2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题11 实验：验证牛顿第二定律 测定摩擦因数 （含解析）

2021年高考物理一轮复习考点优化训练 专题11 实验：验证牛顿第二定律 测定摩擦因数 一、实验探究题（共12题；共56分） 1.（2020·新课标Ⅱ）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。 令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_____m/s2（保留3位有效数字）。 从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=_____m/s2（保留3位有效数字）。 可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：_____。 2.（2020·天津模拟）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题： （1）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是____。 A.甲、丙 B.甲、乙 C.甲、乙、丙 （2）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是_____。 （3）实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图（丁）中A，B，C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是_____，_____，_____。 3.（2020·吉林模拟）某同学欲测量小木块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图甲所示，光电门的位置B、C可沿斜面移动，木块上固定有宽度为d的挡光窄片．物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间． （1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图乙所示，则挡光片的宽度为_____mm． （2）在A处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过B、C ， 光电门1、2显示的时间分别为30 ms、40 ms，则物块经过B处时的速度大小为_____m/s（结果保留两位有效数字），经过C处时的速度大小为 _____m/s（结果保留两位有效数字），比较物块经过B、C处的速度大小可知，应_____（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等． （3）正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面的长度L和斜面顶端与底端的高度差h ， 则物块与斜面间的动摩擦因数可表示为μ=_____（用L、h表示）． 4.（2020·运城模拟）某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C处是钩码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦．实验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下,改变C处钩码个数,测出C处不同个数钩码的总质量m及对应加速度a,然后通过对实验数据的分析求出滑块与木板间的动摩擦因数． （1）该同学手中有电火花计时器、纸带、10个质量均为100克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线,为了完成本实验,得到所要测量的物理量,还需要_____． A.秒表 B.毫米刻度尺 C.天平 D.弹簧测力计 （2）在实验数据处理中,该同学以C处钩码的总质量m为横轴,以加速度a为纵轴,绘制了如图乙所示的实验图线,可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____．(g取10m/s2) 5.（2020·辽宁模拟）在没有天平的情况下，实验小组利用以下方法对质量进行间接测量，装置如图甲所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q的质量均为m（已知），在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z。重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为g。 （1）某次实验中。先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带。相邻两计数点间还有四个点没画出，则系统运 ... ...