1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题检测卷(十五)力学实验(60分钟100分)1.(6分)(2013海南高考)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=m/s;(2)通过
2、分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据。2.(7分)(2013广州模拟)利用如图所示的装置可以做力学中的一些实验,已知交流电的频率为f,小车质量为M,钩码质量为m。(1)如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时,为使小车所受的合外力等于细线的拉力,应该采取的措施是,要使细线的拉力等于钩码的总重力,应该满足的条件是Mm(选填“大于”“远大于”“小于”或“远小于”)。(2)在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下,且使细线的拉力等于钩码的总重力,如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示。O为小车开始运动时打下的第一个点,A、B
3、、C为运动过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间的四个点没有标出,有关数据如图所示,要探究小车运动的动能定理,要满足一个怎样的关系式(用题中的字母符号表示)。(3)如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时,为尽可能消除摩擦力对小车的影响:则小车质量和钩码的质量关系应该满足Mm(选填“大于”“远大于”“小于”或“远小于”)。3.(8分)用如图甲所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。斜面的末端与水平桌面相切,小球从离桌面高h处由静止释放,小球离开桌面后落在水平地面上,此过程的水平位移用s表示,桌面高H。改变小球释放的位置,记录多组h、s值。(1)若小球在运动的过程中机械能守
4、恒,则h与s2之间应满足的关系是。(2)某同学根据实验结果,画出了h-s2图像如图乙所示。图像不过原点,并且随着s2的增大图像有弯曲的迹象。下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是。a.小球与斜面和桌面间有摩擦,改用动摩擦因数更小的斜面和桌面b.小球运动过程中受到空气阻力的作用,换用密度小一点的空心小球进行实验c.小球运动过程中受到空气阻力的作用,换用密度大一点的实心小球进行实验d.小球与斜面和桌面间有摩擦,在原基础上适当减小一下斜面的倾角4.(8分)(2013新课标全国卷)图甲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
5、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tA和tB,求出加速度a;多次重复步骤,求a的平均值;根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题:(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图乙所示,其读数为cm。(2)物块的加速度a可用d、s、tA和tB表示为a=。(3)动摩擦因数可用M、m、和重力加速度g表示为=。(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于(选填“偶然误差”或“系统误差”)。5.(8分)(2013泰安模拟)为了测
6、定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,末端与桌子右端M对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的P点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出末端N与桌子右端M的距离为L,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的Q点,已知重力加速度为g,不计空气阻力。(1)实验还需要测出的物理量是(用代号表示):_。A.滑槽的高度hB.桌子的高度HC.O点到P点的距离d1D.O点到Q点的距离d2E.滑块的质量m(2)写出动摩擦因数的表示式是=。(3)如果第二次实验时,滑块没有滑出桌面,测得滑行距离为x,则动摩擦因数可表示为=
7、。6.(9分)(2012池州二模)某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量(单位时间内从管口喷出的水的体积),方法如下:(1)先用游标卡尺测量喷水口的内径D。如图甲中的A、B、C、D四种测量方法,测量方式正确的是。(2)图乙为正确测量得到的结果,由此可得喷水口的内径D=m。(3)打开水阀,让水从喷水口水平喷出,稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x,竖直距离为y,则喷出的水的初速度v0=(用x、y、g表示)。(4)根据上述测量值,可得水管内水的流量Q=(用D、x、y、g表示)。7.(9分)(2011安徽高考)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码
8、。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)(1)作出m -l的关系图线;(2)弹簧的劲度系数为N/m。8.(9分)(2013合肥一模)某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,如图所示。(1)为完成该实验,下述操作中必需的是。a.测量细绳的长度b.测量各橡皮筋的原长c.测量悬挂重物后各橡皮筋的长度d.记录悬挂重物
9、后结点O的位置(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是_。(3)上述实验方法与用一根橡皮筋和两个弹簧测力计的验证方法有哪些改进(列举其中两点)。9.(11分)(2013日照一模)某同学在研究“对不同物体做相同功情况下,物体质量与速度的关系”时,提出了以下四种猜想:A.mvB.mC.mv2D.m为验证猜想的正确性,该同学用如图所示的装置进行实验:将长木板平放在水平桌面上,木块固定在长木板一端,打点计时器固定在木块上,木块右侧固定一轻弹簧,用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,打点计时器在纸带上打下一系列点,选取点迹均匀的一部分纸带,计算出小车匀速运动的速
10、度v1,测出小车的质量m1;然后在小车上加砝码,再次压缩弹簧至长木板虚线处由静止释放小车,计算出小车和砝码匀速运动的速度v2,测出小车和砝码的总质量m2;再在小车上加砝码,重复以上操作,分别测出v3、m3(1)每次实验中,都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,目的是;若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响,应进行的实验操作是_。(2)某次实验采集的五组数据如表:m/kg0.100.200.300.400.50v/ms-11.0000.7070.5770.5000.447由表格数据直观判断,明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的;若对某个猜想进行数据处理并作图,画出了如图
11、所示的图像,则图中的横坐标应是_。10.(10分)(2013安徽高考)根据单摆周期公式T=2,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为mm。(2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有。a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的c.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔t即为单摆周期
12、Te.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆周期T=11.(15分)(2012安徽高考)图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。(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,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是()A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车
13、是否做匀速运动B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是()A.M=200g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB.M=200g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC.M=400g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD.M=400g,m=20 g、40 g、60
14、 g、80 g、100 g、120 g(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7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。量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=m/s2(结果保留2位有效数字)。答案解析1.【解析】(1)打点计时器打B点时重物速度的大小vB=m/s=3.90m/s(2)=7.61(m/s)2,ghB=7.70(m/s)2,因为mmghB,近似验证了机械能守恒定律,或
15、由mmghB得出其他合理的结论也可以。答案:(1)3.90(2)见解析2.【解析】(1)探究物体的加速度与力、质量的关系时,为使小车所受的合外力等于细线的拉力,应该采取的措施是平衡摩擦力,要使细线的拉力等于钩码的总重力,应该满足的条件是Mm,满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下,且使细线的拉力等于钩码的总重力。(2)如果利用它来探究外力做功与动能的关系时,要探究小车运动的动能定理,要满足拉力对小车做功等于小车动能的变化。要满足的关系式是mghB=M()2=。(3)利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力对小车的影响。应使钩码的重力远大于小车受到的摩擦力,则小车
16、质量与钩码的质量关系应满足Mm。答案:(1)平衡摩擦力远大于(2)mghB=(3)远小于3. 【解析】 (1)由mgh=mv2,s=vt,H=gt2,联立解得h与s2间应满足的关系是h=。(2)产生这种现象的原因是小球与斜面和桌面间有摩擦,改用动摩擦因数更小的斜面和桌面,小球运动过程中受到空气阻力的作用,换用密度大一点的实心小球进行实验,选项a、c正确。答案:(1)h=(2)a、c4.【解析】(1)20等份游标卡尺的精确度为0.05mm,主尺读数0.9 cm,游标尺读数=120.005 cm=0.060 cm,所以游标卡尺的读数为0.960cm。(2)遮光片经过光电门A和B的平均速度分别表示A
17、、B位置的瞬时速度,vA=,vB=,又由速度位移公式得:a=。(3)对遮光片、物块和重物由牛顿第二定律得:F-Mg=M,mg-F=m,即mg-Mg=(M+m),所以=。(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差是实验原理不完善引起的系统误差。答案:(1)0.960(2)(3)(4)系统误差5.【解析】设滑块由桌面落到地面的时间为t,第一次实验时d1=v1tH=gt2第二次实验时d2=v2t且由N到M,由动能定理-mgL=m-m解得=,因此还需要测量d1、d2、H。如第二次实验时,滑块没有滑出桌面,则-mgx=0-m解得=答案:(1)B、C、D(2)(3)6.【解析】测量喷水口的内径,测量方式
18、正确的是C。喷水口的内径D=1.0cm+20.05 mm=1.01010-2m。由x=v0t,y=gt2,解得v0=x。水管内水的流量Q=Sv0=。答案:(1)C(2)1.01010-2(3)x(4)7.【解析】(1)如图所示,让直线通过尽可能多的点;(2)从图像中取两相距较远的点,利用k=求出,k等于0.248到0.262之间某值。答案:(1)见解析(2)0.2480.2628.【解析】(1)三条相同的橡皮筋,具有相同的劲度系数,故三条橡皮筋的形变量的大小代表了三条橡皮筋承受的力的大小,故必需的是b、c项。A、B两点固定,O点的位置决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向),故必需的是d项
19、。(2)最简便的方法是更换不同的小重物。(3)主要改进有以下方面:取材方便;用橡皮筋的伸长量等效替代拉力大小;可验证不同合力下的平行四边形定则等。答案:(1)b、c、d(2)更换不同的小重物(3)见解析9.【解析】(1)每次实验中,都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,目的是使小车获得相同的动能或弹簧对小车做功相同;如果要消除阻力对小车运动的影响,应首先平衡摩擦力,即适当垫高长木板固定打点计时器的一端,接通电源,轻推小车,使小车连同纸带一起在长木板上匀速运动。(2)由表格中数据可知,质量m越大,相对应的速度越小,所以明显不正确的是A、C;图像是正比例函数关系,然后据表格中数据估算mv2的
20、结果是定值,所以得出图中的横坐标应该是。答案:(1)使小车获得相同的动能(使弹簧对小车做功相同)垫高长木板固定打点计时器的一端,使小车连同纸带一起在长木板上匀速运动(平衡摩擦力)(2) A、C10.【解析】(1)(18+60.1)mm=18.6 mm。(2)摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些,摆球尽量选择质量大些、体积小些的,都是为了更加符合单摆的构成条件,故a、b是正确的;摆线相距平衡位置的角度,以不大于5为宜,故c是错误的;拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆周期T=,故d错,e对。答案:(1)18.6(2)a、b、e11.【解析】(1)要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,应将长木板远离定滑轮的一端垫起,使小车所受重力沿木板向下的分力与小车及纸带所受摩擦力平衡,即选项B正确。(2)要使砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,必须使mM,只有选项C符合这个要求。(3)小车的加速度为:a=,其中t=0.1s,代入数据得:a=0.42m/s2。答案:(1)B(2)C(3)0. 42关闭Word文档返回原板块
