（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

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)l010.9712.0213.0013.9815.05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，即可得出實驗結論。2.（2015廣東高考真題）（1）(8分)某同學使用打點計時器測量當?shù)氐闹亓铀俣取Ｕ埻瓿梢韵轮饕獙嶒灢襟E：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，得到的結果仍小于當?shù)刂亓铀俣龋饕蚴强諝庾枇?。 （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(內阻約為3k)、電流表(內阻約為1)、定值電阻等。使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“×1”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 (結果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)。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，并改變滑動變阻器阻值，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；電源的內阻為r=_，（不考慮到電流表和電壓表內阻的影響）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)本實驗有關的說法正確的是：( )A兩速度傳感器之間的距離應適當遠些B要調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，要使所掛鉤碼的質量遠小于小車質量E不必用天平測出小車和車上的拉力傳感器的總質量(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)10.600.770.8021.041.611.6831.422.3442.003.483.6352.624.654.8463.005.495.725. 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）將金屬塊放在長木板上，調節(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為驗證結果是否符合猜想Ep=kx2，則應該根據(jù)以上數(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，其加速度與質量成反比C小車的質量約等于0.3kgD小車的質量約等于3.3kg乙同學在實驗時，因配重片數(shù)量不足改用5個質量為20g的鉤碼進行實驗他首先將鉤碼全部掛上，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系圖線關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個鉤碼質量之和B只有當小車質量遠大于懸掛鉤碼的質量時，該圖線才是一條直線C無論小車質量是否遠大于懸掛鉤碼的質量，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）FOO【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。實驗結果仍小于當?shù)氐闹亓铀俣?，主要原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)=tan=h/L=0.25。（3）D， 圖略， 根據(jù)圖線求得Ep和x2間的關系式為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?。?）明確圖象的性質，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量【解析】： 解：）為了克服摩擦力的影響，在實驗中應墊高一側，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量，故無法確定加速度與質量的關系；故B錯誤；C、由F=ma可知，圖象的斜率表示物體的質量，則可求得物體的質量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，質量是整體的質量；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量遠大于鉤碼質量的雙重條件下，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