高考物理实验专项训练试题2Word文件下载.docx
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(结果一律取3位有效数字)
⑴小车离传感器为S3时小车的瞬时速度v3=0.680m/s;
⑵小车运动的加速度α=-1.57m/s2
和初速度v1=0.993~0.994m/s。
3.如图(a)所示,小车放在斜面上,车前端栓有不可伸长的细线,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。
起初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的距离。
启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,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(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示。
(1)根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。
(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_________。
(3)如果取重力加速度10m/s2,由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。
1、答案:
(1)5.0m/s2(结果是4.8m/s2的得1分);
(2)D4到D5中某一位置;
(3)1:
1。
解析:
(1)=5.0
(2)从第一段数据可以看出,从D4到D5中只增加了0.06mm,所以应该在D4到D5中某一位置速度最大。
(3)在第一段匀加速过程中,根据牛顿第二定律建立方程,对重物:
对小车:
在小车匀减速时:
联立以上方程,可解出1:
1
三、探究弹力和弹簧伸长的关系
4.在《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》实验知道在弹性限度内,弹簧弹力F与形变量x成正比,并且不同弹簧,其劲度系数也不同。
某中学的探究学习小组从资料中查到:
弹簧的劲度系数与弹簧的材料和形状有关。
该学习小组想研究弹簧的劲度系数与弹簧长度的关系,现有A、B、C、D四根材料和粗细完全相同仅长度不同的弹簧。
(1)学习小组的同学们经过思考和理论推导,各自提出了自己的看法,其中甲同学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧长度成正比,同学乙认为弹簧的劲度系数可能与弹簧长度成反比,甲、乙有一位同学的看法是正确的。
你认为正确的是乙(填“甲”或“乙”),就这一环节而言,属于科学探究中的哪个环节C(填序号)。
A.分析与论证B.进行实验与收集证据C.猜想与假设D.制定计划与设计实验
(2)为验证甲、乙谁的看法正确,可通过实验完成,实验器材除上述弹簧,已知质量的几
个钩码外,还需要的实验器材是铁架台、刻度尺。
(3)探究学习小组进行实验记录的数据如下:
实验数据记录表(见上表)(g=10m/s2)
请完成上述表格,从实验表格中得出的结论为:
在实验允许的误差范围内,弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比。
原长
砝码质量
弹簧长度
弹簧伸长量x
弹簧劲度系数K
弹簧A
10.00cm
0.3Kg
13.00cm
3.00cm
100N/m
弹簧B
15.00cm
0.1Kg
16.49cm
1.49cm
67.1N/m
弹簧C
20.00cm
0.2Kg
24.00cm
4.00cm
50N/m
弹簧D
30.00cm
32.99cm
2.99cm
33.4N/m
5.一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:
在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式:
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧的压缩量x(cm)
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小钢球飞行的水平距离s(cm)
1.01
2.01
2.49
3.01
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为Ep与x2成正比,并说明由:
由表中数据可看出,在误差范围内,x正比于s,又,所以Ep正比于x2.
四、验证力的平行四边形定则
6.
(1)某同学做“研究共点力的合成”实验时,主要步骤是:
A.在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端栓上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记下O点的位置和两个弹簧秤的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧秤,通过弹簧秤拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按相同标度作出这个力F’的图示;
F.比较F’和F,看它们是不是相同,得出结论;
上述步骤中:
(1)有重要遗漏的步骤是CEF(填序号);
(2)相应的遗漏内容分别是记下两个弹簧秤的细绳方向;
结点到达O位置;
改变两个力的夹角,再做一组(或几组)
(3)如图所示,是某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中,根据实验数据按照一定的标度画出的力的图示。
F1、F2、F、中不是由弹簧测力计测得的力是_F/__(填字母)。
在该实验中需要记录和观察的是_____。
A.记录F1、F2的大小和方向
B.记录F1、F2的夹角
C.观察F1、F2的大小是否在误差允许范围内相同
D.观察F、的大小和方向是否在误差允许范围内相同
五、验证牛顿第二定律
7.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中把重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据.
(1)实验中使用位移传感器和计算机,可以便捷地获取信息和处理信息,所获取的信息是___在连续相等时间内的位移___;
(2)在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线;
(3)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是:
倾角过大,未平衡摩擦力_;
(4)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图(b)所示.从理论上分析,该实验图线的斜率将_变大_.(填“变大”,“变小”,“不变”)
8.(10分)某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m间关系的实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带上点求得.
(1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为
2.6—3.4m/s2;
(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及对应的数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线;
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是__a=1/(2m)__;
次数
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/ms-2
1.90
1.72
1.49
1.25
0.75
0.50
0.30
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.71
1.67
4.00
2.5
1.40
0.60
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(C),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是:
实验前未平衡摩擦力
9.某实验小组的同学,在探究一斜面的滑动摩擦因数μ的实验时,让一滑块(可视为质点)沿倾角为的斜面滑下,用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻滑块的位置照片,如图甲所示。
拍得滑块经过的五个连续位置A、B、C、D、E,再经过测量、计算得到滑块通过B、C、D、E各点的速度,取滑块经过A点时t0=0,在v-t图中描出了相对应的坐标点,如图乙所示,请完成下列问题。
(取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)(计算结果保留一位有效数字)
(1)在坐标(图乙)中画出小球向下运动的v—t图象
(2)根据乙图,得出小球在位置A的速度大小vA=m/s,加速度大小
=m/s2,
(3)根据乙图,计算出斜面的滑动摩擦因数μ=.
答案:
0.5;
0.4
六、探究动能定理
10.(Ⅰ)测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。
为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。
调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿
长木板向下做匀加速直线运动。
请回答下列问题:
①滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出
点的分布应该是等间距(或均匀);
②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于钩
码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(Ⅱ)某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。
图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦。
实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。
(1)该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差:
,填入下表:
以为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出图象.若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为0.25N
(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是小车滑行时所受摩擦阻力较大,
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