1、 专题十八 力 学 实 验专项训练卷一分钟(全国新课标,分)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属 板 厚 度 时 的 示 数 如 图(b)所 示图(a)所 示 读 数 为 mm,图(b)所示读数为 mm,所测金属板的厚度为 mm图(a)图(b)(全国大纲版,分)图 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 Hz的 交 流 电源,打点的时间间隔用 t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探究“在外力一定 的 条 件 下,物体的加速度与其质量间的关系”图()完成下列实验步骤中的
2、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 列 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 个 间 隔 标 注 一 个 计 数点测量相邻计数点的间距s,s,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,a 为纵坐标,在坐 标 纸 上做出 am 关系图线若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则 a 与m 处应成 关系(填“线性”或“
3、非线性”)()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s、s 和sa 可用s、s 和 t表示为a 图为用米尺测量某一纸带上的s、s 的情况,由图可读出s mm,s 由此求得加速度的大小a m/s图图()图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 (安徽理综(),分)图为“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
4、 和 砝 码 的 总质量为 M实验中用砂和砂桶总重拉力的大小图()试验中,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
5、小车,观察判断小车是否做匀速运动()实验中要进行质量的选取,以下最合理的一组是()AMg,mg、g、g、g、g、gBMg,mg、g、g、g、g、gCMg,mg、g、g、g、g、gDMg,mg、g、g、g、g、g()图 是试验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G 为个相邻的计数点,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 cm、sBC cm、sCD cm、sDE cm、sEF cm、sFG cm 已 知 打 点 计 时 器 的 工 作 效 率 为Hz,则小车的加速度 m/s(结果保留位有效数字)图(广东理综(),分)某同学探究
6、弹力与弹簧伸长量的关系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”或“竖直”)弹簧自然悬挂,待弹簧 时,长度记为L,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加g砝码,弹簧长度依次记为L 至L,数据如下表:代表符号LLxLLLLLL数值(cm)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 下图是 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“L”或“Lx”)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
7、力加速度取m/s)(海南,分)一水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与一小滑块接触,但不粘连;初始时滑 块 静 止 与 水 平 气 垫导轨上的O 点,如图(a)所示现利用此装置探究弹簧的弹性时能Ep 与其被压缩时长度的改变量 x 的关系先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x 的数值;然后将小滑块从静止释放用及时器测出小滑块从O 点运动至气垫导轨上另一固定点A 所用的时间t多次改变x,测得的x 值及其对应的t 值如下表所示(表中的 t 值是根据t值计算得出的)x(cm)t(s)t(s)图(a)()根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作 tx 图线()回答下列问题:(不要求写出计算过程)已知点(,)在
8、tx 图线上,从 tx 图线看,t 与x 是什么关系?从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能 Ek 与 t 是什么关系(不考虑摩擦力)?当弹簧长度改变量 为 x 时,弹 性 势 能 Ep 与 相 应 的 Ek是什么关系?综合考虑以上分析,Ep 与x 是什么关系?图(b)(江 苏,分)为 测 定 木 块 与 桌 面 之 间 的 动 摩 擦 因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验实验中,当木块 A位于水平桌面上的O 点时,重物 B 刚好接触地面将 A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点分别测量OP、OQ 的长度h 和s改变h,重复上述实验,分别记录几组实验 ()实验开始时,发现
9、A 释放后会撞到滑轮请提出两个解决方法()请根据下表的实验数据作出sh 关系的图象h(cm)s(cm)()实 验 测 得 A、B 的 质 量分别为 m kg、Mkg根 据sh 图象可计算出A 木块与桌面间的 动 摩 擦 因 数 (结果保留一位有效数字)()实验中,滑轮轴的摩擦会导致 的测量结果 (填“偏大”或“偏小”)(江苏,分)某 同学用如 图 所 示 的 实 验 装 置来验证“力的平行四边形定则”弹簧 测 力 计 A 挂 于 固定点P,下端用细线挂一重物 M弹 簧 测 力 计 B 的 一端用细线系于O 点,手持另一端向左拉,使结点 O 静止在某位置分别读出弹簧测力计 A 和B 的示数,并在
10、贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向()本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N,图中 A 的示数为 N()下列不必要 的实验要求是 (请填写选项前对应的字母)A应测量重物 M 所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力,进行多次实验,每次都要使 O 点静止在同一位置(福建理综(),分)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中:用游标卡尺测定摆球的直径,测量结 果 如 图 所 示,则 该 摆球的直径为 cm小组成员在试验过程中有如下说法,其中正确的是 (填选项前的字母)A把 单 摆 从 平 衡 位 置 拉 开度的 摆 角,并 在 释 放 摆球的同时开
11、始计时B测量摆球 通 过 最 低 点 次 的 时 间t,则 单 摆 周 期 为tC用悬线的长度加摆 球 的 直 径 作 为 摆 长,代 入 单 摆 周 期公式计算得到的重力加速度值偏大D选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小(全国,分)图是利用激光测 转 速 的 原 理 示 意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧 面 上 有 一 小 段 涂 有很薄的反光材料当盘转到某一位置时,接 收 器 可 以 接 受 到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图所示)图图()若图中示波器显示屏横向的每大格(小格)对应的时间为s,则圆盘的转速为 转/s(保留
12、位有效数字)()若测得圆盘直径为 cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 cm(保留位有效数字)(全国 ,分)利 用 图 中 所 示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器,接通打点计时源,松开纸带,使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的小点()为了 测 试 重 物 下 落 的 加 速 度,还 需要的实验器材有 (填入正确选项前的字母)A天平 B秒表 C米尺()若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当 地 的 重物加速度值,而实 验 操 作 与 数 据 处 理 均 无 错 误,写 出 一个你认为可能引起此误差的原因:(安徽理综(),分)()在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金
13、属丝的直径,示数如图所示,读数为 mm图 图()在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图所示,读数为 cm(福建理综(),分)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系实验时,将原长约mm 的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋 下 端 逐 一 增 挂 钩码(质 量 均 为g),每增挂 一 只 钩 码 均 记 下对应的橡皮筋伸长量;当挂 上 只 钩 码 后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量根据测量数据,作出增挂钩码和减挂 钩 码 时 的 橡 皮 筋 伸 长量 l与拉力F 关 系 的 图 象 如 图 所 示从 图 象 中 可 以 得 出 (填
14、选项前的字母)A增挂钩码时 l与F 成正比,而减挂钩码时 l与F 不成正比B当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度(重庆理综(),分)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率fHz,在纸带上打出的点中,选出 零 点,每 隔 个 点 取 个 计 数 点,因 保存不当,纸带 被 污 染,如 图 所 示,A、B、C、D 是 依 次 排 列 的个计数点,仅能读出其中个计数点到零点的距离:sAmm,sBmm,sD mm若无法再做实验,可由以上信息推
15、知:两计数点的时间间隔为 s;打C 点时物体的速度大小为 m/s(取位有效数字);物体的加速度大小为 (用sA、sB、sC、sD 和f 表示)(山东理综(),分)请完成以下两小题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 绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线 MN、PQ,并测出间距d开始时将木板置于MN 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 F,以此表示滑动摩擦力的大小再将木板
16、放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到 PQ 处的时间t木板的加速度可以用d、t表示为a ;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F 的 关 系下 列 图 象 能 表 示 该 同 学 实 验 结 果 的 是 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专题十八 力 学 实 验专项训练卷一 命
17、题立意:本题考醒的是螺旋测微器的 读 数,主 要 考 查 考 生的仪器使用能力难度较小易错点:螺旋测微器精确到mm,读 数 时 一 定 要 估 读 一位,而游标卡尺在读数时不用估读()间距相等 线性 ()()小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的质量;()a ss(t),;()k,bk命题立意:本题以验证牛顿第二定律实验为载体考查了刻度尺读数、利用纸带求加速度和利用图象 处 理 实 验 数 据,属 于识记、理解应用能力层次难度中等解析:()小车和吊袋受到的合外力为零,一起做匀速直线运动,所以纸带 点 距 相 等平 衡 阻 力 后,设 小 车 受 到 的 拉 力 为F,则有F(mm车)a,
18、即 a Fmm车F,a 是关于m 的一次函数,它们是线性关系()()实际上,小车的拉力F 会随m 的变化而变化,不是恒定的因为:对小车由牛顿第二定律有:F(mm车)a对吊袋和物块(设物块质量为 m):mgFma联立以上两式得:Fmmm车mg因此,当改变小车上的砝码的质量 m 时,F 会相应改变只有当吊袋物块质量 mmm车 时,拉力Fmg 才是不变的,在这种情况下,才可验证“拉力一定时,加速度与物体质量的关系”()由逐差法ssa(t)得加速度a ss(t)由图可 读 出 s mm mm mm,s mmmmmm,一定要估读毫米的下一位数字代入数据,得加速度的大小am/s注意单位的变换()由 a F
19、mm车F 可知:斜率 F k,截距m车F b,解这两式得F k,m车 bk()B()C()命题立意:本题考查了验证牛顿第二定 律、匀 变 速 直 线 运 动速度与时间的关系实验及考生实验操 作、数 据 处 理 的 能 力难度较小解析:()目的是平衡摩擦阻力,所以应除 去 绳 子 的 拉 力,并挂纸带,如果纸带的点迹间隔均匀,说明 小 车 做 匀 速 直 线 运动,小车重力的分力与阻力平衡()用砂桶和砂子的重力做为小车的拉力,则应该让 砂 桶 和砂子的质量远小于小车的质量()用逐差法求加速度,即把 AG 看作由AD 和DG 两段,时间间隔 Ts,所 以 加 速 度 asDG sADT m/s m
20、/s知识拓展:高中物理实验求解物体运动的速度一般有两种方法:()纸带法,其基本原理为匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段的平均速度;()光电门法,其基本原理为当时间极短时平均速度近似等于瞬时速度竖直 稳定 L mm L 命题立意:本题考查的是探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系难度中等解析:()利用砝码的重力对弹簧产生拉力作用;稳定时弹簧的长度为原长,每次增加g砝码,弹簧伸长cm,但L 没有这样的规律,是不规范的,数据精确到毫米,毫米的下一位是估读出来的,所用刻度尺的最小长度为mm;伸长量是弹簧的长度与原长 L 之差;因为 mgkx,即 mkgx,图线的斜 率 为 kg,解 得kN/m,砝 码
21、盘 的 质 量 为g()tx 图线如图所示()t 与x 成正比关系 Ek 与t()成正比EpEk Ep 与x 成正比命题立意:本题考查了速度及动能的概 念,同 时 考 查 了 如 何在物理量间建立联系这一能力点难度中等解析:()描点,作直线,如图所示()滑块运动 到 O 点 过 程,弹 性 势 能 转 化 为 动 能,机 械 能 守恒,即压 缩 x 时 的 弹 性 势 能Ep 等 于 滑 块 在 O 点 时 的 动 能Ek,滑块在O 点的右边做匀速直线运动,设OAl,则运动速度vlt,即EpEk mlt()从图线可看出,t 与x 成正比关系(或线性关系);滑块 脱 离 弹 簧 时 的 动 能
22、Ek mlt(),所 以 Ek 与t()成正比;弹簧压缩量为x 时,EpEk;弹性势能Ep 与t()成正比,而 t 与x 成正比,所以 Ep与x 成正比题眼:本题是借 助 中 间 物 理 量 Ek、t,把 EP 和 x 建 立 起 联系,做实验类题目,弄清实验原理是关键()减小B 的质量,增加细线的长度(或增加 A 的质量,降低B 的超始高度)()如图()()偏大命题立意:本题考查测定动摩擦因数 的 实 验,意 在 考 查 考 生的实验探究能力难度中等解析:()A 释放后会撞到滑轮,说明拉力太大,摩擦力太小,滑轮距离 A 太近()恰当地选择单位长度,描点,连线,图线应是过原点的一条直线()全过
23、程分B 落地前后两阶段:设B 落地速度v,对 AB 由动能定理得Mghmgh (mM)vA 以速度v 减速运动直到停止,由动能定理有mgs mv联立以上两式得s Mm(mM)h在sh 图象上,是一条过原点的直线,由图可知直线的斜率为,即 Mm(mM)代入数据得()如果滑轮有摩擦,克服滑轮摩擦力做功为 W,对 AB 用动能定理有:MghmghW (mM)v,所 以 实 际 的 偏 小,测 量的偏大()()D(、均可)C解析:从最低点开始计时,误差较小,所以 A 错;一个周期两次通过最低点,所以 B错;摆长是悬线的长度加摆球的半径,如果用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重
24、力加速度值偏大,所以 C 对;选择密度较大的摆球,误差较小,所以 D 错()()cm解析:()从 图 可 知 圆 盘 转 一 圈 的 时 间 在 横 坐 标 上 显 示格,由题意知图中横坐标上每格表示s,所以圆盘转动的周期是s,则转速为转/s()反光引起的电流图象在图中横坐标上每次 一 格,说 明反光 涂 层 的 长 度 占 圆 盘 周 长 的 分 之 一 为 r cmcm()C()打点计时器与纸带间存在摩擦解析:()时间由打点计时器确定,用米尺测定 位 移()打点计时器与纸带间的摩擦可引起此误差()()()解析:()mm mm mm()cm mmcmD sD sBsAf解析:TssvCsD sBT()m/sm/s匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT 均匀增大,有BCABaT,CDBCaTABaT,BDABaT,所以asD sBsBsATsD sBsAfdt 方法略 C b、c