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2018年高考物理第一阶段 专题五 第1讲 专题特辑

1.(2017·新课标全国卷)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。

该螺旋测微器校零时的示数如图1(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。

图(a)所示读数为________ mm,图(b)所示读数为________ mm,所测金属板的厚度为________ mm。

图1解析:图(a):0 mm+0.01 mm×1.0=0.010 mm;图(b):6.5 mm+0.01 mm×37.0=6.870 mm;故所测金属板的厚度为6.870 mm-0.010 mm=6.860 mm。

答案:0.010 6.870 6.8602.(2017·合肥一模)甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验,所用弹簧测力计的量程为0~5 N,他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,如图2所示,此时细绳都与平板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小。

甲同学:F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0 N、F2=3.8 N;乙同学:F1和F2方向间的夹角约为30°,F1=F2=4.0 N;丙同学:F1和F2方向间的夹角约为120°,F1=F2=4.0 N。

这三位同学中操作不合适的是哪一位?并说明原因。

图2解析:操作不合适的是乙同学,因为他这两个力的合力超过了测力计刻度的最大值5 N,下面再用一个弹簧测力计拉橡皮条时,结点不能被拉到O点。

答案:乙同学,原因见解析3.(2017·湖北八校联考)某学习小组利用自行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”。

人骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后,由于受到阻力作用,自行车的速度图3会逐渐减小至零,如图3所示。

在此过程中,阻力做功使自行车的速度发生变化。

设自行车无动力后受到的阻力恒定。

(1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车,需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s, 为了计算自行车的初速度v,还需要测量________(填写物理量的名称及符号)。

(2)设自行车受到的阻力恒为f ,计算出阻力做的功及自行车的初速度。

改变人停止蹬车时自行车的速度,重复实验,可以得到多组测量值。

以阻力对自行车做功的大小为纵坐标,自行车初速度为横坐标,作出W -v 曲线。

分析这条曲线,就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系。

在实验中作出W -v 图象如图4所示,其中符合实验情况的是________。

图4解析:(1)自行车所受阻力恒定,当人停止蹬车后,自行车做匀减速运动,故有s =v 2t ,因此要测出自行车的初速度v ,还需测量人停止蹬车后自行车滑行的时间t 。

(2)由动能定理可知,-W =0-12m v 2,故W =12m v 2,C 正确。

答案:(1)人停止蹬车后自行车滑行的时间t (2)C4.(2017·唐山调研)某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了图5甲所示的实验装置。

图5(1)将气垫导轨接通气泵,通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平,检查是否调平的方法是________________。

(2)如图5乙所示,游标卡尺测得遮光条的宽度Δd =________ cm ;实验时,将橡皮条挂在滑块的挂钩上,向后拉伸一定的距离,并做好标记,以保证每次拉伸的距离恒定。

现测得挂一根橡皮条时,滑块弹离橡皮条后,经过光电门的时间为Δt ,则滑块最后匀速运动的速度表达式为________(用字母表示)。

(3)逐条增加橡皮条,记录每次遮光条经过光电门的时间,并计算出对应的速度。

则画出的W -v 2图象应是________。

解析:根据游标卡尺读数规则,遮光条的宽度Δd =0.5 cm +10×0.005 cm =0.550 cm 。

由速度定义可知,滑块最后匀速运动的速度表达式为v =Δd Δt ;由动能定理可知,W =12m v 2,画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线。

答案:(1)将滑块轻置于气垫导轨之上,看其是否滑动(将滑块轻置于气垫导轨之上,轻推滑块看是否匀速),其它方法正确同样得分。

(2)0.550(3)v=ΔdΔt(4)过坐标原点的一条倾斜直线5.(2017·安徽高考)图6为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。

砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M。

实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

图6(1)实验中,为了使细线对小车的拉力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,调节m的大小,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________。

A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图7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画出。

量出相邻的计数点之间的距离分别为:s AB=4.22 cm、s BC=4.65 cm、s CD=5.08 cm、s DE=5.49 cm、s EF=5.91 cm,s FG=6.34 cm。

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2位有效数字)图7解析:(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用。

为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,因此应把木板的一端垫起适当的高度,以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零,即小车做匀速运动,因此在进行这一操作时,不应挂砂桶,小车应连接纸带,A、C项错误;B项正确。

(2)由于绳子的拉力不易测量,本实验中用砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力,而砂桶做加速运动,设加速度大小为a,则F T=m(g-a),当砂桶的加速度很小时,F T近似等于mg,因此实验中应控制实验条件,使砂桶的加速度很小。

只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时,小车和砂桶的加速度才很小,绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力。

C 项正确。

(3)相邻两计数点间的时间T=0.1 s,由Δx=aT2可得a=(s FG+s EF+s DE)-(s CD+s BC+s AB),代入数据解得(3T)2a=0.42 m/s2。

答案:(1)B(2)C(3)0.426.(2017·江苏高考)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图8所示的装置进行实验。

实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面。

将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点。

分别测量OP、OQ的长度h和s。

改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据。

图8(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮,请提出两个解决方法。

(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象。

图9(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg。

根据s-h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=________。

(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”)。

解析:(1)木块A 撞到滑轮是因为木块A 运动到滑轮位置时速度不为零,若使A 不撞到滑轮应减小绳子的拉力,即减小B 的质量;或增加细线的长度使木块A 的初始位置远离滑轮。

(2)利用描点作图法画出s -h 的图象,如图所示。

(3)在B 下落h 的过程中,对系统利用动能定理得Mgh -μmgh =12(M +m )v 2,B 落地后以木块A 为研究对象,有-μmgs =0-12m v 2,代入已知数据M =0.5 kg ,m =0.4 kg ,解得s =5-4μ9μh ,其图象的斜率k =5-4μ9μ,由s -h 图象解得直线的斜率k =3740,联立解得木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4。

(4)由于滑轮轴有摩擦,所以(3)中表示出的摩擦力μmg 实际是A 与桌面的摩擦力加上滑轮轴的摩擦力,即μmg =μA mg +f 轴>μA mg ,所以滑轮的摩擦会导致μ的测量结果偏大。

答案:(1)减小B 的质量;增加细线的长度(或增大A 的质量;降低B 的起始高度)(2)见解析(3)0.4 (4)偏大7.(2017·广东高考)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)。

(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L 0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x ;在砝码盘中每次增加10 g 砝码,弹簧长度依次记为L 1至L 6,数据如下表:表中有一个数值记录不规范,代表符号为________。

由表可知所用刻度尺的最小分度为________。

图10(3)图10是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“L x”)。

(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2)。

解析:(1)弹簧的轴线必须沿重力方向,所以应沿竖直方向。

(2)由于表中测量值已经估读到0.1 mm,所以刻度尺的最小刻度应是1 mm。

(3)因为m0g=k(L x-L0),nmg+m0g=k(L n-L0),整理得nmg=k(L n-L x),所以横轴应为弹簧长度与L x的差值。

(4)从上式可以看出图象的斜率表示k的大小,即k=ΔmgΔx=4.9 N/m,m0=k(L x-L0)g=1.0×10-2 kg=10 g。

答案:(1)竖直(2)静止L3 1 mm(3)L x(4)4.9108.(2017·江苏重点中学联考)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图11甲所示。

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