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高中物理2020年年末周练知识点——力学实验训练题(一)【含详解】
年级:高中
难度:中等
更新时间:2021-01-07
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一、选择题(共5题)
1.

汽车在高速公路上超速是非常危险的,为防止汽车超速,高速公路都装有测汽车速度的装置。如图甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图,测速仪A可发出并接收超声波信号,根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度,如图乙所示是以测速仪所在位置为参考点,测速仪连续发出的两个超声波信号的xt图象,则(  

A汽车离测速仪越来越近

B在测速仪发出两个超声波信号的时间间隔内,汽车通过的位移为x2-x1

C汽车在时间内的平均速度为

D超声波信号的速度是

【答案】

C

【详解】

A.第二次超声波反射的位置离参考点的距离x2x1,由xt图线可知超声波信号从发出到接受所用的时间边长,说明汽车离测速仪越来越远,故A错误;

B.由图可知第一次超声波碰到车反射时的时刻为,位置为x1,第二次超声波碰到车反射时的时刻为,位置为x2,故应是两个超声波信号反射的时间内,汽车通过的位移为x2-x1;从图线上可以看出测速仪发出两个超声波信号的时间间隔与两个超声波信号反射的时间间隔不相同,故B错误;

C.t1t2分别为两个超声波信号碰到汽车反射时的时刻,汽车在时间内通过的位移为x2-x1,时间为t2-t1,则汽车在时间内的平均速度为;故C正确;

D.汽车运动x2的位移时间不是t2,据图象可知超声波的速度应为;故D错误。

故选C

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难度:中等
知识点:匀变速直线运动的位移与时间的关系
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2.

用打点计时器研究物体运动时,接通电源和让纸带随物体开始运动,这两个操作的时间关系应当是(       )

A先接通电源,后释放纸带                         B先释放纸带,后接通电源

C释放纸带的同时接通电源                         D先释放纸带或先接通电源都可以

【答案】

A

【解析】

开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动,如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差;先打点再释放纸带,可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打更多的点,故A正确,BCD错误;故选A.

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难度:基础
知识点:专题十三 中学物理实验
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3.

如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经Dt时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移时间图像。则下列说法正确的是(  )

A超声波的速度为                        B超声波的速度为

C物体的速度为                   D物体的速度为

【答案】

AD

【详解】

AB.由乙图可知,超声波在时间内通过位移为x1,则超声波的速度为

选项A正确,B错误;

CD.由题可知物体通过的位移为x2-x1时所用时间为

所以物体的速度为

选项C错误,D正确。

故选AD

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难度:偏难
知识点:专题十三 中学物理实验
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4.

以下物理学知识的相关叙述中,正确的是  

A交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普效应

B用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振

C通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,说明光具有波动性

D红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线

E.用单摆测重力加速度的实验中,为了减小测量单摆周期的误差,应选小球运动中的最低点为计时起点,测其n次全振动的时间

【答案】

ACE

【解析】

A项:交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普现象,从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化,故A正确;

B项:用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉,故B错误;

C项:通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,是波的衍射图样,说明光具有波动性,故C正确;

D项:红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体也能辐射红外线,故D错误;

E项:在用单摆测重力加速度的实验中,为了减小测量单摆周期的误差,应选小球运动

中的最低点为计时起点,因为最低点速度最大,测其n次全振动的时间,故E正确;

故选ACE

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难度:容易
知识点:多普勒效应
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5.

如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连,长木板右端连有一细绳.开始时,整个装置处于静止状态,弹簧测力计的示数为0,现在用手向右水平拉细绳,使长木板在桌面上滑动,下列说法中正确的是

A木块与木板之间的摩擦力始终是滑动摩擦力

B如果测出木块的重力,可求出木块与木板间的动摩擦因数

C木板运动过程中,弹簧秤示数先变大,后不变

D木板运动过程中,弹簧秤示数保持不变

【答案】

BC

【解析】

开始拉动木板时木块与木板间的摩擦力是静摩擦力,随着木板的拉倒,弹簧逐渐伸长,弹力不断变大,静摩擦力逐渐变大,当弹簧的弹力等于最大静摩擦力时,木块开始滑动,以后木板和木块之间的摩擦力变为滑动摩擦力,以后的运动过程中,滑动摩擦力保持不变,则弹簧的弹力不变,则选项AD错误,C正确;根据滑动摩擦力的求解公式可知,从弹簧秤的读数可知道滑动摩擦力的大小,如果测出木块的重力,可求出木块与木板间的动摩擦因数,选项B正确;故选BC.

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难度:偏难
知识点:摩擦力
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二、实验,探究题(共94题)
1.

某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.在ABCDE五个点中,打点计时器最先打出的是______点,在打出C点时物块的速度大小为______m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为_____m/s2(保留2位有效数字).

【答案】

A    0.233    0.75   

【详解】

分析可知,物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动,纸带上的点迹,从AE,间隔越来越大,可知,物块跟纸带的左端相连,纸带上最先打出的是A点;在打点计时器打C点瞬间,物块的速度;根据逐差法可知,物块下滑的加速度

故本题正确答案为:A0.2330.75

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难度:容易
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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2.

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Ot=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2ABCDEF……所示.

c.通过测量、计算可以得到在打ABCDE……点时小车的速度分别记作v1v2v3v4v5……

d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,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_______________________(填选项前的字母).

A.电压合适的50 Hz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ABDE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t的要求是______(选填越小越好与大小无关”);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_____________________

【答案】

A    C    如图所示

  

 小车的速度随时间均匀变化      加速度    越小越好    有关    如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移xt2因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化.   

【解析】

(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度.故需要的仪器选AC

(2)利用所给点迹描点连线,得图像

其中C点的横坐标为3T,纵坐标为

(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化,所以小球做匀加速运动,图像的斜率代表了运动时的加速度

(4) 越小,则 越接近计数点的瞬时速度,所以越小越好,计算速度需要用到 的测量值,所以大小与速度测量的误差有关.

(5)如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移xt2.因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化.(要检验小球的速度是随时间均匀变化的,可以检验小球运动位移与时间的平方成正比,利用滴水可以得到小球的运动时间,并测出小球在相应时间内的位移,则可以验证.)

点睛:本题考查了速度与与时间得关系,速度没有办法直接测量,所以要利用物理关系转化,转换成我们能够测量的量,然后在来验证速度与时间得关系.

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难度:中等
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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3.

某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离.

1)物块下滑是的加速度a=_____m/s2;打点C点时物块的速度v=____m/s

2)已知重力加速度大小为g,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是____(填正确答案标号).

A.物块的质量     B.斜面的高度       C.斜面的倾角

【答案】

13.25    1.79  2C

【解析】

试题分析:(1)根据,有:,解得:

C点时物块的速度:

2)对滑块,根据牛顿第二定律,有:,解得:

故还需要测量斜面的倾角,故选C

考点:测量动摩擦因数实验

【名师点睛】实验的核心是实验原理,根据原理选择器材,安排实验步骤,分析实验误差,进行数据处理等等.

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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4.

1研究平抛物体运动的实验装置,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.

1)以下实验过程的一些做法,其中合理的有________.

a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接

2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.

3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛起点,在轨迹上任取三点ABC,测得AB两点竖直坐标y15.0cmy245.0cm测得AB两点水平距离Δx40.0cm,则平抛小球的初速度v0______m/s,若C点的竖直坐标y360.0cm,则小球在C点的速度为vC=______m/s(结果保留两位有效数字,g10m/s2).

【答案】

ac    c    2.0    4.0   

【详解】

1)斜槽末端水平,才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向,故a对;

为保证小球多次运动是同一条轨迹,每次小球的释放点都应该相同,bc对;

小球的运动轨迹是平滑曲线,故连线时不能用折线,d错.

2)平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是:

联立可得

可知图象是直线时,说明小球运动轨迹是抛物线.

3)由竖直方向的分运动可知,,即

水平初速度为

C点的竖直分速度为

由运动合成可知

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难度:中等
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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5.

在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条纸带,如图所示,并且每隔四个计时点取一个计数点,已知每两个计数点间的距离为s,且s1=0.96cm,s2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,s6=10.56cm,电磁打点计时器的电源频率为50Hz.计算此纸带的加速度大小a=________m/s2  , 打第4个计数点时纸带的速度大小v=________m/s.请你依据本实验推断第6记数点和第7记数点之间的距离是________ cm.

【答案】

1.92    0.768    12.48   

【详解】

根据x=aT2  有:

代入数据的得:

在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小,故有:

 

根据 解得:

故答案为1.92,0.768,12.48.

【点睛】

根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小,可以得出打第4个计数点时纸带的速度大小v;根据逐差法可以求出小车的加速度.

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难度:偏难
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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6.

某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上,放置两个小球 a b。其中,b 与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固 定,自由长度时离桌面右边缘足够远,起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘,球心在地面上的投影点为 O 点。实验时,先将 a 球移开,弹簧解除锁定,b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘,弹簧重新锁定。解除锁定后,b 球与 a 发生碰撞后,均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中,小球落点记为 ABC

(1) a 球质量为 ma,半径为 rab 球质量为 mb 半径为 rbb 球与 a 球发生碰撞后,均向前水平 飞出,则 ______ 

Ama<mbra=rb        Bma<mbra<rb Cma>mbra=rb    Dma>mbra>rb

(2)为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理 量有____

A.小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb

B.小球飞出的水平距离 xOAxOBxOC

C.桌面离地面的高度 h

D.小球飞行的时间

(3)关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是______

A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同

B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,说明实验操作中出现了错误

C.用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

D.仅调节桌面的高度,桌面越高,线段 OB 的长度越长

(4)在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:__________ 即说明碰撞过程遵循动量守恒。(用题中已测量的物理量表示)

(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度h,该地的 重力加速度为g,则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep _______。(用题中已测量的 物理量表示)

【答案】

A    AB    B    mbOB=mbOA+maOC        

【解析】

(1)为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即:应该使mb大于ma

(2)要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替,所以需要测量的量为:小球ab的质量mamb,记录纸上O点到ABC各点的距离OAOBOC,故AB符合题意;

(3)A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同,可以保证b能够获得相等的速度,故A项与题意不相符;

B. 重复操作时发现小球的落点并不完全重合,不是实验操作中出现了错误;可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置,故B项与题意相符;

C. 用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置,故C项与题意不相符;

D. 仅调节桌面的高度,桌面越高,则小球飞行的时间越长,则线段OB的长度越长,故D项与题意不相符;

(4)小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则

mbv0=mbv1+mav2

两边同时乘以时间t,得:

mbv0t=mbv1t+mav2t

mbOB=mbOA+maOC

(5)桌面离地面的高度h,该地的重力加速度为g,小球b飞行的时间

 

b的初速度

 

弹簧锁定时具有的弹性势能Ep转化为小球b的动能,所以弹簧锁定时具有的弹性势能Ep

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难度:中等
知识点:实验:验证动量守恒定律
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7.

某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,可以提供输出电压为6V的交流电和直流电,交流电的频率为重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律.

他进行了下面几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出上;

C.用天平测出重锤的质量;

D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.

其中没有必要进行的步骤是______,操作不当的步骤是______

这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图乙所示.其中0点为起始点,ABCDEF为六个计数点.根据纸带上的测量数据,当打B点时重锤的速度为______保留3位有效数字

他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以为纵轴、以h为横轴画出的图象,应是图丙中的______

【答案】

C         1.84     C   

【详解】

(1)将打点计时器接到电源的交流输出上,故B错误,操作不当

因为我们是比较mgh、的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故C没有必要.

(2)匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可以求出B点的速度大小为:

(3)他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以为纵轴、以h为横轴画出的图象,根据,所以应是图中的C.

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难度:中等
知识点:实验:验证机械能守恒定律
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8.

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.

(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填水平竖直”).

(2)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10 g砝码,弹簧长度依次记为L1L6,数据如下表表:

表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______.由表可知所用刻度尺的最小分度为______

(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与____________的差值(填”).

(4)由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2).

【答案】

竖直;    稳定;                   4.9    10   

【解析】

试题分析:将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向.

表中有一个数值记录不规范,尺的最小分度值为1mm,所以长度应为3340cm,由表可知所用刻度尺的最小刻度为1mm

在砝码盘中每次增加10g砝码,所以弹簧的形变量应该是弹簧长度与的差值.

充分利用测量数据,通过图和表可知

所以砝码盘的质量为

考点:探究弹力与弹簧伸长量的关系实验

【名师点睛】弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比.对于实验问题,我们要充分利用图象处理实验数据来减少偶然误差.

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难度:中等
知识点:重力与弹力
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9.

在做研究匀变速直线运动的实验时,某同学得到一条用打点计时打下的纸如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源,经过测量得:d1=3.62cm,d2=8.00cm,d3=13.20cm,d4=19.19cm,d5=25.99cm,d6=33.61cm.

(1)计算vB___________m/s;(结果保留两位小数)

(2)物体的加速度a=____________m/s2:(结果保留两位小数)

(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比____________(选填:偏大、偏小或不变)

【答案】

0.40    0.80    偏小   

【详解】

(1)每相邻两个计数点之间还有4个点,打点计时器接周期为T002s的交流电源,则计数点间的时间间隔

打点计时器打B点时,物体的速度

(2)物体的加速度

(3)如果当时电网中交变电流的频率是f51Hz,而做实验的同学并不知道,那么实际打点周期小于测量的打点周期;据得,真实的加速度大于测量的加速度,即加速度的测量值与实际值相比偏小.

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难度:偏难
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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10.

用如图1所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上.由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点.

1)下列实验条件必须满足的有____________

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化

D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.

a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填最上端最下端或者球心)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时______(选填需要或者不需要y轴与重锤线平行.

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取ABC三点,ABBC的水平间距相等且均为x,测得ABBC的竖直间距分别是y1y2,则______(选填大于等于或者小于).可求得钢球平抛的初速度大小为____________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示).

3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是____________

A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹

C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹

4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体_________

A.在水平方向上做匀速直线运动

B.在竖直方向上做自由落体运动

C.在下落过程中机械能守恒

5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星.

同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因.

___________________________

【答案】

BD    球心    需要    大于        AB    B    利用平抛运动的轨迹的抛物线和圆周运动知识证明即可   

【详解】

根据平抛运动的规律:水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动解答.

(1)本实验中要保证小球飞出斜槽末端时的速度为水平,即小球做平抛运动,且每次飞出时的速度应相同,所以只要每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放即可,故BD正确;

(2)a.平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时,钢球的球心对应纸上的位置,由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动,所以在确定y轴时需要y轴与重锤线平行;

b.由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为可知,由于A点不是抛出点,所以;设ABBC间所用的时间为T,竖直方向有:,水平方向有:,联立解得:

(3)A项:细管A始终在水面之下,B就会喷出稳定的细水柱,故可行.A正确

B项:用频闪照相在同一底片上记录小球不同时刻的位置即平抛运动的轨迹上的点,平滑连接在一起即为平抛运动轨迹,所以此方案可行;

C项:将铅笔垂直于竖直的白板放轩,以一定初速度水平抛出,笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用,所以铅笔作的不是平抛运动,故此方案不可行;

(4)由平抛运动竖直方向运动可知,,时间,所以只要高度相同,时间相同,故B正确;

(5)由平抛运动可知,竖直方向:,水平方向:,联立解得:,即抛出物体的轨迹为抛物线,当抛出的速度越大,在抛物线上某点的速度足以提供该点做圆周运动的向心力时,物体的轨迹从抛物线变为圆.

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难度:中等
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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11.

某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0P1P2P3P4P5P6分别固定在弹簧上距悬点0102030405060圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100 kg的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,重力加速度取9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm

1)将表中数据补充完整:①________②________



P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0cm

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

xcm

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

kN/m

163



56.0

43.6

33.8

28.8

m/N

0.0061



0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

2)以n为横坐标,为纵坐标,在答题卷给出的坐标纸上画出1/kn图像.

3)题(2)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_____N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_____N/m

【答案】

1①81.7 ②0.01222)如图所示(3)(1.67—1.83×103/n、(3.31—3.62/l0

【解析】

试题分析:

1

2)图线如图:

3由图线可知直线的斜率为,故直线方程满足,即N/m)(在之间均可)

由于60匝弹簧的总长度为11.88cm;则n匝弹簧的原长满足,代入可得:.(在之间均可)

考点:测量弹簧的劲度系数实验;

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难度:偏难
知识点:重力与弹力
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12.

如图所示为某同学设计的探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系实验装置简图,在实验中认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和砝码盘的总重力,小车运动的加速度a的大小可由纸带上的点求得.

(1)实验过程中,电火花计时器应接在________(直流交流”)电源上,连结小车与砝码盘的细线跨过定滑轮,调整定滑轮,使______________.

(2)图乙是实验中获取的一条纸带的一部分,其中0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示,打“4”计数点时小车的速度大小为v=_______m/s;

由纸带求出小车的加速度的大小a=_____m/s2.(计算结果均保留2位有效数字)

(3)探究加速度与合力的关系时,保持小车的质量不变,改变砝码盘中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图丙所示,该图线不通过坐标原点,原因可能是___________

【答案】

交流;    细线与木板平行;    0.31    0.50    平衡摩擦力过度;   

【分析】

(1)电火花打点计时器应使用交流电源,为了使绳子的拉力等于合力,绳子的方向应与长木板平行;
(2)根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2,可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上打3点时小车的瞬时速度大小.
(3)实验时应平衡摩擦力,没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F图象在F轴上有截距;平衡摩擦力过度,在a-F图象的a轴上有截距.

【详解】

(1)电火花计时器应接在交流电源上.调整定滑轮高度,使细线与长木板平行.
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得:

根据作差法得:

“4”计数点时小车的速度大小
(3)由图象可知,a-F图象在a轴上有截距,说明没有加力时,物体已经产生了加速度;这是由于平衡摩擦力过度造成的

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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13.

研究匀变速直线运动的实验中:

(1)本实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有______.(填选项代号)

A.电压合适的50 Hz 交流电源          B.电压可调的直流电源

C.刻度尺                             D.秒表              E.天平

(2)实验过程中,下列做法正确的是______

A.先释放小车带动纸带运动,再接通电源    

B.先接通电源,再释放小车带动纸带运动

C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处        

D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

(3).如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点.测得:x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm.那么:

3计数点处的瞬时速度的大小是________m/s, 加速度的大小是_________m/s2.(结果保留2位有效数字)

若当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,但是做实验的同学并不知道,那么由此测量计算出的加速度值比实际值偏_______.(填”)

【答案】

(1)AC    (2)BD    (3)0.26m/s    0.50m/s2    偏大   

【解析】

(1)使用打点计时器是需要用电压合适的交流电源;处理纸带时需要用刻度尺,而质量不需要测量,对于时间,可通过打点计时器来确定.故AC正确,BDE错误.
(2)实验操作时,用将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再释放纸带.故BD正确,AC错误.
(3)3计数点处的瞬时速度的大小是 ;根据纸带数据得相邻的计数点间的位移之差相等,即x=aT2用逐差法可求得加速度 =0.50m/s2.
如果在某次实验中,交流电的频率49Hz,f<50Hz,那么实际打点周期变大,根据运动学公式x=at2得:真实位移差偏大,所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大

点睛对于实验装置和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还用从实践上去了解它,自己动手去做做.并掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,并掌握实验操作步骤;本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.

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难度:中等
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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14.

图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.

已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________

②ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出AB两点间距s __________C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)

【答案】

0.02s    0.680.72cm    0.100m/s   

【详解】

纸上打相邻两点的时间间隔s

根据刻度尺的读数原理可知AB间的距离S=0.70cmBD间的时间间隔s,根据匀变速直线运动的推论,可得C点对应的速度m/s.

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难度:容易
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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15.

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其中斜面倾角θ可调.打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.

1)部分实验步骤如下:

A.测量完毕,关闭电源,取出纸带.

B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车.

C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连.

D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔.

上述实验步骤的正确顺序是:________(用字母填写).

2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T________s.

3)计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v5________

4)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a____________

【答案】

DCBA    0.1            

【详解】

(1)按常规实验步骤,先安装再操作后整理,再根据打点计时器的使用方法可知正确步骤为DCBA.

(2)因为:

Ts0.02 s

因为相邻两计数点间有4个记录点未画出,故计数点的时间间隔T5T0.1 s.

(3)由:

.

(4)为了充分利用数据,应采用逐差法:

a.

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难度:容易
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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16.

有关《探究小车速度随时间变化的规律》实验,完成下列问题

(1)关于打点计时器的原理和使用方法,下列说法中正确的是______

A.打点计时器应接直流电源

B.电磁打点计时器接在220V交流电源上,电火花打点计时器接在6V交流电源上

C.如果打点计时器在纸带上打下的点逐渐由密集变得稀疏,则说明纸带的速度由小变大

D.如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点,且所接交流电频率为50Hz,则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08s

(2)请在下面列出的实验器材中,选出本实验中不需要的器材是______(填编号)

A.打点计时器    B.天平         C.低压交流电源 D.刻度尺

E.细绳和纸带    F.钩码和小车   G.一端有滑轮的长木板

(3)对该实验的操作,下列说法正确的是_____

A.要用天平测出钩码质量

B.先启动打点计时器,后释放小车

C.在纸带上确定计时起点时,必须要用打出的第一个点

D.作图象时,必须要把描出的各点都要连在同一条曲线上

(4)实验中获得一条纸带,如图所示其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小vA =_____m/s,小车运动的加速度大小a=___m/s2(计算结果要求保留两位有效数字)

【答案】

C    B    B    0.34    0.39   

【详解】

第一空.打点计时器应接交流电源,选项A错误;电磁打点计时器接在6V交流电源上,电火花打点计时器接在220V交流电源上,选项B错误;如果打点计时器在纸带上打下的点逐渐由密集变得稀疏,则说明纸带的速度由小变大,选项C正确;如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点,且所接交流电频率为50Hz,则相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s,选项D错误;

第二空.本实验中不需要的器材是天平,故选B.

第三空.此实验中不需要用天平测出钩码质量,选项A错误;先启动打点计时器,后释放小车,选项B正确;在纸带上确定计时起点时,可以选择点迹清晰的部分开始,不一定必须要用打出的第一个点,选项C错误;作图象时,让大多数点落在曲线上,少数均匀分布在曲线两侧,选项D错误;
第四空.第五空.s1=3.18cms2=6.74-3.18=3.56cms3=10.69-6.74=3.95cms4=15.05-10.69=4.36cm
 

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难度:中等
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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17.

某同学利用图(a)所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。

 

已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=_____m/s,打出P点时小车的速度大小vP=_____m/s(结果均保留2位小数)。

若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为_________

【答案】

0.36    1.80    BP之间的距离   

【详解】

(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度

(2)验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功,所以还需要测量对应的BP之间的距离。

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难度:容易
知识点:动能和动能定律
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18.

在做研究匀变速直线运动的实验时,某同学得到一条纸带,如图所示,并且每隔四个计时点取一个计数点,已知每两个相邻计数点间的距离为s,且,电磁打点计时器的电源频率为50Hz

相邻两个计数点间所对应的时间______ s,根据______ 确定小车做匀加速直线运动;

计算此小车运动的加速度大小______,打第4个计数点时小车的速度大小______请你依据本实验推断第6记数点和第7记数点之间的距离是______ cm

如果当时交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比______选填偏大”、“偏小不变

【答案】

连续相等时间内的位移之差是一恒量  偏大

【解析】

(1)相邻两个计数点间时间间隔为0.1s,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量确定小车做匀加速直线运动
(2)在连续相等时间内的位移之差x=1.92cm,根据x=aT2得:计数点4的瞬时速度为:6记数点和第7记数点之间的距离为:s7=s6+x=10.56+1.92cm=12.48cm。
(3)当时交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,可知周期的测量值偏小,根据知,加速度测量值偏大

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难度:容易
知识点:速度变化快慢的描述 加速度
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19.

(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.

实验步骤如下:

用天平测量物块和遮光片的总质量M,重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s

调整轻滑轮,使细线水平;

让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tAtB,求出加速度a

多次重复步骤,求a的平均

根据上述实验数据求出动擦因数μ.

回答下列为题:

(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图(b)所示;其读数为_________cm.

(2)物块的加速度a可用dstAtB表示为a=_______.

(3)动摩擦因数μ可用Mm和重力加速度g表示为μ=_______.

(4)如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于______(填偶然误差系统误差.

【答案】

0.960            系统误差   

【详解】

第一空.由图(b)所示游标卡尺可知,主尺示数为0.9cm,游标尺示数为12×0.05mm=0.60mm=0.060cm,则游标卡尺示数为0.9cm+0.060cm=0.960cm

第二空.物块经过A点时的速度为:,物块经过B点时的速度为:

物块做匀变速直线运动,由速度位移公式得:vB2-vA2=2as

加速度为:

第三空.Mm组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:mg-μMg=(M+m)

解得:

第四空.如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于系统误差.

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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20.

某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.

实验步骤如下:

如图(a),将光电门固定在斜面下端附近,将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;

当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt

Δs表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示,表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小,求出

将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤

多次重复步骤

利用实验中得到的数据作出vΔt图,如图(c)所示.

完成下列填空:

(1)a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则vAaΔt的关系式为 ________.

(2)由图(c)可求得vA______ cm/sa______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)

【答案】

            

【详解】

1)设挡光片末端到达光电门的速度为v,则由速度时间关系可知:,且  联立解得:

2)由图(c)结合几何关系可求得  ,即

【点睛】

此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力;解题时要搞清实验的原理,能通过运动公式找到图象的函数关系,结合图象的截距和斜率求解未知量.

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难度:中等
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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21.

用图所示装置做探究功与速度变化的关系实验时,除了图中已给出的实验器材外,还需要的测量工具有_______(填字母);

A.秒表         B.天平       C.刻度尺      D.弹簧测力计

(2)用图所示装置做验证机械能守恒定律实验时,释放重物前有下列操作,其中正确的两项是_________(填字母);

A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上

B.手提纸带任意位置

C.使重物靠近打点计时器

(3)图是小球做平抛运动的频闪照片,其上覆盖了一张透明方格纸.已知方格纸每小格边长均为0.8 cm,由图中可知小球的初速度大小为_____m/s(g10 m/s2结果保留两位有效数字)

【答案】

(1)C    (2)AC    (3)0.70   

【解析】

(1)探究功与速度变化的关系实验中因为使用打点计时器测速度,不需要秒表,故A错误;因为运动中质量不变,在找关系时不需要天平侧质量,故B错误,由纸带上的点计算速度需要刻度尺测量距离,故C正确,每次试验时橡皮筋成倍数的增加,形变量不变,功的关系不需要测力,故D错误

故选C.

(2)图中利用自由落体运动验证机械能守恒定律,故A正确,释放前手应该提纸带不挂重锤的一端,故B错误;为了打上更多的点,重物应该靠近打点计时器,故C正确

故选AC.

(3)由平抛运动的规律得:水平方向

竖直方向

联立解得:

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难度:中等
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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22.

一个实验小组在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中:

(1)甲同学在做该实验时,通过处理数据得到了图甲所示的Fx图像,其中F为弹簧弹力,x为弹簧长度。请通过图甲,分析并计算,该弹簧的原长x0_____cm,弹簧的弹性系数k_____N/m。该同学将该弹簧制成一把弹簧秤,当弹簧秤的示数如图乙所示时,该弹簧的长度x_____cm

(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧ab,得到弹力与弹簧长度的图像如图丙所示。下列表述正确的是_____

A.a的原长比b的长          B.a的劲度系数比b的大

C.a的劲度系数比b的小    D.测得的弹力与弹簧的长度成正比。

【答案】

8    25    20    B   

【详解】

(1)当弹力为零时,弹簧处于原长状态,故原长为x08cm,在Fx图像中斜率代表弹簧的劲度系数,则,在乙图中弹簧秤的示数F3.00N,根据Fkx,可知,故此时弹簧的长度Lx+x020cm

(2)A。在丙图中,当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长,故b的原长大于a的原长,故A错误;

BC.斜率代表劲度系数,故a的劲度系数大于b的劲度系数,故B正确,C错误;

D.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。

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难度:容易
知识点:重力与弹力
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23.

某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系

(1)实验装置如图甲、乙所示,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,可读出其示数l1=_____cm.

(2)在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50g,2个钩码时,弹簧弹力F2=___N(当地重力加速度g=9.8m/s2).

(3)某同学使用两条不同的轻质弹簧ab,得到在弹性限度内弹力与弹簧总长度的F-l图像,如图所示,根据图像可知___(选填选项前的字母)

 

A.a的原长比b的短

B.弹力与弹簧的长度成正比

C.a的劲度系数比b的大

D.测量同样的力,a的精确度比b的高

【答案】

125.8520.98N3AC

【解析】

(1)由图可知,指针在刻度线25.825.9之间,估读一位,得到结果25.85cm

2弹簧的弹力与挂钩的重力平衡,两个挂钩的重力是2mg所以弹簧的读数为:

 

3根据弹簧弹力的大小计算公式: 可知图像与横坐标的交点表示弹簧的原长,所以a的原长小于b的原长,故A弹簧的弹力与弹簧的形变量大小成正比,而不是弹簧的长度,故B图像的斜率表示劲度系数,所以a的劲度系数大于b的劲度系数,故C测量同样的力劲度系数小的形变量就大,所以精确度就高,即b的精确度高,故D故选AC

综上所述本题答案是:125.85     20.98N     3AC

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难度:偏难
知识点:重力与弹力
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24.

某同学做验证力的平行四边形定则实验的情况如下图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OBOC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图

1)关于此实验的下列说法中正确的是_______             

A. 同一次实验中,O点位置不允许变动

B. 实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置

C. 实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°

D. 实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O

2)图乙中的FF′两力中,方向一定沿AO方向的是________   

3)本实验采用的科学方法是_______             

A. 理想实验法                   B. 等效替代法                   

C. 控制变量法                   D. 建立物理模型法.

【答案】

AC    F′    B   

【详解】

1A.本实验采用的是等效替代的方法,同一次实验中,O点位置不允许变动,故A正确;
B、实验中,需记录弹簧测力计的读数和O点的位置,以及拉力方向,故B错误;
C、实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角适当大一些,不一定等于90度,故C错误。

D、本实验只要达到效果相同,对弹簧称拉力的大小没有要求,不需要将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,故D错误;
3)合力的实际测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向,而理论值是通过平行四边形定则得到的值,所以图乙中的F两力中,方向一定沿AO方向的是
4)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法,故ACD错误,B正确.

点睛:本实验采用的是等效替代的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代;解答实验的出发点为明确实验原理、实验步骤、数据处理,明确合力和分力之间的关系,同时注意应用所学物理基本规律解决实验问题.

组卷:0次
难度:容易
知识点:力的合成和分解
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25.

某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始(其中第“1”点先打下),每5个点取1个计数点,相邻计数间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50 Hz.

(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点___________________之间某时刻开始减速.

(2)计数点9对应的速度大小为________m/s(保留2位有效数字).

(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=________m/s2(保留2位有效数字).

(4)物块在加速阶段,如果以(其中s表示位移,t表示时间)为纵坐标、以t为横坐标作图象,得到图象的斜率为k,则加速度大小为_______(用字母符号表示).

【答案】

6    7    0.76    2.00    2k   

【分析】

由纸带两个点之间的时间相同,若位移逐渐增大,表示物体做加速运动,若位移逐渐减小,则表示物体做减速运动;匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可以求出某点的瞬时速度;用作差法求解减速过程中的加速度;根据运动学公式求出t的函数关系,结合数学知识可知斜率k与加速度的关系.

【详解】

从纸带上的数据分析得知:在计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点67之间某时刻开始减速.5个点取1个计数点,则相邻计数点的时间间隔为t=0.1s,匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,则有:由纸带可知,计数点7往后做减速运动,有:,根据所以物块减速运动过程中加速度的大小为根据运动学公式有:,变形得:,若以为纵坐标、以t为横坐标作图象,得到图象的斜率为解得:

【点睛】

要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

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难度:偏难
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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26.

如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成探究动能定理的实验.

 

(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母).

A.直流电源    B.交流电源

(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力.正确操作方法是_______(选填选项前的字母).

A.把长木板右端垫高       B.改变小车的质量

(3)在不挂重物且______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

A.计时器不打点     B.计时器打点

(4)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次去ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得ABC……各点到O点的距离为x1x2x3……,如图所示.

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_______,打B点时小车的速度v=________

(5)v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作如图所示的v2W图象.由此图象可得v2W变化的表达式为_________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________

(6)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映v2W关系的是______________

A.  B.  C.  D.

【答案】

B    A    B    mgx2            质量    A   

【详解】

(1)打点计时器均使用交流电源;

A.直流电源与分析不符,故A错误;

B.交流电源与分析相符,故B正确;

(2)平衡摩擦和其他阻力,是通过垫高木板右端,构成斜面,使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡;

A.与分析相符,故A正确;

B.与分析不符,故B错误;

(3)平衡摩擦力时需要让打点计时器工作,纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力,且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动;

A.与分析不符,故A错误;

B.与分析相符,故B正确;

(4)小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离,又小车所受拉力约等于重物重力,因此拉力对小车做的功:

(5)小车做匀变速直线运动,因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度,则有:

(6)由图示图线可知:

纵截距为:

变化的表达式为:

(7)功是能量转化的量度,所以功和能的单位是相同的,斜率设为,则

代入单位后,的单位为,所以与该斜率有关的物理量为质量;

(8) 若重物质量不满足远小于小车质量,则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力,由可得:

由动能定理得:

而:

则实际图线的斜率:,重物质量与小车质量不变,速度虽然增大,但斜率不变;

A.与分析相符,故A正确;

B.与分析不符,故B错误;

C.与分析不符,故C正确;

B.与分析不符,故D错误.

【名师点睛】

实验总存在一定的误差,数据处理过程中,图象读数一样存在误差,因此所写函数表达式的比例系数在一定范围内即可;第(6)问有一定的迷惑性,应明确写出函数关系,再进行判断.

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难度:偏难
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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27.

小明做探究碰撞中的不变量实验的装置如图1所示,悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成,小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞,碰后小球A继续摆动,小球B做平抛运动.

(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示,则d=_______mm.又测得了小球A质量m1,细线长度l,碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h.为完成实验,还需要测量的物理量有:______________________

(2)若AB两球碰后粘在一起形成新单摆,其周期_________(选填小于”、“等于大于)粘合前单摆的周期(摆角小于5°).

【答案】

14.40    小球B质量m2,碰后小球A摆动的最大角     大于;   

【解析】

游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数;根据球A摆动过程中机械能守恒来分析球A的速度,根据平抛运动规律来分析球B的速度,从而确定要测量的物理量;两球粘在一起后球的重心发生变化,据此判断摆长的变化,从而判断周期的变化;

【详解】

(1)球的直径为d=14mm+×8mm=14.40mm;

根据机械能守恒定律可得碰撞前瞬间球A的速度(),碰撞后仍可根据机械能守恒定律计算小球A的速度,所以需要小球A碰后摆动的最大角;小球B碰撞后做平抛运动,根据根据平抛运动规律可得小球B的速度,要求B的动量所以需要测量小球B的质量

(2)黏在一起后,球的重心发生变化,如图所示,摆长发生变化,故根据单摆周期可得周期变大.

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难度:中等
知识点:实验:验证动量守恒定律
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28.

某同学探究加速度、力与质量的关系实验装置如下.

1)在实验之前,首先平衡摩擦力,使细线的拉力近似等于砝码及砝码盘所受的总重力,关于平衡摩擦力,下列正确的是:________

A.将木板右端适当垫高,放上小车让其沿板匀速下滑即可

B.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可

C.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,小车前端用细绳绕过滑轮连接砝码盘(不放砝码),让小车匀速下滑即可

D.平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦

2)甲、乙、丙三名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高,然后根据实验数据分别做出了图象(小车的加速度为a,小车的质量为M,绳中拉力为F,砝码盘及砝码的质量总和为m).

由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为_________kgg10m/s2) ,由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过_________(选填),分析丙图,图线上部分弯曲的原因是未满足____________

3)在实验中挑选一条点迹清晰的纸带如下图,打点计时器的频率为50Hz,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离,纸带的一段如图所示,由纸带求得小车加速度为_________m/s2.(结果保留两位有效数字)

【答案】

BD    0.02        M»m    0.20   

【解析】

1)平衡摩擦力时应将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点,由于平衡摩擦力是利用,两边的质量相互抵消,即平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦,BD正确;

2)根据牛顿第二定律可得,图像的斜率表示F,故,解得砝码和砝码盘的质量为0.02kg;图乙中当小车的质量减小到一定程度时,才开始做匀加速直线运动,即平衡摩擦力的力度较小,故在操作中使木板的倾角过过小;图丙中图线发生弯曲,是因为当小车的质量发生变化时,不再满足,即砝码盘和砝码的总重力对小车的拉力不等于小车受到的合外力

3)每五个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为,根据逐差公式可得

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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29.

某同学在用打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中打出的点如下图所示,在纸带上确定出ABCDEFG7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,

1)打点计时器使用________电源,电源的频率是50HZ,则打点时间间隔是________秒,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为________秒.

2)计算出打下CD、两点时小车的瞬时速度(保留三位有效数字)vC_______ m/svD________ m/s

3)计算加速度:a =__________ m/s2 (保留二位有效数字)

【答案】

(1)交流    0.02    0.1    (2)0.479    0.560    (3)0.80   

【解析】

(1)打点计时器都是使用的交流电源,打点间隔为,所以相邻计数点间的时间间隔为

(2)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则

(3)根据得,运用作差法,则有:

【点睛】做分析匀变速直线运动情况时,其两个推论能使我们更为方便解决问题,一、在相等时间内走过的位移差是一个定值,即,二、在选定的某一过程中,中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度

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难度:中等
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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30.

某同学在做练习使用打点计时器实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四个点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz.

(1)打点计时器是一种使用________(填交流直流)电源的________仪器

(2)相邻两个计数点间的时间为_________s

(3)打第4个计数点时纸带的速度v4=__________m/s(保留三位有效数字)

【答案】

交流;    计时;    0.1s;    1.20;   

【分析】

根据电源频率计算相邻两个计时点的时间间隔,再根据每相邻两计数点之间还有四个计时点没有画出来,计算相邻两个计数点间的时间;根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上标记为4的计数点时纸带的运动速度大小.

【详解】

(1)打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器;

(2)打点计时器的电源频率f50Hz,则相邻两个计时点的时间间隔为每相邻两计数点之间还有四个计时点没有画出来,则两个计数点之间有5各相邻的计时点间隔,故相邻两个计数点间的时间为:T=5t=5×0.02s=0.1s;

(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,则有:

【点睛】

做分析匀变速直线运动情况时,其两个推论能使我们更为方便解决问题,一、在相等时间内走过的位移差是一个定值,即,二、在选定的某一过程中,中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度.

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难度:容易
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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31.

探究碰撞中的不变量的实验中:

(1)入射小球m1=15 g,原静止的被碰小球m2=10 g,由实验测得它们在碰撞前后的x ­t图象如图甲所示,可知入射小球碰撞后的m1v1_____kg·m/s,入射小球碰撞前的m1v1_____kg·m/s,被碰撞后的m2v2_____kg·m/s.由此得出结论_______________________________

(2)实验装置如图乙所示,本实验中,实验必须要求的条件是________

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端点的切线是水平的

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放

D.入射球与被碰球满足mambra=rb

(3)图乙中MPN分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是________

A.m1·ON=m1·OPm2·OM

B.m1·OP=m1·ONm2·OM

C.m1·OP=m1·OMm2·ON

D.m1·OM=m1·OPm2·ON

【答案】

10.0075    0.015    0.0075    碰撞中mv的矢量和是不变量(碰撞过程中动量守恒)    BCD    C   

【详解】

1)由图1所示图象可知,碰撞前球1的速度,碰撞后,球的速度

入射小球碰撞后的

入射小球碰撞前的

被碰撞后的

碰撞前系统总动量

碰撞后系统总动量,由此可知:碰撞过程中动量守恒;

2验证动量守恒定律的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,只要离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,A错误;要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,B正确;要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,C正确;为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求mambra=rbD正确.
3)要验证动量守恒定律定律即,小球做平抛运动,根据平抛运动规律可知根据两小球运动的时间相同,上式可转换为
故需验证,因此C正确.

【点睛】

本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水平面上,故下落的时间相同,所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移,可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目.

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难度:中等
知识点:实验:验证动量守恒定律
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32.

某同学做探究小车速度随时间变化的规律实验.实验时从所打几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带,如下图所示.图中ABCDE是按打点先后顺序依次选取的计数点,在纸带上选定的相邻两个计数点间还有四个打印点没有画出.

1)实验中,除打点计时器(含纸带,复写纸)、小车、平板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必需使用的有_____.(不定项选择)

A.电压合适的50Hz的交流电源     B.电压可以调的直流电源

C.刻度尺      D.秒表      E.天平

2)从图中的纸带可以看出,该做匀加速直线运动的小车的运动方向为_____

A.从AE方向运动     B.从EA方向运动

3)利用纸带旁边的刻度尺读出数据D点的位置xD_____cm

【答案】

AC    B    5.50   

【详解】

第一空.实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电,需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据,故选AC

第二空.从纸带可以看出,位移越来越大,所以该做匀加速直线运动的小车的运动方向为从右向左,B正确.

第三空.根据刻度尺的读法读出xD5.50cm

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难度:容易
知识点:专题十三 中学物理实验
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33.

某同学利用图(a)所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:

1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成      (填线性非线性)的关系.

2)由图(b)可知,图线不经过远点,可能的原因是         

3)若利用本实验装置来验证在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是      ,钩码的质量应满足的条件是          

【答案】

1)非线性(2)存在摩擦力(3)调整轨道倾斜度以平衡摩擦力  远小于小车质量

【分析】

试题分析:(1)根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图象是一条曲线而不是直线,所以是非线性关系.

2)根据图(b)可知当钩码有一定质量,即细线有一定拉力时,小车加速度仍等于0,说明小车合力等于0,所以可能除拉力外小车还受到摩擦力作用

3)实验改进部分由两个要求,第一个就是图象不过远点,需要平衡摩擦力,所以调整轨道倾斜度,第二个就是图象时曲线,因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码重力,而是拉力只有当时.,图象近似为直线.

考点:探究牛顿第二定律实验探究

【详解】

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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34.

在做练习使用打点计时器的实验时,如图所示是某次实验的纸带,舍去前面比较密集的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1、2、3……那么相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3 cm、x2=7.5 cm、x3=13.5 cm,则物体通过1计数点的速度v1______m/s,通过2计数点的速度v2______m/s,运动的加速度为________m/s2.

【答案】

0.375    0.525    1.50   

【详解】

(1)相邻两个计数点之间的时间间隔为0.10s,物体通过1计数点的速度利用平均速度可得:

(2)通过2计数点的速度:

(3)运动的加速度为利用逐差法可得

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难度:基础
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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35.

某同学用图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度,正确操作后获得图乙所示的一条纸带.他用天平测得小车的质量为M,钩码质量为m,毫米刻度尺测得纸带上自O点到连续点123456的距离分别为:d1=1.07cmd2=2.24cmd3=3.48cmd4=4.79cmd5=6.20cmd6=7.68cm.已知实验所用交流电频率为f=50Hz

 

打点2时小车的速度大小为_____m/s(结果保留两位有效数字);

小车运动过程中的平均加速度大小为_____m/s2(结果保留两位有效数字);

以各点速度v的二次方为纵坐标,以各点到0点的距离d为横坐标,作v2-d图象,所得图线为一条斜率为k的倾斜直线,不考虑小车与桌面间的摩擦,则当地的重力加速度g=_____(用mMk表示)

【答案】

0.60    2.0        

【详解】

1)打点2时小车的速度大小为

2)由逐差法可得,小车运动过程中的平均加速度大小为

3)由v2=2ad可知v2-d图像的斜率为k=2a,则a=k;由牛顿第二定律:,解得 .

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难度:中等
知识点:牛顿第二定律
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36.

1)为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面;如图乙所示的实验:将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,这两个实验说明______

A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动.

B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动

C.不能说明上述规律中的任何一条

D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质

2)关于研究物体平抛运动实验,下列说法正确的是______

A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差

B.安装斜槽时其末端切线应水平

C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放

D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些.

E.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行

F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点

3)如图丙,某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹,abc三点的位置在运动轨迹上已标出,则:(g

小球平抛运动的初速度为______ m/s

小球运动到b点的速度为______ m/s

抛出点坐标 ______cm  y= ______ cm

【答案】

AB    BCE    2    2.5    -10    -1.25   

【详解】

(1)A、用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,知B球竖直方向上的运动规律与A球相同,即平抛运动竖直方向上做自由落体运动.故A正确.

B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板吻接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,知1球在水平方向上的运动规律与2球相同,即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动.故B正确,CD错误;

故选AB.

(2)A、小球与斜槽之间有摩擦,不会影响小球做平抛运动,故A错误;

B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,则安装实验装置时,斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平,故B正确;

C、由于要记录小球的运动轨迹,必须重复多次,才能画出几个点,因此为了保证每次平抛的轨迹相同,所以要求小球每次从同一高度释放,故C正确;

D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低,故D错误.

E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内,因此在实验前,应使用重锤线调整面板在竖直平面内,即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行,故E正确;

F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,不能作为小球做平抛运动的起点,故F错误;

故选BCE

(3)在竖直方向上y=gT2,可得时间间隔,则小球平抛运动的初速度

b点在竖直方向上的分速度,小球运动到b点的速度为.

抛出点到b点的运动时间.水平方向上的位移x1=vt=0.3m,竖直方向上的位移.所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cmy=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm

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难度:中等
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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37.

某同学做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验.

图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l_______cm;

本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是______;(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是_____________

【答案】

6.93cm    A    钩码重力超过弹簧弹力范围   

【详解】

乙的读数为13.66cm,则弹簧的伸长量L =13.66cm–5.73cm =7.93cm

为了更好的找出弹力与形变量之间的规律,应逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重,A正确;

弹簧超出了弹性限度,弹簧被损坏,弹簧的伸长量L与弹力F不成正比

组卷:0次
难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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38.

在暗室中用图示装置做测定重力加速度的实验实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下:

在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴的落下.

用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.

用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.

采集数据进行处理.

1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率满足的条件是:                             

2)实验中观察到水滴固定不动时的闪光频率为30Hz,某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图,根据数据测得当地重力加速度g =       m/s2;第8个水滴此时的速度v8=       m/s(结果都保留三位有效数字).

3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可):                            

【答案】

1)频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率 2 9.72 ;2.27

3)存在空气阻力

【详解】

1)频闪仪频率等于水滴滴落的频率

2)根据逐差法可得,求出;根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度求出

3)存在空气阻力

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难度:中等
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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39.

(1)打点计时器接____(填交流、直流)电源,当频率是50Hz时,打点计时器每隔____秒打一个点。

(2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是____________

A.时间间隔     B.位移     C.平均速度     D.瞬时速度

(3)关于打点计时器的使用说法正确的是________

A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源

B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源

C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小

D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快

(4)练习使用打点计时器的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,如图所示,是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带,ABCDEFG为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s。试求BDDF两个过程的平均速度vBD= ________ m/s; vDF=__________m/s。(结果保留两位有效数字)

【答案】

交流电    0.02    AB    C    0.21    0.31   

【详解】

1)打点计时器所用电源为交流电,频率为50Hz,周期为0.02s,打点计时器每隔0.02s打一个点;

2)电磁打点计时器在随物体一起运动的纸带上每隔0.02s打下一个点,点的间隔就反映了物体的位置变化情况,所用可以从纸带上直接得到位移;通过数点的多少可以得到运动的时间间隔.平均速度和瞬时速度都不能直接得到,故选AB

3A.电磁打点计时器使用的是低压交流电,A错误;

B.在测量物体速度时,先接通打点计时器的电源,打点稳定后,再让物体运动,B错误;

C.使用的电源频率越高,周期越小,打点的时间间隔就越小,C周期;

D.纸带上打的点越密,说明相同时间内物体的位移越小,物体运动的越慢,D错误。

故选C

4BD段的平均速度为

DF段的平均速度为

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难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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40.

验证动量守恒定律的实验中,实验装置如图所示.槽口末端在水平地面上的竖直投影为O点,实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球,碰撞时都可认为是弹性碰撞.设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2

(1)为了使入射小球在碰撞后不被反弹,则应使m1____m2.(填“>”“=”“<”);

(2)为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动,必须调整斜槽末端____

(3)(1)(2)条件的前提下让入射小球从同一高度沿斜槽滑下,实验中将被碰小球放入槽口末端前后的落点如图中A、B、C所示,图中OA=x1,OB=x2,OC=x3,为验证小球碰撞前后动量守恒,实验中____需要不需要”)测量槽口末端到水平地面的高度h.若实验中小球碰撞前后动量守恒,则应满足的关系式为m1x2__________

【答案】

(1)    (2)水平    (3)不需要,        

【解析】

(1)为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求ma>mb,ra=rb

(2)要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平;

(3)小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,所以不需要测量槽口末端到水平地面的高度h.

要验证动量守恒定律定律,即验证:, 上式两边同时乘以t得:,得:

【点睛】(1)在做验证动量守恒定律的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,所以要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平.

(2)由动量守恒定律求出需要验证的表达式,根据表达式确定需要测量的量;

(3)根据(2)的分析确定需要验证的关系式.

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知识点:实验:验证动量守恒定律
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41.

如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

1)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量xF-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为____N/m

2)图线不过原点的原因是由于_____

3)一个实验小组在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,使用两根不同的弹簧ab,得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是______

Ab的原长比a的长

Ba的劲度系数比b的小

Ca的劲度系数比b的大

D.测得的弹力与弹簧的长度成正比

【答案】

200    弹簧自重    AB   

【详解】

1)弹簧弹力F与弹簧伸长量lFl图线的斜率为弹簧的劲度系数,如图所示可得

2)弹簧自身重力不可忽略,导致竖直放置的弹簧因自身重力而伸长,故图线不过原点。

3A.横坐标为弹簧的总长度,由图像可知,b的原长比a的长,选项A正确;

BC.弹簧弹力F与弹簧长度lFl图线的斜率为弹簧的劲度系数,则,选项B正确,C错误;

D.测得的弹力与弹簧的伸长量(形变量)成正比,选项D错误。

故选AB

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难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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42.

某同学做验证力的平行四边形定则的实验情况如下图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OBOC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.

(1)下列叙述正确的是__________(填选项前的字母)

A、同一实验过程中,结点的位置必须都拉到同一位置O点,不能随意变动

B、用两只弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角为90o,以便算出合力的大小

C、两个分力之间的夹角越大越好

D、必须使分力与合力在同一平面内

(2)如果没有操作失误,图乙中的FF两力中,方向一定沿AO方向的是______

(3)本实验采用的科学方法是________

A.理想实验法       B.等效替代法

C.控制变量法       D.建立物理模型法

【答案】

AD    F′    B   

【解析】

(1)同一实验过程中,结点的位置必须都拉到同一位置O点,不能随意变动,选项A正确;此实验对F1、F2之间的夹角没有要求,通常在60°120°之间最佳,故BC错误.完成本实验时,弹簧秤、橡皮条、细绳方向必须与木板平面平行,且在同一平面内,这样才能确保力的准确性,故D正确.故选AD.

(2)F是由两个分力做出的合力的理论值,F′是实际测量的合力的值;由于误差的存在,所以FF′方向并不完全重合,图乙中的FF'两力中,方向一定沿AO方向的是F′.

(3)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法.故ACD错误,B正确.故选B.

【点睛】

本题考查验证力的平行四边形定则,要求掌握其实验原理,熟悉操作步骤,牢记操作注意事项.

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难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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43.

某同学利用如图甲所示装置做探究弹簧弹力大小与其长度的关系的实验。

(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持_________状态。

(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小与弹簧长度的关系图像。由此图像可得该弹簧的原长__________cm,劲度系数__________

(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度__________cm

【答案】

竖直    4    50    10   

【详解】

(1)悬挂重物后,弹簧沿竖直方向伸长,要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量,刻度尺要保持竖直状态

(2)如果以弹簧长度为横坐标,弹力大小为纵坐标,作出图像,那么图像与横轴的截距表示弹簧的原长,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,所以根据图像可知,该弹簧的原长

(3)劲度系数

(4)弹簧测力计的最小分度为0.2N,则弹簧测力计的示数表示弹力的大小,即

所以该弹簧的长度为

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难度:容易
知识点:重力与弹力
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44.

如图为DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系的实验装置.

1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持___________不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS测小车的加速度.

2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示).

分析此图线的OA段可得出的实验结论是___________

此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是______

A.小车与轨道之间存在摩擦       B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大         D.所用小车的质量太大

【答案】

小车的质量    小车所受的合外力    质量不变的情况下,加速度与合外力成正比    C   

【解析】

试题分析:(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持小车的总质量不变,用钩码所受的重力大小作为小车所受合外力;(2)①在小车质量不变的条件下,加速度大小与所受的合外力大小成正比;设小车的质量为M,钩码的质量为m,由实验原理得:mg=Ma,得,而实际上,可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的.故C正确.

考点:验证牛顿第二定律.

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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45.

使用如图所示的气垫导轨装置进行实验测物体加速度a.其中G1G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1G2光电门时,光束被遮挡的时间t1t2都可以被测量并记录.挡光片宽度为d,光电门间距离为s,回答下列问题:

1)物体通过G1的速度为______(用dt1表示)

2)物体的加速度a=______(用dst1t2表示)

【答案】

1    2   

【详解】

(1)利用较短时间内的平均速度等于瞬时速度可得:

物体通过G1的速度为:

 (2)同理可得物体通过G2的速度为:,根据匀变速直线运动的规律可得:

 

解得:

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难度:容易
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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46.

采用如图所示的实验装置做研究平抛运动的实验

1)实验时需要下列哪个器材____

A.弹簧秤        B.重锤线        C.打点计时器

2)做实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.下列的一些操作要求,正确的是____

A.每次必须由同一位置静止释放小球

B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置

C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触

D.记录的点应适当多一些

3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,记录下如图所示的频闪照片.在测得x1x2x3x4后,需要验证的关系是________________.已知频闪周期为T,用下列计算式求得的水平速度,误差较小的是____

A    B    C    D

【答案】

B    ACD        D   

【详解】

1)实验时需要重锤线来确定竖直方向,不需要弹簧秤和打点计时器,故选B.

2)实验时每次必须由同一位置静止释放小球,以保证小球到达最低点的速度相同,选项A正确;

每次不一定严格地等距离下降记录小球位置,选项B错误;

小球运动时不应与木板上的白纸相接触,否则会改变运动轨迹,选项C正确;

记录的点应适当多一些,以减小误差,选项D正确.

3)因相邻两位置的时间间隔相同,则若小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,则满足:x4-x3=x3-x2 =x2-x1 =x1;由小球最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求得的水平速度误差较小,则用计算式求得的水平速度误差较小 ,故选D.

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难度:中等
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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47.

在研究平抛运动实验中,(1)1是横档条,卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______

A.球心  B.球的上端   C.球的下端

在此实验中,下列说法正确的是________

A.斜槽轨道必须光滑            B.记录的点应适当多一些

C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定

(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是____

A.释放小球时初速度不为零   B.释放小球的初始位置不同  C.斜槽末端切线不水平

(3)图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是_______

【答案】

B    BD    C    B   

【详解】

(1)题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点.所以坐标原点也应选为球的最高点即球的上端.故选B;

斜槽轨道不必光滑,A.

记录的点适当多一点,以便更准确的描出平抛轨迹.;B.

为比较准确地描出小球运动的轨迹.将这些点平滑连接起来,C错,

用中垂线确定Y轴坐标,D对.

故选BD

(2)由图可知,小球做斜抛运动.所以斜槽末端没有水平放置,选C.

(3)竖直管内与大气相通,为外界大气压强,竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强,因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出水口处的压强有恒定的压强差,保证另一出水管出水压强恒定,从而水速也恒定,如果竖直管上出口在水面上,则水面上为恒定大气压,因而随水面下降,出水管上口压强降低,出水速度减小故选B

综上所述本题答案是:(1). B    (2). BD    (3). C    (4). B

【点睛】

在做平抛实验时一定要保证斜槽末端水平,这样才可以保证小球抛出时的速度是水平的,在描点连线时要注意用平滑的曲线把所有的点迹连接起来.

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知识点:实验:探究平抛运动的特点
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48.

李明同学在做验证力的平行四边形定则实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小,如图甲所示.

(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1F2的合力图示,并用F表示此力______

(2)有关此实验,下列叙述正确的是________

A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力

C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D.若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可

(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(F′ 是用一个弹簧测力计拉时的图示)______________

【答案】

    AC    张华的实验比较符合实验事实   

【详解】

(1)用平行四边形定则作图,即以为两邻边作平行四边形,对角线就表示合力F.(标上箭头表明方向)

(2)A.两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等,两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大,故选项A符合题意;

B.两弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,故选项B不符合题意;

C.两次拉橡皮筋时,为了使两次达到效果相同,橡皮筋结点必须拉到同一位置,故选项C符合题意;

D.结点位置不变,合力不变,当一只弹簧测力计的拉力大小改变时,另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变,故选项D不符合题意;

(3)作图法得到的必为平行四边形的对角线,单个弹簧测力计的拉力与橡皮筋共线,故张华的实验比较符合实验事实.

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知识点:专题十三 中学物理实验
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49.

某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。

(1)常见的打点计时器有两种:________________________________,它们使用的都是________电源(填直流交流),当电源频率为50Hz时,每隔______s打一个点。

(2)关于本实验,下列说法正确的是_________

A.释放纸带的同时,接通电源

B.先接通电源打点,后释放纸带运动

C.先释放纸带运动,后接通电源打点

D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小

(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是________

(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上OABCDEF,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz

每相邻两计数点的时间间隔为________s,如果测得CD两点间距x42.70cmDE两点间距x52.90cm,则打D点时小车的速度vD________m/s(结果保留3位有效数字)

该同学分别算出其他各点的速度:vA0.220m/svB0.241m/svC0.258m/svE0.300m/s,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的vt图像_______。并说明小车速度变化的规律______________________________________________

【答案】

电磁打点计时器    电火花计时器    交流    0.02    BD    刻度尺    0.1    0.280        速度随时间均匀变化   

【详解】

(1)常见的打点计时器有两种,电磁打点计时器和电火花打点计时器。它们使用的都是交流电源,当电源频率为时,每隔

打一个点。

(2)ABC.实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车,故AC错误,B正确;

D.纸带上打点密集说明,说明在相等的时间内物体运动的位移越小,纸带运动的速度较小,故D正确。

故选BD

(3)要测量小车的速度,依据中时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度,而平均速度等于位移与时间的比值,因此除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺。

(4)每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是,那么每相邻两计数点的时间间隔为

如果测得CD两点间距DE两点间距,则打点时小车的速度

根据该同学分别算出其他各点的速度:,利用描点法,作出如下图象

由上图可知,图象是过原点的倾斜直线,因此小车速度变化的规律是速度随时间均匀变化。

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知识点:专题十三 中学物理实验
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50.

测定匀变速直线运动加速度的实验中:

(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板,细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有________(填选项代号)

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

(2)实验过程中,下列做法正确的是_________

A.先接通电源,再使纸带运动

B.先使纸带运动,再接通电源

C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处

D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

(3)如图所示为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,测出1、2、3、4、5、6点到O点的距离,如图所示(单位:cm)。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小______m/s,小车的加速度大小为_______(保留两位有效数字)。

【答案】

AC    AD    0.41    0.76   

【详解】

(1)AB.打点计时器应使用电压合适的50Hz交流电源,故A项必须,B项不需要;

C.刻度尺用来测量纸带上点之间的距离,所以必须有刻度尺.故C项必须;

D.打点计时器本身就是计时的仪器,所以不需要秒表.故D项不需要;

E.物体的质量不需要知道,所以不需要用天平测物体的质量.故E项不需要。

(2)AC.实验时,应先接电源,再使纸带运动,以充分利用纸带,使纸带上得到尽可能多的点,故A项正确,C项错误;

BD.实验时,将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,以充分利用纸带,使纸带上得到尽可能多的点.故B项错误,D项正确。

(3) 纸带上相邻的计数点间还有4个点未画出,则计数点间时间间隔,打下点4时的瞬时速度

小车的加速度大小

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知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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51.

某探究小组做验证力的平行四边形定则实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。

(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为__________N

(2)撤去1中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为

5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力________

的大小为________N与拉力F的夹角的正切值为_________。若与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。

【答案】

4.0    见解析    4.0    0.05   

【详解】

(1)弹簧测力计的最小刻度为0.2N,由图可知的大小为4.0N

(2)①5mm的长度对应的力的大小为1N,则的大小如图所示,利用平行四边形定则做出它们的合力如图:

由图可知:

的顶点向轴和轴分别作垂线,顶点的横坐标对应长度为1mm,顶点的纵坐标长度为20mm,则可得出与拉力的夹角的正切值为:

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难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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52.

在做探究加速度与力、质量的关系实验中

(1)下列仪器需要用到的是___________

(2)下列说法正确的是____________

A、先释放纸带再接通电源

B、拉小车的细线应尽可能与长木板平行

C、纸带与小车相连端的点迹较疏

D、轻推小车,拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡

(3)如图所示是实验时打击的一条纸带,ABCD……为每隔4个点取计数点,据此纸带可知小车在D点速度大小为_________m/s(小数点后保留两位)

【答案】

AD    BD    0.21±0.01   

【解析】

试题分析:根据实验原理选择仪器;在处理数据时,一般根据匀变速直线运动的中间时刻速度推论求解某计数点的瞬时速度.

(1)实验通过打点计时器求解物体的加速度,所以需要打点计时器,A正确;需要通过改变小车质量和悬挂物的重力,来研究加速度、质量、合力之间的关系,故还需测量质量,即需要天平,D正确;打点计时器为计时仪器,所以不需要秒表,本实验中小车受到的合力等于悬挂物的重力,故不需要弹簧测力计.

(2)实验时应先接通电源,后释放纸带,充分利用纸带,打出更多的数据,A错误;为了使得细线对小车的拉力等于小车所受的合力,所以绳子要与木板平行,B正确;刚开始运动时速度较小,所以在等时间内打出的点迹较密,所以纸带与小车相连端的点迹较,C错误;轻推小车,拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡,D正确.

(3)根据匀变速直线运动推论可知D点的瞬时速度等于CE过程中的平均速度,从图中可知AE=0.065m,AC=0.024m,所用时间,故

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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53.

某同学设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律,让小球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,光电计时器记录下小球通过光电门时间t,当地的重力加速度为 g

(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量_________

A.小球的质量m                  

B.AB之间的距离H

C.小球从AB的下落时间tAB        

D.小球的直径d

(2)小球通过光电门时的瞬时速度v =_________(用题中所给的物理量表示).

(3)调整AB之间距离H,多次重复上述过程,作出H的变化图象如图所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率k0=__________

(4)在实验中根据数据实际绘出H图象的直线斜率为kkk0),则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示).

【答案】

BD                 

【分析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒,因此需要测量物体自由下落的高度hAB,以及物体通过B点的速度大小,在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据;由题意可知,本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度;则根据机械能守恒定律可知,当减小的机械能应等于增大的动能;由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容.

【详解】

(1)根据机械能守恒的表达式可知,方程两边可以约掉质量,因此不需要测量质量,故A错误;根据实验原理可知,需要测量的是A点到光电门B的距离H,故B正确;利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,不需要测量下落时间,故C错误;利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时,需要知道挡光物体的尺寸,因此需要测量小球的直径,故D正确.故选BD.
(2)已知经过光电门时的时间小球的直径;则可以由平均速度表示经过光电门时的速度;

(3)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;则有:mgH=mv2
即:2gH=(2
解得:,那么该直线斜率k0=
(4)乙图线=kH,因存在阻力,则有:mgH-fH=mv2
所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为

【点睛】

考查求瞬时速度的方法,理解机械能守恒的条件,掌握分析的思维,同时本题为创新型实验,要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解.

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难度:中等
知识点:实验:验证机械能守恒定律
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54.

如图所示装置,可以进行以下实验:

A.“研究匀变速直线运动

B.“验证牛顿第二定律

C.“研究合外力做功和物体动能变化关系

(1) A、B、C 这三个实验中_____需要平衡摩擦阻 力.

(2)已知小车的质量为 M,盘和砝码的总质量为m,且将 mg 视为细绳对小车的拉力为此需要满足 mM. 前述 A、B、C 三个实验中_____不需要满足此要求.

(3)接通打点计时器电源,由静止释放小车打出若干条纸带从中挑选一条点迹清晰的纸带如图所 纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为T,O 点是打点计时器打出的第一个点 O 点到 A、B、C、D、E、F 点的距离依次为 s1、s2、s3、s4、s5、s6.但 OA 之间可能还有一些点没打上,打 F 点时小车已经 撞上木板末端的挡板,A E 各点正常由纸带可以求得小车加速度的表达式为_____

(4)如果用此装置做研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验由此可求得纸带上由 O 点到 D 点所对 应的运动过程中盘和砝码受到的重力所做功的表达式 W=_____该小车动能改变量的表达式Ek=_____由于实验中存在系统误差所以W_____Ek.(选填小于”、“等于大于”).

(5)如果前述纸带为如图所示用打点计时器验证机械能守恒实验中打出的纸带, OA 之间可能还有没打出的点 A F 各点都正常有两位同学提出了处理数据的办法其中合理的是_____

甲:如果 BC-AB=CD-BC=DE-CD=EF-DE,则重锤机械能守恒以各点对应的x为横坐标以各点速度平方 v2 为纵坐标描点作图线若图线为直线且斜率为 2g,则重锤机械能守恒.

【答案】

(1)BC     (2)A    (3)    (4)mgs4        大于    (5)乙   

【详解】

(1) ABC 这三个实验中,“验证牛顿第二定律”、“研究合外力做功和物体动能变化关系,都需要平衡摩擦阻力;故选BC.

(2)已知小车的质量为 M,盘和砝码的总质量为 m,且将 mg 视为细绳对小车的拉力.为此需要满足 mM 前述 ABC 三个实验中,实验A只需要小车做匀加速运动即可,不需要满足此要求.

(3)由题意可知,求解小车的加速度可用从AE之间的纸带来求解,则根据∆x=aT2可得

(4)纸带上由O点到D点所对应的运动过程中,盘和砝码受到的重力所做功的表达式:W=mgs4D点时的速度:

则小车动能的改变量:; 

由于实验中存在系统误差,所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的增量Ek

(5)如果 BC-AB=CD-BC=DE-CD=EF-DE,则重物做匀加速下落,但是不能说明加速度就等于g,则不能说明重锤机械能守恒,故甲错误;以各点对应的x为横坐标,以各点速度平方v2为纵坐标,描点作图线,若图线为直线,且斜率为 2g,则满足v2=2gx,重物下落的加速度为g,则重锤只有重力做功,机械能守恒,则乙做法正确;故选乙;

【点睛】

此题涉及到三个高中物理的重要实验,基本装置都相同,只是实验的原理及目的不同;关键是弄清每个实验的原理及操作的方法、注意事项等问题,做到融会贯通不混淆.

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难度:偏难
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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55.

某同学在研究性学习中用如图装置来验证机械能守恒定律,轻绳两端系着质量相等的物体AB,物体B上放一金属片C,铁架台上固定一金属圆环,圆环处在物体B的正下方,系统静止时,金属片C与圆环间的高度差为h,由静止释放后,系统开始运动,当物体B穿过圆环时,金属片C被搁置在圆环上,两光电门固定在铁架台P1P2处,通过数字计时器可测出物体B通过P1P2这段距离的时间。

1)若测得P1P2之间的距离为d,物体B通过这段距离的时间为t,则物体B刚穿过圆环后的速度v=______

2)若物体AB的质量均用M表示,金属片C的质量用m表示,该实验中验证下面__________(填正确选项的序号)等式成立,即可验证牛顿第二定律。

A.    B.

C.    D. 

3)本实验中的测量仪器除了刻度尺、数字计时器外,还需要___________

4)若M>>m,改变金属片C的质量m,使物体B由同一高度落下穿过圆环,记录各次的金属片C的质量m,以及物体B通过P1P2这段距离的时间t,以mg为横轴,以__________(选填)为纵轴,通过描点作出的图线是一条过原点的直线。

【答案】

    C    天平        

【解析】

1B通过圆环后将匀速通过光电门,则B刚穿过圆环后的速度为:

2)选C。设绳子拉力大小为F,对A由牛顿第二定律得:

BC整体下落h的过程,由牛顿第二定律得:

再由运动学公式应有:,联立以上各式可得:

所以C正确。

3)根据上面的表达式可知需要已知金属片C的质量,所以还需要的器材是天平。

4)在释放至金属片C被搁置在圆环上的过程中,分别对ABC由牛顿第二定律可得:对A

BC

再由匀变速直线运动公式应有

联立解得:

因为M>>m,则

所以,以mg为横轴,以为纵轴的图线是一条过原点的直线。

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难度:偏难
知识点:实验:验证机械能守恒定律
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56.

回答下列问题:

(1)某同学用电磁打点计时器测匀变速直线运动的加速度,电磁打点计时器的工作电源为______

A.220V交流电     B.6V以下交流电

C.220V直流电     D.6V以下直流电

(2)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,打出的纸带如图所示,则可大致判断小车做______(填匀速匀变速)直线运动,这是因为______;计算小车的加速度大小a=______m/s2(保留两位有效数字).

【答案】

B    匀变速;    两个连续相等的时间间隔内的位移之差定;    3.0   

【详解】

(1)电磁打点计时器使用的是4-6V的低压交流电,B正确;

(2)相邻计数点间的距离之差,可知小车做匀变速直线运动.这是因为两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定;根据匀变速直线运动的推论公式可得小车运动的加速度计算表达式为

由于相邻计数点间仍有四个点,因此相邻计数点时间间隔为;代入数据,解得

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难度:中等
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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57.

某同学用图甲所示装置探究恒力做功与动能变化的关系.实验中砂和砂桶的总质量为m=10g,小车和砝码的总质量为M=200g.

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行平衡摩擦力的操作,下列操作正确的是________ . 

A.将长木板水平放置,调节砂和砂桶的总质量为m的大小,轻推小车,让小车做匀速运动.

B.将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度,撤去砂和砂桶,轻推小车,让小车做匀速运动.

(2)在实验中,当m_______M(填“>>”“=”“<<”)时,可以认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力.

(3)图乙是实验中得到的一条纸带,OABCDEFG8个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50 Hz.首先用刻度尺进行相关长度的测量,其中CE段的测量情况如图丙所示,由图可知CE段的长度为________cm,打点计时器打下D点时的速度为___________m/s,此时小车的动能为___________J.用此方法可以求出打下各计数点时小车的动能.

CE恒力对小车做的功为_________J,(该结果要求保留3位有效数字),把此值与CE动能变化量进行比较即可得到实验结论.

(4)实验中发现恒力做功始终比动能增量略小,可能原因是___________

A.平衡摩擦力时斜面倾斜过度造成

B.平衡摩擦力时斜面倾斜不够造成

C.砂与砂桶重力当成绳子拉力造成

【答案】

B,    <<,    10.60,    0.53,    0.028,    1.04×10-2    A   

【解析】

(1)平衡摩擦力时,需使小车的重力与摩擦力平衡,则操作正确的是:将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度,撤去砂和砂桶,轻推小车,让小车做匀速运动.故选B;

(2)以整体为对象 ,则小车的加速度为:

 

 可以近似认为 

 

若要认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力则必须满足条件

(3)根据刻度尺的读数原则可知长度为10.60cm  ,相邻两个计数点之间的时间间隔为 ,根据中点时刻的速度等于平均速度可知:

 

则小车的动能为 

CE恒力对小车做的功为 

(4)当平衡摩擦力时斜面倾斜过度时,此时小车受到合外力实际比mg所以合外力做的功也就大于动能的增加量,故选A

本题答案是:(1). B    (2). <<      (3). 10.60    ; 0.53  ; 0.028    ;1.04×10-2      (4). A

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难度:偏难
知识点:动能和动能定律
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58.

图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图,滑块上装有宽度为d(很小)的遮光条,滑块在钩码作用下先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t,用刻度尺测出两个光电门之间的距离x.

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,示数如图乙,则d=_____cm;

(2)实验时,滑块从光电门1的右侧某处由静止释放,测得t=50ms,则遮光条经过光电门1时的速度v=_____m/s;

(3)保持其它实验条件不变,只调节光电门2的位置,滑块每次都从同一位置由静止释放,记录几组x及其对应的t,作出﹣t图象如图丙,其斜率为k,则滑块加速度的大小ak关系可表达为a=_____

【答案】

0.75    0.15        

【解析】

(1)主尺:0.7cm,游标尺:对齐的是5,所以读数为:5×0.1mm=0.5mm=0.05cm,

故遮光条宽度d=0.75cm,

(2)滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度.

则滑块经过光电门时的速度为:

(3)图像的斜率解得

点睛:图象法处理数据时,要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式.结合图象的截距、斜率等求解.

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难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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59.

用如图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),然后每隔四个点选取一个计数点,如图中A、B、C、D、E、F所示;

通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E五点时小车的速度,以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,作出速度一时间图象如图所示.

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,本实验中使用的有_______________________(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)根据速度一时间图象可知,计数点O对应的小车速度为_____,小车运动的加速度为______

(3)纸带中只标出了O、A两计数点的距离为1.80cm,计算可得A、B两计数点的距离为_______

【答案】

A    C    0.1    1.6    3.40   

【解析】

(1)本实验中使用的有:电压合适的50Hz交流电源和刻度尺,不需要直流电源、秒表和天平;故选AC;

(2)由图像可知,计数点O对应的小车速度为0.1m⁄s,小车运动的加速度为

(3)根据∆x=aT2可知AB两计数点的距离为:1.80cm+1.6×0.12×102cm=3.40cm.

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难度:偏难
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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60.

某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度.

请指出该同学在实验操作中存在的明显错误或不当(指出一处即可):_____

该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个打点ABCDEF为计数点,测得点ABCDEF的距离分别为h1h2h3h4h5.若打点的周期为T,则打E点时重物速度的表达式为vE_____;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g_____m/s2

【答案】

打点计时器用了直流电或释放重物前重物未靠近打点计时器        9.4   

【详解】

打点计时器应接交流电源,重物释放时应紧靠打点计时器;

利用匀变速直线运动的推论 v22gh,速度的二次方v2与距离(h)的关系图线的斜率为18.8,所以g9.4m/s2

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难度:基础
知识点:自由落体运动
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61.

探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,组成了如图所示的装置,所用的每个钩码的质量都是30 g他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,在坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线.(弹簧认为是轻弹簧,弹力始终未超出弹性限度,取g10 m/s2)

1由图线求得该弹簧的劲度系数k__________N/m.原长__________cm(结果均保留两位有效数字)

2某同学在做探究弹力和弹簧伸长量的关系实验中,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用毫米刻度尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把LL0作为弹簧的伸长量x.这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是图中的____

【答案】

(1) 27(2529)     6.0cm    C   

【分析】

(1)对弹力于弹簧长度变化关系的分析.图线跟坐标轴交点,表示弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长.由画得的图线为直线可知弹簧的弹力大小与弹簧伸长量成正比.
(2)结合该实验中的注意事项分析即可.

【详解】

(1)根据胡克定律F=k(x-x0)即F=kx-kx0图象斜率等于弹簧的劲度系数

F=0时,x=x0,即图象与x轴的交点等于弹簧的原长,即x0=6.0cm
(2)把弹簧悬挂后,由于弹簧自身有重力,在不加外力的情况下,弹簧已经有一定的伸长.故C正确,ABD错误.故选C.

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难度:容易
知识点:重力与弹力
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62.

(1)用螺旋测微器(千分尺)测小球直径时,示数如图甲所示,这时读出的数值是___________mm;用游标卡尺(卡尺的游标有20等分)测量一支铅笔的长度,测量结果如图乙所示,由此可知铅笔的长度是________cm.

(2)利用闪光照相研究平抛运动的示意图.小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图中标出,单位为cm,如图所示,两球恰在位置4相碰.则A球离开桌面时的速度___________.(取g=10m/s2

(3)如图所示,质量不同的两个物体AB,用跨过定滑轮的细绳相连.开始时B放在水平桌面上,A离地面有一定的高度,从静止开始释放让它们运动,在运动过程中B始终碰不到滑轮,A着地后不反弹.滑轮与轴处摩擦不计,绳子和滑轮质量不计.用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ

在本实验中需要用到的测量工具是__________________

需要测量的物理量是______________(物理量需用字母表示).

动摩擦因数的表达式为μ=_______________________

【答案】

8.473;    10.060;    1m/s;    天平,刻度尺;    A距地面的高度hB在桌面上滑行的总距离sAB的质量;      ;   

【详解】

(1)螺旋测微器的固定刻度读数为8mm,可动刻度读数为0.01×47.30mm=0.473mm,所以最终读数为:8mm+0.473mm=8.473mm,由于需要估读因此在范围8.472mm~8.474mm范围内都对;游标卡尺的固定刻度读数为10cm,游标读数为0.05×12mm=0.60mm=0.060cm,所以最终读数为:10cm+0.060cm=10.060cm;
(2)相邻两个球间的时间间隔T=1/f=1/10s=0.1s,两球相遇经历的时间等于B球自由落体运动的时间,t=3T=0.3s.因为水平方向上做匀速直线运动,有x=v0t.则初速度
(3)设A距地面的高度h,B在桌面上滑行的总距离s,A、B的质量mA、mB
从开始释放让它们运动,到A着地,根据系统能量守恒得:
mAgh=μmBgh+(mA+mB)v2
A着地到B停在桌面上,根据能量守恒得:mBv2=μmBg(s-h)   
①②解得:

【点睛】

螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读;游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读,注意两种仪器读数的不同.知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式进行求解.

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难度:偏难
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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63.

探究求合力的方法的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OBOC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.

1)某次实验中,拉OC细绳的弹簧秤指针位置如甲图所示,其读数为_____N;乙图中的FF两力中,方向一定沿AO方向的是_____

2)关于此实验下列说法正确的是_____

A.与橡皮筋连接的细绳必须等长

B.用两只弹簧秤拉橡皮筋时,应使两弹簧秤的拉力相等,以便算出合力的大小

C.用两只弹簧秤拉橡皮筋时,结点位置必须与用一只弹簧秤拉时结点的位置重合

D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要短一些

【答案】

2.60    F    C   

【详解】

(1)弹簧秤最小刻度为0.1N,估读到0.01N,则读数为2.80N; F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力.故方向一定沿AO方向的是F,由于误差的存在FF方向并不在重合.

(2)A、与橡皮筋连接的细绳要稍微长些,并非要求等长,故A错误.B、实验要方便、准确,两分力适当大点,读数时相对误差小,但没有要求两力必须相等,故B错误;C、为了保证效果相同,两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉至同一位置,故C正确.D、为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故D错误.故选C.

【点睛】

明确实验原理,要求在验证力的平行四边形定则实验中,我们要知道分力和合力的效果是等同的,同时根据实验原理去分析实验中的注意事项和减小误差的基本方法.

组卷:0次
难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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64.

用打点计时器测速度实验中:

1)在下面的仪器和器材中,必须使用的有____________。(填选项代号)

A.低压交流电源    B.秒表       C.刻度尺         D.天平

2)实验过程中,下列做法正确的是______

A.先接通电源,再使纸带运动

B.先使纸带运动,再接通电源

3)扎西同学打点计时器测速度.将打点计时器接到电源频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条实验纸带,取纸带上的 ABCDEFG,共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出)

推测小车做_______________ 运动( “加速减速”)

两相邻计数点间的时间间隔为T=____________ s

由纸带可知,计算CDE各点的瞬时速度, vC=_______ m/svD=_______ m/svE=________ m/s。(保留三位有效数)

【答案】

(1)AC    (2)A    (3)加速;    0.1s    0.479m/s;    0.560m/s;    0.640m/s   

【解析】

1)根据纸带上点迹分布判断物体运动情况;(2)实验过程中,必须要先接通电源,再使纸带运动3)根据匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解各点的速度。

【详解】

(1)用打点计时器测速度实验中,下面的仪器和器材中,必须使用的有:低压交流电源刻度尺;不需要秒表和天平故选AC;

(2)实验过程中,必须要先接通电源,再使纸带运动,这样才能充分利用纸带故选A.

(3)由纸带可知,点迹之间的间距逐渐增加,可推测小车做加速运动;

因为每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,则两相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s.

由纸带可知,计算C、D、E各点的瞬时速度,

 

【点睛】

解决本题的关键掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,并掌握实验操作步骤.能够知道相邻的计数点之间的时间间隔,利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.

组卷:0次
难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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65.

某同学在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、67个测量点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10,试完成下面问题.

(1)根据纸带上各个测量点间的距离,某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中.(要求保留3位有效数字)

瞬时速度

v1

v2

v3

v4

v5

数值(m·s-1

0.165

0.214

0.263

________

0.363

(2)在图中所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线________

(3)由图象求出小车的加速度a=________ m/s2

【答案】

0.314m/s        0.5m/s2   

【详解】

14点瞬时速度等于第3与第5点间的平均速度,故:

2)如图所示:

4)图线的斜率表示加速度,故:

组卷:0次
难度:中等
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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66.

在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙两种装置:

若入射小球质量为,半径为;被碰小球质量为,半径为,则要求______

A.  

B. 

C.             

D.  

设入射小球的质量为,被碰小球的质量为,则在用甲装置实验时,验证动量守恒定律的公式为______用装置图中的字母表示

若采用乙装置进行实验,以下所提供的测量工具中必须有的是______

A.毫米刻度尺       

游标卡尺       

天平       

弹簧秤       

秒表

在实验装置乙中,若小球和斜槽轨道非常光滑,则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒。这时需要测量的物理量有:小球静止释放的初位置到斜槽末端的高度差,小球从斜槽末端水平飞出后平抛运动到地面的水平位移s、竖直下落高度则所需验证的关系式为______不计空气阻力,用题中的字母符号表示

【答案】

C        AC        

【解析】

1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量。为了使两球发生正碰,两小球的半径相同;

2)(3)两球做平抛运动,由于高度相等,则平抛的时间相等,水平位移与初速度成正比,把平抛的时间作为时间单位,小球的水平位移可替代平抛运动的初速度。将需要验证的关系速度用水平位移替代。根据表达式确定需要测量的物理量。

4)验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒,即验证在斜槽滑下动能的增加量与重力势能的减小量是否相等。

【详解】

(1)在小球碰撞的过程中水平方向动量守恒

在碰撞过程中机械能守恒,则:

则碰后,入射小球的速度变为

要碰后入射小球的速度为:

则只要保证即可,故选C。

(2)(3)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,碰撞前入射小球的速度为:

碰后入射小球的速度为:

碰后被碰小球的速度为:

根据动量守恒:由于平抛运动的时间相等可得;故需要的工具有刻度尺天平

(4)根据平抛运动的规律有:解得

平抛运动的初速度为

则动能的增加量为:

重力势能的减小量为:

则需验证:

即为

【点睛】

本题考查验动量守恒定律的实验,要注意本实验中运用等效思维方法,平抛时间相等,用水平位移代替初速度,这样将不便验证的方程变成容易验证;在学习中要注意理解该方法的准确应用。

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难度:容易
知识点:实验:验证动量守恒定律
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67.

如图1所示,用碰撞实验器材可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度.

1)上述实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有______.(写出物理量及相应符号)

2)实验中造成误差的可能情况有______

A.用直尺测量的线段OMOPON长度值

B.轨道不光滑

C.轨道末端不水平

D.轨道末端到地面的高度未测量

3)若测得各落点痕迹到O点的距离:OM2.68cmOP8.62cmON11.50cm,并知小球12的质量比为21,则系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P的百分误差__________________%(结果保留一位有效数字).

4)完成上述实验后,实验小组成员小红对上述装置进行了改造,小红改造后的装置如图2所示.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤12的操作,得到两球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上,平均落点M′、P′、N′.测量轨道末端到M′、P′、N′三点的连线与水平方向的夹角分别为,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________ (用所测物理量的符号表示)

【答案】

小球1和小球2的质量m1m2    AC    2%    =+   

【详解】

1)因为平抛运动的时间相等,根据vx/t,所以用水平射程可以代替速度;根据动量守恒得:m1v0=m1v1+m2v2,即m1OP=m1OM+m2ON,所以除了测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1m2
2)用直尺测量的线段OMOPON长度值时可能做成误差,选项A正确;轨道不光滑对实验无影响,只要小球到达底端的速度相同即可,选项B错误;轨道末端不水平,则小球不能做平抛运动,会造成误差,选项C正确;因水平射程代替速度,则轨道末端到地面的高度未测量不会造成误差,选项D错误;

3)系统碰撞前总动量P=m1OP=8.62×2m2=17.24m2;碰撞后总动量P= m1OM+m2ON=2.68m1+11.50m2=16.86m2,则

4)设圆弧半径为R,且落点M'与圆心连线与水平方向夹角为α1,则由平抛运动的知识可知:;解得;同理可得:;则要验证的关系为:m1v0=m1v1+m2v2;带入可得:=+.

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难度:偏难
知识点:实验:验证动量守恒定律
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68.

探究恒力做功与动能改变的关系实验中(装置如图甲):

下列说法哪一项是正确的___________.(填选项前字母)

    A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上

    B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量

    C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放

图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s(保留三位有效数字).

【答案】

C    0.653   

【解析】

试题分析:车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动,A错误;设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则:

对小车有:F=Ma

对钩码有:mg-F=ma,即:mg=M+ma

如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求:Ma=M+ma,必须要满足小车的总质量远大于钩码质量,这样两者才能近似相等.为使纸带打上尽量多的点,实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放

中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得:=0.653m/s.

考点:本题考查探究恒力做功与动能改变的关系

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难度:偏难
知识点:动能和动能定律
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69.

某同学在做验证力的平行四边形定则实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示.

(1)如果没有操作失误,图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示,则图乙中的FF'两力中,方向一定沿AO方向的是______

(2)本实验采用的科学方法是______

A.理想实验法  B.等效替代法  C.控制变量法  D.建立物理模型法

(3)在同一对比实验的两次操作中,O点位置______.(选填可以不可以)变动.

(4)如图丙,使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向,在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变,则在整个过程中关于弹簧测力计ab的读数变化是__________

Aa增大,b减小                         Ba减小,b增大

Ca减小,b先增大后减小                 Da减小,b先减小后增大

【答案】

    B    不可以    D   

【详解】

1 是通过实验方法得出的,其方向一定与AO方向相同;

2)合力与分力的作用效果相同,所以本实验的科学方法是等效替代法,故B符合题意ACD不符合题意.

3)在同一对比实验的两次操作中,为了保证合力与分力的作用效果相同,O点位置不可以变动.

4)对点O受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,如图,其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,Oa弹簧拉力方向不变,Ob弹簧拉力方向和大小都改变

根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大,a的读数不断变小,故ABC不符合题意,D符合题意.

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难度:容易
知识点:专题十三 中学物理实验
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70.

1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系

1)完成下列实验步骤中的填空:

平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点;

按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码;

打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m

按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤

在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1s2,求出与不同m相对应的加速度a

以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出m关系图线,若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则m处应成_________关系(填线性非线性)。

2)完成下列填空:

)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_________

)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1s2s3a可用s1s3Δt表示为a=_____;图2为用米尺测量某一纸带上的s1s3的情况,由图可读出s1=_____mms3=____mm,由此求得加速度的大小a=_____m/s2

)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________

【答案】

均匀    线性    远小于小车和小车中砝码的质量之和        24.1    47.3    1.16            

【详解】

1平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动,打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀;

根据牛顿第二定律

解得

m成线性关系;

2)(i)设小车的质量为M,小吊盘和盘中物块的质量为m,设绳子上拉力为F,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律有

解得

M为研究对象,根据牛顿第二定律有

时有,即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力,所以为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量。

)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1s2s3,由匀变速直线运动的推论得

解得

2为用米尺测量某一纸带上的s1s3的情况,由图可读出s1=24.1mms3=47.3mm

由此求得加速度的大小

)设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有

解得

所以图象的斜率为

解得

纵轴截距为

解得

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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71.

某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线,并测出间距开始时讲模板置于处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到处的时间

木板的加速度可以用表示为=______________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_________

改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是_________________

a.b. c.d.

用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是____________________

a.可以改变滑动摩擦力的大小

b.可以更方便地获取多组实验数据

c.可以比较精确地测出摩擦力的大小

d.可以获得更大的加速度以提高实验精度

【答案】

    保持不变,重复实验多次测量,求平均值    c    bc   

【详解】

根据匀变速直线运动公式得:

为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是保持F1不变,重复实验多次测量,求平均值;

根据牛顿第二定律得

时,木板才产生加速度,此实验要求水的质量必须远远小于木板质量,当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后,图象将向下弯曲,只有图象c符合该同学的实验结果,abd不符合题意。

故选c

a.不可以改变滑动摩擦力的大小,a错误;

b.缓慢向瓶中加水,可以更方便地获取多组实验数据,b正确;

c.缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动,可以比较精确地测出摩擦力的大小,c正确;

d.并没有获得很大的加速度,可以获取多组实验数据以提高实验精度,d错误。

故选bc

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难度:偏难
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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72.

(1)关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是_______

A.电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源

B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源

C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小

D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢

(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器,其工作电压约为__________V, 电源频率是50Hz, 它每隔________s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如图6所示,纸带上OABCDEFG为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,O到各点距离由图可知。则纸带的加速度等于__________,在打D点时纸带的速度为___________(保留两位有效数字),FG的距离为____cm

【答案】

CD    46  V 6V以下    0.02    0.75 m/s2    0.40 m/s    5.90   

【解析】

(1) A.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,其工作电压是46V,电源的频率是50Hz,它每隔0.02s打一次点.电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,使用220V交流电压,当频率为50Hz时,它每隔0.02s打一次点,电火花计时器工作时,指导运动所受到的阻力比较小,它比电磁打点计时器实验误差小;故A错误;

B.在测量物体速度时,先接通电源,后让物体运动,只有这样才能保证纸带上打的点多一些,否则先让物体运动,后接通电源,由可能纸带上打不上点;故B错误;

C.当频率为50Hz时,它每隔0.02s打一次点,即打点的时间间隔等于频率的倒数,所以使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小,故C正确;

D.纸带上打的点越密,说明物体在相等的时间间隔内位移越小,即运动的越慢,故D正确。

(2) 电磁打点计时器是测量时间的仪器,其工作电压约为,它每隔0.02s打一次点

由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,设OA之间的距离为x1,以后各段分别为x2x3x4x5x6,根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小得:

x4-x1=3a1T2

x5-x2=3a2T2

x6-x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:

 

即小车运动的加速度计算表达式为:

 

代入数据解得:

 

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小

由于

x=aT2=0.75cm

所以

xFG=xEF+x=5.15cm+0.75cm=5.90cm

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难度:容易
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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73.

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V 的交流电和直流电两种,重物从高处由静止开始落下,重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。

1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重物的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是__________;操作不恰当的步骤是___________

2)某同学做验证机械能守恒定律的实验时,打下的一条纸带如图所示,0点为起始点,测得3 点、6 点、9点与第一点0 间的距离分别为hA=1.75cmhB=7.00cmhC=15.70cm,交流电的周期是0.02s,当地的重力加速度g=9.8m/s2,设重物的质量是m=1.00kg,则从0 点到6 点,重物的动能增量ΔEk=____J,重物重力势能减少量ΔEp=____________J。(有效数字均保留两位)

【答案】

C    BD    0.68    0.69   

【解析】

1)没有必要进行的步骤是C,本实验是用自由落体运动验证机械能守恒,验证的是,所以质量可测可不测;操作不恰当的步骤是BD,打点计时器连接的应该是交流电源,操作时应该先打开电源后释放重物。

2)从0 点到6 点,重物的动能增量,所以,重物重力势能减少量ΔEp=mghB=0.69J

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难度:基础
知识点:实验:验证机械能守恒定律
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74.

探究动能定理实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门MN,滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码.已知遮光条的宽度为d,滑块与遮光条的总质量为m

(1)接通气源,滑块从A位置由静止释放,读出遮光条通过光电门MN的时间分别为t1、t2,力传感器的示数F改变钩码质量,重复上述实验.

为探究在MN间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动能增量ΔEk的关系,还需要测量的物理量是______(写出名称及符号).

利用上述实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为______

(2)保持钩码质量不变,改变光电门N的位置,重复实验,根据实验数据作 出从MN过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时动能Ek的关系图象,如图乙所示,由图象能探究动能定理,则图线斜率约等于____,图线在横轴上的截距表示______

(3)下列不必要的实验操作和要求有______(请填写选项前对应的字母).

A.调节气垫导轨水平

B.测量钩码和力传感器的总质量

C.调节滑轮使细线与气垫导轨平行

D.保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

【答案】

光电门MN间的距离L        1    滑块经过光电门M时的动能    BD   

【解析】

(1)实验要求解拉力功,根据W=FL,需要测量两个光电门的间距L;
功:W=FL,通过两个光电门的速度分别为:vMvN;故动能增加量为:Ek;故需要验证的表达式为:FL=
(2)根据动能定理,有:W=,故W-EKN图象的斜率为1,图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门M时的动能
(3)调节气垫导轨水平,可以保证合力等于拉力,故A步骤是必须的;由于有力传感器直接测量力的大小,故不需要测量钩码质量,故B步骤不是必须的;调节滑轮细线与气垫导轨平行,保证拉力水平,故C步骤是必须的;由于已经有力传感器来测量力的大小,故不需要保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量,即D步骤不是必须的;故选BD.

【点睛】

本题考查探究功和速度变化关系的实验,关键是明确实验原理,根据动能定理列式分析W-EK图象的斜率和截距的含义,同时要知道有力传感器就不需要保证滑块质量远大于钩码的总质量.

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难度:容易
知识点:动能和动能定律
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75.

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.为第一个点,为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔打一个点,当地的重力加速度为,那么:

1)根据图上所得的数据,应取图中点到__________点来验证机械能守恒定律.

2)从点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量__________,动能增加量__________;请简述两者不完全相等的原因_______.(结果取三位有效数字)

3)若测出纸带上所有点到点之间的距离,根据纸带算出各点的速度及物体下落的高度,则以为纵轴,以为横轴画出的图像是图中的__________

A.            B.

C.            D.

【答案】

B    1.88    1.84    重物下落时受到空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力作用    A   

【详解】

解:(1) 验证机械能守恒时,我们验证的是减少的重力势能和增加的动能之间的关系,由点能够测的数据,而两点不方便测出速度,故应取图中点和点来验证机械能守恒定律;

(2)减少的重力势能:,根据利用匀变速直线运动的推论可得点的速度:点的动能为:,动能增加量为:,动能的增加量小于重力势能的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力作用,一部分重力势能转化为内能;

(3)从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出,可得,所以以为纵轴,以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线,故选项A正确.

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难度:中等
知识点:实验:验证机械能守恒定律
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76.

探究弹力和弹簧伸长关系的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,根据图象回答以下问题.

1)弹簧的原长为_________cm.

2)弹簧的劲度系数为_______.

3)分析图象,总结出弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_________.Lm为单位)

【答案】

10    1000        

【详解】

第一空.当所挂钩码的重力为零时,弹簧的长度即为原长,由题图可知,弹簧的原长为10cm.

第二空.弹簧的劲度系数:

.

第三空.由胡克定律.

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难度:中等
知识点:专题十三 中学物理实验
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77.

匀变速直线运动规律的实验中,某同学打出了一条纸带.已知实验中使用的电源频率是50Hz,他按打点的先后顺序,从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,分别标为OABCD,如图所示,则:

(1)相邻两计数点间的时间间隔为________s.

(2)C点时的瞬时速度大小为________m/s.(结果保留两位小数)

【答案】

0.10    0.38   

【详解】

(1)频率为50Hz,每隔0.02s打一个点,由于每五个点取作一个计数点,可知相邻两计数点间的时间间隔为0.10s

(2)C点的速度

组卷:0次
难度:容易
知识点:专题十三 中学物理实验
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78.

探究加速度与力、质量的关系实验时,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下:

)挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;

)取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a

)改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到的关系。

实验获得如图所示的纸带,计数点abcdef间均有四个点未画出,则在打d点时小车的速度大小_____(保留两位有效数字);

需要满足条件的方案是_____(选填甲和乙);在作图象时,把作为F值的是_____(选填甲和乙)。

【答案】

0.180.19        甲和乙   

【详解】

打点计时器打点周期

由匀加速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得,在打d点时小车的速度

在图甲的实验方案中,由托盘和砝码的重力提供拉力,让小车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得

则绳子对小车的拉力

时,绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力。

故甲需要满足

在图乙的实验方案中,挂上托盘和砝码,小车匀速下滑,设斜面的倾斜角为,斜面和纸带对小车的摩擦力或阻力总和为f,则有

取下托盘和砝码,小车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得

故乙方案中,不需要满足

在甲乙方案中,均用托盘和砝码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F

组卷:0次
难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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79.

某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置,在抛出点O的正前方,竖直放置一块毛玻璃.他们利用不同的频闪光源,在小球抛出后的运动过程中光源闪光,会在毛玻璃上出现小球的投影点,在毛玻璃右边用照相机进行多次曝光,拍摄小球在毛玻璃上的投影照片如图1,小明在O点左侧用水平的平行光源照射,得到的照片如图3;如图2,小红将一个点光源放在O点照射重新实验,得到的照片如图4已知光源的闪光频率均为31Hz,光源到玻璃的距离L=1.2m,两次实验小球抛出时的初速度相等.根据上述实验可求出:(结果

均保留两位小数)

(1)重力加速度的大小为___________m/s2,投影点经过图3M位置时的速度大小为___________ m/s

(2)小球平抛时的初速度大小为_____________ m/s

【答案】

9.61    0.62    9.30   

【详解】

(1)若用平行光照射,则球在毛玻璃上的投影即为小球竖直方向上的位移,由

投影点经过图3M位置时的速度大小

(2)设小球在毛玻璃上的投影NB=Y

则经过时间t后小球运动的水平位移为竖直位移为由相似三角形得:

结合图4可得:

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难度:偏难
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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80.

在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)当Mm的大小关系:___________满足时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)某同学保持小车的质量不变,改变盘中砝码的质量,根据所得数据,在如图2所示坐标系中作出a-F图象.图线存在截距,其原因是________________________

(3)如图3所示为某同学在做实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s,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,A点处瞬时速度的大小是________m/s,加速度的大小是________m/s2(计算结果保留两位有效数字).

【答案】

    平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力    0.86    0.64   

【解析】

(1)以整体为研究对象有,解得:M为研究对象有绳子的拉力显然要有F=mg,必有m+M=M,故有,即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.(2)图中有拉力时没有加速度,说明平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力.(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,则A点的速度为根据匀变速直线运动的推论公式,得加速度,代入数据得:

点睛】先以整体为研究对象求出整体的加速度,再以M为研究对象求出绳子的拉力,通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小.

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难度:中等
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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81.

用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律,实验步骤如下:

用天平测出AB两个小球的质量mAmB

安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平;

先不在斜槽的末端放小球B,让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放,小球A离开斜槽后,频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示);

将小球B放在斜槽的末端,让小球A仍从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞,频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示);

测出所需要的物理量.

请回答:

(1)实验AB的两球质量应满足______

(2)在步骤中,需要在照片中直接测量的物理量有______;(请选填x0y0xAyAxByB”)

(3)两球在碰撞过程中若动量守恒,满足的方程是:______

【答案】

 ;    ;     ;    

【解析】

1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒,故有mAv0=mAv1+mBv2,在碰撞过程中动能守恒,故有,解得,要碰后a的速度v10,即mA-mB0mAmB;(2)由于频闪照相的频率固定,因此只需要测量小球的水平位移,在步骤中,需要在照片中直接测量的物理量有x0xAxB;(3)验证的方程为mAx0mAxAmBxB

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难度:中等
知识点:实验:验证动量守恒定律
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82.

如图所示,在研究平抛运动的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:

A.让小球多次从同一位置静止释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中abcd所示.

B.安装好器材,注意斜槽末端切线水平,记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线.

C.取下方格纸,以O为原点,以水平线为x轴,竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.

1)上述实验步骤的合理顺序是____________.

2)已知图中小方格的边长为L,则小球从a位置运动到c位置所用的时间为________,小球平抛的初速度为________. (均用Lg表示)

【答案】

BAC            

【详解】

(1)实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,在进行数据处理,故实验顺序为:B,A,C

(2)由图可以知道abcd之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有:

由题可以知道,带入计算得出每相邻两个位置的时间间隔为:

则小球从a位置运动到c位置所用的时间为:

(3) 水平方向匀速直线运动,

小球平抛的初速度为:

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难度:偏难
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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83.

在研究匀变速直线运动规律的实验中,下图为打点计时器打出的一条纸带,打点计时器使用的是50Hz的交流电源,在纸带上所打的每5个点取1个的记数点,但第3个记数点没有画出,则

(1)该物体的加速度为____m/s2

(2)3个记数点与第2个记数点的距离约为____cm

(3)打第3个记数点时该物体的速度为____m/s(本题各结果均保留三位有效数)

【答案】

0.737    4.36    0.473   

【详解】

(1)每打5个点所取的记数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小,则有:

解得

0.737m/s2

(2)3个计数点与第2个计数点的距离

=0.0362+0.737×0.01m=0.0436m=4.36cm

(3)打第2个点时的瞬时速度等于打13之间的平均速度,因此有:

0.399m/s

所以打第三个点的速度为

v3=v2+aT=0.399+0.737×0.1m/s=0.473m/s

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难度:容易
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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84.

在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间,计时器所用电源的频率为50Hz,如图所示为小车带动的纸带上记录的一些点,在每相邻的两点之间都有四个点未画出.按时间顺序取012345六个点,用米尺量出12345点到0点的距离如图所示.

(1)当打第3个计数点时,小车的速度为____________

(2)若小车做匀变速直线运动,小车的加速度为_______________

【答案】

        

【详解】

(1)利用匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段时间内的平均速度,则小车在第3个计数点时的速度为:

(2)根据逐差法可以求出加速度的大小,得:

负号表示加速度方向与初速度方向相反,加速度为:

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难度:中等
知识点:位置变化快慢的描述 速度
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85.

利用力传感器研究加速度与合外力的关系的实验装置如图甲所示.

(1)下列关于该实验的说法,错误的是________

A.做实验之前必须平衡摩擦力

B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多

C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行

D.为了实验安全,打点计时器接直流电源

(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图所示.已知打点计时器每间隔0.02 s打一个点.

从图可知AB两点间的距离s1________cm;该小车的加速度a________m/s2(计算结果保留2位有效数字),实验中纸带的________(”)端与小车相连接.

(3)利用测得数据在坐标系中作出了图乙所示的aF图象.

图线不过坐标原点的原因是______________________________________________________________

小车和传感器的总质量为________kg.

【答案】

(1)BD    (2)0.70    0.20    左;    (3)①未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;    ②0.5   

【解析】

(1) 做实验之前必须平衡摩擦力,使得细线的拉力等于小车受到的合外力,选项A正确;由于实验中用到了力传感器,所以没有必要使小车的质量远大于钩码的质量,选项B错误;应调节定滑轮的高度使细线与木板平行,选项C正确;打点计时器必须用交流电源,选项D错误.此题选项错误的选项,故选BD.

(2)由图知s1=7.0 mm=0.70 cm,根据ΔxaT2可得am/s2=0.20 m/s2,开始时打点间距小,因此纸带的左端与小车相连接.

(3)由图象可知,当F≠0时,加速度仍然为零,说明没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足;aF图象中的斜率表示质量的倒数,由图可知,故小车和传感器的总质量M=0.5 kg.

点睛:本题考查加速度与合外力的关系实验,要明确实验的原理和实验的注意事项.尤其是知道平衡摩擦力的原因、如何平衡、平衡不到位会如何等问题;掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解速度和加速度.

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难度:容易
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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86.

某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.

实验步骤:

将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.

如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变050 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:

F/N

0

050

100

150

200

250

l/cm

l0

1097

1202

1300

1398

1505

找出F=250 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O,橡皮筋的拉力记为FOO′

在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O,将两笔尖的位置标记为AB,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB

完成下列作图和填空:

1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线.

2)测得OA=600cm,OB=760cm,FOA的大小为    N

3)根据给出的标度,作出FOAFOB的合力的图示.

4)通过比较     的大小和方向,即可得出实验结论.

【答案】

1)如图所示;(2180170190均正确);(3)如图所示;(4FOO′

【解析】

试题分析:(1)根据表中数据利用描点法得出对应的数据,图象与横坐标的交点即为l0

2)橡皮筋两端拉力相等,根据题意求得总长度即可求得皮筋上的拉力;

3)通过给出的标度确定力的长度,根据平行四边形得出图象如图所示;

4)根据实验原理可明确应比较实验得出的拉力与通过平行四边形定则得出的合力

解:(1)根据表格中数据利用描点法作出图象如图所示:

由图可知,图象与横坐标的交点即为l0,由图可知l0=10.0cm

2AB的总长度为6.00+7.60cm=13.60cm;由图可知,此时两端拉力F=1.80N

3)根据给出的标度,作出合力如图所示;

4)只要作出的合力与实验得出的合力F00大小和方向在误差允许的范围内相等,即可说明平行四边形定则成立;

故答案为(1)如图所示;10.0;(21.80;(3)如图所示;(4F00

【点评】本题考查验证平行四边形定则的实验,要注意通过认真分析题意掌握实验原理,注意本题中橡皮筋挂在钩上时,两端的拉力大小相等;根据总长度即可求得拉力大小

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难度:容易
知识点:专题十三 中学物理实验
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87.

某学校物理学习小组在探究弹力和弹簧伸长量的关系”.

 (1)如图甲所示,将弹簧的上端O 固定悬吊在铁架台上,旁边放置一刻度尺,刻度尺的零刻度线跟 O点对齐, 在弹簧的下部 A 处做一标记,如固定 一个指针.在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50 g),指 针在刻度尺上指示的刻度为 x.逐个 增加所挂钩码的个数,刻度x随挂钩上的钩码的重F的不 同而发生变化,将实验测得的相应 F、x 各点描绘在图乙中.请在图乙中描绘出 x F 变化的图像.由图像得出弹簧的劲度系数kA_____N/m(结果取两位有效数字);此弹簧的弹力大小 F弹跟弹簧伸长量 Δx 的关系是_____

(2)如果将指针固定在 A 点的下方 P 处,再作出 x F 变化的图像,得出弹簧的劲度 系数与kA相比,可能是_____

A.大于kA    B.等于kA

C.小于kA    D.无法确定

(3)如果将指针固定在 A 点的上方 Q 处,再作出 x F 变化的图像,得出弹簧的劲度 系数与kA相比,可能是_____

A.大于kA    B.等于kA

C.小于kA       D.无法确定

【答案】

如图所示

      32  ;     B     A   

【解析】

(1)描点画出x F 变化的图像:

由图象据代入数据得:则弹簧的弹力大小 F 弹跟弹簧伸长量 Δx 的关系是

(2)如果将指针固定在 A 点的下方 P 指针在P处变化的距离与指针在A处变化的距离相同,故据得出弹簧的劲度系数与 kA相比一样;故选B

(3)如果将指针固定在 A 点的上方 Q 指针在Q处变化的距离比指针在A处变化的距离小,故据,得出弹簧的劲度系数与比kA大;故选A

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难度:偏难
知识点:重力与弹力
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88.

利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有AB两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.

实验测得滑块A质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ.将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为 ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.

若实验允许的相对误差绝对值( )最大为5,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程.

【答案】

见解析.

【解析】

试题分析:按定义,物体运动的瞬时速度大小v为:

式中为物块在很短时间内走过的路程,设纸带上打出相邻两点的时间间隔为,则

可视为很短;设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0v1,将式和图给实验数据代入式可得: v0=2.00m/s ③

v1=0.970m/s ④

B在碰撞后的速度大小为v2,由式有

代入题所给的数据可得:v2=2.86m/s ⑥

设两滑块在碰撞前后的动量分别为PP,则

P=m1v0

P=m2v1+m2v2

两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为

 ⑨

联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,可得:

因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.

考点:验证动量守恒定律.

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难度:中等
知识点:动量守恒定律
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89.

1)如图所示,甲同学在做研究匀变速直线运动实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点未画出,经测量发现S1=705cmS2=768cmS3=833cmS4=895cmS5=961cmS6=1026cm,则A点处瞬时速度的大小是     m/s,加速度的大小是     m/s2(计算结果保留两位有效数字).

2)在一次实验中,如果乙同学不知道实验所使用的交流电电源的实际频率已超过50Hz,仍然按照50Hz计算,那么他计算出来的平均速度值与真实值相比_____

A.偏大     B.偏小    C.相等      D.不能确定

3)丙同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点,即两计数点之间时间间隔为01s,依打点先后编为012345.由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示.请根据给出的ABCD四段纸带回答:在BCD三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是______

【答案】

10.8640.642B3C

【解析】

试题分析:(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=01s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小.;设01之间的距离为x1,以后各段分别为x2x3x4x5x6,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:

x4-x1=3a1T2

x5-x2=3a2T2

x6-x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:a=a1+a2+a3

即小车运动的加速度计算表达式为:

2)打点周期与交流电的周期相同, =002s,当电源频率高于50Hz时,实际打点周期将变小,而进行计算时,仍然用002s,根据,因此测出的平均速度数值将比物体的真实数值小,故B正确;

3)根据匀变速直线运动的特点(相邻的时间间隔位移之差相等)得出:x45-x34=x34-x23=x23-x12=x12-x01

所以属于纸带A的是C图.

考点:研究匀变速直线运动

【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

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难度:偏难
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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90.

在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.

1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:____________________

a)通过调节使斜槽的末端保持水平

b)每次释放小球的位置必须不同

c)每次必须由静止释放小球

d)记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降

e)小球运动时不应与木板上的白纸(或复写纸)相接触

f)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线

2)一个同学在实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离相等的三点ABC,量得= 0. 2m.又量出它们之间的竖直距离分别为h1 = 0. 1mh2 = 0. 2m,利用这些数据,可求得:

物体抛出时的初速度为_________m/s

物体经过B时竖直分速度为________m/s

抛出点在A点上方高度为__________m处.

【答案】

(a)(c)(e)    2m/s    1.5 m/s    0.0125m   

【解析】

1)结合实验原理以及实验步骤进行分析即可;

2)根据竖直方向运动特点,求出物体运动时间;
然后利用水平方向小球匀速运动的特点,根据x=v0t即可求出物体的初速度;
匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即AC在竖直方向上的平均速度等于B点的竖直分速度;
根据B点竖直方向的速度大小,求出从抛出到B点的时间,从而求出从抛出到A点的时间,然后求出物体抛出点到A点的水平距离;

【详解】

1)为使小球每次以相同的水平速度离开斜槽,让小球做平抛运动,小球必须沿水平方向从斜槽上飞出,即调节使斜槽的末端保持水平,为使小球抛出时的速度相等,每次应从斜槽的同一位置由静止释放小球,同时为减小实验误差,小球在运动过程中,不能与方格纸相碰,而记录小球位置用的木条(或凹槽)每次不一定等距离下降,最后将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑的曲线将各点连接成抛物线,故(a)(c)(e)正确,(b)(d)(f)错误;

2在竖直方向上根据,则
物体抛出时的初速度
经过B点时的竖直分速度:
抛出点到B点的运动时间:
从抛出到运动到A点需要的时间:
则抛出点在A点上方高度:

【点睛】

解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法,以及匀变速直线运动的两个推论:在连续相等时间内的位移之差是一恒量;某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.

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难度:中等
知识点:实验:探究平抛运动的特点
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91.

一辆漏油的农用小四轮在平直公路上匀加速行驶,若每隔1s漏下一滴,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,测量的数据如图所示.根据测得的数据和油滴点迹分布可知,小四轮正向____________ (填”)做加速直线运动.其中小四轮滴第7个油滴时的速度v7____________m/s 滴第9个油滴时的速度V9___________m/s (后两空结果保留3位有效数字)

【答案】

    6.48×102    8.64×102   

【详解】

因为车正在匀加速行驶,所以相同时间内的位移越来越大,可以判断出小车正在向右行驶;

根据纸带处理求速度方法:

同理得到

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难度:基础
知识点:专题十三 中学物理实验
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92.

某同学利用如图甲所示的装置做探究弹力和弹簧伸长的关系实验.

1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在_____(选填水平竖直)方向.

2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由图线可得弹簧的原长x0=__ cm,劲度系数k=__N/m,他利用本实验原理把弹簧做成一把弹簧秤,当示数如图丙所示时,该弹簧伸长的长度△x=_____cm

【答案】

1)竖直;     24     50     6   

【解析】

(1)弹簧是竖直的,要减小误差,刻度尺必须与弹簧平行,故刻度尺要保持竖直状态;
(2)弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为4cm;弹簧弹力为2N时,弹簧的长度为8cm,伸长量为4cm;根据胡克定律F=kx,有:
由图丙得到弹簧的弹力为3N,依据胡克定律F=kx,有

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难度:容易
知识点:重力与弹力
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93.

电磁打点计时器工作时使用___(选填交流直流)电源,当电源的频率是50Hz时,每隔___s打一次点.其工作时的基本步骤如下:

A.当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源

B.将电磁打点计时器接上相应的电源

C.将纸带穿过两个限位孔并从复写纸下面通过

D.接通开关,立即拖动纸带运动

上述步骤正确的顺序是___.(按顺序填写步骤编号)

【答案】

交流    0.02    CBDA   

【详解】

第一二空、交流、0.02

电磁打点计时器使用低压交流电源,工作电压为46V,当电源的频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点.第三空、CBDA

工作时,先安装纸带,将纸带穿过两个限位孔并从复写纸下面通过,然后将电磁打点计时器接上相应的电源,接通开关,立即拖动纸带运动,当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源,所以上述步骤正确的顺序是CBDA

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难度:基础
知识点:专题十三 中学物理实验
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94.

探究力的平行四边形定则的实验如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OBOC为细绳,图是在白纸上根据实验数据画出的图.

(1)实验中必须保证两次将橡皮筋与细绳的结点O拉到同一位置,本实验主要采用的科学方法是 _____ .

A理想实验法

B等效替代法

C控制变量法

D建立物理模型法

2图乙作出的F两力中,方向一定沿AO方向的是______

3若认为图乙中F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由大小引起,则原因是的大小比真实值偏______选填

【答案】

B        大;   

【详解】

(1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法.故选B.

(2)F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力.故方向一定沿AO方向的是F,由于误差的存在FF方向并不在重合;

(3)由图可知,F1减小,合力FF′更接近重合,则原因是F1的大小比真实值偏大.

【点睛】

本实验采用的是等效替代的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代,明确理论值实验值的区别.

组卷:0次
难度:容易
知识点:专题十三 中学物理实验
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三、填空题(共1题)
1.

某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出).

根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题:

(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为_______m/s.在打出D点时,物块的速度大小为_______m/s;(保留两位有效数字)

(2)物块的加速度大小为_______m/s2.(保留两位有效数字)

【答案】

(1)0.56        0.96    (2)2.0   

【解析】

1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以

 

(2)根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小,得

组卷:0次
难度:中等
知识点:匀变速直线运动的速度与时间的关系
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试卷统计
试题总数:
100
总体难度:
中等
题型统计
大题类型
题目数
占比
选择题
5
5.0%
实验,探究题
94
94.0%
填空题
1
1.0%
知识点统计
知识点
题目数
占比
匀变速直线运动的位移与时间的关系
1
1.0%
专题十三 中学物理实验
20
20.0%
多普勒效应
1
1.0%
摩擦力
1
1.0%
匀变速直线运动的速度与时间的关系
12
12.0%
实验:探究加速度与力、质量的关系
14
14.00%
实验:探究平抛运动的特点
10
10.0%
位置变化快慢的描述 速度
12
12.0%
实验:验证动量守恒定律
7
7.00%
实验:验证机械能守恒定律
5
5.0%
重力与弹力
8
8.0%
动能和动能定律
4
4.0%
速度变化快慢的描述 加速度
1
1.0%
力的合成和分解
1
1.0%
牛顿第二定律
1
1.0%
自由落体运动
1
1.0%
动量守恒定律
1
1.0%
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