2020届高考物理专题-第11讲限时规范训练-Word版含解析.docx

(时间：60分钟　满分：100分)
1．(8分)如图甲、乙所示，游标卡尺的示数为________cm；螺旋测微器的示数为________mm.

解析：本题考查螺旋测微器与游标卡尺的读数．螺旋测微器固定刻度部分读数为6.5 mm，可动刻度部分读数为0.290 mm，故读数为6.790 mm；游标卡尺主尺读数为13 mm，游标尺读数为0.65 mm，所以游标卡尺读数为13.65 mm＝1.365 cm.
答案：6.790　1.365
2．(10分)如图所示，在“力的平行四边形定则”的试验探究中，某同学进行试验的主要步骤是：将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根带有绳套的细绳，每根绳套分别连着一个弹簧测力计．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮条的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小并标出方向；再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小和方向．
(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉到O点，这样做的目的是__________．
(2)为尽可能减小试验误差，下列操作中正确的是________．
A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
B．两细绳必需等长
C．标记同一细绳方向的两点要远些
D．用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大
解析：本题考查验证力的平行四边形定则的试验原理和误差．
(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉到O点，目的是使两次效果相同．
(2)可削减误差的是A、C.
答案：(1)效果相同　(2)AC
3．(12分)为了“探究加速度与力、质量的关系”，现供应如图甲所示的试验装置．请思考探究思路并回答下列问题：

(1)为了消退小车与水平木板之间摩擦力的影响应实行的做法是________．
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的状况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的状况下使小车能够静止在木板上
(2)在试验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则小车加速度的表示式为a＝________；

(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量肯定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种状况下分别做了试验，得到了两条a－F图线，如图丙所示．图线________是在轨道倾斜状况下得到的(选填“①”或“②”)；小车及车中的砝码总质量m＝________kg.
解析：(1)为平衡滑动摩擦力，应使小车重力沿斜面的分力与滑动摩擦力相等，此时不能连接钩码，所以选C.
(2)计算加速度可由逐差法得到三个加速度再取平均值，此时误差较小．(3)轨道倾斜太大，即使没有钩码拉小车也将加速下滑，因此图线①为轨道倾斜状况下得到的．由图线可得mgsin θ－f＝ma0，F1＋mgsin θ－f＝ma1，可得质量为0.5 kg.
答案：(1)C　(2)
(3)①　0.5
4．(12分)如图甲是“争辩匀变速直线运动”试验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．

(1)OD间的距离为________cm.
(2)如图乙是依据试验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示__________，其大小为______m/s2(保留三位有效数字)．

解析：由图甲D点对应的数值可以读出OD之间的距离为1.20 cm.物体做匀变速直线运动，位移和时间之间的关系为s＝at2，可见在s－t2图象中的斜率表示加速度的一半，可得加速度为0.933 m/s2.
答案：(1)1.20　(2)加速度的一半　0.933
5．(12分)在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的试验中，某同学的试验设计方案如图所示．则：

(1)该试验用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要____________，其次钩码和小车还需要满足的条件是____________________________________．
(2)试验中，除位移、速度外，还需要测出的物理量有__________________________．
(3)在上述试验中，打点计时器使用的沟通电频率为50 Hz.某同学打出的一段纸带如图所示，则小车匀速运动时的速度大小为________m/s.(计算结果保留三位有效数字)

解析：(1)本试验在安装仪器时首先要平衡摩擦力，其次为减小试验误差，由牛顿其次定律可知mg＝(M＋m)a，即a＝，只有当M≫m时，a≈.
(2)由(1)可以看出试验中还需要测量的物理量为钩码的重力和小车的总质量．
(3)由纸带上对应点可以读出小车匀速运动时v＝＝＝1.40 m/s.
答案：(1)平衡小车与木板之间的摩擦力　钩码的质量远小于小车的质量　(2)钩码的重力和小车的总质量　(3)1.40
6．(14分)(2021·高考新课标全国Ⅰ卷)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的试验装置示意图．试验步骤如下：

①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB，求出加速度a；
④多次重复步骤③，求a的平均值 a；
⑤依据上述试验数据求出动摩擦因数μ.
回答下列问题：
(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图(b)所示，其读数为______cm.
(2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a＝_______．
(3)动摩擦因数μ可用M、m、a 和重力加速度g表示为μ＝_______．
(4)假如细线没有调整到水平，由此引起的误差属于________(选填“偶然误差”或“系统误差”)．
解析：(1)d＝0.9 cm＋12×0.05 mm＝0.9 cm＋0.060 cm＝0.960 cm.
(2)由v＝得，vA＝，vB＝，物块做匀加速直线运动，则v－v＝2as，即－＝2as，得a＝.
(3)整体运用牛顿其次定律得：mg－μMg＝(M＋m)a，则μ＝.
(4)由试验装置引起的误差为系统误差．
答案：(1)0.960　(2)
(3)　(4)系统误差
7．(16分)(2021·高考新课标全国Ⅱ卷)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
回答下列问题：
(1)本试验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．
A．小球的质量m
B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h
D．弹簧的压缩量Δx
E．弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝________.
(3)图(b)中的直线是试验测量得到的s－Δx图线．从理论上可推出，假如h不变，m增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；假如m不变，h增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的________次方成正比．
解析：(1)小球抛出时的动能Ek＝mv，要求得v0需利用平抛学问，s＝v0t，h＝gt2.依据s、h、g，求得v0＝s，因此，需测量小球质量m、桌面高度h及落地水平距离s.
(2)小球抛出时的动能Ek＝mv＝.
(3)弹簧的弹性势能Ep＝Ek＝mv＝
即s＝2，依据题给的直线关系可知，s与Δx成正比，而Ep与s2成正比，故Ep应与Δx的2次方成正比，则s∝2Δx，s－Δx图线的斜率正比于，假如h不变，m增加，s－Δx图线的斜率将会减小；假如m不变，h增加，则s－Δx图线的斜率会增大．
答案：(1)ABC　(2)　(3)减小　增大　2
8．(16分)某同学用如图所示的试验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系．图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．试验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．

(1)该同学在一条比较抱负的纸带上，从点迹清楚的某点开头记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0点之间的距离，并计算出它们与0点之间的速度平方差，Δv2＝v2－v，填入表中：
点迹
x/cm
Δv2/(m2·s－2)
0
/
/
1
1.60
0.04
2
3.60
0.09
3
6.00
0.15
4
7.00
0.18
5
9.20
0.23

请以Δv2为纵坐标，以x为横坐标，在如图所示的方格纸中作出Δv2－x图象．若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为________N.
(2)若该同学通过计算发觉小车所受合外力小于弹簧测力计读数，明显超出试验误差的正常范围，你认为主要缘由是____________________________，试验操作中改进的措施是__
________________________________________________________________________.
解析：(1)依据表中数据在Δv2－x坐标系中描点，然后用直线连接各点，如图所示．

由动能定理得：m(v2－v)＝F合·x
所以：Δv2＝x，
由图象得：k＝2.5，再由k＝得：
F合＝＝0.25 N.
(2)当小车受到向左的阻力Ff时，小车所受的合外力F合＝FC－Ff＜FC，假如使导轨倾斜肯定角度平衡了小车的摩擦阻力，小车的合外力就等于弹簧测力计的读数FC了．
答案：(1)见解析图　0.25　(2)小车滑行时所受摩擦阻力较大　使导轨倾斜肯定的角度以平衡摩擦力