(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示…——2022 高考物理第 17 题答案解析

2022_浙江卷

2022 浙江 第 17 题 解答题 区分题
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17. (1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示,长木板水平放置,细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分,以计数点O 为位移测量起点和计时起点,则打计数点B时小车位移大小为cm。由图3中小车运动的数据点,求得加速度为 $\mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ (保留两位有效数字)。


图1


图2

利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验,需调整的是A.换成质量更小的车 B.调整长木板的倾斜程度C.把钩码更换成砝码盘和砝码 D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角


图3


图4

(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示,在该实验中,①下列说法正确的是\_A.拉着细绳套的两只弹簧秤,稳定后读数应相同B.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D.测量时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板

②若只有一只弹簧秤,为了完成该实验至少需要 \_(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O。【答案】 ①. 6.15\~6.25 ②. 1.7 \~2.1 ③. BC##CB ④. D ⑤. 3

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【详解】(1)[1]依题意,打计数点B时小车位移大小为 6.20cm,考虑到偶然误差,6.15cm\~6.25cm也可;
[2] 由图3中小车运动的数据点,有$a = { \frac { \Delta \nu } { \Delta t } } = { \frac { 1 . 0 5 - 0 . 3 0 } { 0 . 4 } } \mathrm { m / s ^ { 2 } } = 1 . 9 \mathrm { m / s ^ { 2 } }$

考虑到偶然误差, $1 . 7 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 } { \sim } 2 . 1 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 也可;

[3] A.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,需要满足小车质量远远大于钩码质量,所以不需要换质量更小的车,故A 错误;
B.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些,故B正确;
C.以系统为研究对象,依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有
$1 . 9 \mathrm { m / s } ^ { 2 } \approx { \frac { m g - f } { M + m } }$

考虑到实际情况,即 $f \ll m g$ ,有

$$ 1 . 9 \mathrm { m / s } ^ { 2 } \approx \frac { m g } { M + m } $$

则可知

$$ M \approx 4 m $$

而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量,即$m \ll M$ ;可知目前实验条件不满足,所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时,需将钩码更换成砝码盘和砝码,以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量,故C正确;D.实验过程中,需将连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行,与之前的相同,故D 错误。故选 BC。

(2)[4] A.在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下,使拉力适当大些,不必使两只测力计的示数相同,故A 错误;

B.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了,故B错误;

C.实验中拉弹簧秤时,只需让弹簧与外壳间没有摩擦,此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等,与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关,故C 错误;

D.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响,拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板,故D 正确。

故选 D。

[5] 若只有一只弹簧秤,为了完成该实验,用手拉住一条细绳,用弹簧称拉住另一条细绳,互成角度的拉橡皮条,使其结点达到某一点 $O ,$ ,记下位置O 和弹簧称示数 $F _ { 1 }$ 和两个拉力的方向;交换弹簧称和手所拉细绳的位置,再次将结点拉至O 点,使两力的方向与原来两力方向相同,并记下此时弹簧称的示数 $F _ { 2 } { \mathrm { : } }$ 只有一个弹簧称将结点拉至O 点,并记下此时弹簧称的示数F的大小及方向;所以若只有一只弹簧秤,为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到 $O _ { \circ }$

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