图像可得，小灯泡的实际功率是；
4、【湖北省八校（鄂南高中、华师一附中、黄冈中学、黄石二中、荆州中学、孝感高中、襄阳四中、襄阳五中）2018届高三第二次联考】某同学设计了一个探究碰撞过程中不变量的实验，实验装置如图甲，在粗糙的长木板上，小车A的前端装上撤针，给小车A某一初速度，使之向左匀速运动，并与原来静止在前方的小车B (后端粘有橡皮泥，橡皮泥质量可忽略不计)相碰并粘合成一体，继续匀速运动，在小车A后连着纸带，纸带穿过电磁打点计时器，电磁打点计时器电源频率为50Hz.
(1)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列正确的有_________(填标号)。
A.实验时要保证长木板水平放置
B.相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起
C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
D.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
(2)纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车运动情况如图乙所示，则碰撞前A车运动速度大小为_____m/s (结果保留一位有效数字), A、B两车的质量比值等于________.(结果保留一位有效数字)
【答案】 BC 0.6 2
【解析】（1）A、为了保证小车匀速行驶，所以应该平衡摩擦力，木板应该倾斜放置。故A错
B、相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起,故B正确；
C、为了打点稳定,应先开电源然后再让小车运动,故C正确；D错误
故选BC
5、【东北三省三校（哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）2018届高三第一次模拟】某实验小组要用如下图所示的装置验证机械能守恒的定律。他们先将气垫导轨水平放置，然后把遮光条固定在滑块上并把滑块放在气垫导轨的右端，在气垫导轨上安装一个光电门B，滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连，滑块每次都从A处由静止释放。
(1)该小组用游标卡尺测量遮光条的宽度d，由图可知d=__________cm。
(2)为了完成本实验，除已知遮光条宽度d，A处与光电门B间距离L，遮光时间，重力加速度g外还需要知道的物理量有__________________________
(3)请用(2)问中的物理量写出验证械能守恒定律的表达式：__________________
【答案】 1.160 钩码质量m，滑块和遮光条质量M
【解析】（1）由图可知d=1.1cm+0.05mm×12=1.160cm。
（2）滑块经过光电门的速度；要验证的关系是： ，则还需要知道：钩码质量m，滑块和遮光条质量M ；
（3）验证械能守恒定律的表达式：
点睛：要掌握游标卡尺的工作原理及读数方法．了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．
6、【河南省郑州市2018届高三第二次质量预测】为了探究在橡皮条弹力作用下小车的运动，某同学设计了如图甲所示的实验，由静止释放小车，小车在处于伸长状态的橡皮条弹力的作用下向左运动。打点计时器打下的纸带如图乙所示，计数点0为打下的第一个点，该同学在测出计数点2、3、4到计数点0的距离x1、x2、x3后，将纸带由图示位置剪断，将毎段纸带的下端对齐，依次并排粘贴在直角坐标系中，连接各段纸带上端的中点画出平滑曲线如图所示，对该实验结果的研究可知：
（1）在有橡皮条弹力作用时，小车做加速度______的直线运动．
A．不断减小 B．不断增大
C．先增大后减小 D．先减小后增大
（2）设打点周期为T，则由纸带测量数据可估算小车的最大速度vm＝______，该估算值______（选填“等于”、“大于”或“小于”）小车最大速度的实际值。
【答案】 D 小于
【解析】（1）根据牛顿第二定律可知： ，当弹力大于摩擦力时，随着橡皮筋形变量的减小，加速度在减小，当弹力小于摩擦力时，随着橡皮筋形变量的减小，加速度在反向增大，所以小车做加速度先减小后增大的直线运动。
（2）由图可知最大速度出现在23段内，根据运动学公式可得最大速度为： ，因为速度在加速度为零时的那一刻最大，所以该估算值小于小车最大速度的实际值。
7、【四川省成都七中2018届高三二诊（3月）模拟考试】用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下，请回答相关问题：
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______方法；
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法
(2)图中是在研究向心力的大小，与_________的关系。
A.质量m B.角速度ω C.半径r
(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为___________
A.1：9 B.3：1 C.l：3 D.1：1
【答案】 C B B
【题号】22 【题型】实验题 【分值】（新课标Ⅰ）5分，（新课标Ⅱ、Ⅲ）6分