专题19力学实验1包括长度的测量原卷版高三名校物理试题解析分项汇编新课标Ⅱ版第02期docx.docx
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专题19力学实验1(包括长度的测量)
1.【2014·辽宁省铁岭市第一高级中学高三上学期期中考试】(4分)在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度为了计算加速度,最合理的方法是()
A.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
B.根据实验数据画出v-t图象,量取其倾角,由公式a=tanα求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度
D.依次算出通过连续两个计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
2.【2014·江西师大附中高三10月月考】某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:
一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内),如图上甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变l而测出对应的弹力F,作出F-l变化的图线如上图乙所示,则弹簧的劲度系数为______N/m,弹簧的原长l0=______m.
3.【2014·黑龙江省哈尔滨市第六中学高三8月月考】研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,
其中斜面倾角可调。
打点计时器的工作频率为50Hz。
纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在夹板上,让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是:
_________________________(用字母填写)
(2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_________s
(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________
(4)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=_________
4.【2013·甘肃省高三年级第三次模拟考试理科综合】(6分)
(1)如图为一个小球做自由落体运动时的频闪照片,它是每隔1/30s的时间拍摄的。
从个稍大些的位置间隔开始测量,照片上边的数字表示的是这些相邻间隔的序号,下边的数值是用刻度尺测出的其中两个间隔的长度。
根据所给的两个数据,则可以求出间隔3的长度约为cm。
(结果保留三位有效数字)
(2)已知游标卡尺的主尺最小分度为1mm,游标尺上有10个小的等分刻度,它的总长等于9mm,用这个
游标尺测得某物体长度为2.37cm。
则这时是游标尺上的第条刻度线与主尺上的第条刻度线对
齐。
5.【2014·黑龙江省哈尔滨市第六中学高三8月月考】某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系.
(1)下列做法正确的是()(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量木块和木块上硅码的总质量(填远大于,远小于,或近似于)
(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线·设甲、乙用的木块质量分别为
、
甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为
、
,由图可知,
,
_____
(填“大于”、“小于”或“等于”)
6.【2014·湖南省湘中名校高三第一次大联考】(8分)某同学用如图所示的装置测定重力加速度:
①电磁打点计时器的工作电压为交流,频率为。
②打出的纸带如图所示,实验时纸带的端应和重物相连接。
(选填“甲”或“乙”)
③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9,如图所示,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为m/s2(保留两位有效数字)。
7.【2014·湖北省襄阳四中、荆州中学、龙泉中学高三10月联考】如图所示,用DIS研究两物体m1和m2间的相互作用力,m1和m2由同种材料构成。
两物体置于光滑的水平地面上,若施加在m1上的外力随时间变化规律为:
F1=kt+2,施加在m2上的恒力大小为:
F2=2N。
由计算机画出m1和m2间的相互作用力F与时间t的关系图。
则F—t图像中直线的斜率为_____________(用m1、m2、k表示),纵坐标截距为________N
8.【2014·湖南省湘中名校高三第一次大联考】(8分)在探究物体的加速度与所受外力、质量的关系实验中,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示。
⑴当M与m的大小关系满足时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。
⑵某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是________。
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=
求出
⑶另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a-F关系图象分别如图1和图2所示,其原因分别是:
图1:
;图2:
.
9.【2014·江西师大附中高三10月月考】某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,
用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象。
(1)图象不过坐标原点的原因是____________________________;
(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”);
(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。
10.【2014·吉林省东北四校协作体高三联合考试理科综合】(5分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,把角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β(即
)我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验:
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为cm;
(2)如图丙所示,纸带上A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,则打下计数点D时,圆盘转动的角速度为rad/s,纸带运动的加速度大小为m/s2,圆盘转动的角加速度大小为rad/.s2(本小题计算结果保留三位有效数字)
11.【2013·吉林市普通高中毕业班下学期期中复习检测理科综合】(5分)如图所示,甲是游标为10个小等分刻度的游标卡尺,用来测量一物体的尺寸,由于遮挡,只能看到游标的后半部分。
乙图为螺旋测微器测量图示。
两尺的读数分别是:
甲乙
甲cm乙mm
12.【2014·甘肃省兰州一中高三上学期期中考试理科综合】(8分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中:
(1)某同学在实验过程中的部分实验步骤如下,请你仔细读题并完成有关空缺部分内容:
A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线。
B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:
__________、。
C.将步骤B中的钩码取下,然后分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使________________,记录________________。
(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中
=________。
13.【2014·甘肃省兰州一中高三上学期期中考试理科综合】(7分)某物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。
实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。
打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。
开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列的点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:
0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。
根据图中数据计算的加速度a=m/s2,计数点3的瞬时速度v3=m/s。
(结果保留两位有效数字)。
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有。
(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度LB.木板的质量m1;C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).
14.【2014·甘肃省临夏中学高三上期期中考试】在“验证力的平行四边形定则”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)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是___。
(2)在实验中,其中的三个步骤:
①在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.
②在纸上根据F1和F2的大小,应用平行四边形定则作图求合力F.
③只用一只测力计通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两测力计拉时相同,记下此时测力计的读数F′和细绳的方向.
以上三个步骤均有错误或疏漏,请指出:
①中是______________________;
②中是______________________;
③中是______________________.
15.【2014·甘肃省临夏中学高三上期期中考试】用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。
实验时保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。
(1)实验时先(填“挂”或“不挂”)
钩码,(填“安装”或“不安装”)纸带。
反复调整垫木的左右位置,
直到,这样做的目的是。
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示。
已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=______m/s2。
(结果保留两位有效数字)
16.【2014·甘肃省民勤四中高三上学期第一次月考】某同学用游标卡尺测量一段金属丝的长度时,示数如图所示,其读数为_________cm。
17.【2014·甘肃省民勤四中高三上学期第一次月考】用A、B两个弹簧秤拉橡皮条的D端(O端固定),当D端达到E处时,
.然后保持A的读数不变,
角由图中所示的值逐渐变小时,要使D端仍在E处,则
角_________(选填:
增大、保持不变或减小),B弹簧秤的拉力大小。
(选填:
增大、保持不变或减小).
18.【2014·甘肃省民勤县第四中学高三上学期期中考试】下图中游标卡尺读数为_________mm.螺旋测微器读数为mm
19.【2014·辽宁省铁岭市第一高级中学高三上学期期中考试】
(1).(4分)如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是:
_____________________________________________
(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中,为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量,通常采用如下两个措施:
(A)平衡摩擦力:
将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;(B)调整沙的多少,使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.请问:
①(2分)以上哪一个措施中有何重大错误?
答:
_____________________________________
②(2分)在改正了上述错误之后,保持小车及砝码质量M不变.反复改变沙的质量,并测得一系列数据,结果发现小车受到的合外力(小桶及砂重量)与加速度的比值略大于小车及砝码质量M,经检查发现滑轮非常光滑,打点计时器工作正常,且事先基本上平衡了摩擦力,那么出现这种情况的主要原因是什么?
答:
_________________________________________________________________________
20.【2014·云南省玉溪一中高三上学期第一次月考】(9分,每空3分)根据图甲装置在进行验证牛顿第二定律的实验中:
(1)让小车受到的拉力F不变,探究a与M关系的关系时,由于没有考虑沙桶的质量,结果得到的图像应为乙图中的:
(2)让小车质量M不变时,探究a与F关系。
结果得到图丙所示图线。
图线不通过坐标原点的原因是________________________;
(3)若实验不满足M>>m的条件,则M受到的拉力为___________
21.【2014·云南省玉溪一中高三上学期期中考试理综试题】如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系.小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:
从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.
①a-F图象斜率的物理意义是.
②本次实验中,是否应该满足M>>m这样的条件?
答:
(填“是”或“否”).
22.【2014·甘肃省民勤四中高三上学期第一次月考】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz(即打点计时器每隔0.02秒打一个点),记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中。
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=______m/s(保留两位有效数字),小车的加速度大小是a=______m/s2(保留两位有效数字)。
23.【2014·云南省玉溪一中高三上学期期中考试理综试题】在一次课外活动中,某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。
已知铁块A的质量mA=1kg,金属板B的质量mB=0.5kg。
用水平力F向左拉金属板B,使其向左运动,弹簧秤的示数如图甲所示,则A、B间的摩擦力Fμ=,A、B间的动摩擦因数μ=。
(g取10m/s2)。
该同学还将纸带连接在金属板B的后面,通过打点计时器连续打下一系列的点,测量结果如图乙所示,图中各计数点间的时间间隔为0.1s,可求得拉金属板的水平力F=
24.【2014·甘肃省民勤县第四中学高三上学期期中考试】在验证牛顿运动定律的实验中有如图8(a)所示的装置,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时,小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器,释放重物,小车在重物牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图8(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如图箭头所示.
(1)根据所提供的纸带和数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为m/s2(计算结果保留两位有效数字).
(2)打a段纸带时,小车的加速度是2.5m/s2,请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的两点之间.
(3)若重力加速度取
,由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m:
M=.
25.【2014·甘肃省秦安一中高三第一次检测(快班)】(6分)在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。
经过测量得:
d1=3.62cm,d2=8.00cm,d3=13.2cm,d4=19.19cm,d5=25.99cm,d6=33.61cm。
(1)计算vF=_____________
;
(2)物体的加速度
=____________
;
(3)如果当时电网中交变电流的频率是
,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比_____________(选填:
偏大、偏小或不变)。
26.【2014·甘肃省秦安一中高三第一次检测(快班)】(10分)某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设计了两种实验方案:
方案A:
木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图(a)所示.
方案B:
用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图(b)所示.
除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备了若干重量均为2.00N的砝码.
(1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是。
理由是。
(2)该同学在木块上加放砝码,改变木块对木板的压力,记录了5组实验数据,如下表所示:
请根据上述数据在坐标纸上作出摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象(以F为横坐标).并分析图象不过原点的原因是。
(3)求木块间的滑动摩擦因数为。
27.【2014·甘肃省张掖中学第一学期高三第二次模拟考试】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50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt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研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①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。
②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。
③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。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。
测量相邻计数点的间距s1,s2,…。
求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,
为纵坐标,在坐标纸上做出
关系图线。
(2)完成下列填空:
①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_______________________。
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。
a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。
由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
③图3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___________。
28.【2014·贵州省遵义四中高三第二次月考理科综合】某同学用游标卡尺测量一薄的金属圆片的直径,读出图中的示数,该金属圆片的直径的测量值为cm
29.【2014·河南省中原名校联盟高三上期第一次摸底考试】(10分)某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。
实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长木板(长度为L)B.小车
C.质量为m的钩码若干个D.方木块(备用垫木板)
E.米尺F.秒表
实验过程:
第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系。
实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜而顶端滑至底端所用时间t,就可以由公式a=________求出a。
某同学记录了数据如上表所示:
根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间________(填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度与质量的关系为_______________。
第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系。
实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h,求出倾角α的正弦值sinα=
。
某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下,请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=________m/s2。
进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为________________。
30.【2014·贵州省遵义四中高三第二次月考理科综合】某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交变电流的频率为50Hz)
(1)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2.(保留三位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的
,数据如下表:
请在方格坐标纸中画出
图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数
之间的关系式是.
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。
该图线不通过原点,其主要原因是
31.【2014·河南省中原名校联盟高三上期第一次摸底考试】
(1)(4分)新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”,使读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据.通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格;新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是:
19mm等分成10份,39mm等分成20份,99mm等分成5
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- 专题 19 力学 实验 包括 长度 测量 原卷版高三 名校 物理试题 解析 汇编 新课 02 docx
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