2019年高考物理真题分类汇编专题14：力学、光学实验

试卷更新日期：2019-06-14 类型：二轮复习

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一、填空题

1. 某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s²（保留2位有效数字）。

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二、实验探究题

2. 某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理．
图1

(1)、有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：
A ．电磁打点计时器

B ．电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择（选填“A”或“B”）．

(2)、保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是（选填“甲”或“乙”）．

(3)、消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度v_A=m/s．
图2

(4)、测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔE_k= $\frac{1}{2} M v_{A}^{2}$ 算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔE_k均基本相等则验证了动能定理．

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3. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

(1)、下列实验条件必须满足的有_________。

A、斜槽轨道光滑 B、斜槽轨道末段水平 C、挡板高度等间距变化 D、每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

(2)、为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a. 取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。

b. 若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y₁和y₂ ，则 $\frac{y_{1}}{y_{2}}$ $\frac{1}{3}$ （选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。

(3)、为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是______。

A、从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B、用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C、将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹

(4)、伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体______。

A、在水平方向上做匀速直线运动 B、在竖直方向上做自由落体运动 C、在下落过程中机械能守恒

(5)、牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。

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4. 甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。

(1)、若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是。（填正确答案标号）

A、米尺 B、秒表 C、光电门 D、天平

(2)、简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答：

(3)、实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=m/s²。（保留2位有效数字）

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5. 如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：

(1)、铁块与木板间动摩擦因数μ=（用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示）

(2)、某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8 m/s²。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为（结果保留2位小数）。

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6.

(1)、第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量 $h$ 定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役” $h$ 的数值为 $6.63 \times 10^{- 34}$ ，根据能量子定义， $h$ 的单位是，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为。

(2)、某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖
B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是。
③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点 $O$ 为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 $A$ 、 $B$ 点，再过 $A$ 、 $B$ 点作法线 $N N^{'}$ 的垂线，垂足分别为 $C$ 、 $D$ 点，如图所示，则玻璃的折射率 $n =$ 。（用图中线段的字母表示）

(3)、现测定长金属丝的电阻率。
①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是 $mm$ 。
②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻 $R_{x}$ ，约为 $100 Ω$ ，画出实验电路图，并标明器材代号。
电源 $E$           （电动势 $10 V$ ，内阻约为 $10 Ω$ ）
电流表 $A_{1}$        （量程 $0 ~ 250 mA$ ，内阻 $R_{1} = 5 Ω$ ）
电流表 $A_{2}$        （量程 $0 ~ 300 mA$ ，内阻约为 $5 Ω$ ）
滑动变阻器 $R$     （最大阻值 $10 Ω$ ，额定电流 $2 A$ ）
开关 $S$ 及导线若干
③某同学设计方案正确，测量得到电流表 $A_{1}$ 的读数为 $I_{1}$ ，电流表 $A_{2}$ 的读数为 $I_{2}$ ，则这段金属丝电阻的计算式 $R_{x} =$ 。从设计原理看，其测量值与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

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