（通用版）2019版高考物理专题检测（十三）“追根溯源”智取创新实验——学会迁移（含解析）

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1、“追根溯源”智取创新实验——学会迁移1．将一长为L、质量为m的均匀杆绕一端无摩擦地转动，当转动角速度为ω时，杆具有一定的动能Ek，关于动能Ek的大小同学们有如下猜想。甲同学：把杆当成位于其重心处的质量为m的质点，可能是Ek＝m2＝mω2L2乙同学：根据动能的平均值计算，可能是Ek＝m·＝mω2L2丙同学：可能是Ek＝mω2L2为了验证猜想，设计了如图甲所示的实验。质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度h。(1)用游标卡尺测得杆的直径d如图乙所示，则d＝________，A端通过光电

2、门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为________。(2)调节h的大小并记录对应的速度vA，建立vA2h坐标系，并将实验数据在坐标系中描出，如图丙所示，试在图丙中绘出vA2和h的关系曲线，可得vA和h的关系式为________________________。(3)当地重力加速度g取10m/s2，结合图像分析，可得________(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。解析：(1)游标卡尺的主尺刻度读数为10mm，游标尺读数为0.05×4mm＝0.20mm，所以最终读数为10mm＋0.20mm＝10.20mm＝1.020cm；根据速度定义式可得vA＝。(

3、2)连线如图，从图中可以看出，vA2与h是线性关系，vA2＝30hm2/s2。(3)根据机械能守恒定律可得Ek＝mgh，再根据图像可得vA2＝30hm2/s2，联立解得Ek＝mvA2＝mω2L2，即丙同学的猜想是正确的。答案：(1)1.020cm　vA＝　(2)见解析图　vA2＝30hm2/s2　(3)丙2．某实验小组用如图1所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电

4、源上，确保可将它们同时打开或关闭。实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作。打点稳定后，甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作，取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验。请回答以下问题：(1)如图2为小车A后面的纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个计时点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图中标注，单位为cm。打点计时器所接电源的频率为50Hz，则小车A的加速度a1＝________m/s2(结果保留两位有效数字)。同样测出小车B的加速度a

5、2，若a1∶a2近似等于________，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与力成正比。(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值。只测量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2，也能完成实验探究，若x1∶x2近似等于________，也可说明质量一定的情况下，物体的加速度与力成正比，理由是________________________________________________________________________________________________。(3)下列操作中，对减小实验误差有益的是________。A．换用质量大一些

6、的钩码B．换用质量大一些的小车C．调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行D．平衡小车运动过程中受到的摩擦力时，将细线与小车连接起来解析：(1)由题图2可知，小车A的加速度a1＝，式中T＝0.1s，代入数据可得：a1≈0.48m/s2，由题图1可知，小车B受的拉力等于小车A所受拉力的2倍，测出小车B的加速度a2，如果a1∶a2＝1∶2，就可以说明质量一定的情况下，物体的加速度与力成正比。(2)小车从静止开始运动，纸带上最初和最末两个点对应小车的运动时间相等，由x＝at2可知，x与a成正比，即位移之比等于加速度之比。因此只需比较x1与x2的比值近似等于1∶2，就能验证质量一定的情

7、况下，物体的加速度与力成正比。(3)换用质量更大一些的钩码，可减小实验的相对阻力，使得测量更准确，故A正确；换用质量大一些的小车，会增大阻力，加大误差，故B错误；调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行，可减小实验的误差，故C正确；平衡小车运动时受到的摩擦力时，只让小车拖着纸带运动，而不应连接细线，故D错误。答案：(1)0.48　1∶2　(2)1∶2　由x＝at2可知，当时间t相等时，位移与加速度成正比　(3)AC3．现要用图甲完成“验证力的平行四边形定则”实验：