2017年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列 專題18 力學(xué)實(shí)驗(yàn)(含解析)
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1、 專題18力學(xué)實(shí)驗(yàn) 一、直線運(yùn)動(dòng) 1.(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖甲、乙所示。測(cè)量方法正確的是_____(選填“甲”或“乙”)。 (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,此示數(shù)為_______mm。 (3)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,交流電源頻率為50Hz,打出一段紙帶如圖所示。紙帶經(jīng)過2號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),測(cè)得的瞬時(shí)速度v=____m/s。 【答案】甲6.7000.36 2.在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中: (1)如圖所示,是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02 s
2、,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm. 下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度,請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度_______; _______. 位置 B C D E F 速度(m·s-1) 0.737 0.801 0.994 (2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線_________. (3)根據(jù)你畫出的小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a=________m/s2. 【答案】0
3、.864 m/s0.928 m/s圖像: 0.65 m/s2. 【解析】(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知 (2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線 (3)小車的加速度 3.一小球在桌面上從靜止開始做加速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片多次曝光,記錄下小球每次曝光的位置,并將小球的位置編號(hào).如圖所示,1位置恰為小球剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間,作為零時(shí)刻.?dāng)z影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為0.5 s,小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1=0,v2=0.06 m/s,v4=________ m/s,小球運(yùn)動(dòng)的加速
4、度a = ________ m/s2(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后面兩位有效數(shù)字) 【答案】(0.18m/s)、 【解析】利用中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度,那么 由加速度公式 綜上所述本題答案是: 4.如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1 s. (1)在圖所示的坐標(biāo)系中作出小車的v-t圖線__________. (2)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度大小是______ cm/s,此速度的物理意義是_______________. (3)小車的加速度為______________(保留有效數(shù)字3位) 【
5、答案】11.60表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度0.496 【解析】根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出各點(diǎn)的速度,建立坐標(biāo)系,然后利用描點(diǎn)連線做出圖像,如下圖所示: 從圖像上可以看出:將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度大小是11.60cm/s,此速度的物理意義是表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,在圖像中斜率表示加速度的大小,求得加速度 5.某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電. (1)下列實(shí)驗(yàn)操作中,不正確的有________. A.將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B.紙帶穿過限位孔,壓在復(fù)寫紙下面 C.用手捏緊磁鐵保持靜止,然后輕輕地松開讓
6、磁鐵下落 D.在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 (2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”),將磁鐵從管口處釋放,打出一條紙帶,取開始下落的一段,確定一合適的點(diǎn)為O點(diǎn),每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),標(biāo)為1,2,…,8.用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,記錄在紙帶上,如圖所示. 計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度,粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,抄入下表.請(qǐng)將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整. (3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi),磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況是_______________;磁鐵受到阻尼作用的變化情況是____________. 【答案】(1)CD(2)3
7、9.0(3)逐漸增大到39.8 cm/s且增加的越來越慢;逐漸增大到等于重力 6.(1)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,下列器材中必須要用的是(多選)_______ A. B. C. D. (2)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí),打出一條紙帶如圖所示,已知A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s,則小車在C點(diǎn)的速度v=________m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 【答案】(1)AC(2)1.246.22 【解析】(1)“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)需要
8、用到的器材是:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、交流電源等,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身具有計(jì)時(shí)功能,無需秒表,也不用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)什么力,故選AC。(2)根據(jù)一段時(shí)間的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,可得:;利用逐差法求加速度,則 7.關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,下列說法中正確的是( ) A. 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是4V~6V的直流電源 B. 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V交流電源 C. 使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小 D. 紙帶上打的點(diǎn)越密,說明物體運(yùn)動(dòng)的越快 【答案】 BC 【解析】A、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是4V~6V的交流電源,故A錯(cuò)誤; B、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流
9、電源,故B正確; C、打點(diǎn)的時(shí)間間隔與交流電頻率的關(guān)系為:T=1/f,因此頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小,故C正確; D、紙帶上打的點(diǎn)越密,說明相等的時(shí)間間隔位移越小,即物體運(yùn)動(dòng)的越慢,故D錯(cuò)誤。 故選:BC。 8.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz (1)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為=___m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為=_______m/s(保留三位有效數(shù)字
10、) (2)物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為=__m/s2 【答案】1.001.202.00 【解析】計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為,物塊在重物的牽引下加速過程的加速度大小 計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為, 物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為 9.在實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)得到一張打點(diǎn)清晰的紙帶如圖所示,要求測(cè)出D點(diǎn)的瞬時(shí)速度.本實(shí)驗(yàn)采用包含D點(diǎn)在內(nèi)的一段間隔中的平均速度來粗略地代表D點(diǎn)的瞬時(shí)速度,下列幾種方法中最準(zhǔn)確的是( ) A. ,Δt1=0.14s B. ,Δt2=0.06s C. ,Δt3=0.1s D. ,Δt4=0.04s 【答案】 D 【解析】勻變速直線運(yùn)動(dòng)中
11、,時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度,由此可求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小,因此有:;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s,由此可求出打點(diǎn)的時(shí)間間隔△t4=0.04s,故ABC錯(cuò)誤,D正確.故選D. 10.在某次實(shí)驗(yàn)中,圖1所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,其中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s。 (1)根據(jù)紙帶上相等時(shí)間間隔位移差為________,可判定小車做____________運(yùn)動(dòng)。 (2)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度,vB=______ m/s,vC=______ m/s,vD=________ m/s。 (3)以打A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在圖2所示坐標(biāo)中作出
12、小車的v-t圖線_______,并根據(jù)圖線求出a=_____。 (4)圖線與縱軸交點(diǎn)的物理意義是________________。 【答案】定值計(jì)數(shù)點(diǎn)間距依次增大勻加速直線1.382.643.9012.6 m/s2 【解析】(1)由圖示紙帶可知:BC-AB=CD-BC=DE-CD=12.6cm,由此可知,物體在相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差是一個(gè)定值,且隨時(shí)間增加,物體在相等時(shí)間內(nèi)的位移變大,故物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,物體的瞬時(shí)速度: , (3)應(yīng)用描點(diǎn)法作圖,v-t圖象如圖所示, (4)v-t圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)速度表示計(jì)
13、數(shù)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的速度. 【點(diǎn)睛】熟練應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即可正確求出物體的瞬時(shí)速度;本題的難點(diǎn)是作v-t圖象,求加速度,一定要掌握描點(diǎn)法作圖的方法. 11.某同學(xué)為了測(cè)量木質(zhì)材料與金屬材料間的動(dòng)摩擦因數(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案:實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,金屬板放在水平桌面上,且始終靜止。他先用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出木塊運(yùn)動(dòng)的加速度,再利用牛頓第二定律計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù)。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)_________(填“需要”或“不需要”)使砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M;_______(填“需要”或“不需要”)把金屬板的一端適當(dāng)墊高來平衡摩擦力。 (2)圖乙是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶的一部分,紙帶上計(jì)
14、數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)木塊的速度為___________m/s;木塊運(yùn)動(dòng)的加速度為______。(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,結(jié)果均保留兩位小數(shù))。 (3)若打圖乙紙帶時(shí)砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為50g,木塊的質(zhì)量為200g,則測(cè)得木質(zhì)材料與金屬材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)為__________(重力加速度g=10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】不需要; 不需要(2)1.58;0.75(3)0.16 【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)是測(cè)量摩擦因數(shù),故不需要平衡摩擦力,根據(jù)逐差法求得木塊的加速度,把木塊和砝碼及砝碼盤作為整體利用牛頓第二定律求得摩擦因數(shù),故不需要使砝碼和砝碼盤
15、的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M? (2)A點(diǎn)的瞬時(shí)速度為:? B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為:? 加速度為: (3)根據(jù)牛頓第二定律可以知道: ,? 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出: 綜上所述本題答案是:(1). 不需要;不需要(2)1.58; 0.75 (3)0.16 12.光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器,每個(gè)光電門都由光發(fā)射和接收裝置組成.當(dāng)有物體從光電門中間通過時(shí),與之相連的計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.如圖甲所示,圖甲中NM是水平桌面、PM是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,1、2是固定在木板上相距為L(zhǎng)的兩個(gè)光電門(與之連接的計(jì)時(shí)器沒有畫出).滑塊A上固定著用于擋光的窄片K,讓滑塊
16、A在重物B的牽引下從木板的頂端滑下,計(jì)時(shí)器分別顯示窄片K通過光電門1和光電門2的擋光時(shí)間分別為和; (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度(如圖乙)d=_________m(已知); (2)用刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的間距為L(zhǎng),則滑塊的加速度表達(dá)式為a=_______(用字母表示); (3)利用該裝置還可以完成的實(shí)驗(yàn)有:______ A.驗(yàn)證牛頓第二定律 B.驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 C.測(cè)定滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) D.只有木板光滑,才可以驗(yàn)證牛頓第二定律 E.只有木板光滑,才可以驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械守恒定律. 【答案】ACE 律,至于木板是否光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響,A正
17、確,D錯(cuò)誤;要驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒,木板必須光滑,B錯(cuò)誤,E正確;根據(jù)該實(shí)驗(yàn)裝置可知,將木板平放,通過紙帶求出A、B運(yùn)動(dòng)的加速度大小,因此根據(jù)牛頓第二定律有:,由此可知可以求出測(cè)定滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),C正確.選ACE. 13.某物理興趣小組利用學(xué)校的數(shù)字實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量小車瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。將長(zhǎng)直木板B支成斜面,小車C的前端固定擋光片P,光電門G固定在木板的側(cè)面A處,讓小車在斜面上的同一位置O由靜止釋放,用光電計(jì)時(shí)器(未畫出)記錄擋光片通過光電門時(shí)擋光的時(shí)間Δt。興趣小組共準(zhǔn)備了寬度Δx不同的五塊擋光片,分別做了五次實(shí)驗(yàn)(每次實(shí)驗(yàn)時(shí)擋光片的前沿均與小車的前端對(duì)
18、齊),并計(jì)算出各次擋光片通過光電門的平均速度 ()。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),在給出的坐標(biāo)紙上畫出了圖線,已知圖線的斜率為k,縱軸截距為b,根據(jù)圖線回答如下問題: (1)由圖線,得出小車的加速度大小為________。 (2)由圖線,得出小車前端過A處的瞬時(shí)速度大小為________。 【答案】2kb 【解析】(1)在的圖象中,圖象的斜率大小等于物體加速度的一半,則有:,解得:;(2)圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為A點(diǎn)的速度大小,由圖象得:. 【點(diǎn)睛】圖象的斜率表示物體加速度的大小,由此可得出圖象的加速度;圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)即為小車前端過A處的瞬時(shí)速度. 14.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的
19、實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示. (1)下列說法正確的是_____. A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車 B.每次改變小車質(zhì)量時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力 C.本實(shí)驗(yàn)砝碼及砝碼盤的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車A的質(zhì)量 D.在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)保持小車質(zhì)量不變 (2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,打出的一條紙帶如圖所示,他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出,其中Sab=7.06cm、Sbc=7.68cm、Scd=8.30cm、Sde=8.92cm,已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶加速度的大小是_____m/s2. 【答案】(1)A(2)0.62 【解析】解:(1)A、實(shí)驗(yàn)時(shí)
20、應(yīng)先接通電源后釋放小車,故A正確; B、平衡摩擦力,假設(shè)木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故B錯(cuò)誤; C、讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m,因?yàn)椋簩?shí)際上繩子的拉力F=Ma=,故應(yīng)該是m<<M,故C錯(cuò)誤; D、在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)保持砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量不變,故D錯(cuò)誤; 故選:A (2)根據(jù)△x=aT2得=0.62m/s2 15.在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中: (1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、紙帶、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì).其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是__
21、_______.還缺的器材是_________________。 (2)如圖所示,是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔,其中. 表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度,請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度._________ (3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線._______ (4)根據(jù)你畫出的小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a=____(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 【答案】彈簧測(cè)力計(jì)毫米刻度尺0.928 【解析】試題分析:(1
22、)本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量力的大小,因此不需要的器材是彈簧測(cè)力計(jì);因?yàn)橐獪y(cè)量?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,故還需要毫米刻度尺. (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知:; (3)小車的速度-時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示. (4)在v-t圖象中,圖線的斜率表示加速度的大小,則. 【點(diǎn)睛】對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的選取一是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行,二是要進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn),體會(huì)每種器材的作用.考查了有關(guān)紙帶處理的基本知識(shí)和利用圖象來解決問題的能力. 16.某同學(xué)用圖(a)所示的試驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所
23、示,圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。? ? (1)物塊下滑時(shí)的加速度a=________m/s2,打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v=________m/s; (2)已知重力的速度帶下為g,為求出動(dòng)摩擦因數(shù),還必須測(cè)量的物理量是____(填正確答案標(biāo)號(hào))。? A.物塊的質(zhì)量 B.斜面的傾角 C.斜面的高度 【答案】(1)3.251.79(2)B 【解析】(1)根據(jù)△x=aT2,有:xEC-xCA=a(2T)2 解得: 打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度為: (2)對(duì)滑塊,根據(jù)牛頓第二定律,有:mgsinθ-μmgcosθ=ma 解得: 故還需要測(cè)量斜面的傾角,故選B; 17.如圖所示為“
24、DIS 測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度”實(shí)驗(yàn)的裝置圖。 (1)圖中①所示的器材為:___________傳感器。 (2)若實(shí)驗(yàn)過程中擋光片緊貼小車前沿放置,則隨著擋光片寬度不斷減小,速度欄中的數(shù)據(jù)__________(填“不斷增大”、“不變”或“不斷減小”)。 【答案】光電門;不斷減小 【解析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)原理可知器材叫做光電門傳感器; (2)小車向上做減速運(yùn)動(dòng),擋光片的寬度不斷減小時(shí),測(cè)量的瞬時(shí)速度越接近小車小車尾部經(jīng)過光電門的速度,所以速度欄中的數(shù)據(jù)逐漸減小。 18.研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,其中斜面傾角θ可調(diào),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50HZ,紙
25、帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)所示,圖中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出。 (1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下: A.測(cè)量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶 B.接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車 C.將小車依靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連 D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙穿過限位孔 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:__________(用字母填寫)。 (2)圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=_________s。 (3)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=__________(用T、s1、s2、s3、s4、s5、s6表示)。 【答案】DCBA0.1s
26、 點(diǎn)睛:“逐差法”可充分利用數(shù)據(jù),減小誤差。 19.某同學(xué)利用圖甲所示裝置測(cè)量木塊與水平木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 (1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶的一部分,用刻度尺量出A、C兩點(diǎn)間的距離為x1 ,B、D 兩點(diǎn)間的距離為x2已知電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,則木塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_____ (2)已測(cè)得木塊的加速度大小為a, 砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m1、木塊的質(zhì)量為m2,則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=______。(重力加速度大小為g) 【答案】 【解析】試題分析:根據(jù)逐差法求解加速度;根據(jù)牛頓第二定律列式計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式. (1)根據(jù)逐差法可得,兩式相加可得,即
27、,解得. (2)根據(jù)牛頓第二定律可得,故解得. 20.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù),已知鉤碼質(zhì)量為m,滑塊質(zhì)量是鉤碼質(zhì)量的n倍,重力加速度為g. ①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d.用米尺測(cè)量出滑塊起始位置到光電門之間的距離s.(鉤碼不會(huì)觸擊到地面) ②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平.釋放物塊,記錄數(shù)字毫秒計(jì)測(cè)出的遮光片經(jīng)過光電門時(shí)間Δt. ③改變物塊與光電門之間的距離s,重復(fù)多次,得到多組數(shù)據(jù). ④根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ. 回答下面的問題: ⑴物塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=________.物塊的加速度a________. ⑵如果采用圖像法
28、處理數(shù)據(jù),以起始位置到光電門之間的距離s為橫坐標(biāo),選用______為縱坐標(biāo),才能得到一條直線. ⑶如果這條直線的斜率斜率為k,由圖像可知,物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=_____ 【答案】 【解析】(1)經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度大小為v=,由v2=2as解得. (2)(3)對(duì)物塊由牛頓第二定律可得mg-μMg=Ma,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得2as=,由以上兩式可得,則以起始位置到光電門之間的距離s為橫坐標(biāo),選用為縱坐標(biāo),才能得到一條直線.圖象的斜率為,由此可得 21.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條較理想
29、的紙帶,每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s. 通過計(jì)算已經(jīng)得出了打下B、C、D四個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),通過描點(diǎn)連線得到了如圖丙所示的圖象.試分析下列問題: (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vE=_____m/s.(保留三位有效數(shù)字) (2)小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a=_____m/s2.(保留兩位有效數(shù)字) (3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)的速度為vA=_____m/s. 【答案】0.6400.800.320 【解析】(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度知: (2)在v﹣t圖象中,圖線的斜率表示加速度的大?。? 則. (3
30、)根據(jù)速度公式vE=vA+at; 解得:vA=vE﹣at=0.640﹣0.80×0.4=0.320m/s; 22.如圖所示為小車由靜止開始沿斜面勻加速下滑的頻閃照片示意圖,已知閃光頻率為每秒次,且第一次閃光時(shí)小車恰好從點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng).根據(jù)照片測(cè)得各閃光時(shí)刻小車位置間的實(shí)際距離分別為,,,.由此可知,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_______,小車運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大小為_______.(結(jié)果均保留位有效數(shù)字) 【答案】 【解析】小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 . 則小車運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)速度為:. 23.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中: (1)除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有
31、滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有_____.(填選項(xiàng)代號(hào)) A.電壓合適的50Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)實(shí)驗(yàn)過程中,下列做法正確的是_____. A.先接通電源,再使紙帶運(yùn)動(dòng) B.先使紙帶運(yùn)動(dòng),再接通電源 C.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處 D.將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 (3)在實(shí)驗(yàn)中:某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E共5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來. ①每?jī)蓚€(gè)相
32、鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_____s. ②試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,則vD=_______m/s,vC=________m/s,vB=________m/s.選擇合適的單位長(zhǎng)度,在下圖所示的坐標(biāo)系中作出小車的v﹣t圖線_________,并根據(jù)圖線求出a=_____m/s2.(所有結(jié)果保留3位有效數(shù)字) ③將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的物理意義是______________. 【答案】ACAD0.10.3900.2640.1381.26m/s2零時(shí)刻經(jīng)過A點(diǎn)的速度大?。? (3)①由于相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的
33、時(shí)間間隔T=0.1s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,得:,同理:, ②作圖時(shí)注意,盡量使描繪的點(diǎn)落在直線上,若不能落地直線上,盡量讓其分布在直線兩側(cè). 利用求得的數(shù)值作出小車的v-t圖線(以打A點(diǎn)時(shí)開始記時(shí)),并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度 ③將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是零時(shí)刻的速度大小是,此速度的物理意義是零時(shí)刻經(jīng)過A點(diǎn)的速度大?。? 24.如圖所示是三個(gè)涉及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所接電源皆為50 Hz交流電)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。 (1)三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中,摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響的是________; A.甲 B.乙 C.丙
34、 (2)如果操作都正確,則通過裝置________(填“甲”、“乙”或“丙”)可打出圖中的紙帶________(填“①”或“②”); (3)任選一條紙帶求出e、f兩點(diǎn)間的平均速度大小為________m/s。 【答案】A2乙1.30 【解析】試題分析:在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,只要受到恒定的力的作用,得到的加速度的大小就是恒定的,沒錯(cuò)實(shí)驗(yàn)受到的摩擦力大小恒定,對(duì)結(jié)果沒有影響,但是在另外的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中沒次實(shí)驗(yàn)的時(shí)候作用力變化,摩擦力的影響不能消除.在研究功和速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,得到的紙帶是先加速后勻速的,根據(jù)紙帶的特點(diǎn)可以判斷.根據(jù)平均速度等于距離除以時(shí)間計(jì)算平均速度的大?。? (1
35、)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,受到的拉力恒定,摩擦力也恒定,那么物體受到的合力恒定,對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響,在研究功和速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,每次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的拉力加倍,但是摩擦力不加倍,對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生影響,在研究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,改變車的拉力的時(shí)候,摩擦力不變,對(duì)實(shí)驗(yàn)的計(jì)算會(huì)產(chǎn)生影響.所以沒有影響的是甲,A正確. (2)分析紙帶可以得到,紙帶①中兩端間的距離逐漸增大,說明是加速運(yùn)動(dòng),紙帶②中兩點(diǎn)間的距離相等,說明是勻速運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)紙帶②應(yīng)該是研究功和速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中得到的.所以通過裝置乙可以得到紙帶②. (3)紙帶是ef間的距離為2.7cm=0.026m,時(shí)間為0.02s,所以平均速度大小為.
36、 25.我校高一同學(xué)在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)中使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器,其電源頻率為50Hz. (1)使用的電壓是________V的_________(選填“直流電”或“交流電”),它每隔______ s打一個(gè)點(diǎn). (2)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源和讓紙帶開始運(yùn)動(dòng),這兩個(gè)操作之間的時(shí)間順序關(guān)系是________ A.先接通電源,再讓紙帶運(yùn)動(dòng) B.先讓紙帶運(yùn)動(dòng),再接通電源 C.讓紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源 D.先讓紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)某位同學(xué)利用小車做勻加速運(yùn)動(dòng)打出的紙帶如圖所示,每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有畫出來,圖中上面
37、的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離. ①小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2.(保留三位有效數(shù)字) ②打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的速度v4=________m/s.(保留三位有效數(shù)字) 【答案】220V交流電0.02sA2.02m/s21.21m/s 【解析】(1)常用的電火花計(jì)時(shí)器使用的是交流電220V,其電源頻率為50Hz,它們是每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn). (2)開始記錄時(shí),應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn),然后釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運(yùn)動(dòng),如果先放開紙帶開始運(yùn)動(dòng),再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源,由于重物運(yùn)動(dòng)較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差;同時(shí)先打點(diǎn)再釋放紙
38、帶,可以使打點(diǎn)穩(wěn)定,提高紙帶利用率,可以使紙帶上打滿點(diǎn),故BCD錯(cuò)誤,A正確.故選A. (3)每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有畫出來,因此相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的周期為T=0.1s; 根據(jù)△x=aT2,結(jié)合作差法,解得:; 4點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于35段的平均速度,則有:. 點(diǎn)睛:對(duì)于基本儀器的使用和工作原理,我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它,還要從實(shí)踐上去了解它,自己動(dòng)手去做做,以加強(qiáng)基本儀器的了解和使用.解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度,關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)重要推論的運(yùn)用.注意有效數(shù)字的保留. 26.如圖所示,是某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的
39、一條清晰紙帶,紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s,其中X1=7.05cm、X2=7.68cm、X3=8.31cm 、X4=8.94cm、X5=9.57cm、X6=10.20cm,則A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是______m/s;加速度的大小是______m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】0.86??0.63 【解析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得:, 根據(jù)逐差法得: 代入數(shù)據(jù)得: 。 點(diǎn)晴:根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,通過連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小。 27.物理小組在一次探究活動(dòng)中
40、測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù).實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz.開始實(shí)驗(yàn)時(shí),在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng),在紙帶上打出一系列小點(diǎn). (1)圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a=_____(保留三位有效數(shù)字). (2)為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有_____. A
41、.木板的長(zhǎng)度l B.木板的質(zhì)量m1 C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E.滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 (3)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_____(用被測(cè)物理量的字母表示,重力加速度為g).與真實(shí)值相比,測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)_____(填“偏大”或“偏小”).寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù):_____. 【答案】0.496m/s2CD偏大沒有考慮打點(diǎn)計(jì)時(shí)器給紙帶的阻力、細(xì)線和滑輪間、以及空氣等阻力 (3)由(2)可知,動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為,由牛頓第二定律列方程的過程中,考慮了木塊和木板之間的摩擦,但沒有考慮打點(diǎn)計(jì)時(shí)器給紙帶的阻力、細(xì)線和滑輪間、以及空氣等阻力,因此導(dǎo)致摩擦因數(shù)的
42、測(cè)量值偏大. 28.圖示為一小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的頻閃照片,已按時(shí)間先后順序標(biāo)注照片上小球的七個(gè)位置分別為O、A、B、C、D、E、F.已知頻閃周期T=0.1s,小球各位置與O點(diǎn)間的距離分別為OA=5.66cm,OB=10.52cm,OC=14.57cm,OD=17.79cm,OE=20.19cm,OF=21.79cm. (1)小球做____________(填“勻加速”、“勻速”或“勻減速”)直線運(yùn)動(dòng). (2)小球到達(dá)位置A時(shí)的速度大小vA= _________m/s,小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 【答案】勻減速;0.53,0.82
43、 【解析】(1)從上面數(shù)據(jù)可以得到:; ;;; 從數(shù)據(jù)上可以看出相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差是一定值并且在減小,所以小球做的勻減速運(yùn)動(dòng); (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度 負(fù)號(hào)表示加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。 故 綜上所述本題答案是:(1)勻減速;(2). 0.53,(3) 0.82 29.某同學(xué)用如圖所示裝置測(cè)量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn),然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),所以測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如下所示。 該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔): 方法A:由……,取平均值g=8.667
44、 m/s2; 方法B:由取平均值g=8.673 m/s2。 從數(shù)據(jù)處理方法看,選擇方法________(A或B)更合理,這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的________(系統(tǒng)或偶然)誤差。本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源_________________________(試舉出兩條)。 【答案】B偶然阻力、測(cè)量 【解析】按照方法A: ??×???=?,只利用上了兩個(gè)數(shù)據(jù)和; 方法B: ??×?利用上了六個(gè)數(shù)據(jù),S?1?、S?2?、S?3?、S?4?、S?5?、S?6利用數(shù)據(jù)越多,可以盡量避免偶然誤差,合理的是方法B;本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源空氣的阻力,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶的摩擦,測(cè)量等等。 30.某同學(xué)利用右圖
45、所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處).從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如下圖所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz. (1)通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)________和________之間某時(shí)刻開始減速. (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a=________m/s2,若用來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g為
46、重力加速度),則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值________(填“偏大”或“偏小”或“一樣大”). 【答案】671.001.202.00偏大 【解析】: 在減速階段,物體減速受到的阻力包括滑動(dòng)摩擦力和限位孔摩擦以及空氣阻力,所以若用來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g為重力加速度),則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值偏大 綜上所述本題答案是: (1). 6 ;. 7 (2)1.00 ; 1.20 (3) 2.00 ;偏大 31.某人用如圖(甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)。安裝調(diào)整好實(shí)驗(yàn)器材后,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn),重復(fù)幾次,選出一條
47、點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,從便于測(cè)量的點(diǎn)開始,取幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖(乙)中a,b,c,d等點(diǎn)。測(cè)出… 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù): (1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列器材中,必須使用的有______ (填選項(xiàng)前字母)。 A. 電壓合適的50 Hz交流電源 B. 電壓可調(diào)的直流電源 C. 秒表 D. 刻度尺 E. 天平 F. 重錘 G. 彈簧測(cè)力計(jì) (2)實(shí)驗(yàn)操作中,下列合理選項(xiàng)是:(______) A.先通電,后釋放小車 B.先釋放小車,后通電 C.本實(shí)驗(yàn)需要墊高長(zhǎng)木板一端以平衡摩擦
48、力 D.本實(shí)驗(yàn)不需要墊高長(zhǎng)木板一端以平衡摩擦力 (3)如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng),所得紙帶如圖(乙)所示,則的關(guān)系是_________,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz,刻度尺測(cè)得相鄰各點(diǎn)間的距離為=3.62 cm,=4.75 cm,=5.88 cm,=7.01cm,小車的加速度是_______m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (4)如果實(shí)際電源頻率低于50Hz,則加速度的計(jì)算結(jié)果比實(shí)際___________(填“偏大”“不影響”“偏小”) 【答案】ADAD1.13m/s2偏大 【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)用到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,那么就應(yīng)該配備交流電源,這樣才可以在紙帶上周期性的打點(diǎn),又因?yàn)?/p>
49、要測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離,所以還會(huì)用到測(cè)量工具即刻度尺,所以選AD; (2)為了充分合理利用紙帶,應(yīng)該先打開電源,然后在釋放小車,因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng),只要運(yùn)動(dòng)中加速度恒定即可,所以沒有必要平衡摩擦力,故選AD (3)由于小車做勻加速運(yùn)動(dòng),所以相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差是恒定的,由得,代入數(shù)據(jù)可得: (4)如果實(shí)際電源頻率低于50Hz,則表示在測(cè)量時(shí)間的時(shí)候把時(shí)間測(cè)小了,由,得測(cè)得的加速度偏大。 綜上所述本題答案是:(1). AD (2). AD (3). (4). 1.13m/s2 (5). 偏大 32.如圖所示,為某組同學(xué)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)紙帶
50、通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示.每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的低壓交流電.(結(jié)果均保留兩位小數(shù)) ①求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打“2”時(shí),小車的速度v2= ______ m/s. ②請(qǐng)你依據(jù)本實(shí)驗(yàn)原理推斷第7計(jì)數(shù)點(diǎn)和第8計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離大約是______ cm. ③小車的加速度大小為______ m/s2 【答案】0.49 m/s9.74 cm0.88m/s2 【解析】①由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,可得紙帶上打“2”點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大
51、小為:。 ③根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以得:。 ②相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差大約為:△x=aT2=0.88cm,因此x78=x67+△x=9.74cm。 33.某實(shí)驗(yàn)小組欲以圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”.圖中A為小車,B為裝有砝碼的小盤,C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板,小車通過紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連,小車的質(zhì)量為,小盤(及砝碼)的質(zhì)量為. (1)下列說法正確的是(______) A.實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 B.每次改變小車質(zhì)量時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力 C.本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足遠(yuǎn)小于的條件 D.在用圖象探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)作
52、圖象 (2)實(shí)驗(yàn)中,得到一條打點(diǎn)的紙帶,如圖乙所示,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,且間距、、、、、已量出,則小車加速度的計(jì)算式a=________________________. ?(3)某同學(xué)平衡好摩擦阻力后,在保持小車質(zhì)量不變的情況下,通過多次改變砝碼重力,作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖丙所示.若牛頓第二定律成立,重力加速度,則小車的質(zhì)量為__________,小盤的質(zhì)量為__________.(保留2位有效數(shù)字) (4)實(shí)際上,在砝碼的重力越來越大時(shí),小車的加速度不能無限制地增大,將趨近于某一極限值,此極限值為___________. () 【答案】C2.00
53、.06010 【解析】解: (1)A.實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開小車,A錯(cuò)誤 B.每次改變小車質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力 B錯(cuò)誤 C.只有滿足m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1的條件,才能認(rèn)為托盤和砝碼的重力等于小車的拉力,故C正確。 D、“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)拉力不變,即m1不變,應(yīng)作圖象,故D錯(cuò)誤 (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式 ,六組數(shù)據(jù)應(yīng)該用逐差法求平均加速度,因此在本題中有: (3)對(duì)圖象來說,圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù),圖象的斜率為: ,故小車質(zhì)量為: ,F=0時(shí),產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的,故有: ,解得: (對(duì)圖中的數(shù)據(jù)讀取不一樣,可有一定范圍).
54、(4)當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時(shí),鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力,如果增大鉤碼的質(zhì)量,則外力增大,曲線不斷延伸,那么加速度趨向?yàn)間=10m/s2。 34.如圖所示為接在50 Hz低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在一物體拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶,圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn),但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒有畫出.由圖中數(shù)據(jù)可求得: (1)該物體的加速度大小為________m/s2. (2)打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)該物體的速度大小為________m/s. (3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=52Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比________(填
55、“偏大”“偏小”或“不變”). 【答案】0.74 0.399 偏小 【解析】(1),每打5個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)則,代入數(shù)據(jù)解得:; (2),代入數(shù)據(jù)解得: ,代入數(shù)據(jù)解得: ?。?),;當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=52Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,據(jù),可得,代入得,故填偏小。 35.某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲所示的滴水法測(cè)量一小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。實(shí)驗(yàn)過程如下:在斜面上鋪上白紙,用圖釘釘??;把滴水計(jì)時(shí)器固定在小車的末端,在上車上固定一平衡物;調(diào)節(jié)滴水計(jì)時(shí)器的滴水速度,使其每滴一滴(以滴水計(jì)時(shí)器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn));在斜面頂端放置一淺盤,把小車放在斜面頂端,把調(diào)好的滴水計(jì)時(shí)器
56、盛滿水,使水滴能滴入淺盤內(nèi);隨即在撤去淺盤的同時(shí)放開小車,于是水滴在白紙上留下標(biāo)志小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律的點(diǎn)跡;小車到達(dá)斜面底端時(shí)立即將小車移開。 圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,用刻度尺量出相鄰點(diǎn)之間的距離是:、、、、、,試問: (1)滴水計(jì)時(shí)器的原理與課本上介紹的___________原理類似。 (2)由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)間的瞬時(shí)速度v4=_______m/s,計(jì)算小車的加速度a的表達(dá)式為______________,計(jì)算結(jié)果為________m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 【答案】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器0.200.19 【解析】(1)滴水計(jì)時(shí)器的原理與課本上介紹的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理類似
57、. (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)間的瞬時(shí)速度 算小車的加速度a的表達(dá)式為: 代入數(shù)據(jù)可得: 點(diǎn)晴:注意題目對(duì)有效數(shù)字位數(shù)的要求。 36.某物體牽引穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶運(yùn)動(dòng),計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打出一點(diǎn),從紙帶上已測(cè)得連續(xù)8個(gè)時(shí)間間隔T內(nèi)的位移,如圖所示 AB=5.62cm BC=5.23cm CD=4.85cm DE=4.47cm EF=4.08cm FG=3.70cm GH=3.31cm HI=2.92cm (1)這是不是勻變速運(yùn)動(dòng)?__,根據(jù)何在?__. (2)若是勻變速直線運(yùn)動(dòng),則物體的加速度a=__m/s2(保留三位有效數(shù)字).
58、 【答案】是勻變速運(yùn)動(dòng)而連續(xù)兩個(gè)T內(nèi)位移差為常數(shù)﹣9.64 負(fù)號(hào)表示加速度方向與速度方向相反。 點(diǎn)睛:要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用。 37.某同學(xué)用如“實(shí)驗(yàn)圖示記心中”所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)步驟如下: A.安裝好實(shí)驗(yàn)器材; B.讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn),重復(fù)幾次,選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,從便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙中a、b、c、d等點(diǎn); C.測(cè)出x1、x2、x3、… 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你繼續(xù)完成下列任務(wù): (1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、
59、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列的儀器和器材中,必須使用的有______ . (填選項(xiàng)代號(hào)) A.電壓合適的50Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.秒表 D.刻度尺 E.天平 F.重錘 G.彈簧測(cè)力計(jì) I.滑動(dòng)變阻器 (2)如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng),所得紙帶如圖所示,則x1、x2、x3的關(guān)系是________,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t,則打c點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是________. (3)如果小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),測(cè)出前六段相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6 , 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是t,則小
60、車的加速度a的表達(dá)式為:________. 【答案】A Dx3﹣x2=x2﹣x1 【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列的器材中,必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電,需要用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離處理數(shù)據(jù),故選AD正確; (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是個(gè)定值得: ,解得: 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得: ; (3)根據(jù)式,有: 故:。 點(diǎn)睛:對(duì)于基本儀器的使用和工作原理,我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它,還要從實(shí)踐上去了解它,自己動(dòng)手去做做,以加強(qiáng)基本
61、儀器的了解和使用,同時(shí)要加強(qiáng)利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用,提高解決問題能力。 38.如圖甲所示,是研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)裝置,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作周期為T (1)實(shí)驗(yàn)中,必要的措施是(____). A、細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行 B、小車必須具有一定的初速度 C、小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量 D、平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力 (2)如圖乙所示,A、B、C、D、E、F、G是打好的紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn).從圖乙中可讀得s6=________?cm,計(jì)算F點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小的計(jì)算式為vF=________?(
62、用題目中所給量的字母表示) (3)如圖丙所示,是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的v2﹣2s圖線(s為各打點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離),由圖線可知:該圖線的斜率表示________?,其大小為________?(保留2位有效數(shù)字). 【答案】(1)A(2)6.00;(3)小車加速度的大小; 0.50m/s2 【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯啃≤囎鰟蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng),只要小車做勻加速運(yùn)動(dòng)即可,對(duì)于初速度、小車質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量關(guān)系、是否平衡摩擦力沒有要求。為保證小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),小車受到的合力不變,細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行,故BCD錯(cuò)誤,A正確。 (2)刻度尺的最小刻度為mm,需要進(jìn)行故讀到下一位,因此讀出s6=6.0
63、0cm; 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上F點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為: (3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式有:得:,由此可知在v2?2s圖線中,縱軸截距表示初速度的平方,斜率表示小車加速度的大小, 因此有:。 點(diǎn)睛: ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知該實(shí)驗(yàn)只是研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng),不是驗(yàn)證牛頓第二定律,由此可正確解答; ②根據(jù)刻度尺的讀數(shù)要求得出G點(diǎn)讀數(shù),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上F點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大??; ③根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得出v2與2s的關(guān)系式,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí),便知斜率的含義。 39.實(shí)驗(yàn)中,如圖所
64、示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s. (1)根據(jù)紙帶可判定小車做______運(yùn)動(dòng). (2)根據(jù)紙帶計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度:vD=________ m/s,vC=________ m/s,vB=________ m/s. 在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的v-t圖線____,并根據(jù)圖線求出a=________. (3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度的物理意義是 ________________________________________________________________________. 【答案】勻加
65、速直線3.902.641.38畫圖12.60 m/s2零時(shí)刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度 【解析】(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)得出:△x1=xBC-xAB=12.60cm,、△x2=xCD-xBC=12.60cm, △x3=xDE-xCD=12.60cm,知在相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移增量都相等,做勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2)根據(jù)一段時(shí)間的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度 打D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度:. 打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度:vC=m/s=2.64m/s 打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度:vB= (2)由上述數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖象如圖所示: 由圖象斜率可求得小車的加速度為: (3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相
66、交,交點(diǎn)意義是零時(shí)刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度. 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理,會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度,以及知道速度時(shí)間圖線的斜率表示加速度,最后注意長(zhǎng)度的單位統(tǒng)一. 40.如圖為“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條較理想的紙帶,紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1 s,距離如圖所示,單位是cm,C點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為_______m/s ,小車的加速度是________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 【答案】0.52m/s1.59m/s2 【解析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,有: 加速度: 41.采用圖示的裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦系數(shù),圖中小車中可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,滑塊碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,已知打點(diǎn)針時(shí)器工作頻率為50 Hz. (1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下: ①用天平稱出滑塊質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m。 ②將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在滑塊后端,用細(xì)線連接滑塊和鉤碼; ③將滑塊停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,放開滑塊,接通電源,滑塊拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),
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