2018届高三物理复习：力学实验 提能增分练(一) 含解析

提能增分练(一) 巧解场强的四种方法[A 级——夺高分]1．(2017·宁波效实中学模拟)如图所示，一半径为R 、电量为Q 的孤立带电金属球，球心位置O 固定，P 为球外一点。

几位同学在讨论P 点的场强时，有下列一些说法，其中正确的是( )A ．若P 点无限靠近球表面，因为球面带电，根据库仑定律可知，P 点的场强趋于无穷大B ．因为球内场强处处为0，若P 点无限靠近球表面，则P 点的场强趋于0C ．若Q 不变，P 点的位置也不变，而令R 变小，则P 点的场强不变D ．若Q 不变，而令R 变大，同时始终保持P 点极靠近球表面处，则P 点场强不变 解析：选C 把金属球看成点电荷，则带电金属球球面外产生的电场强度等同于把球面上电全部集中在球心处所产生电场强度，由点电荷场强公式E ＝kQ r 2计算，若P 点无限靠近球表面，r 不趋近于零，在P 点的产生的场强虽很大，但不是无穷大，A 、B 错误；若Q 不变，P 点的位置也不变，R 变小，产生的电场不变，则P 点的场强不变，C 正确；若保持Q 不变，令R 变大，同时始终保持P 点极靠近球表面处，相当于r 变大，由点电荷场强公式可知，P 点的场强将变小，D 错误。

2．(多选) (2017·齐齐哈尔实验中学检测)在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc ，顶点a 、b 、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D 点为正三角形外接圆的圆心，E 、G 、H 点分别为ab 、ac 、bc 的中点，F 点和E 点关于c 点对称，则下列说法中正确的是( )A ．D 点的电场强度为零，电势可能为零B ．E 、F 两点的电场强度等大反向，电势相等C ．E 、G 、H 三点的电场强度和电势均相同D ．若释放c 处点电荷，c 处点电荷将一直做加速运动(不计空气阻力)解析：选AD D 点到a 、b 、c 三点的距离相等，故三个点电荷在D 点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D 点的场强为零。

二、计算题专题增分练增分练(1) 匀变速直线运动(一)1．(2017·湖北省沙市中学高三上学期第二次考试)如图所示，光滑斜面倾角为30°，AB 物体与水平面间摩擦因数均为μ＝0.4，现将A 、B 两物体(可视为质点)同时由静止释放，两物体初始位置距斜面底端O 的距离为L A ＝2.5 m ，L B ＝10 m ．不考虑两物体在转折O 处的能量损失．(1)求两物体滑到O 点的时间差；(2)B 从开始释放，需经过多长时间追上A ？(结果可用根号表示)解析：(1)根据物体的受力分析可知在斜面上：a ＝g sin θ＝5 m/s 2A 到达底端时间t A ＝2L A a ＝1 s B 到达底端时间t B ＝ 2L B a＝2 s AB 到达底端时间差Δt AB ＝2 s －1 s ＝1 s(2)A 到达底端速度v A ＝2aL A ＝5 m/s经过分析B 追上A 前，A 已停止运动A 在水平面上运动的总位移s A ＝v 2A 2μg ＝258m B 在水平面上运动的总位移s B ＝v B t －12μgt 2＝10t －2t 2 m 其中v B ＝2aL B ＝10 m/s由s A ＝s B得t ＝10－534s 则B 从释放到追上A 用时 t 总＝t B ＋t ＝18－534＝2.34 s 答案：(1)1 s (2)2.34 s2．(2017·合肥市第一中学高三下学期第一次月考)A 、B 两辆玩具小汽车在相互靠近的两条平直的轨道上同向匀速行驶，初速度分别为v A ＝6 m/s 、v B ＝2 m/s ，当A 车在B 车后面x ＝3.5 m 时开始以恒定的加速度a A ＝1 m/s 2刹车并停止运动，求：(1)A 车超过B 车后，保持在B 车前方的时间；(2)A 车超过B 车后领先B 车的最大距离；(3)若A 车刹车时B 车同时开始加速，加速度a B ＝2 m/s 2，但B 车的最大速度只有v m ＝4 m/s ，通过计算说明A 车能否追上B 车？解析：(1)设A 车用时t 追上B 车，对A 车， x A ＝v A t －12a A t 2对B 车，x B ＝v B t相遇时有x A ＝x B ＋x解得t 1＝1 s ，t 2＝7 s显然t 1为A 车追上B 车，由于t 2＝7 s ＞v A a A＝6 s ，故t 2时刻A 车已停下． 设从开始到A 车被B 车追上用时为t 3， 则v B t 3＝v 2A 2a A＋x 得t 3＝7.25 s 所以Δt ＝t 3－t 1，解得Δt ＝6.25 s(2)设当A 车与B 车速度相等用时为t 4，则v A －a A t 4＝v B ，t 4＝4 s则此过程中A 车位移x A ′＝v A t 4－12a A t 24， B 车位移x B ′＝v B t 4故A 、B 最大间距为Δx ＝x ＋x B ′－x A ′，解得Δx ＝4.5 m(3)设从A 车刹车开始用时t 5两车速度相等，B 车加速至最大用时t 6，匀速时间为t 5－t 6，从开始刹车至速度相等过程中，v A －a A t 5＝v m 且v m ＝v B ＋a B t 6，解得t 5＝2 s ，t 6＝1 s ，对A 车，x A ″＝v A t 5－12a A t 25，x A ″＝10 m 对B 车，x B ″＝v 2m －v 2B 2a B＋v m (t 5－t 6)，x B ″＝7 m ， 此时有x B ″＋x ＝10.5 m ＞x A ″＝10 m ，A 车不能追上B 车． 答案：(1)Δt ＝6.25 s (2)Δx ＝4.5 m (3)不能。

第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。

考纲要求1、掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。

2、了解打点计时器的构造，会使用打点计时器；会计算纸带上各点的瞬时速度；会利用纸带计算加速度；会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度。

3、学会用列表法、图象法等处理实验数据。

命题规律1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。

在力学部分，考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺，大多数时候是填空题，注意估读和误差分析。

2、力学中有多个实验都要用到打点计时器，能否正确使用打点计时器，并根据纸带进行正确的数据运算，是能否完成这些实验的关键，利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其它物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如：计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。

3、图象法是一种重要的实验数据处理方法．图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点．当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。

第二部分知识背一背（1）误差和有效数字①误差：误差产生原因大小特点减小方法系统误差实验仪器不精确实验原理不完善实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器完善原理改进方法偶然误差测量、读数不准确可大可小画图像或取平均值②有效数字定义：带有一位不可靠数字的近似数字。

有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源。

从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.0643为三位有效数字。

（2）长度的测量①毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位。

②游标卡尺的读数：③螺旋测微器的读数：测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数（含估读）×0.01mm。

（3）力学实验分类 ①应用性实验 （a ）游标卡尺的使用 （b ）螺旋测微器的使用 ②验证性实验：（a ）验证力的平行四边形定则; （b ）验证牛顿运动定律; （c ）验证机械能守恒定律。

专题二第1讲一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求．1．下列说法正确的是()A．力是物体对物体的作用B．只有直接接触的物体间才有力的作用C．用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它运动D．甲用力把乙推倒，说明甲对乙的作用力在先，乙对甲的作用力在后【答案】A2．(2017届湖南名校检测)如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个重球，在重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且处于静止状态，弹簧保持竖直，则重球受到的力是()A．重力和弹簧的拉力B．重力、弹簧的拉力和斜面的支持力C．重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力D．重力、弹簧的拉力、斜面的支持力和下滑力【答案】A3．如图所示，一质量为m的木板置于水平地面上，其上叠放一质量为m0的砖块，用水平力F将木板从砖下抽出，则该过程的木板受到地面的摩擦力为(已知m与地面间的动摩擦因数为μ1，m0与m间的动摩擦因数为μ2)()A．μ1mg B．μ1(m0＋m)gC．μ2mg D．μ2(m0＋m)g【答案】B4．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是()A．容器受到的摩擦力不断增大B ．容器受到的摩擦力不变C ．水平力F 必须逐渐增大D ．容器受到的合力逐渐增大 【答案】A5．如图所示，质量均为m 的木块A 和B ，用一个劲度系数为k 的轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A 直到B 刚好离开地面，则这一过程A 上升的高度为 ( )A ．mgkB ．2mg kC ．3mg kD ．4mg k【答案】B【解析】系统最初静止时，以木块A 为研究对象得弹簧的压缩量x 1＝mgk .B 刚好离开地面时，以木块B 为研究对象得弹簧的伸长量x 2＝mg k .A 上升的高度h ＝x 1＋x 2＝2mgk ，故B 项正确．6．如图所示，把一重为G 的物体，用一水平方向的推力F ＝kt (k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是下图中的( )A B C D【答案】B【解析】开始时F f <G ，物体向下加速，当F f ＝G 时速度最大，此后物体F f >G ，做减速运动，直到静止．物体静止后，摩擦力变为静摩擦力，F f ＝G ，故正确选项为B ．7．两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a ，b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，已知a 弹簧的伸长量为L ，则( )A ．b 弹簧的伸长量也为LB ．b 弹簧的伸长量为k 1L k 2C ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为⎝⎛⎭⎫1＋k 1k 2L 【答案】BD【解析】两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a ，b 串接在一起，两弹簧中的弹力相等，k 1L ＝k 2x ，解得b 弹簧的伸长量为x ＝k 1Lk 2，选项A 错误，B 正确；P 端向右移动的距离为L ＋x ＝⎝⎛⎭⎫1＋k 1k 2L ，选项C 错误，D 正确． 8．如图所示，倾角为θ的斜面C 置于水平地面上，小物块B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A 相连接，连接B 的一段细绳与斜面平行，已知A ，B ，C 都处于静止状态，则( )A ．B 受到C 的摩擦力一定不为零 B ．C 受到地面的摩擦力一定为零C ．C 有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D ．将细绳剪断，若B 依然静止在斜面上，此时地面对C 的摩擦力为0 【答案】CD【解析】若绳对B 的拉力恰好与B 的重力沿斜面向下的分力平衡，则B 与C 间的摩擦力为零，A 项错误；将B 和C 看成一个整体，则B 和C 受到细绳向右上方的拉力作用，故C 有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B 项错误，C 项正确；将细绳剪断，若B 依然静止在斜面上，利用整体法判断，B ，C 整体在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，则地面对C 的摩擦力为0，D 项正确．9．(2017届山东名校联考)如图所示，物体A ，B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮．A 静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B 悬挂着．已知质量m A ＝3m B ，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，那么下列说法中正确的是( )A ．弹簧的弹力不变B ．物体A 对斜面的压力将减少C ．物体A 受到的静摩擦力将减小D ．弹簧的弹力及A 受到的静摩擦力都不变 【答案】AC【解析】原来有3mg sin 45°＝mg ＋f 1，后来3mg sin 30°－mg ＜f 1，可见物体A 并未滑动，而且静摩擦变小，选项C 正确．弹簧的弹力依旧等于B 的重力，选项A 正确，选项D 错误．物体A 对斜面的压力将增大，选项B 错误．二、非选择题10．如图所示，水平轻杆的一端固定着一小球，另一端固定在墙上，一轻绳一端系着小球，另一端固定在墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12 N ，轻绳的拉力为10 N ，水平轻弹簧的拉力为9 N ，求轻杆对小球的作用力．解：以小球为研究对象，受力分析如图所示，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定，重力、轻弹簧的拉力二者的合力的大小为F ＝G 2＋F 21＝15 N设F 与竖直方向的夹角为α，sin α＝F 1F ＝35，则α＝37°即合力F 的方向与竖直方向成37°角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上．根据物体平衡的条件可知，轻杆对小球的作用力大小为5 N ，方向与竖直方向成37°角斜向右上方．11．如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm ，一端固定于质量为m ＝2 kg 的物体上，另一端施一水平拉力F .(g 取10 m/s 2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长到12 cm 时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？(2)若将弹簧拉长到11 cm 时，物体所受到的摩擦力大小为多少？(3)若将弹簧拉长到13 cm 时，物体所受的摩擦力大小为多少？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)解：(1)物体匀速前进时 k (x －x 0)＝μmg则k ＝μmg x －x 0＝0.2×2×100.12－0.10 N /m ＝200 N/m.(2)F 1＝k (x 1－x 0)＝200×(0.11－0.10) N ＝2 N 最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力 F fm ＝0.2×2×10 N ＝4 N 故物体没动，所受静摩擦力 F f1＝F 1＝2 N.(3)弹簧弹力F 2＝k (x 2－x 0)＝200×(0.13－0.10) N ＝6 N. 物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为F f2＝μF N＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N.12．如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A和B，物体A放在倾角为θ＝30°的斜面上．已知物体A的质量为m，物体A与斜面间的最大静摩擦力是与斜面间弹力的μ倍(μ＜tan θ)，滑轮与轻绳间的摩擦不计，绳的OA段平行于斜面，OB段竖直，要使物体A 静止在斜面上，则物体B质量的取值范围为多少？解：设绳中张力为F T，先以B为研究对象，因为B静止，所以有F T＝m B g再以A为研究对象，若A处于不上滑的临界状态时，则有F T＝F fm＋mg sin θ而F fm＝μF N，F N＝mg cos θ解得m B＝m(sin θ＋μcos θ)同理，若A处于将不下滑的临界状态时，则有F T＋F fm＝mg sin θ可得m B＝m(sin θ－μcos θ)故m B应满足的条件为m(sin θ－μcos θ)≤m B≤m(sin θ＋μcos θ)．。

实验题18分强化练(一)(对应学生用书第160页)(建议用时：10分钟)1．(8分)如图1所示是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图．图1(1)如图1三个实验装置中，摩擦力对实验结果没有影响的是________(选“A”或“B”或“C”)．A．甲B．乙C．丙(2)若某同学实验时所用的电源如图2甲所示，则打点计时器应选图2乙中的________(选“A”或“B”)．甲乙图2(3)如果操作都正确，则通过装置________(选填“甲”、“乙”或者“丙”)可打出图3中的纸带________(选填“①”或者“②”)图3【解析】(1)在匀变速直线运动的实验中，受到的拉力恒定，摩擦力也恒定，那么物体受到的合力恒定，对实验没有影响，在研究功和速度的关系的实验中，每次实验时受到的拉力加倍，但是摩擦力不加倍，对实验会产生影响，在研究加速度与力、质量的关系的实验中，改变车的拉力时，摩擦力不变，对实验的计算会产生影响，所以没有影响的是A．(2)由于电源是学生电源，电磁打点计时器的电压为4～6 V，所以要选择电磁打点计时器，故选B；(3)分析纸带可以得到，纸带①中两点间的距离逐渐增大，说明是加速运动，可能是甲图、也可能是丙图的实验结果．纸带②中后面两点间的距离相等，说明是匀速运动，实验纸带②应该是研究功和速度的关系的实验中得到的，即乙．所以通过装置乙可以得到纸带②．【答案】(1)A(2)B(3)乙②2．(10分)(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图4甲所示．先将选择开关旋至倍率“×100”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的________接线柱(选填“＋”或“－”)，测量结果如图乙所示，电压表的电阻为________Ω．甲乙图4(2)该同学要测量一节干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择：A．电流表(0～0．6 A～3 A)B．电压表(0～3 V)C．滑动变阻器R(0～15 Ω，5 A)D．滑动变阻器R′(0～50 Ω，1 A)E．定值电阻R0为1 ΩF．开关S及导线若干丙丁图5本次实验的原理图如图5丙，则滑动变阻器应选______(填器材前的字母序号)．按照原理图连接好线路后进行测量，测得数据如下表所示．________．现将上述器材的连线略加改动就可使电压表的示数变化更明显，请在图5丁中按改动后的原理图完成连线．【解析】(1)用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正极流入，则红表笔接电压表的负极．欧姆表表盘示数为40，选择开关旋到“×100”挡，即倍率为100，则最后读数为：100×40 Ω＝4 000 Ω(2)待测电阻的电阻值比较大，为了能有效控制电路，并且能方便实验操作，滑动变阻器应选小电阻C；路端电压随电路电流的增大而减小，由表中实验数据可知，实验时电压表示数变化太小，这是由于电源内阻太小造成的；为使电压表示数变化明显，可以把定值电阻与电源串联组成等效电源，这样可以增大电源内阻，使电压表示数变化明显，电路图如图所示：【答案】(1)－ 4 000(2)C电源的内阻太小电路图如解析图所示实验题18分强化练(二)(对应学生用书第160页)(建议用时：10分钟)1．(8分)如图1所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验．当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W…．图1(1)图中电火花计时器的工作电压是________V的交流电．(2)实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是________．(3)图中小车上有一固定小立柱，如图1给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是______________________．(4)在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图2所示．打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据纸带中字母回答)，小车获得的速度是________ m/s．(结果保留两位有效数字)图2【解析】(1)电火花计时器的工作电压是220 V的交流电．(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离，因此还需要的器材是：刻度尺．(3)由图示可知，橡皮筋最合理的套接方式是A，以A的方式套接释放小车后，橡皮筋不会影响小车的运动．(4)由图示纸带可知，GJ部分两点间的距离相等，小车做匀速直线运动，应选用的纸带是GJ部分；小车获得的速度v＝xt＝0．013 00．02m/s＝0．65 m/s．【答案】(1)220(2)刻度尺(3)A(4)GJ0．652．(10分)小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻．(1)小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2．0 Ω的定值电阻R0，所用电路如图3所示．图3①请用笔画线代替导线将图4所示器材连接成完整的实验电路图4②闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了一组U、R数据．为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是________．(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9 V，内阻r2为35～55 Ω，允许通过的最大电流为50 mA．小李同学所用电路如图5所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～9 999 Ω．图5①电路中R 0为保护电阻．实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用________．A ．20 Ω，125 mAB ．50 Ω，20 mAC ．150 Ω，60 mAD ．1 500 Ω，5 mA②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R 及相应的电压表的示数U ，根据测得的多组数据，作出1U -1R ＋R 0图线，图线的纵轴截距为a ，图线的斜率为b ，则电源的电动势E 2＝________，内阻r 2＝________．【解析】 (1)①根据电路图，实物图连接如图所示：②根据欧姆定律可知：E 1＝U ＋U R (R 0＋r 1)，可得U ＝E 1－U R(R 0＋r 1)，故横坐标为U R． (2)①电路最小总电阻约为R min ＝90．05Ω＝180 Ω，为保护电路安全，保护电阻应选C ；②在闭合电路中，电源电动势为E 2＝U ＋Ir 2＝U ＋U R 0＋R r 2，则1U ＝r 2E 2 ·1R ＋R 0＋1E 2，则1U -1R ＋R 0图象是直线，截距a ＝1E 2，得E 2＝1a ，斜率b ＝r 2E 2，得r 2＝b a． 【答案】 (1) ①见解析 ②U R (2) ① C ②1a b a实验题18分强化练(三)(对应学生用书第161页)(建议用时：10分钟)1．(8分)在“测定电源电动势和内阻”的实验中，实验室仅提供下列实验器材：A．两节旧干电池，每节电动势约1．5 VB．直流电压表V l、V2，量程均为0～3 V，内阻约3 kΩC．电流表，量程0～0．6 A，内阻小于1 ΩD．定值电阻R0，阻值2 ΩE．滑动变阻器R，最大阻值15 ΩF．导线和开关若干甲乙丙丁图1(1)请根据连接的实物图1甲，在图乙虚线框中画出对应的电路图；(2)根据图甲电路进行实验，测得多组U、I数据，作出U-I图象，求出电动势和内阻的值均小于真实值，其产生误差的原因是____________________．(3)实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了图丙所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录V1和V2的值如表所示，用测出的数据在图丁中绘出U1-U2图线．(4)．(结果保留两位有效数字)【导学号：17214266】【解析】(1)根据实物图可得出对应的原理图如图所示；甲(2)由图可知，电流表不是测干路电流，原因是电压表的分流造成的；(3)根据表中数据采用描点法可得出对应的图象如图所示；丁(4)由闭合电路欧姆定律可知，E ＝U 2＋U 2－U 1R 0r ， 整理得：U 1＝R 0＋r r U 2－E R 0r， 当U 2＝1．60 V 时，U 1＝0．80 V ；当U 2＝2．24 V 时，U 1＝1．87 V ；代入解得：E ＝3．0 V ，r ＝3．0 Ω．【答案】 (1)见解析 (2)电压表分流 (3)见解析(4)3．0 3．02．(10分)某高一同学寒假时，在教材中查到木质材料与金属材料间的动摩擦因数为0．2，为了验证这个数据，他设计了一个实验方案，如图2所示，图中长铝合金板水平固定．【导学号：17214266】图2(1)下列哪些操作是必要的________．A ．调整定滑轮高度，使细绳与水平铝合金板平行B．将铝合金板垫起一个角度C．选尽量光滑的滑轮D．砝码的质量远小于木块的质量(2)图3为木块在水平铝合金板上带动纸带运动时打出的一条纸带，测量数据如图所示，则木块加速度大小a＝________m/s2(电火花计时器接在频率为50 Hz的交流电源，结果保留2位有效数字)．图3(3)该同学在实验报告中，将测量原理写为：根据mg－μMg＝Ma，所以μ＝mg－MaMg．其中M为木块的质量，m为砝码盘和砝码的总质量，a为木块的加速度，重力加速度为g．判断该同学的做法是否正确，如不正确，请说明原因：________________________．(4)若m＝70 g，M＝100 g，则可测得μ＝________(g取9．8 m/s2，保留2位有效数字)．【解析】(1)实验过程中，电火花计时器应接在频率为50 Hz的交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与铝合金板平行，同时选尽量光滑的滑轮，这样摩擦阻力只有木块与铝合金板之间的摩擦力，故选项A、C正确．(2)据推论公式Δx＝aT2，得：a＝x6＋x5＋x4－(x3＋x2＋x1)9T2＝0．066 6＋0．061 8＋0．056 9－0．052 2－0．047 3－0．042 59×0．042m/s2＝3．0 m/s2．(3)不正确．因加速过程中细绳对木块的拉力小于mg．正确的做法应是：对M、m组成的系统，由牛顿第二定律得：mg－μMg＝(M＋m)a，解得：μ＝mg－(m＋M)aMg．(4)将m＝70 g＝0．070 kg，M＝100 g＝0．1 kg，a＝3．0 m/s2带入μ＝mg－(m＋M)aMg，整理可以得到：μ＝0．18．【答案】(1)AC(2)3．0(3)见解析(4)0．18实验题18分强化练(四)(对应学生用书第162页)(建议用时：10分钟)1．(8分)为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平．回答下列问题：(1)若取细绳牵引滑块的拉力T＝mg，测得滑块质量M＝0．2 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．A．m1＝5 g B．m2＝15 gC．m3＝20 g D．m4＝200 g(2)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a＝________(用t1、t2、D、x表示)．(3)以小车和牵引砝码为研究对象，小车质量M一定，改变牵引砝码的质量m，根据实验数据描绘的小车加速度a与牵引砝码的质量m之间的实验关系图象．能正确反映1a-1m关系的是图中的________．图1A B C D【解析】(1)在实验中，认为m的重力等于滑块所受的合力，所以m的质量应远小于M 的质量，故D 不合适．本题选不合适的，故选 D ．(2)滑块经过光电门的速度v 2＝D t 2，v 1＝D t 1， 则根据据v 22－v 21＝2ax ，得a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫D t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫D t 122x． (3)根据牛顿第二定律，则有a ＝mg M ＋m，则1a ＝M ＋m mg ＝M g ·1m ＋1g ，所以1a -1m 图象是一条倾斜的直线，且在纵轴上有截距，故C 正确．【答案】 (1)D (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫D t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫D t 122x(3)C 2．(10分)为了测量阻值范围在200～300 Ω之间的电阻R x 的阻值，实验室提供了如下器材：A ．电阻箱R (阻值范围0～999．9 Ω)B ．毫安表(量程0～3 mA ，内阻约100 Ω)C ．直流电源(电动势约3V ，内阻不计)D ．两个单刀单掷开关，导线足量(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图2甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下．甲 乙图2①按电路图连好电路，闭合开关S 1，记下毫安表的读数．②断开S 1，闭合开关S 2，调节电阻箱R 的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R 1．假设该同学的设计合理，则待测电阻R x ＝________．(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下．①按电路图连好电路，将R调到最大，然后闭合S1、S2，调节R，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R2．②断开S2，调节R，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R3．假设该同学的设计合理，则待测电阻R x＝________．(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是________，理由________________________．【解析】(1)根据甲同学的实验电路，该同学采用了等效替代法，故待测电阻R x＝R1；(2)根据乙同学的实验步骤可知：R2＝R3＋R x，则R x＝R2－R3；(3)甲电路中，开关接通后，电流表的读数最小为I＝ER x＝3300A＝10 mA，已超过了电流表的量程，故此设计不合理．【答案】(1)R1(2)R2－R3(3)甲电流表超程。

提能增分练(一) 电磁感应中的五类图像问题[A 级——夺高分]1．(多选)(2017·天津静海一中模拟)如图甲所示，闭合矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示。

规定垂直纸面向外为磁场的正方向，顺时针方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。

关于线框中的感应电流i 和ad 边所受的安培力F 随时间t 变化的图像，下列选项图中正确的是( )解析：选AC 由题图乙所示B -t 图像可知，0～1 s 时间内，B 增大，Φ增大，由楞次定律可知，线框中感应电流沿顺时针方向，为正值；1～2 s 磁通量不变，无感应电流；2～ 3 s ，B 的方向垂直纸面向外，B 减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；3～4 s 内，B 的方向垂直纸面向里，B 增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值，A 正确，B 错误；由左手定则可知，在0～1 s 内，ad 受到的安培力方向水平向右，是正值，1～2 s 无感应电流，没有安培力，2～4 s 时间内，安培力水平向左，是负值；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝S ·ΔB Δt ，感应电流I ＝E R ＝S ·ΔB R Δt，由B -t 图像可知，在每一时间段内，⎪⎪⎪⎪ΔB Δt 是定值，在各时间段内I 是定值，ad 边受到的安培力F ＝BIL ，I 、L 不变，B 均匀变化，则安培力F 均匀变化，不是定值，故D 错误，C 正确。

2. (多选)(2017·大庆铁人中学检测)如图所示，边长为L 、总电阻为R 的正方形线框abcd 放置在光滑水平桌面上，bc 边紧靠磁感强度为B 、宽度为2L 、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘。

现使线框以初速度v 0匀加速通过磁场，选项图中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中感应电流变化情况的是( )解析：选AD 根据楞次定律得到，线框完全处于磁场时无感应电流，进磁场和出磁场过程感应电流方向相反。

提能增分练(一) 平抛运动问题的五种解法[A 级——夺高分]1.(2017·呼伦贝尔模拟)如图所示，在同一平台上的O 点水平抛出的三个可视为质点的物体，分别落到a 、b 、c 三点，则三个物体运动的初速度v a 、v b 、v c 的关系和三个物体运动的时间t a 、t b 、t c 的关系是( )A ．v a >v b >v c t a >t b >t cB ．v a <v b <v c t a ＝t b ＝t cC ．v a <v b <v c t a >t b >t cD ．v a >v b >v c t a <t b <t c解析：选C 三个物体的平抛运动竖直方向都为自由落体运动，由h ＝12gt 2可知， a 的运动时间最长，c 的运动时间最短；由水平方向做匀速直线运动x ＝v t ，可知c 的初速度最大，a 的初速度最小，C 正确。

2.如图所示，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A 点正上方高度为10 m 处的O 点，以5 m/s 的速度水平抛出一个小球，飞行一段时间后撞在斜面上，不计空气阻力，这段飞行所用的时间为(g ＝10 m/s 2)( )A ．2 s B. 2 s C ．1 s D ．0.5 s解析：选C 设小球撞到斜面AB 中的一点D 上，则小球的水平运动的时间与竖直下落的时间相等，设飞行时间为t ，则根据几何关系可得：v 0t ＝10 m －12gt 2，代入数据解得t ＝1 s ，故选项C 正确。

3.(2017·广州综合测试)如图，窗子上、下沿间的高度H ＝1.6 m ，墙的厚度d ＝0.4 m 。

某人在离墙壁距离L ＝1.4 m ，距窗子上沿高h ＝0.2 m 处的P 点，将可视为质点的小物体以速度v 垂直于墙壁水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，g 取10 m/s 2，则v 的取值范围是( )A ．v >7 m/sB ．v >2.3 m/sC ．3 m/s<v <7 m/sD ．2.3 m/s<v <3 m/s解析：选C 小物体穿过窗口并落在水平地面上，需满足的条件为能穿过窗口的右上沿(即水平位移x ＝L 时，竖直位移y >h )，同时能穿过窗口的左下沿(即水平位移x ＝L ＋d ，竖直位移y <H＋h )，结合公式h ＝gt 22，x ＝v t ，解得3 m/s<v <7 m/s ，故C 正确。

提能增分练(一) 安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题[A 级——夺高分]1.(多选)(2017·牡丹江一中模拟)如图，在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放了一根长为L ，质量为m 的导线，当通以垂直纸面向里的电流I 后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 必须满足( )A ．B ＝mg sin θIL，方向垂直纸面向外 B ．B ＝mg cos θIL，方向水平向左 C ．B ＝mg tan θIL，方向竖直向下 D ．B ＝mg IL，方向水平向左 解析:选CD 若匀强磁场的方向垂直纸面向外，此时电流的方向和磁场的方向平行，此时不受安培力的作用，导线只受到支持力与重力，不可能处于平衡状态，故A 错误；若匀强磁场的方向水平向左，B ＝mg IL时，则竖直向上的安培力与重力相平衡，导线处于平衡状态，故B 错误，D 正确；若匀强磁场的磁感应强度B 的方向竖直向下，B ＝mg tan θIL时，则水平向左的安培力与支持力、重力三力平衡，导线处于平衡状态，故C 正确。

2．(2017·汕头模拟)如图甲是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a 、b 两条导线长均为l ，通以图乙所示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。

则( )A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．导线a、b受到的安培力大小总为BIl解析:选D 匀强磁场的磁感应强度大小处处相等，方向处处相同，由题图乙可知，选项A错误；在题图乙所示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；由于磁场均匀辐向分布，故线圈平面总与磁场方向平行，选项B错误；由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为BIl，选项D正确。

3.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小解析:选A 棒中电流变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项A正确；两悬线等长变短，θ角不变，选项B错误；金属棒质量变大，θ角变小，选项C错误；磁感应强度变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项D错误。

提能增分练(一) 测重力加速度的8种方法1.如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。

(1)所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)。

A ．直流电源B ．天平及砝码C ．4～6 V 交流电源D ．毫米刻度尺(2)实验中得到的一条纸带如图2所示，图中五个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为________cm ；重物在打下点D 时的速度大小为________m/s 。

重物的加速度大小为________m/s 2。

该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是______________________________________。

解析：(1)电磁打点计时器需接4～6 V 交流电源。

重力加速度与重物的质量无关，所以不需要天平和砝码。

计算速度需要测相邻计数点的距离，需要毫米刻度尺，故A 、B 错误，C 、D 正确。

(2)毫米刻度尺测量长度，要求估读到最小刻度的下一位，这五个数据中不符合有效数字要求的是：2.0，应改为2.00。

A 、B 、C 、D 、E 、F 是打点计时器连续打出的点，因此计时点之间的时间间隔为：T ＝0.02 s ；根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D 点速度为：v D ＝x CE 2T ＝0.103 2－0.043 90.04m/s ＝1.482 5 m/s ， 根据逐差法有：a ＝x CE －x AC 4T 2＝0.103 2－0.043 9－0.043 94×0.022 m/s 2＝9.625 m/s 2， 由于重物下落的过程中存在摩擦力及空气的阻力，因此所测重力加速度比实际的要小。

答案：(1)CD (2)2.00 1.482 5 9.625 实验中存在摩擦力及空气的阻力2．(2017·内蒙古赤峰二中检测)如图甲所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。