高三物理一轮复习 第15讲实验课时作业(含详解)
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高三物理课时作业(十五)参考答案
1、(12分)解析:(1)设滑块到达B 端时速度为v ,
由动能定理,得mgR =12mv 2 (1分)由牛顿第二定律,得F N -mg =m v 2R (1分) 联立两式,代入数值得轨道对滑块的支持力:F N =3mg =30 N. (1分)
(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律,得
对滑块有:-μmg =ma 1 对小车有:μmg =Ma 2
设经时间t 两者达到共同速度,则有:v +a 1t =a 2t 解得t =1 s . (1分) 由于1 s <1.5 s ,此时小车还未被锁定,两者的共同速度:v ′=a 2t =1 m/s (1分)
因此,车被锁定时,车右端距轨道B 端的距离:x =12
a 2t 2+v ′t ′=1 m. (1分) (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块相对小车滑动的距离
Δx =v +v ′2t -12
a 2t 2=2 m (2分) 所以产生的内能:E =μmg Δx =6 J. (1分)
(4)对滑块由动能定理,得-μmg (L -Δx )=12mv ″2-12
mv ′2 (1分) 滑块脱离小车后,在竖直方向有:h =12
gt ″2 (1分) 所以,滑块落地点离车左端的水平距离:x ′=v ″t ″=0.16 m. (1分)
2、。
课时规范练15基础对点练1.(传送带模型)(多选)(四川眉山模拟)如图所示,倾斜传送带AB以恒定速率v0逆时针转动,一可视为质点的滑块以平行于传送带向下的初速度v(v0≠v)从A点滑上传送带。
滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,不计传送带滑轮的尺寸,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
若用t表示时间,用v t 表示滑块的速度大小,则下列描述滑块从A滑向B运动过程的v t-t图像可能正确的是( )答案BC解析对滑块受力分析,滑块在沿传送带方向受重力沿传送带方向的分力mgsinθ和摩擦力F f。
若v<v0,滑块刚开始做加速运动,摩擦力向下,加速度为a1=gsinθ+μgcosθ,当滑块速度等于传送带速度时,如果最大静摩擦力大于mgsinθ,则滑动摩擦力突变为静摩擦力,方向向上,大小为mgsinθ,滑块和传送带一起做匀速直线运动;如果最大静摩擦力小于mgsinθ,则摩擦力方向会突变为向上,滑块做匀加速直线运动,加速度为a2=gsinθ-μgcosθ,比较可得a1>a2,故B正确,A错误。
若v>v0,滑块相对于传送带向下运动,如果最大静摩擦力小于mgsinθ,则滑块一直做匀加速直线运动,加速度为a3=gsinθ-μgcosθ;如果最大静摩擦力大于mgsinθ,则滑块一开始做匀减速直线运动,当速度与传送带速度相等时,滑动摩擦力突变为静摩擦力,方向向上,大小为mgsinθ,故C正确,D错误。
2.(板块模型)(陕西安康质检)如图甲所示,水平地面上叠放着小物块B和木板A(足够长),其中A的质量为1.5 kg,整体处于静止状态。
现对木板A 施加方向水平向右的拉力F,木板A的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示。
已知A、B间以及A与地面间的动摩擦因数相同,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。
下列说法正确的是( )A.当拉力大小为5 N时,A、B开始相对滑动B.A与地面间的动摩擦因数为0.2C.B的质量为0.5 kgD.图乙中的x=7.5答案C解析由题图乙可知,当F>10N时,木板A的加速度增加得更快,说明此时A 和B发生相对滑动,A错误;当F=10N时,B的加速度达到最大,此时有=2.5m/s2,则μ=0.25,B错误;对A和B整体,当F=10N时,有a=μm B gm B=2.5m/s2,解得m B=0.5kg,C正确;A开始滑动时,对A和B整a=F-μ(m B+m A)gm B+m A体有F'=μ(m B+m A)g=5N,则x=5,D错误。
课时作业时间:60分钟满分:100分一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分,均为多选)1.(2019·河南洛阳三模)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束绿光从水中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向空气中,折射后通过空气中的B点(图中折射光线也未画出)。
图中O点为A、B连线与分界面的交点。
下列说法正确的是()A.O1点在O点的左侧B.绿光从水中射入空气中时,速度变小C.若绿光沿AO方向射向空气中,则折射光线有可能通过B点正下方的C点D.若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,则折射光线也有可能通过B点E.若沿AO1方向射向空气中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点答案ACE解析当光由水射入空气中时入射角小于折射角,画出大致光路图如图所示,可见O1点在O点的左侧,故A正确。
光在真空中速度最大,当绿光从水中射入空气中时,速度变大,故B错误。
若绿光沿AO方向射向空气中,折射光线向界面偏折,则折射光线有可能通过B点正下方的C点,C正确;若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,因水对紫光的折射率大于绿光,可知折射光线通过B点下方,D错误;若沿AO1方向射向空气中的是一束红光,水对红光的折射率小于绿光的折射率,根据折射定律可知,红光的偏折程度小于绿光的偏折程度,所以折射光线有可能通过B点正上方的D点,故E正确。
2.(2017·海南高考)如图,空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置;一细光束从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面,下列说法正确的是()A.在第一块玻璃板下表面一定有出射光B.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光C.第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行D.第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧E.第一块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的右侧答案ACD解析根据光的折射定律画出光路图,如图所示,由图可知,第一块、第二块玻璃板下表面一定有出射光,且第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行,A、C正确,B错误;由图可知,第一块、第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧,D正确,E错误。
课时跟踪检测(十五) 万有引力定律及其应用[A 级——基础小题练熟练快]1.(2018·上海检测)关于万有引力定律,下列说法正确的是( ) A .牛顿提出了万有引力定律,并测定了引力常量的数值 B .万有引力定律只适用于天体之间C .万有引力的发现,揭示了自然界一种基本相互作用的规律D .地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的解析:选C 牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许测定了引力常量的数值,万有引力定律适用于任何物体之间,万有引力的发现,揭示了自然界一种基本相互作用的规律,选项A 、B 错误,C 正确;地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是不相同的,选项D 错误。
★2.(2018·铜陵质检)有一星球的密度跟地球密度相同,但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的4倍,则该星球的质量是地球质量的(忽略其自转影响)( )A.14 B .4倍 C .16倍D .64倍解析:选D 天体表面的物体所受重力mg =GMm R 2,又知ρ=3M 4πR 3,所以M =9g 316π2ρ2G 3,故 M 星M 地=⎝ ⎛⎭⎪⎫g 星g 地3=64。
D 正确。
★3.对于环绕地球做圆周运动的卫星来说,它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化,某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r 与周期T 的关系作出如图所示图像,则可求得地球质量为(已知引力常量为G )( )A .4π2aGb B .4π2b Ga C .Ga 4π2bD .Gb4π2a解析:选A 由GMm r 2=m 4π2T 2·r ,可得r 3T 2=GM 4π2,结合题图图线可得,a b =GM 4π2,故M =4π2a Gb ,A 正确。
4.近年来,人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆,正在进行着激动人心的科学探究,为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。
(全国版)2019版高考物理一轮复习第15章选考部分55 光的折射和全反射能力训练编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((全国版)2019版高考物理一轮复习第15章选考部分55 光的折射和全反射能力训练)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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55 光的折射和全反射1.(多选)一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是()A.该介质的折射率是错误!B.该介质的折射率是错误!C.该介质相对真空发生全反射的临界角小于45°D.光线按如图所示的方向入射,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象E.如果光从真空射向介质,则不可能发生全反射现象答案BCE解析上面是介质,下面是真空,入射角i=30°,折射角r=60°,则折射率n=错误!=错误!=错误!,A错误、B正确;sin C=错误!=错误!<错误!,则C<45°,C正确;光线按如图所示的方向入射,当入射角大于临界角时,就会发生全反射现象,D错误;光从真空射向介质,不可能发生全反射现象,E正确。
2。
(2017·陕西渭南二模)(多选)a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时,其折射光束如图所示,则关于a、b两束光的说法正确的是( )A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.增大入射角时,a光首先发生全反射C.a光的频率大于b光的频率D.在真空中a光的波长大于b光的波长E.分别用这两束光照射双缝干涉实验装置,在光屏上都能出现干涉条纹,a光的相邻条纹间距大于b光答案ADE解析a光的偏折程度小于b光,所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率,增大入射角,b光首先发生全反射,A正确、B错误;折射率大的光频率大,所以a光的频率小于b光的频率,C错误;根据c=λf知,a光的波长长,再由Δx=ldλ,a光的相邻条纹间距大于b光,D、E正确。
学习资料功和功率1。
(正负功的判断)(2020浙江杭州高三一模)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进。
则飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是()A.发动机对飞行包做正功B.飞行包的重力做负功C。
空气阻力对飞行包做负功D。
飞行包的合力做负功2。
(功、功率的计算)如图所示,两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出,O点抛出的小球做平抛运动,A点斜抛出的小球能达到的最高点与O点等高,且两球同时落到水平面上的B点,关于两球的运动,下列说法正确的是()A.两小球应该是同时抛出B。
两小球着地速度大小相等C.两小球着地前瞬间,重力的瞬时功率相等D.两小球做抛体运动过程重力做功相等3.(功率的计算)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影,如图为直升机抢救伤员的情景,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.绳索对伤员的拉力越来越大B.伤员克服重力做功的功率恒定C.伤员运动的速度变化得越来越快D.合力对伤员做功的功率越来越小4.(汽车的功率问题)(2020内蒙古通辽高三模拟)在平直的公路上,一辆汽车在牵引力作用下从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到某一值时汽车做匀速直线运动。
若汽车所受阻力恒定,则汽车功率P随时间t变化的关系可能是()5.(多选)(功、功率的计算)(2020甘肃武威第六中学高考模拟)图a、b是一辆质量m=6×103 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的照片。
当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动).图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°.根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有()A。
汽车的长度B.4 s末汽车的速度C.4 s内汽车牵引力所做的功D。
课时规范练15 验证牛顿运动定律《课时规范练》P359一、基础对点练1.用如图所示的装置验证牛顿第二定律。
(1)除了图中所给器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是(选填正确选项的字母)。
A.秒表B.天平(含砝码)C.弹簧测力计D.刻度尺(2)实验前补偿阻力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器;用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做运动。
(3)为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车的总质量。
(4)实验中打出的一条纸带的一部分如图所示。
纸带上标出了连续的3个计数点A 、B 、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。
打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源上。
则打点计时器打B 点时,小车的速度v B = m/s 。
多测几个点的速度作出v-t 图象,就可以算出小车的加速度。
(5)为研究加速度和力的关系,要保证 的总质量不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
(6)在研究加速度与质量的关系时,要保证砂和砂桶的质量不变。
若砂和砂桶的质量m 与小车的总质量m 车间的关系不满足第(3)问中的条件,由实验数据作出a-1m 车+m 图线,则图线应如图中的 (选填正确选项的字母)所示。
(2)匀速直线 (3)远小于 (4)0.44(5)小车 (6)C利用天平测量质量,利用打点计时器可以计时,打出的纸带需测量长度求加速度,所以需要天平和刻度尺,A 、C 错误,B 、D 正确。
(2)补偿阻力是使小车拖动纸带在木板上做匀速直线运动。
(3)为了使砂桶及砂的重力近似等于拉力,需要砂桶及砂的总质量远小于小车的总质量。
(4)由中间时刻的瞬时速度等于整个过程的平均速度,可得v B =x AC 2T =(13.30-4.50)×10-20.2m/s=0.44m/s 。
课时作业(十五) 验证牛顿运动定律[基础训练]1.某同学做“探究加速度与力的关系”的实验,实验的探究对象是铝块(质量小于砂桶的质量),在静止释放轻绳前,装置如图甲所示:(1)该同学在实验操作中有两处明显错误,分别是________________和________________.(2)纠错后开始实验:保持铝块的质量m不变,通过在砂桶中添加砂来改变对铝块的拉力;每次释放轻绳,由力传感器可测得拉力的大小F,由纸带上打出的点可算出对应加速度的大小a;已知重力加速度为g.该同学根据多组实验数据画出如图乙所示的一条过坐标原点的直线,他标注纵轴为加速度a,但忘记标注横轴,你认为横轴代表的物理量是________(用所给的字母表示).(3)若把力传感器装在右侧轻绳上,则实验的误差会更________(填“大”或“小”).(4)本装置还可用来做____________的实验.(只填一个)答案:见解析解析:(1)该同学在实验操作中有两处明显错误,分别是:打点计时器错接在直流电源上;要进行打点的纸带留得太短.(2)铝块受重力mg和拉力F,所以铝块的合力F合=F-mg,所以横轴代表的物理量是F -mg.(3)由于滑轮的摩擦,若把力传感器装在右侧轻绳上,则实验的误差会更大.(4)本装置还可用来做探究动能定理(或验证机械能守恒定律或探究加速度与质量的关系)的实验.2.某课外活动小组设计了如图甲所示的实验来测量小物块与斜面间的动摩擦因数.如图甲所示,位移传感器与电脑相连后固定于倾角为30°的斜面底端,已知位移传感器可以测量小物块与传感器的间距x并通过数据线输入电脑,现用小锤打击置于斜面顶端的小物块,使之沿斜面下滑,以x 为纵轴,以时间t 为横轴,得到如图乙所示的x t 图象.(1)小物块的加速度大小为________.(2)为了计算得到小物块与斜面间的动摩擦因数,是否需要测量小物块的质量________(填“需要”或“不需要”),小物块与斜面间的动摩擦因数为________(已知重力加速度取g =10 m/s 2).(3)理论上,乙图的○中应填入的数据为________.答案:(1)2.5 m/s 2 (2)不需要 32(3)20 解析:(1)由图象可知,连续相等时间位移差为定值,均为10 cm ,由Δx =aT 2,解得a=2.5 m/s 2;(2)由图象可知,小物块做减速运动,由牛顿第二定律μmg cos θ-mg sin θ=ma ,化简得:a =μg cos θ-g sin θ,故不需要测量质量,代入数据解得:μ=32;(3)由图象可知,初速度v =Δx Δt =2 m/s ,小物块减速过程的位移x =v 22a=0.8 m ,故小物块与传感器间距不变时间距大小为100 cm -80 cm =20 cm.故纵轴应填入的数据是20.3.(2018·云南十一校调研)如图甲所示,力传感器A 与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在水平桌面上,测力端通过轻质细绳与一滑块相连,调节传感器高度使细绳水平,滑块放在较长的小车上,滑块的质量m =1.5 kg ,小车的质量为M =1.65 kg.一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮,其一端连接小车,另一端系一只空砂桶,调节滑轮使桌面上部细绳水平,整个装置处于静止状态.现打开传感器,同时缓慢向砂桶里倒入砂,当小车刚好开始运动时,立即停止倒砂.若力传感器采集的F t 图象如图乙所示,重力加速度取g =10 m/s 2,则:(1)滑块与小车间的动摩擦因数μ=________;若忽略小车与水平桌面间的摩擦,小车稳定运动时加速度大小a=________ m/s2.(2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平,左端略低一些,由此而引起的动摩擦因数μ的测量结果________(填“偏大”或“偏小”).答案:(1)0.2 0.25 (2)偏大解析:(1)根据题图乙所示的图象可知,滑块所受的滑动摩擦力为F f=3.0 N,滑块与小车之间的正压力F N=mg=1.5×10 N=15 N.由F f=μF N,解得μ=0.2.根据题图乙可知小车所受拉力等于砂桶和砂的重力m′g=3.5 N,砂桶和砂的质量m′=0.35 kg.若忽略小车与水平桌面间的摩擦,对小车和砂桶、砂整体,由牛顿第二定律得m′g-F f=(m′+M)a,解得小车稳定运动时加速度大小a=0.25 m/s2.(2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平,左端略低一些,滑块与小车之间的正压力F N大于重力mg,由此而引起的动摩擦因数μ的测量结果偏大.4.(2018·湖北荆门一模)某研究学习小组用如图甲所示的装置探究加速度与合力的关系.装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持铝箱总质量m不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组a、F值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮绳子的拉力),不计滑轮的重力.(1)某同学根据实验数据画出了如图乙所示的aF关系图象,则由该图象可得铝箱总质量m=________kg,重力加速度g=________ m/s2(结果保留两位有效数字).(2)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线________(填选项前的字母).A.偏向纵轴B.偏向横轴C.斜率逐渐减小D.斜率不变答案:(1)0.25 9.8 (2)D解析:(1)对铝箱分析,有F T-mg=ma,对滑轮有F=2F T,联立可得a=12mF-g,可知图线的斜率k=12m=9.84.9kg-1,解得m=0.25 kg,纵轴截距-g=-9.8 m/s2,解得g=9.8 m/s2.(2)图线的斜率k=12m保持不变,为定值,可知当砂桶和砂的总质量较大时,图线的斜率不变,故选D.[能力提升]5.(2018·甘肃酒泉一模)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.(1)图乙给出的是实验中该同学得到的一条较为理想的纸带,从清晰的A 点开始,每隔4个点取一计数点(中间4个点没画出),分别记为B 、C 、D 、E 、F 、G ,由此纸带可得到此次实验滑块的加速度a =________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)A .木板的长度lB .木板的质量m 1C .滑块的质量m 2D .托盘和砝码的总质量m 3E .滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用所测物理量的字母表示,重力加速度为g ),与真实值相比,测得的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).答案:(1)0.48 (2)CD (3)m 3g -m 2+m 3a m 2g偏大 解析:(1)根据a =Δx T 2,运用逐差法可得 a =6.71+7.21+7.70-5.29-5.76-6.259×0.12×10-2 m/s 2=0.48 m/s 2. (2)以系统为研究对象,由牛顿第二定律得m 3g -f =(m 2+m 3)a ,滑动摩擦力f =μm 2g ,解得μ=m 3g -m 2+m 3a m 2g. 要测量动摩擦因数μ,则需要测出:滑块的质量m 2、托盘和砝码的总质量m 3,故C 、D正确.(3)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为μ=m 3g -m 2+m 3a m 2g,由于存在限位孔与纸带的摩擦等,因此导致测得的动摩擦因数偏大.6.(2018·江西八校联考)为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置.其中M 为带滑轮的小车的质量,m 为砂和砂桶的质量.(滑轮质量不计)(1)实验时,一定要进行的操作是________.A .用天平测出砂和砂桶的质量B .将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力C .小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数D .改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带E .为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz 的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s 2(结果保留两位有效数字).(3)以弹簧测力计的示数F 为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a F 图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k ,则小车的质量为________.A .2tan θ B.1tan θ C .k D.2k答案:(1)BCD (2)1.3 (3)D解析:(1)由实验原理图可以看出,由弹簧测力计的示数可得到小车所受的合外力的大小,故不需要测砂和砂桶的质量,也不需要保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M ,A 、E 错;为保证绳上拉力提供合外力,必须平衡摩擦力,B 对;小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,同时读出弹簧测力计的示数,C 对;为了多测几组数据,需改变砂和砂桶的质量多做几次实验,D 对.(2)由逐差法可得:小车的加速度a =x 34-x 01+x 45-x 12+x 56-x 239T 2,将T =150×3 s=0.06 s 代入可得a =1.3 m/s 2. (3)由题图结合牛顿第二定律,有2F =Ma ,得a =2MF 则图象斜率k =2M ,得小车的质量M =2k,故A 、B 、C 错,D 对. 7.(2018·湖南长沙模拟)甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验.已知重力加速度为g .甲(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示.其中A 为一质量为M 的长直木板,B 为木板上放置的质量为m 的物块,C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计.实验时用力将A 从B 的下方抽出,通过C 的读数F 1即可测出动摩擦因数.则该设计能测出________(填“A 与B ”或“A 与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为________.(2)乙同学的设计如图乙所示.他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A 、B 两个光电门,与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.实验时,多次改变砂桶中砂的质量,每次都让物块从靠近光电门A 处由静止开始运动,读出多组测力计示数F 及对应的物块在两光电门之间的运动时间t .在坐标系中作出F 1t 2的图线如图丙所示,图线的斜率为k ,与纵轴的截距为b ,与横轴的截距为c .因乙同学不能测出小车质量,故该同学还应该测出的物理量为________.根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为________.乙 丙 答案:(1)A 与B F 1mg (2)光电门A 、B 之间的距离x 2xb kg解析:(1)当A 达到稳定状态时B 处于静止状态,弹簧测力计的读数F 与B 所受的滑动摩擦力F f 大小相等,B 对木板A 的压力大小等于B 的重力mg ,由F f =μF N 得,μ=F f F N =F 1mg ,由从C 上读取F 1,则可求得μ,为A 与B 之间的动摩擦因数.(2)小车由静止开始做匀加速运动,位移x =12at 2 a =2x t 2 根据牛顿第二定律得对于物块,F 合=F -μmg =ma则:F =2mx t 2+μmg 则图线的斜率为:k =2mx ,纵轴的截距为b =μmg ;k 与摩擦力是否存在无关,小车与长木板间的动摩擦因数:μ=b mg =2xb kg.。
课时作业时间:60分钟满分:100分一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分,均为多选)1.(2019·河南洛阳三模)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束绿光从水中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向空气中,折射后通过空气中的B点(图中折射光线也未画出)。
图中O点为A、B连线与分界面的交点。
下列说法正确的是()A.O1点在O点的左侧B.绿光从水中射入空气中时,速度变小C.若绿光沿AO方向射向空气中,则折射光线有可能通过B点正下方的C点D.若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,则折射光线也有可能通过B点E.若沿AO1方向射向空气中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点答案ACE解析当光由水射入空气中时入射角小于折射角,画出大致光路图如图所示,可见O1点在O点的左侧,故A正确。
光在真空中速度最大,当绿光从水中射入空气中时,速度变大,故B错误。
若绿光沿AO方向射向空气中,折射光线向界面偏折,则折射光线有可能通过B点正下方的C点,C正确;若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,因水对紫光的折射率大于绿光,可知折射光线通过B点下方,D错误;若沿AO1方向射向空气中的是一束红光,水对红光的折射率小于绿光的折射率,根据折射定律可知,红光的偏折程度小于绿光的偏折程度,所以折射光线有可能通过B点正上方的D点,故E正确。
2.(2017·海南高考)如图,空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置;一细光束从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面,下列说法正确的是()A.在第一块玻璃板下表面一定有出射光B.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光C.第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行D.第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧E.第一块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的右侧答案ACD解析根据光的折射定律画出光路图,如图所示,由图可知,第一块、第二块玻璃板下表面一定有出射光,且第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行,A、C正确,B错误;由图可知,第一块、第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧,D正确,E错误。
2014届高三物理一轮复习课时作业及详细解析:第15讲实验. 基础热身1.在“验证牛顿第二定律”的实验中,以下做法正确的是( )A .平衡摩擦力时,应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上B .每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C .实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源D .求小车运动的加速度时,可用天平测出小盘和砝码的质量(M ′和m ′)以及小车质量M ,直接用公式a =M ′+m ′Mg 求出 2.关于验证牛顿第二定律的实验,下列说法中不符合实际的是( )A .通过同时改变小车的质量及受到的拉力的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B .通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C .通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D .先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系3.如图K15-1所示,在研究牛顿第二定律的演示实验中,若两个相同的小车1、2所受拉力分别为F 1、F 2,车中所放砝码的质量分别为m 1、m 2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x 1、x 2,则在实验误差允许的范围内,有( )图K15-1A .当m 1=m 2、F 1=2F 2时,x 1=2x 2B .当m 1=m 2、F 1=2F 2时,x 2=2x 1C .当m 1=2m 2、F 1=F 2时,x 1=2x 2D .当m 1=2m 2、F 1=F 2时,x 2=2x 14.2013·福州模拟某实验小组设计了如图K15-2甲所示的实验装置,通过改变重物的质量来探究滑块运动的加速度a 和所受拉力F 的关系.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a -F 图线,如图乙所示.甲 乙图K15-2(1)图线①是轨道处于________(选填“水平”或“倾斜”)情况下得到的实验结果;(2)图线①②的倾斜程度(斜率)一样,说明的问题是________(填选项前的字母).A .滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是一样的B .滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是不一样的C .滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是否一样不能确定技能强化5.2013·唐山二模某实验小组设计了如图K15-3甲所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a 和所受拉力F 的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a -F 图线,如图乙所示.滑块和位移传感器发射部分的总质量m =________kg ;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________.(重力加速度g取10 m/s 2)甲 乙图K15-36.做“验证牛顿第二定律”实验时,按实验要求安装好器材后,应按一定的步骤进行实验,下列给出供选择的操作步骤:A .保持小盘和其中砝码的质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次B .保持小车质量不变,改变小盘里砝码的质量,测出加速度,重复几次C .用天平测出小车和小盘的质量D .在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木,平衡摩擦力E .根据测出的数据,分别画出a -F 和a -1M图象 F .用秒表测出小车运动的时间G .将装有砝码的小盘用细线通过定滑轮系到小车上,接通电源,释放小车,在纸带上打出一系列的点以上步骤中,不必要的步骤是________,正确步骤的合理顺序是________.(填写代表字母)7.2013·浙江联考某实验小组利用如图K15-4甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系.(1)做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt 1、Δt 2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x ,用游标卡尺测得遮光条宽度d .则滑块经过光电门1时的速度表达式v 1=____;滑块加速度的表达式a =______.(以上表达式均用已知字母表示)如图乙所示,若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数为 ________mm.图K15-4(2)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量M 和气垫导轨右端高度h (如图甲所示).关于“改变滑块质量M 和气垫导轨右端的高度h ”的正确操作方法是________.A .M 增大时,h 增大,以保持二者乘积增大B .M 增大时,h 减小,以保持二者乘积不变C .M 减小时,h 增大,以保持二者乘积不变D .M 减小时,h 减小,以保持二者乘积减小 8.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲K15-5所示.甲乙图K15-5(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=________m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表:砝码盘中砝码总重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980 加速度a/(m·s-2)0.69 1.18 1.66 2.18 2.70图K15-6(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,请说明主要原因.挑战自我9.2013·绍兴模拟某实验小组利用如图K15-7所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.图K15-7(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x=24 cm,由图K15-8中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________cm.该实验小组在做实验时,将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1和遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=________.(以上表达式均用字母表示)图K15-8 图K15-9(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到下表所示的实验数据.通过分析表中数据后,你得出的结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. m /g 250 300 350 400 500 800a /(m·s -2) 2.02 1.65 1.33 1.25 1.00 0.63(3)现需通过图象进一步验证你的结论,请利用表格数据,在图K15-9所示坐标系中描点作出相应图象.课时作业(十五)【基础热身】1.B [解析] 平衡摩擦力时,不能给小车任何牵引力,选项A 错误.由mg sin θ=μmg cos θ,小车质量能约去,选项B 正确.实验时,要先接通电源,再放开小车,选项C 错误.此实验是验证牛顿第二定律,而不是应用牛顿第二定律,选项D 错误.2.ABC [解析] 实验验证牛顿第二定律是控制变量思想的应用,因此首先要分清变量、不变量,故选项ABC 不符合实际.3.A [解析] 题中m 1和m 2是车中砝码的质量,绝不能认为是小车的质量.本题中只说明了两小车是相同的,并没有告诉小车的质量是多少.当m 1=m 2时,两车加砝码质量仍相等,若F 1=2F 2,则a 1=2a 2,由x =12at 2得x 1=2x 2,选项A 正确.若m 1=2m 2时,无法定量确定两车加砝码后的质量关系,两小车的加速度的定量关系也就不明确,所以无法判定两车的位移的定量关系.4.(1)倾斜 (2)A[解析] (1)由图乙可知,对于图线①,当拉力F =0时,加速度并不为零,故轨道应处于倾斜状态;(2)设滑块和位移传感器的总质量为M ,在倾斜轨道上,由牛顿第二定律F +Mg sin θ-f=Ma ,得a =1M F +(g sin θ-f M );在水平轨道上,由牛顿第二定律F -f ′=Ma ,得a =1M F -f ′M;图线①②的斜率均为1M,故选项A 正确. 【技能强化】5.0.5 kg 0.2[解析] 由牛顿第二定律可知F -μmg =ma ,整理得a =1m F -μg .由图线可知斜率1m=2,纵轴截距-μg =-2,故m =0.5 kg ,μ=0.2.6.F CDGBAE[解析] 此实验中不需要用秒表测量小车的运动时间.7.(1)d Δt 1 ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x 8.15 (2)BC[解析] (1)因遮光条宽度较小,滑块经过光电门1时的速度接近其平均速度,v 1=d Δt 1,v 2=d Δt 2,加速度a =v 22-v 212x =⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x ,遮光条宽度d =8 mm +3×0.05 mm =8.15mm.(2)设气垫导轨长度为L ,导轨倾角为α,则滑块受到的合力F =Mg sin α=Mgh L,当Mh 不变时,滑块所受的合力不变,所以B 、C 操作方法正确.8.(1)0.16(0.15也算对) (2)如图所示 (3)未计入砝码盘的重力[解析] (1)a =Δx T =(3.68-3.52)×10-20.12 m/s 2=0.16 m/s 2或a =Δx T 2=(3.83-3.68)×10-20.12 m/s 2=0.15 m/s 2. (2)a -F 图线如图所示.(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力,而表中数据漏计了砝码盘的重力,导致合力F 的测量值小于真实值,a -F 的图线不过原点.【挑战自我】9.(1)0.52 d Δt 1 d Δt 2 ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x(2)当合外力一定时,物体运动的加速度跟物体的质量成反比 (3)如图所示[解析] (1)由图可知:d =5 mm +0.1 mm ×2=5.2 mm =0.52 cm. 遮光条的宽度很小,遮光条通过光电门的时间很短,这段时间内的平均速度即为滑块通过光电门的瞬时速度,故v 1=d Δt 1,v 2=d Δt 2.滑块由光电门1到光电门2做匀加速直线运动,由v 22-v 21=2ax 可得:a =⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x .(2)在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比,即当合外力一定时,在误差允许的范围内,物体质量和加速度的乘积近似相等.(3)如图所示.。