（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