江苏省2019版高考物理二轮复习专题六第二讲力学创新实验课前自测诊断卷（含解析）

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1、力学创新实验考点一实验情景的设计与创新1.[考查重力加速度的测量](2018·江苏高考)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下：①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；②在重锤1上加上质量为m的小钩码；③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t。请回答下列问题：(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差。(2)实验要求小钩

2、码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了________。A．使H测得更准确B．使重锤1下落的时间长一些C．使系统的总质量近似等于2MD．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做？(4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0。用实验中测量的量和已知量表示g，得g＝____________________。解析：(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差。(2)设系统运动的加速度为a，则根据牛顿第二定律得mg＝(2M＋m)a，即a＝，而H＝a

3、t2，在H一定时，a越小，则t越长，这时测量时间t的误差越小。因此实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了使重锤1下落的时间长一些，选项B正确。(3)可利用橡皮泥平衡摩擦阻力，其方法为在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。(4)根据牛顿第二定律得mg＝(2M＋m＋m0)a，又H＝at2，解得g＝。答案：(1)偶然　(2)B　(3)在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。(4)2．[气垫导轨装置探究恒力做功与物体动能变化间的关系]某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置探究恒力做功与物

4、体动能变化间的关系。在气垫导轨上安装了光电门，滑块上固定宽度为d的遮光条，用细线绕过定滑轮将质量为M＝200g的滑块(含遮光条)与质量为m＝30g的重物相连，细线与导轨平行。实验时滑块每次都从同一位置A处由静止释放，用x表示滑块从静止开始到通过光电门的位移大小，用t表示遮光条通过光电门的时间。改变光电门在气垫导轨上的位置，测量不同x所对应遮光条通过光电门的时间t，再分别计算拉力做的功W和滑块通过光电门时的动能Ek。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则d＝________cm。(2)实验前调节气垫导轨水平的目的是______________

5、________。(3)将重物的重力视为滑块受到的拉力，取g＝9.80m/s2，用W＝mgx计算出拉力对滑块做的功W，并计算出滑块动能增量ΔEk。计算结果见下表：W/×10－3J7.358.8210.2911.7613.2314.70ΔEk/×10－3J6.397.678.9510.2311.5012.78(W－ΔEk)/×10－3J0.961.151.341.531.731.92①实验结果表明，ΔEk总是小于W。你认为这是______(选填“偶然”或“系统”)误差，简要说明你的理由：____________________________________

6、________________________________________________________________________________________。②进一步研究表明，拉力对滑块做的功W和滑块动能增量ΔEk的差值(W－ΔEk)随x增大而增大，用题中滑块和重物的质量可计算出(W－ΔEk)与x的比值＝________。(计算结果保留两位有效数字)解析：(1)由题图乙可知游标卡尺的示数为0．6cm＋0.1×5mm＝0.65cm。(2)实验前调节气垫导轨水平的目的是使细线的拉力即为滑块的合外力，使滑块重力不做功。(3)①因为在实验过程中

7、存在阻力的作用，所以系统动能的增量总小于系统重力势能的减小量，故为系统误差。②由W＝mgx，得＝＝mg－，代入表格中数据可得＝0.038N。答案：(1)0.65　(2)保证滑块重力不做功(3)①系统　ΔEk总是小于W，而不是或大或小，是系统误差　②0.038N3．[频闪照相验证机械能守恒]在“验证机械能守恒定律”的实验中，一实验小组让小球自倾角为30°的斜面上滑下，用频闪相机记录了小球沿斜面下滑的过程，如图所示，测得B、C、D、E到A的距离分别为x1、x2、x3、x4，已知相机的频闪频率为f，重力加速度g＝9.8m/s2。(1)小球经过位置D时的速度vD＝

8、________。(2)选取A为位移起点，根据实验数据作出v2x图