2021高考物理一轮复习经典组合之综合练习19Word版含答案.docx

1．(双选)在利用打点计时器和小车做“验证牛顿运动定律”的试验时，下列说法中正确的是(　　)
A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先释放小车再接通电源
2．(2021届华南师大附中测评)用如图3－4－5所示的试验装置可以探究加速度与力、质量的关系．小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子，小车的总质量(包括车、盒子及盒内砂子)记为M，砂桶的总质量(包括桶以及桶内砂子)记为m.

图3－4－5
(1)验证“在质量不变的状况下，加速度与合外力成正比”．
从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打点纸带中计算得到．多次转变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．以合外力F为横轴、加速度a为纵轴画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．
①a－F图象斜率的物理意义是__________________．
②你认为把砂桶的总重力mg当作合外力F是否合理？
答：________(填“合理”或“不合理”)．
(2)验证“在合外力不变的状况下，加速度与质量成反比”．
本次试验中，保持桶内的砂子质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，以为横轴，才能保证图象是一条过原点的直线．
3．(2011·山东高考)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的试验方案．如图3－4－6所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开头时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本试验的影响可以忽视)

图3－4－6
(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_．
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为________．
(3)以下能引起试验误差的是________．
a．滑块的质量
b．当地重力加速度的大小
c．长度测量时的读数误差
d．小球落地和滑块撞击挡板不同时
4．(2022·安徽高考)图3－4－7为“验证牛顿其次定律”的试验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.试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．
(1)试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调整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(　　)

图3－4－7
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，调整m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带推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，从打出的纸带推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，观看推断小车是否做匀速运动
(2)试验中要进行质量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 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g100 g、120 g
C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)图3－4－8是试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：sAB＝4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm，sEF＝5.91 cm，sFG＝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.(结果保留两位有效数字)

图3－4－8
5．(2011·重庆高考)某同学设计了如图3－4－9所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ.滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.试验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10 m/s2.

图3－4－9
(1)为测量滑块的加速度a，须测出它在A、B间运动的________与________，计算a的运动学公式是________；
(2)依据牛顿运动定律得到a与m的关系为：a＝m－μg
他想通过多次转变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ.若要求a是m的一次函数，必需使上式中的________保持不变，试验中应将从托盘中取出的砝码置于________；
(3)试验得到a与m的关系图3－4－10所示，由此可知μ＝________.(取两位有效数字)

图3－4－10

答案与解析
1【解析】　本题考查试验过程中应留意的事项，选项A中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳拴在小车上，D项中应先接通电源再释放小车，故A、D错；选项B、C符合正确的操作方法，B、C对．
【答案】　BC
2【解析】　(1)本题是对教材中已有的“验证牛顿其次定律试验”方案的创新．本题中“从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中”说明小车的质量是变化的，而此项操作是要求验证“在质量不变的状况下，加速度与合外力成正比”，明显争辩对象不再是小车，认真审题后不难发觉，争辩对象应当是小车与砂桶所组成的系统，是系统的总质量(m＋M)保持不变．a－F图象的斜率表示，故把砂桶的总重力mg当做(系统所受的)合外力F是合理的．
(2)此项操作中明确说明白“系统所受的合外力不变”，因此，应以系统总质量的倒数即为横轴，以加速度a为纵轴，画出a­图象，图象才是一条过原点的直线．
【答案】　(1)①　②合理　(2)
3【解析】　(1)同时听到声音说明小球与木块运动时间相同，设都为t，则小球做自由落体运动，H＝gt2，木板沿斜面下滑做匀加速直线运动，x＝at2，由以上两式可得＝.

(2)对木块进行受力分析如图所示，由牛顿其次定律得沿斜面方向：mgsin θ－Ff＝ma
垂直斜面方向：FN－mgcos θ＝0
又有：Ff＝μFN
由以上三式解得a＝gsin θ－μgcos θ，
将＝代入可得：μ＝.
(3)由动摩擦因数的表达式可知选c、d.
【答案】　(1)　(2)　(3)cd
4【解析】　(1)在“验证牛顿其次定律”的试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，则需要平衡摩擦力，并使细线与长木板平行．平衡摩擦力的方法是只让小车牵引纸带(撤去砂及砂桶)，纸带穿过打点计时器，并垫高长木板不带滑轮的一端，打点计时器接通电源工作．假如打出纸带上的点迹分布均匀，则说明小车做匀速运动．故选项B正确，选项A、C错误．
(2)在“验证牛顿其次定律”的试验中，为使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力，则M≫m，且尽可能地多做几组．故选项C最合理．
(3)依据题意，相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，
依据Δs＝aT2，得，
sDE－sAB＝3a1T2　sEF－sBC＝3a2T2　sFG－sCD＝3a3T2
所以小车的加速度
a＝＝
＝0.42 m/s2.
【答案】　(1)B　(2)C　(3)0.42
5【解析】　(1)滑块从A到B做匀加速直线运动，故x＝at2，即a＝，需测位移x和时间t，计算a的运动学公式是a＝.
(2)由数学学问知若a是m的一次函数，必需满足不变，即(m′＋m)不变，方法就是将从托盘中取出的砝码置于滑块上，以保证m′＋m保持不变．
(3)从图象中取两点的坐标值代入a与m的关系式联立方程求解，可得μ.
如
解得μ≈0.23.
【答案】　(1)位移x　时间t　a＝
(2)m′＋m　滑块上
(3)0.23(在0.21～0.25之间均可)