(衡水萬卷)高三物理二輪復習 作業(yè)卷三十六 力學實驗1(含解析)-人教版高三物理試題

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1、力學實驗1一 、實驗題(本大題共4小題 。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的)1.(2015山東高考真題)某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。實驗步驟:將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上,使其軸線沿豎直方向。如圖甲所示,將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上,另一端用圓珠筆尖豎直向下拉,直到彈簧秤示數(shù)為某一設定值時,將橡皮筋兩端的位置記為O1、O2,記錄彈簧秤的示數(shù)F,測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50N,測出所對應的l,部分數(shù)據(jù)如下表所示:F(N)00.50 1.00 1.052.002.50l (cm)l010.9712.0

2、213.0013.9815.05找出中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置,重新記為、,橡皮筋的拉力記為。在秤鉤上涂抹少許潤滑油,將橡皮筋搭在秤鉤上,如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端,使秤鉤的下端達到O點,將兩筆尖的位置標記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB。完成下列作圖和填空:(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標紙上畫出Fl圖線,根據(jù)圖線求得l0=_cm。(2)測得OA=6.00cm,OB=7.60cm,則FOA的大小為_N。(3)根據(jù)給出的標度,在答題卡上作出FOA和FOB的合力的圖示。(4)通過比較與_的大小和方向,即可得出實驗結(jié)論。2.(2015廣

3、東高考真題)(1)(8分)某同學使用打點計時器測量當?shù)氐闹亓铀俣?。請完成以下主要實驗步驟:按圖1(a)安裝實驗器材并連接電源;豎直提起系起有重物的紙帶,使重物 (填“靠近”或“遠離”)計時器下端; , ,使重物自由下落;關(guān)閉電源,取出紙帶;換新紙帶重復實驗。圖1(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶,應選取 (填“b”或“c”)來計算重力加速度。在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當?shù)刂亓铀俣?,主要原因是空氣阻力?。 (2)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3k)、電流表(內(nèi)阻約為1)、定值電阻等。使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“1

4、”歐姆檔測量,示數(shù)如圖2(a)所示,讀數(shù)為 。據(jù)此應選擇圖2中的 (填“b”或“c”)電路進行實驗。連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸 (填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應的電壓;將元件X換成元件Y,重復實驗。圖3(a)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線,由圖可判斷元件 (填“X”或“Y”)是非線性元件。該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R21的定值電阻,測量待測電池組的電動勢E和電阻r,如圖3(b)所示。閉合S1和S2,電壓表讀數(shù)為3.00V;斷開S2,讀數(shù)為1.00V,利用圖3(a)可算得E V,r (結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,視電壓表為理想電壓表)

5、。3.張紅同學在用電磁打點計時器做“測定勻變速直線運動的加速度”實驗時,、電火花打點計時器是一種使用_(填 “交流”或 “直流”)電源的計時儀器,它的工作電壓是220V、從打出的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每兩點間還有四個點沒有畫出來),上面的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離.打點計時器的電源頻率50Hz.654321013.8011.859.9217.9610.104.08單位:cm計算出紙帶上計數(shù)點2、4時小車的瞬時速度分別為v2=_、v4=_;和該勻變速直線運動的加速度a=_。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)AV1S1.如圖所示,這個裝置實際上是一個化學電源,閉合所有開關(guān),并改變滑動變阻器阻

6、值,觀察電壓表V1、V2示數(shù)的變化,得到如下所示的數(shù)據(jù):某一次的測量值為電壓表U1=1.4V,U2=0.1V.改變滑動變阻器的滑動頭,向右滑動一段距離發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)變?yōu)?.50A,電壓表U1讀數(shù)變化了0.4V,由上面數(shù)據(jù)可求:電源電動勢E=_V;電源的內(nèi)阻為r=_,(不考慮到電流表和電壓表內(nèi)阻的影響)4.如圖為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實驗裝置。用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長木板上相距為L48.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器,分別記錄細線拉力和小車到達A、B時的速率。速度傳感器速度傳感器拉力傳感器BA(1)本實驗有關(guān)的說法正確的是:( )A兩速度傳

7、感器之間的距離應適當遠些B要調(diào)整長木板的傾斜角度,平衡小車受到的摩擦力C應先釋放小車,再接通速度傳感器的電源D改變所掛鉤碼的數(shù)量時,要使所掛鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量E不必用天平測出小車和車上的拉力傳感器的總質(zhì)量(2)某同學在右表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù),是兩個速度傳感器記錄速率的平方差,則加速度的表達式為a = ,表中第3次實驗缺失的數(shù)據(jù)是_m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);(3)表中a與F并不成正比,這是由于_(填寫“平衡摩擦力不足”或“平衡摩擦力過度”)造成的次數(shù)F(N)10.600.770.8021.041.611.6831.422.3442.003.483.6352.624.654.

8、8463.005.495.725. 某同學想研究彈簧的彈性勢能Ep和彈簧形變量x間的函數(shù)關(guān)系。設想用水平力緩慢地將彈簧從原長拉伸x,該過程拉力做的功W等于彈性勢能的增加,即Ep。根據(jù)本實驗所得,彈力F和彈簧伸長x的關(guān)系為F=kx。拉力的平均值為kx,所以W=kx2。他猜想彈性勢能的表達式應該就是Ep=kx2。他找到一根彈簧、一個木板、一個重G=5.0N的長方體形金屬塊,設計了一個實驗,利用一把毫米刻度尺來驗證這個結(jié)論。步驟是:(1)將金屬塊懸掛在該彈簧下方,靜止時測得彈簧的伸長量為1.00cm,由此得出該彈簧在受到單位作用力時的伸長量,即F=kx式中的比例系數(shù)k為_N/m;(2)將金屬塊放在長

9、木板上,調(diào)節(jié)長木板的傾角,當金屬塊剛好能勻速下滑時測出斜面的高度為10.00cm,底邊長為40.00cm,由此測得金屬塊和長木板間的動摩擦因數(shù)=_。(3)如圖將木板固定在地面上,金屬塊放置于木板上。彈簧一端固定在豎直墻上,另一端與金屬塊接觸,用手向左壓金屬塊使彈簧壓縮一定長度后由靜止釋放,滑塊脫離彈簧后,又沿長木板滑行一段距離而停下。測出每次彈簧的壓縮量x和金屬塊脫離彈簧后在長木板上滑行的距離s,將對應的數(shù)據(jù)填寫在下面的表格中。X/cm1.502.002.503.003.504.00S/cm3.006.0210.0514.9620.9728.05為驗證結(jié)果是否符合猜想Ep=kx2,則應該根據(jù)以

10、上數(shù)據(jù)作出得圖像為( ) A:圖像 B:圖像C:圖像 D:圖像在右圖的坐標系中作出你所選擇的的圖像,請注明橫縱坐標所代表的物理量及單位,并注明你所選的標度,由圖可得到Ep和x2間的關(guān)系式為 則該同學的猜想是 (填“正確”或者“錯誤”)的。6.(2015海淀區(qū)模擬)甲、乙兩位同學在“驗證牛頓第二定律”實驗中,使用了如圖1所示的實驗裝置實驗時他們先調(diào)整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線運動,這樣做的目的是 此后,甲同學把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛若干配重片在小車質(zhì)量一定的情況下,多次改變配重片數(shù)量,每改變一次就釋放一次小車,利用打點計時器打出記錄小車運動情況的多條紙帶圖2

11、是其中一條紙帶的一部分,O、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上通過對紙帶的測量,可知小車運動過程中的加速度大小為 m/s2(保留2位有效數(shù)字)根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù),甲同學繪制了小車加速度與小車所受拉力(測量出配重的重力作為小車所受拉力大?。┑腶F圖象,如圖3所示由圖象可知 (選填選項前的字母)A當小車質(zhì)量一定時,其加速度與所受合外力成正比B當小車所受合外力一定時,其加速度與質(zhì)量成反比C小車的質(zhì)量約等于0.3kgD小車的質(zhì)量約等于3.3kg乙同學在實驗時,因配重片數(shù)量不足改用5個質(zhì)量為20g的鉤碼進行實驗他首先將鉤碼全

12、部掛上,用打點計時器打出記錄小車運動情況的紙帶,并計算出小車運動的加速度;之后每次將懸掛的鉤碼取下一個并固定在小車上,重復多次實驗,且每次實驗前均調(diào)整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線運動根據(jù)測得的數(shù)據(jù),繪制出小車加速度與懸掛的鉤碼所受重力的關(guān)系圖線關(guān)于這一圖線下列說法錯誤的是 (選填選項前的字母)A可由該圖線計算出小車和5個鉤碼質(zhì)量之和B只有當小車質(zhì)量遠大于懸掛鉤碼的質(zhì)量時,該圖線才是一條直線C無論小車質(zhì)量是否遠大于懸掛鉤碼的質(zhì)量,該圖線都是一條直線0.2016萬卷作業(yè)卷(三十六)答案解析一 、實驗題1. 【答案】(1)10.00;(2)1.80;(3)如圖;(4)FO

13、O【解析】(1)做出F-l圖像,求得直線的截距即為l0,可得l0=10.00cm ;(2)可計算彈簧的勁度系數(shù)為;若OA=6.00cm,OB=7.60cm,則彈簧的彈力;則此時;(3)如圖;(4)通過比較F和FOO的大小和方向,可得出實驗結(jié)論. 2. 【答案】靠近,先通電源,再釋放紙帶;b,紙帶與打點計時器間的阻力;10,b;增大;Y;3.2,0.50【解析】(1)為使紙帶上打出的點較多,應使重物靠近打點計時器的下端,接通電源,釋放紙帶,使重物自由下落。由于重物下落過程是做勻加速直線運動,因此打出的紙帶上的點間間隔應均勻增大,因此應選用1(b)所示的紙帶。實驗結(jié)果仍小于當?shù)氐闹亓铀俣龋饕?/p>

14、因為空氣阻力及紙帶與打點計時器間的摩擦力的影響。(2)由2(a)圖可知,多用電表的讀數(shù)為10 ,由于元件的電阻較小,電路圖應選用電流表外接法,即選擇2(b)。當滑動變阻器的滑片向右移時,元件兩端的電壓增大,電流表的示數(shù)增大。由于Y元件的UI圖線是曲線,因此Y是非線性元件。設線性元件的電阻為R,由UI圖線可知,則S、S均閉合時,S閉合,S斷開時,解得E=3.15V,r=0.50。體重要求保留兩位有效數(shù)字,故取E=3.2V,r=0.503.交流(2分)、0.694m/s(3分)、1.09m/s(3分)、1.96m/s2(4分);E=1.5V(3分)、r=1(3分) 、解:根據(jù)勻變速直線運動中時間中

15、點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上2、4點時小車的瞬時速度大小根據(jù)勻變速直線運動的推論公式x=aT2可以求出加速度的大小每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.10s,故答案為:交流、0.694m/s、1.09m/s、1.96m/s2、解:電壓表U1測量的是路端電壓,電壓表U2測量的是內(nèi)電壓 滑動頭向右滑動一段距離,外電阻減少,干路電流增加,路端電壓增加 第二次的路端電壓為 分由閉合電路歐姆定律得 r=1 4.ABE(2分) (2分) 2.44(1分 ) 平衡摩擦力不足(2分 )5.(1)。(2)金屬塊剛好能沿斜面勻速下滑,則有mgsin=mgcos,即得金屬塊和長木板間的動摩擦因數(shù)=

16、tan=h/L=0.25。(3)D, 圖略, 根據(jù)圖線求得Ep和x2間的關(guān)系式為Ep=250x2,該同學的猜想是正確的05420101500200253035402468101214166.【考點】: 驗證牛頓第二運動定律【專題】: 實驗題【分析】: (1)正確的aF圖象應該是過原點的直線,由于平衡摩擦力過度,因此圖象在縱軸上有截距,(2)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式x=aT2可以求出加速度的大小(3)明確圖象的性質(zhì),根據(jù)圖象可求得;(4)對整體進行分析,由牛頓第二定律可求得質(zhì)量【解析】: 解:)為了克服摩擦力的影響,在實驗中應墊高一側(cè),從而使重力的分力與摩擦力相互平衡;從而使小車受到的拉力為

17、合外力;由x=aT2可得:a=0.49m/s2;A、圖象為aF圖象,則由圖象可知,質(zhì)量一定時,加速度與拉力成正比;故A正確,B、因圖象中無法顯示質(zhì)量,故無法確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系;故B錯誤;C、由F=ma可知,圖象的斜率表示物體的質(zhì)量,則可求得物體的質(zhì)量m=0.3kg;故C正確,D錯誤;對鉤碼和小車整體分析可知,整體受到的拉力為鉤碼的重力,質(zhì)量是整體的質(zhì)量;由F=ma可知,作出的圖象一定為直線;且圖象的斜率一定為整體的質(zhì)量;故AC正確,B錯誤;本題選錯誤的;故選:B故答案為:為了平衡小車運動過程所受摩擦力;0.49);AC;B【點評】: 在“驗證牛頓第二定律”的實驗用控制變量法,本實驗只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量的雙重條件下,才能用鉤碼重力代替小車所受的合力,同時加強基礎物理知識在實驗中的應用,加強解決實驗問題的能力掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時加速度

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