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2021人教版(2019)高中物理专题练习137858
2021人教版(2019)高中物理专题练习137858
高中
整体难度:偏难
2020-10-21
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一、实验,探究题 (共20题)
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1.

如图(a)为某同学设计的“探究加速度与小车所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长木板.在实验中可认为细线对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动的加速度a可用纸带上的点求得。

(1)关于该实验,下列说法中正确的是________

A.用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差

B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把长木板D的左端适当垫高

C.使用电火花计时器时先使纸带运动,再接通电源

D.长木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与长木板的表面平行

(2)实验中获取的一条纸带的一部分:01234是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图(b)所示,由纸带求出小车的加速度a________m/s2(加速度a的计算结果保留两位有效数字)

(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量M,分别测得小车的加速度a与对应的质量M,数据如下表:

次数

1

2

3

4

5

小车的加速度a/(m·s2)

1.25

1.00

0.80

0.50

0.40

小车的质量M/kg

0.400

0.500

0.625

1.000

1.250

小车质量的倒数M1/kg1

2.50

2.00

1.60

1.00

0.80

利用上表数据,在图(c)的坐标纸上选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映aM关系的图象。从图线可得到的结论是________________________________

难度:
知识点:牛顿第二定律
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【答案】

(1)ABD (2)0.50 (3)图象如解析所示 在合外力一定的情况下,小车的加速度与小车的质量成反比

【解析】:(1)设小车的总质量为M,小桶和砝码的总质量为m,平衡摩擦力后,根据牛顿第二定律,则有:FMa,对小桶和砝码有:mgFma,得Fmg,整理得F,虽然当Mm时,可认为Fmg,但实际上F<mg,选项A正确;为平衡摩擦力对实验的影响,应将长木板D的左端适当垫高,选项B正确;使用电火花计时器时,先接通电源,再释放小车,选项C错误;长木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与长木板的表面平行,以确保小车所受的合外力保持不变,选项D正确。

2)根据匀变速直线运动规律可得:,保留2位有效数字得a0.50 m/s2

3)结论:在合外力一定的情况下,小车的加速度与小车的质量成反比。

2.

用如图所示的装置研究作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量m的关系,某位同学设计的实验步骤如下:

A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量;

B.按图装好实验器材;

C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶;

D.将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;

E.保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的m值,重复上述实验;

F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;

G.作am关系图象,并由图象确定am关系.

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________,该步骤应排在________步实验之后.

(2)在上述步骤中,有错误的是________,应把________改为________

(3)在上述步骤中,处理不恰当的是________,应把________改为________

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知识点:牛顿第二定律
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【答案】

(1)平衡摩擦力 B  (2)D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流电压的学生电源

(3)G am图象 a图象

【解析】:实验中把小桶及其中砂子的重力看做与小车所受拉力大小相等,没有考虑摩擦力,故必须平衡摩擦力。电磁打点计时器必须接在6 V以下交流电压的学生电源上。作am关系图象,得到的是双曲线,很难作出正确的判断,改作a关系图象形象直观。

3.

用如图所示装置,探究“加速度与力、质量的关系”的活动中:

(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中错误或不妥之处:

______________________________

(2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验。如图是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可算得小车的加速度a________m/s2

难度:
知识点:牛顿第二定律
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【答案】

(1)a、打点计时器不应使用干电池,应使用交流电源;b、实验中没有平衡小车的摩擦力;c、小车初始位置离打点计时器太远      (2)0.195

【解析】:(1)打点计时器是使用交流电源,不能使用干电池;为保证小车受的合外力全部来源于沙桶的重力,实验前必须平衡摩擦力,该装置没有平衡摩擦力;为了在纸带上打下更多的点,实验时小车的初始位置离打点计时器不可太远。

(2)根据匀变速直线运动规律可得: m/s20.195 m/s2

4.

在探究加速度与力、质量的关系的实验中。

(1)某组同学用如图甲所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系,下列措施中不需要和不正确的是    

A.首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

B.平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动

C.每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

E.实验中应先放小车,然后再打开打点计时器的电源

(2)根据实验得出的数据,画出aF图象如图乙所示,正确的aF图线应如图乙中的图线1所示,有同学作出的图线如图中的图线2所示,其实验过程中不符合实验要求的是   ,有同学作出的图线如图中的图线3所示,其实验过程中不符合实验要求的是  (选填项目序号)

A.实验中未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力(或倾角过小)

B.实验中平衡摩擦力时木板垫得过高(或倾角过大)

C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行

D.实验中小车质量发生变化

E.实验中未满足塑料桶总质量m远小于小车总质量M的条件

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知识点:牛顿第二定律
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【答案】

(1)BCE (2)B AE

【解析】:(1)A.实验时首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力;

B.平衡摩擦力的方法就是,小车与纸带相连,小车前面不挂小桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动;

C.每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力;

D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的;

E.实验中应先接通电源,后放开小车;故BCE不符合实验或不正确,选BCE

(2)根据aF图象在a轴上有截距,这是由于平衡摩擦力过度造成的;故选BaF图象和横轴有交点,说明平衡摩擦力不够,即倾角过小,图象的后一部分不是直线说明塑料桶的质量过大,不能满足mM的条件,故选AE

5.

某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出).

1)该实验中小车所受的合力    (选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?    (选填“需要”或“不需要”)

2)实验获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度l,光电门12的中心距离为s某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的关系式是       

难度:
知识点:牛顿第二定律
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【答案】

1)等于 不需要 (2

【解析】:(1)由于力传感器显示拉力的大小,等于小车所受的合力,故不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。

2)挡光板的宽度l,故小车在光电门1处的速度v1,在光电门2处的速度为v2,由vv2asa,结合几个方程故得:

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总体难度:
偏难
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难度系数
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占比
中等
12
60.0%
偏难
4
20.0%
容易
4
20.0%
题型统计
大题类型
数量
占比
实验,探究题
20
100.0%
知识点统计
知识点
数量
占比
牛顿第二定律
20
100.0%
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