2019高考物理最后冲刺增分小题狂练：0Word版含解析.pdf

小题狂练 10实验：验证牛顿第二定律 小题狂练 小题是基础练小题提分快 1.2019 宁夏长庆高级中学检测在“验证牛顿第二定律”的实 验中, 采用如图所示的实验装置, 小车及车中砝码的质量用M 表示, 砂和砂桶的质量用m 表示, 小车的加速度可由小车后拖动的纸带计 算出 (1)实验中 , 为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外 力, 先调节长木板一端滑轮的高度, 使细线与长木板平行接下来还 需要进行的一项操作是 ________ A将长木板水平放置 , 让小车连着已经穿过打点计时器的纸带, 给打点计时器通电改变砂桶中砂子的多少, 使小车在砂和砂桶的牵 引下运动 , 从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B将长木板的一端垫起适当的高度, 让小车连着已经穿过打点 计时器的纸带 , 撤去砂和砂桶 , 给打点计时器通电, 轻推小车 , 从打 出的纸带判断小车是否做匀速运动 C将长木板的一端垫起适当的高度, 撤去纸带以及砂和砂桶, 轻推小车 , 观察判断小车是否做匀速运动 (2)实验中要进行质量m 和 M 的选取 , 以下最合理的一组是 ________ AM200 g, m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 g BM200 g, m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g CM400 g, m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 g DM400 g, m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g (3)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz, 每相邻两个计数 点间还有 4 个点未画出 , 利用图给数据可求出小车运动的加速度a ________ m/s 2.(结果保留三位有效数字 ) 答案： (1)B(2)C(3)1.58 解析： (1)为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力, 先调节长木板一端滑轮的高度, 使细线与长木板平行接下来还需要 进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度, 让小车连着已 经穿过打点计时器的纸带, 撤去砂和砂桶 , 给打点计时器通电 , 轻推 小车, 从打出的纸带判断小车是否做匀速运动, 即平衡摩擦力 , B 正 确(2)当 m 远远小于 M 时, 即当砂和砂桶总质量远远小于小车和砝 码的总质量 , 细线的拉力大小近似等于砂和砂桶的总重力因此最合 理的一组是C.(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出, 两相邻 的计数点时间间隔为T0.1 s, 利用匀变速直线运动的推论 xaT2, 得 xDExAB3a1T2、xEFxBC3a2T2, xCDxOA3a3T2, 则加速度应为 a a1a2a3 3 0.107 10.091 00.075 7 0.059 50.044 00.028 0 90.01 m/s21.58 m/s2. 22019 陕西省西安市长安一中模拟如图所示是某同学探究加 速度与力的关系的实验装置他在气垫导轨上安装了一个光电门B, 滑块上固定一遮光条, 滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力 传感器相连 , 传感器下方悬挂钩码, 每次滑块都从A 处由静止释 放已知遮光条的宽度d2.25 mm. (1)下列不必要的一项实验要求是________(请填写选项前对应 的字母 ) A应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 B应将气垫导轨调节水平 C应使细线与气垫导轨平行 D应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 (2)实验时 , 将滑块从 A 位置由静止释放 , 由数字计时器读出遮光 条通过光电门B 的时间 t, 若要得到滑块的加速度 , 还需要测量的物 理量是 __________________________ (写出物理量名称及表示符号) (3)改变钩码质量 , 测出对应的力传感器的示数F 和遮光条通过 光电门的时间t, 通过描点作出线性图象, 研究滑块的加速度与力的 关系, 处理数据时应作出 ______图象 答案： (1)D(2)A 位置到光电门的距离L(3)F 1 t2 解析：(1)应使 A 位置与光电门间的距离适当大些, 有利于减小误 差, 故 A 是必要的；应将气垫导轨调节水平, 使拉力等于合力 , 故 B 是必要的； 要保持细线方向与气垫导轨平行, 故 C 是必要的； 拉力是 直接通过力传感器测量的, 故与滑块质量和钩码质量大小关系无关, 故 D 是不必要的；(2)根据匀变速直线运动的位移速度公式得v 22aL, 又因为 vd t , 解得 a d2 2Lt 2, 故要测加速度还需要测出A 位置到光电 门的距离 L；(3)根据牛顿第二定律得： a F M, 解得：F Md 2 2L 1 t2, 所以 处理数据时应作出F 1 t2的图象 32019 重庆市重庆一中考试 某实验小组设计如图甲所示实验 装置“探究加速度与力的关系”已知小车的质量 M, 砝码盘的质量 m0, 打点计时器使用的交流电频率f50 Hz. (1)探究方案的实验步骤 A按图甲安装好实验装置； B调节长木板的倾角, 轻推小车后 , 使小车能沿长木板向下做 匀速运动； C取下细绳和砝码盘 , 记录砝码盘中砝码的质量m； D将小车紧靠打点计时器, 接通电源后放开小车, 得到一条点 迹清晰的纸带 , 由纸带求得小车的加速度a； E 重新挂上细绳和砝码盘 , 改变砝码盘中砝码的质量m, 重复多 次步骤 BD, 得到多组 m、a. (2)记录数据及数据分析 实验中打出的其中一条纸带如图乙所示, 由该纸带可求得小 车的加速度 a________ m/s 2. 实验小组认为小车受到的合外力Fmg, 根据记录数据和纸 带, 将计算得到的合外力和加速度填入设计的表中(表略) 建立 aF 坐标系 , 利用中得到的表中数据描点得到如图丙 所示的图线根据图线 , “小车加速度 a 与外力 F 成正比”的结论是 ________(选填“成立”或“不成立”)的；已知图线延长线与横轴的 交点A 的坐标是 (0.08 N,0), 由此可知 , 砝码盘的质量m0 ________ kg.(已知数据测量是准确的 , 重力加速度 g 取 10 m/s 2) (3)方案评估：若认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总 重力, 即 F(m0m)g, 实验中随着F 的增大 , 不再满足砝码和砝码 盘的总质量远小于小车的质量要求, 实验图应为 ________ (填正确答 案标号 ) 答案： (2)0.88不成立0.008(3)A 解 析 ： (2) 根 据 x aT2, 运 用 逐 差 法 得a 7.758.646.006.87 10 2 40.01 m/s 20.88 m/s2；由题图丙可知 , 图象是不过原点的倾斜直线, a 与 F 不成正比；由图象可知 , 当 F0 时, 小车有加速度 , 这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘 的重力 , 由图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重 力大小 , 砝码盘的重力大小为0.08 N, 则砝码盘的质量 m00.008 kg； (3)当小车匀速下滑时有： Mgsin f(mm0)g, 当取下细绳和砝码盘 后, 由于重力沿斜面向下的分力Mgsin 和摩擦力 f 不变, 因此其合外 力为(mm0)g, 由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远 小于小车的质量 , 故 aF 图线是过原点的倾斜直线 , A 正确 42019 河北省衡水中学一调 为了探究质量一定时加速度与力 的关系 , 一同学设计了如图甲所示的实验装置其中带滑轮的小车的 质量为 M, 砂和砂桶的质量为m.(滑轮质量不计 ) (1)实验时 , 一定要进行的操作是 ________ A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高, 以平衡摩擦力 C 小车靠近打点计时器 , 先接通电源 , 再释放小车 , 打出一条纸 带, 同时记录弹簧测力计的示数 D改变砂和砂桶的质量 , 打出几条纸带 E为减小误差 , 实验中一定要保证砂和砂桶的质量m 远小于小 车的质量 M (2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两相邻计数点间 还有四个点 ), 测得：x11.40 cm, x21.90 cm, x32.38 cm, x42.88 cm, x53.39 cm, x63.87 cm.那么打下 3 点时小车的瞬时速度的大小 是________ m/s, 小车加速度的大小是________ m/s2.已知打点计时 器采用的是频率为50 Hz 的交流电 (结果保留两位有效数字 ) (3)以弹簧测力计的示数F 为横坐标 , 加速度 a 为纵坐标 , 作出的 aF 图象是一条直线 , 如图丙所示 , 图线与横轴的夹角为 , 求得图 线的斜率为 k, 则小车的质量为 ________ A2tan B. 1 tan CkD.2 k 答案： (1)BCD(2)0.260.50(3)D 解析：(1)本实验中拉力可以由弹簧测力计测出, 不需要用天平测 出砂和砂桶的质量, 也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质 量, A、 E 错误； 弹簧测力计测出拉力 , 从而得到小车受到的合外力, 故 需要将带滑轮的长木板右端垫高, 以平衡摩擦力 , B 正确；打点计时 器使用时 , 先接通电源 , 再释放小车 , 该实验探究质量一定时加速度 与力的关系 , 要记录弹簧测力计的示数, C 正确；改变砂和砂桶质量, 即改变拉力的大小, 打出几条纸带 , 研究加速度随力的变化关系, D 正确(2)两相邻计数点间还有四个点, 则相邻两计数点间的时间间隔 T0.025 s0.1 s；打下 3 点时小车的瞬时速度的大小vx 3x4 2T 2.382.88 10 2 20.1 m/s0.26 m/s； 由匀变速直线运动的推论可知, 小 车加速度的大小a x4x5x6 x1x2x3 9T2 , 代入数据可解得a 0.50 m/s 2.(3)以弹簧测力计的示数 F 为横坐标 , 加速度 a 为纵坐标 , 故 k a F, 由牛顿第二定律 F合Ma 得, 小车的质量为MF 合 a 2F a 2 k, 故选 D. 52019 湖北省宜昌市部分高中联考某同学做“探究加速度与 力、质量关系”的实验如图甲所示是该实验的装置, 他将光电门固 定在水平轨道上的B 点, 用不同重物通过细线拉同一小车, 每次小车 都从同一位置 A 由静止释放 (1)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等, 则重物的质量 m与小车的质量 M 间应满足的关系为 ________ (2)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d 如图乙所示, 则 d ________ cm；实验时将小车从图示位置由静止释放, 由数字计时器 读出遮光条通过光电门的时间 t, 就可以计算出小车经过光电门时 的速度 v. (3)测出多组重物的质量m 和对应遮光条通过光电门的时间 t, 并算出相应的小车经过光电门时的速度v, 通过描点作出 v 2m 线性 图象 (如图丙所示), 从图线得到的结论是：在小车质量一定时, ______________________. 如果小车的质量 M5 kg, 图象的斜率 k 1 m2 s 2 kg1, 则 A、B 间的距离 s________ m(g 取 10 m/s2) (4)另一实验小组设计了如图(a)所示的实验装置 , 通过改变重物 的质量 , 利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力 F 的关系图 象他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验, 得到了两条 aF 图线, 如图(b)所示滑块和位移传感器发射部分的总质量m ________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数 ________.( 重力加速 度 g 取 10 m/s 2, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 ) 答案： (1)m? M(2)1.050(3)加速度与合外力成正比0.25 (4)0.50.2 解析：(1)该实验的研究对象是小车, 采用控制变量法研究 当质 量一定时 。