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1、力學實驗
一 、實驗題(本大題共6小題 )
1.(2015新課標2高考真題)某學生用圖(a)瑣事的實驗裝置測量物塊與斜面的懂摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的只帶的一部分如圖(b)所示,圖中標出了5個連續(xù)點之間的距離。
(1) 物塊下滑是的加速度a=m/s2;打點C點時物塊的速度V=M/S;
(2) 已知重力加速度大小為g,求出動摩擦因數(shù),還需測量的物理量是(填正確答案標號)
A 物塊的質量 B 斜面的高度 C 斜面的傾角
2.(2015安徽高考真題)
I.在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,某同學用圖釘
2、把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點,兩個細繩套系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮條伸長,結點到達紙面上某一位置,如圖所示。請將以下的實驗操作和處理補充完整:
①用鉛筆描下結點位置,記為O;
②記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2,沿每條細繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點,用刻度尺把相應的點連成線;
③只用一個彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結點仍拉到位置O,記錄測力計的示數(shù)F3,
3、 ;
④按照力的圖示要求,作出拉力F1、F2、F3;
⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F;
⑥比較 的一致程度,若有較大差異,對其原因進行分析,并作出相應的改進后再次進行實驗。
Ⅱ.某同學為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻,從實驗室找到以下器材:一個滿偏電流為100 μA,內(nèi)阻為2500 Ω的表頭,一個開關,兩個電阻箱(0—999.9 Ω)和若干導線。
(1)由于表頭量程偏小,該同學首先需將表頭改裝成量程為50 mA的電流表,則應將表頭與電阻箱 (填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻箱阻值調(diào)為 Ω。
(2)接著該同學用改裝的
4、電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進行測量,實驗電路如圖1所示,通過改變電阻R測相應的電流I,且作相關計算后一并記錄如下表。
1
2
3
4
5
6
R(Ω)
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I(mA)
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR(V)
1.42
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
圖1
①根據(jù)表中數(shù)據(jù),圖2中已描繪出四個點,請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖2中,并畫IR—I圖線
②根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是 V,內(nèi)阻r是
5、 Ω。
3. 高二某班做“用單擺測重力加速度”實驗。
(1)在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中,以下做法正確的有( )
A.選用約1m長、不易形變的細線充當擺線
B.質量相同,體積不同的擺球,應選用體積較大的
C.單擺偏離平衡位置的角度不能過大,應控制在5°以內(nèi)
D.當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時,經(jīng)過一次全振動后停止計時,用此時間間隔作為單擺的振動周期
(2)①用游標卡尺測量擺球直徑d,把擺球用細線懸掛在鐵架臺上,用米尺測量出懸線長度l。
②在小鋼球某次通過平衡位置時開始計時,并將這次通過平衡位置時記為0,數(shù)出以后小鋼球通過平衡位置的次數(shù)為n,用停表記下所用
6、的時間為t。請根據(jù)他的計數(shù)方法寫出單擺周期的表達式:______________。
③用上面的測量數(shù)據(jù)計算重力加速度的表達式為g= 。(用物理量l、d、n、t表達)
(3) 某小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛腥绻麥y得g值偏小,原因可能是 ( )
A.把擺線長與小球直徑之和做為擺長
B.擺線上端懸點未固定,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了
C.開始計時時,秒表過遲按下
D.實驗中誤將49次全振動次數(shù)記為50次
(4). ①根據(jù)某組在圖中描出的點,請在圖中描繪出T2-l圖線;
②該組從圖中求出圖線斜率k,則重力加速度g與斜率k的關系式
7、為g= ;
代入數(shù)據(jù)求得g= m/s2 (結果保留3位有效數(shù)字)。
4. 某同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系,設計實驗裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物塊上。在平板上標出A、B兩點,B點處放置一光電門,用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間,
實驗步驟如下:
① 用游標卡尺測測最滑塊的擋光長度d,用天平測量滑塊的質量m;
② 用直尺測量A、B之間的距離s,A點到水平桌面的垂直距離h1,B點到水平桌面的垂直距離h2;
③ 將滑塊從A點靜止釋放.由光電計時器讀出滑塊的
8、擋光時間t;
④ 重復步驟 ③ 數(shù)次,井求擋光時間的平均值
⑤ 利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosα;
⑥ 多次改變斜面的傾角,重復實驗步驟②③④⑤做出f—cosα關系曲線。
(1)用測量的物理量完成下列各式(重力加速度為g)
①斜面傾角的余弦cosα= ;
②滑塊通過光電門時的速度v = ;
③滑塊運動時的加速度a= ;
④滑塊運動時所受到的摩擦阻力f = ;
(2)測量滑塊擋光長度的游
9、標卡尺讀數(shù)如圖所示,讀得d= 。
5. 在“驗證機械能守恒的實驗”中,已知打點計時器使用的交流電源的周期為0.02s,當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2.該實驗選取的重錘質量為1.00kg,選取如圖所示的一段紙帶并測量出相鄰各點之間的距離,利用這些數(shù)據(jù)驗證重錘通過第2點至第5點間的過程中遵從機械能守恒定律.通過計算可以得出在第2點位置時重錘的動能為 1.13 J;第5點位置重錘時的動能為 2.21 J;重錘從第2點至第5點間的過程中重力勢能的減小量為 1.06 J.(保留三位有效數(shù)字)
10、
次數(shù)
△s(cm)
s(cm)
1
2.0
6.1
2
4.0
12.0
3
6.0
18.2
4
8.0
24.1
5
10.0
29.9
6. 某同學研究輕質彈簧的彈性勢能與形變量的關系,實驗裝置如下圖所示,在高度為h的光滑水平桌面上,沿與桌面邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧,其左端固定,右端與質量為m的小鋼球接觸,彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌面邊緣.使鋼球壓縮彈簧△x后由靜止釋放,鋼球沿桌面水平飛出,落到水平地面,小球在空中飛行的水平距離為s,實驗數(shù)據(jù)記錄如表所示,重力加速度為g. 試導出彈簧的彈性勢能EP與m、h、s的關系為
11、 ,分析實驗數(shù)據(jù),寫出s和△x的關系為 ?。?
0.2016萬卷周測卷(十九)答案解析
一 、實驗題
1.【答案】(1)3.25;1.79;(2)C
【解析】(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知:加速度;打點C點時物塊的速度
(2)由牛頓第二定律得:加速度,所以求出動摩擦因數(shù),還需測量的物理量是斜面的傾角。
2. I.【答案】③沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點,用刻度尺把這些點連成直線;
⑥F 和F3.
Ⅱ.【答案】(1)并聯(lián) 5.0; (2)①傾斜直線(略);②1.53 2.0
【解析】(1),,量程,根據(jù)并聯(lián)分流原理,改裝成大量程
12、電流表需并聯(lián)的電阻;(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,,即,所以圖像的縱軸截距即等于電池的電動勢E的大小,斜率的絕對值即等于電池內(nèi)阻r的大小,由圖像可求出E=1.53?V,.
3.【答案】(1)AC(2分) ,(2) 2t/n (2分) π2n2(l+d/2)/t2(2分)
(3)AC (2分) (4)圖像略(2分)4π2/k(2分)9..72(2分)
4. 【答案】(1)①②③④
解: 物塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動,受重力、支持力、滑動摩擦力,如圖所示① 根據(jù)三角形關系可得到
,②根據(jù)③根據(jù)運動學公式,有既有
④根據(jù)牛頓第二定律則有.
(2) 在游標卡尺中,主尺
13、上是3.6cm,在游標尺上恰好是第2條刻度線與主尺對齊,再考慮到卡尺是10分度,所以讀數(shù)為3.6cm+0.2×1mm=3.62cm。
5.
【分析】:紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能.根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值.
【解析】: 解:根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有:
v2==1.5m/s
v5==2.1m/s
在第2點位置時重錘的動能為:EK2=mv22=1.13J
在第5點位置時重錘的動能為:EK5=mv52=2.21J
重力做功
14、等于重力勢能的減小量,因此有:
重錘從第2點至第5點間的過程中重力勢能的減小量為△EP=mgx25=1×9.80×0.108=1.06J
故答案為:1.13; 2. 21; 1.06
【點評】: 用運動學公式、推論和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題,要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.
6.
分析:
(1)彈簧彈性勢能的減小量等于小球動能的增加量;根據(jù)平拋運動的分位移公式求解平拋的初速度;
(2)分析表格數(shù)據(jù),s和△x成正比,求解出比例系數(shù)即可.
解答:
小球做平拋運動,有:
s=vt
h=
根據(jù)機械能守恒定律,有:
EP=EK=
聯(lián)立解得:Ep=;
分析表格數(shù)據(jù),s和△x成正比,即s=k△x;
故答案為:,s=k△x(k為比例系數(shù)).
點評:
本題關鍵明確實驗原理,然后根據(jù)平拋運動的分運動公式列式并結合表格數(shù)據(jù)分析.