2018年高考物理四轮复习押高考物理第22题

5月15日 押高考物理第22题
高考频度：★★★★☆
难易程度：★★★★☆
用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
（1）下列操作中正确的有_________。
A．调节滑轮的高度，使拉小车的细线与长木板保持平行
B．实验时，先放开小车后再接通打点计时器的电源
C．增减小车上的砝码后不需要重新调节长木板的倾角
D．小车撞击到滑轮后立即关闭电源
（2）若砂和砂桶的质量为m，小车和砝码的质量为M，此实验_________（选填“需要”或“不需要”）满足M>>m的条件；21教育网
（3）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未标出。量出相邻的计数点之间的距离分别为：xAB=3.20 cm、xBC=3.63 cm、xCD=4.06 cm、xDE=4.47 cm，xEF=4.89 cm，xFG=5.33cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a=_________m/s2。（结果保留两位有效数字）www-2-1-cnjy-com
（4）某同学利用图示装置，将小车更换为木块，在长木板保持水平的情况下，测定木块与木板间的动摩擦因数μ。某次实验中砂和砂桶的质量为m，木块的质量为M，利用纸带测出的加速度为a，力传感器的读数为F，重力加速度为g。则μ=_________。（试用上述字母表示）
【参考答案】（1）AC （2）不需要 （3）0.42 （4）
【试题解析】（1）调节滑轮的高度，使拉小车的细线与长木板保持平行，以减小实验误差，选项A正确；实验时，先接通打点计时器的电源再放开小车，选项B错误；增减小车上的砝码后不需要重新调节长木板的倾角，即不需要重新平衡摩擦力，选项C正确；不等小车撞击到滑轮就应该立即关闭电源，选项D错误；故选AC。【版权所有：21教育】
（2）此实验中由于用到了力传感器来测量力的大小，故不需要满足M>>m的条件；
（3）根据，利用逐差法求解加速度
；
（4）对木板：，解得。
【知识补给】
研究匀变速直线运动注意事项
1．平行：纸带、细绳要和木板平行。
2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。
3．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜。www.21-cn-jy.com
（1）作出速度–时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；
（2）剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。
（1）关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是_____________。
A．电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源
B．它们每隔0.02 s打一个点
C．它们的工作电压均为220 V的交流电源
D．使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源
（2）如图1所示是电火花计时器的示意图，其工作时的基本步骤如下：
A．当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时器
B．接通开关，听到放电声，拖动纸带运动
C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器
D．将电火花计时器插头插入相应的电源插座
上述步骤正确的顺序是_____________。（按顺序填写步骤编号）
（3）打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下如图2甲所示。若工作电源的频率为50 Hz，纸带上打点如图2乙所示，则打点计时器打A点时小车的速度vA=_____________m/s，若小车做匀变速直线运动，该运动过程的加速度a=_____________m/s2。【出处：21教育名师】
（4）在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最合理的方法是_____________。21教育名师原创作品
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v–t图象，量取其倾角θ，由公式a=tan θ求出加速度
C．根据实验数据画出v–t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数k。
主要实验步骤如下：将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好指在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针的指示值记作L0；弹簧下端挂一个砝码时，指针的指示值记作L1；弹簧下端挂两个砝码时，指针的指示值记作L2 ……；挂七个砝码时，指针的位置如图所示，指针的指示值记作L7。已知每个砝码的质量均为50 g，测量记录表：21世纪教育网版权所有
代表符号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度数值/cm
1.70
3.40
5.10
6.85
8.60
10.30
12.10
（1）实验中，L7的值还未读出，请你根据上图将这个测量值填入记录表中。
（2）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了四个差值：d1=L4–L0，d2=L5–L1，d3=L6–L2，d4=L7–L3。2-1-c-n-j-y
（3）根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为ΔL=_________________。
（4）计算弹簧的劲度系数k=________N/m。（g取9.8 m/s2）
为了较准确地测量某细线能承受的最大拉力，小聪、小明分别进行了如下实验：小聪在实验室里找到一把弹簧测力计，按图甲所示安装细线和测力计后，他用力缓慢竖直向下拉测力计，直到测力计的示数达到量程（细线没有断裂），读出测力计的示数F，将F记为细线能承受的最大拉力。
小明在实验室里还找到一把刻度尺和一个玩具小熊，接着进行了如下的操作：
①用刻度尺测出细线的长度L，用弹簧测力计测出玩具小熊的重力G；
②按图乙所示安装玩具小熊、细线（玩具小熊系在细线的中点）；
③两手捏着细线缓慢向两边移动直到细线断裂，读出此时两手间的水平距离d；
④利用平衡条件算出结果。
在不计细线质量和伸长影响的情况下，请回答：
（1）小明算出的细线能承受的最大拉力是________（用L、G、d表示）；_____(填“小聪”或“小明”) 同学的测量结果较准确。2·1·c·n·j·y
（2）在小明两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中，下列说法正确的是________。
A．细线上的拉力大小不变
B．细线上的拉力大小减小
C．细线上拉力的合力大小不变
D．细线上拉力的合力大小增大
某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：
（1）该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
A．交流电源、导线
B．天平（含配套砝码）
C．秒表
D．刻度尺
E．细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是 （填代号）。
（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99 cm、x2=13.59 cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB= m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a= m/s2。（结果保留三位有效数字）21cnjy.com
（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a–F图象，其中图线不过原点的原因是 ，图线在末端弯曲的原因是 。【来源：21·世纪·教育·网】
如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空。21·世纪*教育网
实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平。
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s。
③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间Δt1和Δt2。
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=_________________和Ek2=____________________。21*cnjy*com
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp=__________。（重力加速度为g）
⑧如果满足关系式______________，则可认为验证了机械能守恒定律。
【参考答案】
将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器，然后接通开关，听到放电声，拖动纸带运动，最后当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时，上述步骤正确的顺序是DCBA。【来源：21cnj*y.co*m】
（3）小车做匀加速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故vA= cm/s =55 cm/s=0.55 m/s；根据推论公式，有。21*cnjy*com
（4）在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出v–t图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，所以误差小，故A错误，C正确；若用一组数据则无法求得加速度a，故B错误；若依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，则实际应用的只是第一组和最后一组数据，同样存在较大的误差，故D错误。
（1）14.05（14.03~14.07均正确） （3） （4）28
（1）尺的最小分度值为1 mm，刻度尺读数：L7=14.05 cm；
（3）根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：；
（4）根据胡克定律有：m0g=kL，充分利用测量数据，。
（1） 小明 （2）C
（1）C （2）0.680 1.61 （3）平衡摩擦力过度 砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M
（1）由于打点计时器就是一个计时装置，所以不需要秒表；
（2）由图中知T=0.1 s，匀变速直线运动的平均速度等于时间中点的瞬时速度，=0.680 m/s，由知，，解得，由题中x1=5.99 cm、x2=13.59 cm，代入上式解得a=1.61 m/s2。
⑥(M+m)()2 (M+m)()2 ⑦mgs ⑧ΔEp=Ek2–Ek1
⑥滑块通过光电门的速度v1=，v2=，所以Ek1=(M+m)=(M+m)()2，Ek2=(M+m)=(M+m)()2。21·cn·jy·com
⑦系统重力势能的减少量等于托盘和砝码重力势能的减少量ΔEp=mgs。
⑧若ΔEp=Ek2–Ek1，则验证了机械能守恒定律。