2019年高中物理高考二轮复习专题09:力学实验
试卷更新日期:2019-03-07 类型:二轮复习
一、实验探究题
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1. 做“探究小车速度随时间变化规律”的实验.(1)、用一条纸带穿过计时器,该同学发现有图中的两种穿法,感到有点犹豫。你认为(选填“A”或“B”)的穿法效果更好。(2)、完成实验后,小明用刻度尺测量纸带距离时如图,B点的读数是cm,已知打点计时器每0.02s打一个点,则B点对应的速度vB=m/s(vB结果保留三位有效数字)。(3)、某实验小组中的四位同学利用同一条纸带做,分别作出了如下所示的四幅v-t图象,其中最规范的是2. 小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:(1)、下列哪些器材是多余的:
①电磁打点计时器②天平③低压交流电源
④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
(2)、为达到实验目的,还需要的器材是:(3)、(双选)在该实验中,下列说法中正确的是_____A、打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端 B、开始实验时小车应靠近打点计时器一端 C、应先接通电源,待打点稳定后再释放小车 D、牵引小车的钩码个数越多越好(4)、实验得到的一条纸带如图所示.打点计时器电源频率为50Hz,其中相邻的两个计数点还有4个点未画出,则根据纸带,回答下列问题:①相邻两个点之间的时间间隔为0.1s
②根据纸带上的数据,则计数点1时小车对应的速度分别为:v1=m/s;
③据此可求出小车的加速度为a=m/s2.(本题所有计算结果均保留两位小数)
3. 某同学利用单摆测定当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。(1)、在测量单摆的周期时,他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间,如图乙所示,秒表的读数为s。(2)、该同学经测量得到5组摆长L和对应的周期T,画出L-T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=(用LA、LB、TA和TB表示)。(3)、处理完数据后,该同学发现在计算摆长时误将摆球直径当成半径代入计算,即L=l+d,这样(选填“影响”或“不影响”)重力加速度的计算。(4)、该同学做完实验后,为使重力加速度的测量结果更加准确,他认为:A .在摆球运动的过程中,必须保证悬点固定
B .摆线偏离平衡位置的角度不能太大
C .用精度更高的游标卡尺测量摆球的直径
D .测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时
其中合理的有。
4.根据所学知识完成题目:
(1)、我校有五组同学用单摆测成都的重力加速度g,各组实验器材和实验数据如下表所示,若各组同学实验操作水平一样,那么第组同学测定的结果最准确.若该组同学根据自己测得的实验数据做出单摆的振动图象如图1,那么该组同学测出的重力加速度g大小是m/s2 .组数
摆球材料
最大偏角
摆长
测全振动次数
1
木
4°
0.64m
10
2
木
30°
0.64m
10
3
铁
4°
0.81m
50
4
铁
30°
0.81m
50
(2)、如果测得的g值偏小,可能的原因是A、测摆线长时摆线拉得过紧 B、开始计时,秒表过迟按下 C、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了 D、实验中误将49次全振动数为50次 E、振幅过小(3)、小白同学在学校利用图象法较准确地测出了成都的加速度,假期去参观北大的物理实验室时也做了同样的实验,并在同一张纸上绘制了T2~L图象,如图2所示.在北大所测实验结果对应的图线是(选填“A”或“B”).5. 为了研究两个小球在水平方向碰撞前后的动量关系。某同学采用了如图所示的实验装置,该装置可以通过测量小球做平抛运动的水平射程,间接地测定小球碰撞前后的速度。图中A、B是半径均为r的小钢球,O、O'点分别是斜槽末端和可转动支柱在水平地面上的垂直投影,且OO'间的距离等于A球的直径。实验时,使支柱处于倒下状态,先让A球多次从斜槽上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置P , 测量水平射程OP的长度x0。然后,把支柱立起,将B球静置于支柱上,再将A球从斜槽上同一位置静止释放,与B球正碰(B球平抛出去的同时支柱倒下),并多次重复。分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N。
(1)、本实验要顺利完成,则需要A球的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)B球的质量;(2)、该实验还需要测量的是__________;A、测量A、B两球的质量m1、m2 B、测量A球开始释放的高度h C、测量抛出点距地面的高度H D、测量OM、ON的长度x1和x2(3)、若所测物理量之间的关系满足时,则说明两球碰撞过程动量守恒(用已知量及(2)中测量的量表示)。6. 如图所示是某同学在探究动能定理和验证机械能守恒定律的实验中分别得到的两条纸带。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,纸带上各点是打点计时器打出的计时点,纸带上记录的数据的单位均为厘米。(1)、纸带(选填甲或乙 )是在验证机械能守恒定律的实验中得到的。(2)、任选一条纸带,计算在记录计时点5时,物体运动的速度 =m/s。(结果保留3三位有效数字)7. 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图 两个质量各为 和 的小物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,用手拉住物块B,使它与地面接触,用米尺测量物块A的底部到地面的高度 释放物块B,同时用秒表开始计时,当物块A碰到地面时,停止计时,记下物块A下落的时间t,当地的重力加速度为g.(1)、在物块A下落的时间t内,物块A、B组成的系统减少的重力势能 ,增加的动能 改变 、 和h,多次重复上述实验,若在实验误差范围内 均成立,则可初步验证机械能守恒定律.(2)、为提高实验结果的准确程度,可以尽量减小定滑轮的质量,将定滑轮的转动轴涂抹润滑油,选取受力后相对伸长尽量小的轻质软绳 请写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议: .8. 图甲中所示的装置可用来探究做功与速度变化的关系.倾角为θ的斜面体固定在实验台上,将光电门固定在斜面体的底端O点,将小球从斜面上的不同位置由静止释放.释放点到光电门的距离d依次为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm.(1)、用螺旋测微器测量钢球的直径,如图乙所示,钢球的直径D=cm(2)、该实验(选填“需要”或者“不需要”)测量小球质量;小球通过光电门经历的时间为△t,小球通过光电门的速度为(填字母),不考虑误差的影响,从理论上来说,该结果(选填“<”,“>”或“=”)球心通过光电门的瞬时速度.(3)、为了探究做功与速度变化的关系,依次记录的实验数据如表所示.实验次数
1
2
3
4
5
6
d/×10﹣2m
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
v/(m•s﹣1)
0.69
0.98
1.20
1.39
1.55
1.70
v2/(m•s﹣1)2
0.48
0.97
1.43
1.92
2.41
2.86
/(m•s﹣1)
0.83
0.99
1.10
1.18
1.24
1.30
从表格中数据分析能够得到关于“做功与速度变化的关系”的结论是: .
9. 某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。(1)、对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:_________(填写字母序号)。A、电磁打点计时器应接6V以下交流电源 B、打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 C、重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料 D、开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止 E、操作时,应先放开纸带后接通电源 F、为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的。 G、为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点。(2)、下图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点1,随后连续的几个点依次标记为点2、3、4。测量出各点间的距离已标在纸带上,已知打点计时器的打点周期为0.02s。打点计时器打出点2时重物的瞬时速度为m/s,物体做自由落体运动的加速度的值约为m/s2。(本题计算结果保留3位有效数字)
10. 如图为“探究求合力方法”的实验装置图。(1)、下面是实验的主要步骤。①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计;
②沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,并记录两个拉力的大小及方向;
③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端也拉至O点,记录拉力的大小及方向。
在上述操作中两次将橡皮筋都拉至同一点O的目的是
(2)、某次实验中弹簧秤的示数如图,读数是N(3)、在“探究求合力方法”的实验中,下列操作必要的是______A、实验前,将两个弹簧测力计相互钩住,水平反向拉伸,检查读数是否相同 B、实验时,应保持绳套与纸面平行 C、实验时,为便于计算,拉力F1和F2必须相互垂直 D、确定拉力的方向时,应使两个点的距离尽量远一些11. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。⑴将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。
⑵弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6。数据如下表:
表中有一个数值记录不规范,代表符号为.
⑶该同学根据表中数据作出的图象如图所示,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与的差值(选填“L0”或“Lx”).
⑷由图象可知弹簧的劲度系数为N/m,通过图象和表可知砝码盘的质量为g(结果保留两位有效数字,重力加速度 ).
12. 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作D1、D2、D3、D4、D5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐系,在坐标纸上描点,如图3所示
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)、在下列仪器和器材中,还需要使用的有 和 (填选项前的字母)。
A、电压合适的50Hz交流电源 B、电压可调的直流电源 C、刻度尺 D、秒表 E、天平(含砝码)(2)、在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。(3)、观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是。v-t图像斜率的物理意义是。(4)、描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”):从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”)。(5)、早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。