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(十二)力学实验(60分钟100分)1.(13分)(2013普陀区模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学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,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)图乙中的是力F1和F2的合力的理论值;是力F1和F2的合力的实际测量值。(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:(选填“会”或“不会”)。为什么?答: 。(3)本实验采用的科学方法是()
2、A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法D.建立物理模型法2.(13分)(2013扬州模拟)某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图所示,实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等,小钢球的初始位置与标度O平齐,O、A、B、C、D、E间距相等,竖直杆上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落。光电门可以在竖直杆上移动。(1)某同学用游标卡尺测小钢球的直径,如图所示,读数为cm。(2)先将光电门夹在A处,光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t,量出OA的距离为h,小钢球的直径为d,则小钢球运动到光电门处的瞬时速度v=,当地的重力加速度
3、为(用题中所给字母表示)。(3)该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验,若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t,请你判断此时光电门应固定在处(选填“B”“C”“D”或“E”)。3.(14分)(2013南通一模)学校的课外物理兴趣小组想测出滑块与木板间的动摩擦因数,李轩同学想出一个方案,如图,将一小铁球和滑块用细线连接,跨在木板上端的一个小定滑轮上。开始时小铁球和滑块均静止,然后剪断细线,小铁球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小铁球落地和滑块撞击挡板的声音。他们反复调整挡板的位置,重复上述操作,直到能同时听到两撞击声,然后用刻度尺测量出H=1.25m,x=0.50m
4、,h=0.30m,已知当地的重力加速度为g=10m/s2。根据以上内容回答下面的问题:(1)滑块下滑的加速度大小为m/s2。(2)请利用H、h、x这三个物理量表示出动摩擦因数的数学表达式=,代入相关数据,求出滑块与木板间的动摩擦因数=。(3)与真实值相比,测量的动摩擦因数(选填“偏大”“偏小”或“不变”),写出支持你想法的一个论据。4.(14分)(2013苏锡常镇一调)“物体所受的合力减小,物体的运动速度就一定减小吗?”某同学设计了如图甲所示的实验装置研究这一问题:先调节斜面倾角,使小车不受拉力时可近似做匀速运动,然后将一根橡皮筋一端固定,另一端系在小车上,将小车拉到靠近打点计时器的位置。启动
5、打点计时器并从静止释放小车,得到如图乙所示的纸带。打点计时器的打点周期为T,纸带上各点为连续打出的点,纸带上某点P与其相邻点间距离分别为x1、x2。(1)该同学用来计算打点P时小车速度的大小,可以这样计算的理由是。这样计算得到的结果与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”)。(2)从纸带上选取若干点进行测量和计算,得出这些点对应的速度v和时刻t,如下表:时刻t/s00.120.180.240.300.360.420.500.60速度v/ms-100.500.700.860.940.980.980.980.98请根据实验数据作出小车的v-t图像。(3)通过对实验结果的分析,可以得到实验结论: 。5.
6、(15分)(2013苏北三市二调)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。(1)某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径,读数如图甲所示,小球直径为cm。图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出,先后通过光电门A、B,计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15 ms,由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB,其中vA=m/s。(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h,已知当地的重力加速度为g,只需比较是否相等,就可以验证机械能是否守恒(用题目中涉及的物理量符号表示)。(3)通过多次的实验发现,小球通过光电门A的时间越短,(2)中要验证的两数值差越大,试分析实验中
7、产生误差的主要原因是 。6.(15分)(2013无锡模拟)某同学设计了如图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒。物块B装有一宽度很小的挡光片,测得挡光片宽度为d,A和B(含挡光片)的质量分别为m1和m2。系统由静止释放,当挡光片通过光电门(固定光电门的装置未画出)时,可通过计算机系统记录挡光时间t。改变挡光片到光电门的距离h,重复实验,采集多组数据(A未碰到滑轮)。(1)若某次记录的挡光时间为t1,则挡光片到达光电门处时B的速度大小为。(2)该同学设想:若根据采集到的数据能得到图乙所示的直线,就能说明物块A、B组成的系统机械能守恒。按照这个设想,图线的纵坐标可以是(选填“t”“t2”“
8、”或“”),若得到该图线的斜率为k,则可计算重力加速度的大小为(用k、d、m1和m2表示)。(3)在实际运动过程中系统动能的增加量Ek小于系统势能的减少量Ep,指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因:;。7.(16分)(2013泰州模拟)(1)如图所示是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带。打点计时器电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,F点由于不清晰而未画出。F点的速度v=m/s,加速度a=m/s2。(2)如图甲,半径不大的圆形纸片固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动。在圆形纸片的旁边竖直安装一个打点计时器,纸片上留下的一段痕迹如图乙所
9、示。用这个装置可以测量电动机转动的角速度。在纸片转动不到一周的过程中,得到了n个清晰而且连续的点,已知打点计时器电源频率为f,要得到角速度的测量值,还需直接测量的物理量是_(用必要的文字和字母表示)。角速度=(用已知的物理量和直接测量的物理量的符号表示)。为了避免在纸片连续转动的过程中打点出现重叠,在保持电火花计时器与盘面良好接触的同时,缓慢地将电火花计时器沿圆形纸片半径方向向纸片中心移动。则纸片上打下的点的分布曲线就不是一个圆,这样做对测量结果_(选填“有”“没有”或“无法确定”)影响。答案解析1.【解析】(1)力F1和F2的合力的理论值应为以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线,即为F;则
10、F为合力的实际测量值。(2)由于实验中细绳的作用仅是描述力的方向,且橡皮筋受力情况与细绳完全相同,因此把细绳换成橡皮筋,不会影响实验结果。(3)本实验的实验原理是两分力的共同的作用效果与合力的作用效果相同,即等效替代法,故C正确。答案:(1)FF(2)不会因为橡皮筋受力情况与原细绳相同(3)C2.【解析】(1)游标卡尺读数为7mm+0.0510 mm=7.50 mm=0.750 cm。(2)小钢球运动到光电门处的瞬时速度v用平均速度替代,为。小钢球做自由落体运动,所以有2gh=v2,解得g=。(3)若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t,则速度为(2)中速度的2倍,因此距离为原
11、来的4倍,光电门应固定在D处。答案:(1)0.750(2)(3)D3.【解析】(1)根据运动学规律有H=gt2,x=at2可得a=g=10m/s2=4.0 m/s2。(2)设木板与水平桌面的倾角为,对滑块下滑时进行受力分析并根据牛顿第二定律有mgsin-mgcos=ma,sin=,cos=,联立可得=,代入数据可求得=0.25。(3)由于忽略空气阻力而造成测量的动摩擦因数偏大。答案:(1)4.0(2)0.25(3)偏大忽略了空气阻力【变式备选】(2013南京盐城一调)如图甲所示为利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图,小车拖着纸带在斜面上下滑时,打出的一段纸带如图乙所示,其中O为小
12、车开始运动时打出的点。设小车在斜面上运动时所受阻力恒定。(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则小车下滑的加速度a=m/s2,打E点时小车速度vE=m/s。(均取两位有效数字)(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,可运用牛顿运动定律或动能定理求解,在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度vE、小车质量m、重力加速度g外,还需要利用米尺测量哪些物理量?列出阻力的表达式。方案一:需要测量的物理量,阻力的表达式(用字母表示)。方案二:需要测量的物理量,阻力的表达式(用字母表示)。【解析】(1)由匀变速直线运动的规律:x=aT2得a=m/s24.1 m/s2;匀变速直线运动中
13、间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,则vE=m/s2.5 m/s。(2)对小车进行受力分析,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力以及沿斜面的阻力。要求阻力的表达式,可由牛顿第二定律求解,即测量斜面的长度L和高度H,得f=mg-ma;也可从O到E根据动能定理求解,即测量斜面长度L和高度H,还有纸带上OE距离s,得出f=-。答案:(1)4.12.5(2)方案一:测量斜面的长度L和高度Hf=mg-ma方案二:测量斜面长度L和高度H,还有纸带上OE距离sf=-4.【解析】(1)时间很短时,平均速度可以近似等于瞬时速度。由点迹和题意判断小车做加速度变小的加速运动,在速度图像中,对应的面积大于匀
14、变速直线运动的面积,所以测量结果偏小。(2)速度图像如图所示。(3)从图线看,小车是做加速度变小的加速运动,合力变小,但速度是增大的。答案:(1)很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度偏小(2)见解析图(3)物体所受的合力减小,物体的运动速度不一定减小5.【解析】(1)计算小球通过光电门的速度时,可用小球的直径除以挡光时间。(2)小球在上升过程中,减少的动能转化为增加的重力势能,如果机械能守恒,则必有mgh=-,即gh=-。(3)小球上升过程中要受到空气阻力的作用,且速度越大,所受阻力越大,故会导致减少的动能大于增加的重力势能。答案:(1)1.0204(2)gh和-(3)小球上升过程中受到空气阻
15、力的作用;速度越大,所受阻力越大6.【解析】(1)挡光片到达光电门处时B的速度用平均速度代替,为。(2)若A、B组成的系统机械能守恒,则有(m2-m1)gh=(m2+m1)v2=(m2+m1)()2,所以图线的纵坐标可以是。(3)在实际运动过程中系统动能的增加量Ek小于系统势能的减少量Ep,主要原因是摩擦阻力、空气阻力、绳不是理想化轻绳、滑轮的转动还需要能量等。答案:(1)(2)(3)滑轮的转动动能、绳和滑轮间有摩擦、绳有一定质量等(任选两个作答)7.【解析】(1)利用匀变速直线运动中的瞬时速度等于这段时间的平均速度得F点的速度v=m/s=0.70m/s;根据公式a=得此匀变速运动的加速度a=m/s2=5.0m/s2。(2)根据角速度的定义是用纸片转过的角度除以所用时间,考虑到测量较大的角度会减小误差,所以在已知时间的情况下,还需直接测量的物理量是n个点对应的圆心角,其对应的时间是(n-1)T=(n-1),则=。缓慢地将电火花计时器沿圆形纸片半径方向向纸片中心移动时,相当于是在切向运动的同时增加了一个法向运动,根据分运动的独立性,增加的法向运动对切向运动无影响,所以实验中的做法对测量结果没有影响。答案:(1)0.705.0(2)n个点对应的圆心角没有关闭Word文档返回原板块
