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1、2020高考物理二輪專題訓練19 力學實驗(二)
1.(1)下列有關實驗的描述中,正確的是( )
A.在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,拉橡皮筋的細繩應稍長一些
B.在“探究彈簧彈力與其伸長量”關系的實驗中,作出彈力和彈簧長度的圖象也能求出彈簧的勁度系數
C.在“探究功與速度變化的關系”實驗中,需要求出打點紙帶的平均速度
D.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,必須由v=gt求出打某點時紙帶的速度
2.(2020·安徽理綜·21Ⅲ)利用圖1所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時,需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高
2、度h.某班同學利用實驗得到的紙帶,設計了以下四種測量方案:
圖1
a.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v.
b.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=計算出瞬時速度v.
c.根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過h=計算出高度h.
d.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v.
以上方案中只有一種正確,正確的是________.(填入相應的字母)
3.現要驗證“當質量一定時,物體運動的加
3、速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律.給定的器材如下:一傾角可以調節(jié)的長斜面(如圖2)、小車、計時器一個、米尺.
圖2
(1)填入適當的公式或文字,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):
①讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑到斜面底端A2,記下所用的時間t.
②用米尺測量A1與A2之間的距離x,則小車的加速度a=________.
③用米尺測量A1相對于A2的高度h.設小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=________.
④改變________,重復上述測量.
⑤以h為橫坐標,1/t2為縱坐標,根據實驗數據作圖,如能得到一條過原點的直線,則可驗證“當質量
4、一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律.
(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中,某同學設計的方案是:
①調節(jié)斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑.測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0.
②進行(1)中的各項測量.
③計算與作圖時用(h-h(huán)0)代替h.
對此方案有以下幾種評論意見:
A.方案正確可行.
B.方案的理論依據正確,但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動.
C.方案的理論依據有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關.
其中合理的意見是____________.
4.為了探究受到空氣阻力時,物體運動的速度隨時間的變化規(guī)律,某同
5、學采用了探究“加速度與物體質量、物體受力關系”的實驗裝置(如圖3所示).實驗時,平衡小車與木板之間的摩擦力后,在小車上安裝一薄板,以增大空氣對小車運動的阻力.
①往砝碼盤中加入一小砝碼,在釋放小車_______________ 圖3
(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源,在紙帶上打出一系列的點.
②從紙帶上選取若干計數點進行測量,得出各計數點的時間t與速度v的數據如下表:
時間t/s
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
速度v/(m·s-1)
0.12
0.19
0.23
0.26
0.28
0.29
請根據
6、實驗數據在圖4中作出小車的v-t圖象.
圖4
③通過對實驗結果的分析,該同學認為:隨著運動速度的增加,小車所受的空氣阻力將變大,你是否同意他的觀點?請根據v-t圖象簡要闡述理由.
5.如圖5所示,某學習小組的同學用此裝置測量小木塊與木板之間的動摩擦因數.長直平板一端放在水平桌面上,另一端架在某一高度的物體上,在平板上標出A、B兩點.實驗步驟如下:
a.用毫米刻度尺測量A、B之間的距離L,所架物體的高度h; 圖5
b.在小物塊的后面固定好紙帶,在A處固定好打點計時器,使紙帶穿過打點計時器;
c.打開打點計時器,將滑塊從A點外靜止釋放;
d.改變所架物體的高度,
7、重復以上步驟做6次,求動摩擦因數的平均值.
若通過紙帶測得的加速度為a,則動摩擦因數為μ=______.(用上述相關字母表示)
6.伽利略在《兩種新科學的對話》一書中,討論了自由落體運動和物體沿斜面運動的問題,提出了這樣的猜想:物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運動.同時他還運用實驗驗證了其猜想.某校物理興趣小組依據伽利略描述的實驗方案,設計了如圖6所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動.
圖6
①實驗時,讓滑塊從不同高度由靜止沿斜面下滑,并同時打開裝置中的閥門,使水箱中的水流到量筒中;當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定).該探究方案利用量筒中收集的
8、水量來測量________.
②下表是該小組測得的有關數據,其中s為滑塊從斜面的不同位置由靜止釋放后沿斜面下滑的距離,V為相應過程中量筒中收集的水量.分析表中數據,根據________可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結論.
次數
1
2
3
4
5
6
7
s/m
4.5
3.9
3.0
2.1
1.5
0.9
0.3
V/mL
90
84
72
62
52
40
23.5
5.6×
10-4
5.5×
10-4
5.8×
10-4
5.5×
10-4
5.6×
10-4
5.6×
10-4
5.4×
9、
10-4
③本實驗誤差的主要來源有:距離s的測量有誤差,水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于__________________________等.(寫出一種即可)
7.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數,實驗裝置如圖7所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz.開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列小點.
圖7
(1)圖8給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4
10、、5、6、7是計數點,每相鄰兩計數點間還有4個計時點(圖中未標出),計數點間的距離如圖8所示.根據圖中數據計算的加速度a=________ m/s2.(保留三位有效數字).
圖8
(2)回答下列兩個問題:
①為測量動摩擦因數,下列物理量中還應測量的有______.(填入所選物理量前的字母)
A.木板的長度l
B.木板的質量m1
C.滑塊的質量m2
D.托盤和砝碼的總質量m3
E.滑塊運動的時間t
②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是______.
(3)滑塊與木板間的動摩擦因數μ=__________(用被測物理量的字母表示,重力加速度為g).與真實值相比,測量的
11、動摩擦因數________(填“偏大”或“偏小”).寫出支持你的看法的一個論據_______________________________________________________________.
8.(2020·全國卷Ⅰ)如圖9所示,兩個質量各為m1和m2的小物塊A和B,分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端,已知m1>m2,現要利用此裝置驗證機械能守恒定律.
①若選定物塊A從靜止開始下落的過程中進行測量,則需要測量的物理量有__________. 圖9
A.物塊的質量m1、m
12、2
B.物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間;
C.物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間;
D.繩子的長度.
②為提高實驗結果的準確程度,某小組同學對此實驗提出以下建議:
A.繩的質量要輕;
B.在“輕質繩”的前提下,繩子越長越好;
C.盡量保證物塊只沿豎直方向運動,不要搖晃;
D.兩個物塊的質量之差要盡可能?。?
以上建議中確實對提高準確程度有作用的是________.
③寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議:________.
答案
1.AB 2.d 3.(1)②?、踡g?、苄泵鎯A角(或h的數值) (2)C
4.①之前?、趫D象如圖所示?、弁?/p>
13、意,在v-t圖象中,速度越大時,加速度越小,小車受到的合力越小,則小車受空氣阻力越大.
解析?、俅螯c計時器要在釋放小車之前接通電源.
②選取合適的坐標標度,描點連線即可作出圖象,如圖所示.
③v-t圖象的斜率表示加速度的大小,由圖象可知,其速度越來越大,加速度越來越小,則小車所受空氣阻力越來越大.
5.
6.①時間?、谠趯嶒炚`差范圍內,是一常數
③斜面不同位置處粗糙程度不完全相同、水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等(其它答案合理的也給分)
7.(1)0.496 (2)①CD?、谔炱?
(3) 偏大 忽略了紙帶與限位孔之間的摩擦力.
8.①AB或AC?、贏C
③對同一高度進行多次測量取平均值;或選取受力后相對伸長量盡量小的繩;盡量減小滑輪的質量、對滑輪轉動軸進行潤滑、選擇質量相對較大的物塊