高考物理一轮复习 力学实验阶段考查测试(1)
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绝密★启用前人教版新高三物理2019-2020学年一轮复习测试专题《力学实验》1.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家特伍德(G·Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙示.(1)实验时,该同学进行了如下步骤:①将质量均为M(A的含挡光片,B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出_________________(填“A的上表面”,“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证守恒定律.(2)如果系统(重物A,B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为________________(已知重力加速度为g).(3)引起该实验系统误差的原因有________________(写一条即可).(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A,B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?________________请你帮该同学解决,①写出a与m之间的关系式:________________(还要用到M和g)②a的值会趋于________________2.某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。
查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。
测得所用重物的质量为 1.00kg。
实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,每两个计数点之间有四点未画出,另选连续的3个计数点A,B,C作为测量的点,如图所示。
经测量知道A,B,C各点到O点的距离分别为50.50cm,86.00cm,130.50cm。
名师预测1.关于游标卡尺,下列说法正确的是()A.利用一对外测量爪可测量圆筒的内径B.利用一对内测量爪可测量圆筒的外径C.利用一对外测量爪可测量乒乓球的直径D.利用深度尺可测量槽或孔的深度2.某人用刻度尺去测量一个物体的长度,共测量4次,测得数据分别为1.42cm、1 43cm、1.42cm、1.44cm,物体长度的测量结果应为()A.1.427 5cm B.1.427cmC.1.43cm D.1.4cm3.在使用打点计时器时,发现打点计时器打点周期不稳定,其原因可能是() A.交流电压不稳定B.永久磁铁磁性太弱C.电源的频率不稳定D.振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差【答案】CD【解析】打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的固有频率有关。
一个性能良好的打点计时器振动片的固有频率和使用的交流电频率相等。
这样振动片发生共振,振幅较大,打点清晰,等时性好,而电压的高低直接影响振动片的振动强弱,即振幅的大小,而不影响振动片的振动周期,故也不影响打点计时器的打点周期。
永久磁铁的磁性能影响打点痕迹的轻重,即点迹的清晰度,并不影响打点的周期,综上所述,引起打点周期不稳定的原因是C、D两选项所述,故答案应为C、D两选项。
4.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如下为了算出加速度,最合理的方法是()A.根据任意两个计数点的速度,用公式a=Δv/Δt算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,用公式a=tanα算出加速度C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上任意两点所对应的速度及时间,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5.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,如何保证刻度尺竖直()A.使用三角板B.使用重垂线C.目测D.不用检查6.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果是指()A.弹簧测力计的弹簧被拉长B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C.细绳套受拉力产生形变D.使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度7.某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验。
专题16 力学实验1.(15福建卷)(1)(6分)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm ,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l 为 cm;②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是 ;(填选项前的字母)A . 逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B . 随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l 与弹力F 的关系图线,图线的AB 段明显偏离直线OA ,造成这种现象的主要原因是 . 解析:由乙图知,读数为14.66cm ,所以弹簧伸长14.66-7.73=6.93cm ;若随意增减砝码,会作图不方便,有可能会超出弹簧形变范围,所以应逐一增挂钩码;由图知AB 段伸长量与弹力不成线性关系,是因为钩码重力超过弹簧弹力范围2.(15海南卷)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a )和(b )所示.该工件的直径为______cm ,高度为________mm.解析:游标卡尺读数为112412.20 1.22020d mm mm mm cm =+⨯== 螺旋测微器的读数为: 6.536.10.01 6.861h mm mm mm =+⨯=3.(15四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1= cm..在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2= N(当地重力加速度g=9.8m/s2).要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是 .作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系.解析:根据图2指针指示可知,l1=25.85cm,挂2个钩码时,以2个钩码整体为对象,受重力mg和弹簧的拉力F2作用而处于平衡,根据共点力平衡条件有F2=mg=2×50×10-3×9.8N=0.98N,弹簧的伸长(或缩短)量x=|l-l0|,其中l为弹簧形变以后的长度,l0为弹簧的原长,因此要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是弹簧的原长l0.4.(15安徽卷)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端.用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示.请将以下的实验操作和处理补充完整:①用铅笔描下结点位置,记为O;②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,;④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;⑥比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验.答案:③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线; ⑥F 和F 3.5.(2015新课标2卷)某学生用图(a )琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b )所示,图中标出了5个连续点之间的距离.(1) 物块下滑是的加速度a =________m/s 2;打点C 点时物块的速度V =________.M/S;(2) 已知重力加速度大小为g ,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是(天正确答案标号)A 物块的质量B 斜面的高度C 斜面的倾角解析:(1)根据纸带数据可知:加速度s m Tx x x x a BC AB DE CD /25.34)()(2=+-+=;打点C 点时物块的速度s m Tx v BD C /79.12== (2)由牛顿第二定律得:加速度θμθcos sin g g a -=,所以求出动摩擦因数,还需测量的物理量是斜面的倾角.。
2020年5月全国名校联考最新高考模拟试题分项汇编(第一期)力学实验(一)1、(2020·湖北省七市教科研协作体高三下学期5月联考)某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验。
在保持弹簧伸长量及方向不变的条件下:(1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°,弹簧测力计a的读数是____N;(图乙中所示)(2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°,保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变,增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角,则弹簧测力计a的读数___ 、弹簧测力计b的读数____填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1). 3.50(3.48-3.52)(2). 变小(3). 变大【解析】(1)[1]由图乙所示弹簧测力计可知,其分度值为0.1N,弹簧测力计a的读数是3.50N;(2)[2][3]若弹簧秤a、b间夹角小于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,如图所示,则可知弹簧秤a的示数变小,b的示数变大。
2、(2020·江苏省盐城市高三下学期三模)小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,选出了如图甲所示的一条纸带(每两个点间还有4个点没有画出)。
打点计时器的电源频率为50Hz。
(1)根据纸带上的数据,计算E点时小车的瞬时速度并填入表中_____。
(填写序号)A.匀速直线运动B.匀变速直线运动C.非匀变速直线运动(3)小红同学用以下方法绘制了小车运动的v一t图象:第一,先把纸带每隔0.1s剪断,得到若干短纸条;第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条下端对齐,作为时间坐标轴,标出时间;第三,将纸条上端中心连起来,于是得到v一t图象。
请回答这样做___________(选填“可行”、“不可行”),简要说明其理由__________。
【答案】 (1). 1.39 (2). B (3). 可行 (4). 见解析【解析】(1)[1].相邻两点间的时间间隔为T=0.1s ,则E 点的速度x 0.12700.1510m/s=1.39m/s 20.2DF E v T +== (2)[2].根据v —t 图象可知小车做的是匀变速直线运动;故选B 。
专题一力学实验考点1.实验一:研究匀变速直线运动;2.实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系;3.实验三:验证力的平行四边形定则;4.实验四:验证牛顿运动定律;5.实验五:探究动能定理;6.实验六:验证机械能守恒定律;7.实验七:验证动量守恒定律知识点所有力学实验1.刻度尺、弹簧秤的使用和读数,打点计时器的使用;2.实验原理和实验器材;3.实验步骤和注意事项;4.数据处理和误差分析;5.实验的拓展与创新的运动进行探究。
物块拖动纸带下滑,打出纸带的一部分如图所示。
已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是________点。
在打出C点时物块的速度大小为________ m/s(保留三位有效数字);物块下滑的加速度大小为________ m/s2(保留两位有效数字)。
答案A0.2330.75解析物块加速下滑,因此打点间距逐渐增大,故先打出A点。
打C点时物块的速度大小v C=x BD2T=(5.85-1.20)×10-22×0.1m/s≈0.233 m/s;物块下滑的加速度大小a=x CE-x AC4T2=(9.30-3.15-3.15)×10-24×0.01m/s2=0.75 m/s2。
2.(2019·全国卷Ⅲ)甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。
实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。
已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是________。
(填正确答案标号)A.米尺B.秒表C.光电门D.天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答:_____________________。
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a 、b 和c 得到ab =24.5 cm 、ac =58.7 cm ,则该地的重力加速度大小为g =_______ m/s 2。
2022届高考物理:力学实验(一轮)习题含参考答案高考:力学实验【与***大部分重复】【热身题】一个同学在研究小球自由落体运动时,用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示,已知闪光周期为1/30s,测得x1=7.68 cm,x3=12.00 cm,通过计算可得小球运动的加速度是_______m/s2,图中x2是_______cm(结果保留3位有效数字)。
1、某同学利用如图a所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验.(1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由此图线可得该弹簧的原长x0=________cm,劲度系数k=________N/m.(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图c所示时,该弹簧的长度x=________cm.2、在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:甲乙(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则__________。
A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1<r2C.m1>m2,r1=r2D.m1<m2,r1=r2(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中一定需要的是__________。
A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为______________________。
(用装置图中的字母表示)3、橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关.理论与实际都表明k=YSL,其中Y是一个由材料决定的常量.(1)在国际单位中,Y的单位应该是________________.A.N B.m C.Nm2 D.Nm(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据,作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示.由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=________________N/m.(保留两位有效数字)4、某同学利用打点计时器测量福州的重力加速度,某次实验得到的一段纸带如图所示,O、A、B、C、D为相邻的五个点,测得OA=5.5 mm、OB=14.9 mm、OC=28.3 mm、OD=45.2 mm,打下相邻两个点间的时间间隔为0.02 s.(1)用逐差法算出福州的重力加速度g=______m/s2.(结果保留三位有效数字)(2)通过查阅资料发现福州的重力加速度标准值为9.79 m/s2,比较(1)的结果发现两者并不相等,除了读数误差外,你认为产生误差的其他主要原因可能是____________________.(只要求写出一种原因)5、小明和小红同学对如图所示自制“橡皮筋测力计”进行标度(均在橡皮筋的弹性范围内)(1)小明测量了不挂钩码和挂1个钩码时的指针指在刻度尺上的位置分别为5.00 cm和5.60 cm,然后根据所学弹簧弹力知识,经过类比,按弹簧测力计的刻度规律在刻度尺上依次进行了标度,则小明应在刻度尺________cm处标示挂5个钩码的指针位置.(2)小红分别测量了不挂钩码、挂1个钩码、挂2个钩码……指针在刻度尺上的位置,并按实际测量进行标度,其数据如下表:挂钩码的个数0 1 2 3 4 5 6 7指针在刻度尺上的位置x(cm) 5.00 5.60 6.30 7.20 8.30 9.60 11.00 12.50 请在图坐标上画出指针在刻度尺上所指的刻度x与所挂钩码个数的关系图象.并回答橡皮筋所受的拉力与其伸长长度________(填“是”或“否”)成线性关系.(3)请你分析小明和小红的标度方法谁更科学(说明理由)_______________________________________________________________。
阶段检测一力学部分考生注意:1.本试卷共4页.2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间90分钟,满分100分.4.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整.一、单项选择题(本题共6小题,每小题3分,共计18分.每小题只有一个选项符合题意)1.(2018·苏州市调研)如图1,A、B两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接B,另一端绕过定滑轮连接C物体,已知A和C的质量都是1kg,B的质量是2kg,A、B间的动摩擦因数是0.3,其它摩擦不计.由静止释放C,C下落一定高度的过程中(C未落地,B未撞到滑轮,g=10m/s2).下列说法正确的是( )图1A.A、B两物体发生相对滑动B.A物体受到的摩擦力大小为3NC.B物体的加速度大小是2.5m/s2D.细绳的拉力大小等于10N2.(2018·黄桥中学第三次段考)如图2所示,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连.由于B的质量较大,故在释放B后,A将沿杆上升.当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时,其上升速度v A≠0,若这时B未落地,其速度为v B,则( )图2A.v B≠0B.v B=0C.v B=v A D.v B>v A3.如图3所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A=6kg、m B=2kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N 的过程中,则( )图3A.当拉力F<12N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对滑动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动4.(2018·南京市玄武区模拟)如图4所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的B点,已知球拍与水平方向夹角θ=60°,AB 两点高度差h=1m,忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则球刚要落到球拍上时速度大小为( )图4A.25m/s B.215m/sC.45m/s D.4315m/s5.(2017·南京市、盐城市二模)质量为m的球从地面以初速度v0竖直向上抛出,已知球所受的空气阻力与速度大小成正比.下列图象分别描述了球在空中运动的加速度a、速度v随时间t的变化关系和动能E k、机械能E(选地面处重力势能为零)随球距离地面高度h的变化关系,其中可能正确的是( )6.(2018·伍佑中学调研)如图5所示,一轻弹簧下端固定在倾角为θ的固定斜面底端,弹簧处于原长时上端位于斜面上B点,B点以上光滑,B点到斜面底端粗糙,可视为质点的物体质量为m,从A点静止释放,将弹簧压缩到最短后恰好能被弹回到B点.已知A、B间的距离为L,物体与B点以下斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计空气阻力,则此过程中( )图5A .克服摩擦力做的功为mgL sin θB .弹簧的最大压缩量为L tan θμC .物体的最大动能一定等于mgL sin θD .弹性势能的最大值为mgL (1+tan θμ)二、多项选择题(本题共6小题,每小题4分,共计24分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分)7.(2018·徐州三中月考)甲、乙两辆汽车沿平直公路从同一地点同时由静止开始向同一方向运动的v -t 图象如图6所示,则下列说法中正确的是( )图6A .在0~t 时间内,甲的加速度小于乙的加速度B .在0~2t 时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度C .t 时刻两车再次相遇D .在t ~2t 时间内的某时刻,两车再次相遇8.(2017·南京市多校第一次段考)嫦娥一号是我国研制的首颗绕月人造卫星,设嫦娥一号贴着月球表面做匀速圆周运动,经过时间t (t 小于嫦娥一号的绕行周期),嫦娥一号运动的弧长为s ,嫦娥一号与月球中心的连线扫过的角度为θ(θ用弧度制表示),引力常量为G ,则下面描述正确的是( ) A .航天器的轨道半径为s θB .航天器的环绕周期为θt2πC .月球的质量为s 2Gθt 2D .月球的密度为3θ24πGt29.(2017·淮阴中学模拟)如图7所示,滑板运动员沿水平地面向前滑行,在横杆前相对于滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则运动员( )图7A .起跳时脚对滑板的作用力斜向后B .在空中水平方向先加速后减速C .在空中机械能不变D .越过杆后仍落在滑板起跳的位置10.一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的牵引功率,其牵引力和速度的图象如图8所示.若已知汽车的质量m ,牵引力F 1和速度v 1及该车所能达到的最大速度v 3,运动过程中阻力大小恒定,则根据图象所给的信息,下列说法正确的是( )图8A .汽车运动中的最大功率为F 1v 1B .速度为v 2时的加速度大小为F 1v 1mv 2C .汽车行驶中所受的阻力为F 1v 1v 3D .恒定加速时,加速度大小为F 1v 1v 311.(2018·淮安市、宿迁市学业质量检测)如图9所示,重力为G 的圆柱体A 被平板B 夹在板与墙壁之间,平板B 与底座C 右端的铰链相连,左端由液压器调节高度,以改变平板B 与水平底座C 间的夹角θ,B 、C 及D 总重力也为G ,底座C 与水平地面间动摩擦因数为μ(0.5<μ<1),平板B 的上表面及墙壁是光滑的.底座C 与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )图9A .C 与地面间的摩擦力总等于2μG 不变B .θ角增大时,地面对C 的摩擦力总增大 C .要保持底座C 静止不动,应满足tan θ≤2μD .若保持θ=45°不变,圆柱体重力增大ΔG ,仍要保持底座C 静止,则ΔG 的最大值ΔG m =2μ-11-μG 12.(2018·南通市如东县质量检测)如图10所示,质量为m 的小球从固定半圆形槽上与圆心等高的P 点无初速度释放,先后经过A 、B 、C 点,C 点是小球能到达左侧的最高点.B 点是最低点,半圆形槽的半径为R ,A 点与C 点等高,与B 点的高度差为R2,重力加速度为g, 则( )图10A .小球从P 点运动到C 点,重力对小球做的功大于小球克服摩擦力做的功B .小球第一次由A 点运动到B 点克服摩擦力做的功等于由B 点运动到C 点克服摩擦力做的功 C .小球只能经过A 点一次D .小球第一次经过B 点时,对槽的压力一定大于2mg 三、非选择题(本题共6小题,共计58分)13.(10分)(2017·扬州中学5月模拟)如图11所示,某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验,当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为W .当用2条、3条…橡皮筋重复实验时,设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W 、3W …图11(1)图中电火花计时器的工作电压是________V 的交流电.(2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、电火花计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是________________.(3)图中小车上有一固定小立柱,下图给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式,为减小实验误差,你认为最合理的套接方式是________.图12(4)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图12所示.打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量(根据纸带中字母回答),小车获得的速度是______m/s.14.(8分)(2017·海安中学12月考)(1)图13甲中游标卡尺读数为________cm,图乙中螺旋测微器读数为________mm.图13 图14(2)利用图14所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下的四种测量方案:A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v. B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=2gh计算出瞬时速度v.C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=v22g计算出高度h.D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确,正确的是________.(填入相应的字母)在实验中,某同学根据实验测得的数据,通过计算发现,重锤在下落过程中,重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量,若实验测量与计算均无错误,则出现这一问题的原因可能是________.A.重锤的质量偏大B.交流电源的电压偏高C.交流电源的频率小于50Hz D.重锤下落时受到的阻力过大15.(8分)(2017·无锡市期末)如图15甲,t=0时,水平桌面上质量为m=1kg的滑块获得v0=2m/s的水平向右的初速度,同时对滑块施加一个水平向左的恒定拉力,前2s内滑块的速度-时间关系图线如图乙.图15(1)求前2s内滑块的位移大小和方向;(2)分别求滑块所受拉力和摩擦力大小;(3)若在t=2s时将拉力撤去,则撤力后滑块还能滑行多远距离?16.(10分)(2017·启东中学月考)如图16,一质量M=3.0kg、足够长的木板B放在光滑的水平面上,其上表面放置质量m=1.0kg的小木块A,A、B均处于静止状态,A与B间的动摩擦因数μ=0.30,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现给木块A施加一随时间t变化的水平力F=kt(k=2.0N/s),重力加速度取g=10 m/s2.图16(1)若木板B固定,则经过多少时间木块A开始滑动?(2)若木板B固定,求t2=2.0s时木块A的加速度大小.(3)若木板B 不固定,求t 3=1.0s 时木块A 受到的摩擦力大小.17.(10分)(2018·高邮市段考)如图17所示,倾角为θ的无限长斜面上PQ 部分粗糙,且长为3L ,其余部分都光滑.质量均为m 的四个小物块(可视为质点)置于斜面,每相邻两物块间有一长为L 且平行于斜面的轻杆,每根杆的上端与物块粘连而下端与物块不粘连,各物块与斜面PQ 段的动摩擦因数均为2tan θ.A 、B 、C 、D 同时释放时A 恰在P 点,且各物块有相同的沿斜面向下的初速度,最终四个物块均能通过Q 点.重力加速度为g .求:图17(1)A 在PQ 段运动刚达到最大速度时的位置; (2)物块C 刚过P 点时,杆对物块D 的弹力;(3)要使四个物块均能通过Q 点,最初释放各物块时的初速度应该满足的条件.18.(12分)(2018·南京市三校联考)如图18所示,在水平面上固定一个半径R =1.6m 的34光滑圆弧轨道的工件,其圆心在O 点,AOC 连线水平,BOD 连线竖直.在圆周轨道的最低点B 有两个质量分别为m 1=2kg ,m 2=1kg 的可视为质点的小球1和2,两小球间夹有一个极短的轻弹簧,当弹簧储存了E p =90J 的弹性势能时锁定弹簧.某时刻解除锁定,弹簧将两个小球弹开,重力加速度g =10m/s 2,试求:图18(1)两小球脱离弹簧瞬间的速度大小;(2)通过计算说明小球2第一次沿轨道上滑过程中能否到达D点?答案精析1.C [假设A、B不发生相对滑动,整体的加速度a=m C gm A+m B+m C=1×101+2+1m/s2=2.5 m/s2,对A物体,F f=m A a=1×2.5N=2.5N<μm A g=3N,可知假设成立,即A、B两物体不发生相对滑动,加速度为2.5m/s2,A所受的摩擦力为2.5 N,故A、B错误,C正确;对C物体,根据牛顿第二定律得m C g-F T=m C a,解得F T=m C g-m C a=10 N-1×2.5 N=7.5 N,故D错误.] 2.B [如图所示,v A是环A的合速度,其分速度分别是v1、v B,其中v B的大小等于B的速度的大小(同一根绳子,速度大小相同),v B=v A cos θ,当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时,v B=0.故选B.]3.D [A、B一起加速运动是因为A对B有静摩擦力,但由于静摩擦力存在最大值,所以B 的加速度有最大值,可以求出此加速度下拉力的大小,如果拉力再增大,则物体间就会发生相对滑动,所以这里存在一个临界点,就是A、B间静摩擦力达到最大值时拉力F的大小.以A为研究对象进行受力分析,受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,有F-F f=m A a;再以B 为研究对象,受水平向右的摩擦力F f=m B a,当F f为最大静摩擦力时,解得a=F fm B=μm A gm B=122 m/s2=6 m/s2,有F=48N.由此可以看出,当F<48N时,A、B间的摩擦力达不到最大静摩擦力,也就是说,A、B间不会发生相对运动,故选项D正确.]4.C [乒乓球在竖直方向做自由落体运动,根据h=12gt2得,t=2hg=2×110s=15s 竖直分速度:v y=gt=10×15m/s=25m/s,根据平行四边形定则,球刚要落到球拍上时速度大小v=v ycos60°=2512m/s=45m/s,故C正确,A、B、D错误.]5.C [v-t图象与t轴的交点表示小球到达最高点,速度为0,此时空气阻力为0,小球所受的合力等于重力,由牛顿第二定律得:mg=ma,a=g≠0,故A错误;根据牛顿第二定律得:上升过程有mg +F f =ma 上,下降过程有mg -F f =ma 下,又F f =kv ,得a 上=g +kvm,则上升过程中,随着v 的减小,a 上减小.a 下=g -kvm,则在下降过程中,随着v 的增大,a 下减小,故B 错误;根据动能定理得:上升过程有ΔE k =-(mg +kv )Δh ,得ΔE kΔh =-(mg +kv ),v 减小,|ΔE k Δh |减小,E k -h 图象应是切线斜率逐渐减小的曲线.下降过程有ΔE k =(mg -kv )Δh ,得ΔE kΔh=mg -kv ,v 增大,|ΔE kΔh |减小,E k -h 图象应是切线斜率逐渐减小的曲线,故C 正确;根据功能关系得:上升过程有ΔE =-kv ·Δh ,得ΔE Δh =-kv ,v 减小,|ΔEΔh |减小,E -h 图象应是曲线,故D 错误.]6.A [对于整个过程,运用动能定理得:mgL sin θ-W f =0,故克服摩擦力做的功W f =mgL sin θ.故A 正确.由机械能守恒定律知,物体刚接触弹簧时的动能等于mgL sin θ,物体接触弹簧后,重力沿斜面向下的分力先大于滑动摩擦力和弹簧的弹力的合力,物体先加速下滑,后来重力沿斜面向下的分力小于滑动摩擦力和弹簧的弹力的合力,物体减速下滑,所以重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力和弹簧的弹力的合力,即物体受到的合力为零时,速度最大,动能最大,所以物体的最大动能一定大于mgL sin θ,故C 错误. 设弹簧的最大压缩量为x ,弹性势能的最大值为E p .物体从A 到最低点的过程,由能量守恒得:mg (L +x )sin θ=μmg cos θ·x +E p ; 物体从最低点到B 点的过程,由能量守恒得:mgx sin θ+μmg cos θ·x =E p ;联立解得x =L tan θ2μ,E p =12mgL sin θ(1+tan θμ).故B 、D 错误.] 7.BD [图象的斜率表示加速度,由题图可知,乙的加速度逐渐减小,最后为零,甲做匀加速直线运动,0~t 时间内,乙的加速度先大于甲的加速度,后小于甲的加速度,故A 错误;0~2t 内,甲图线与时间轴围成的面积大于乙图线与时间轴围成的面积,则甲的位移大于乙的位移,因为时间相等,则甲的平均速度大于乙的平均速度,故B 正确;因为t 时刻两车的位移不相等,且两车从同一地点同时出发,故C 错误;在t ~2t 时间内的某时刻,两图线与时间轴围成的面积会相等,即两车的位移相等,可知两车会相遇,故D 正确.]8.AD [在t 时间内穿过的弧长为s ,转过的角度为θ,根据s =rθ知,航天器的轨道半径r =s θ,故A 正确;航天器的角速度ω=θt ,则周期T =2πω=2πtθ,故B 错误;航天器的线速度v =s t ,根据G Mm r 2=m v 2r 得,月球的质量M =v 2r G =s 3Gt 2θ,故C 错误;航天器贴着月球表面运行,轨道半径等于月球的半径,月球的密度ρ=M V =s 3Gt 2θ43πr3=3θ24πGt 2,故D 正确.]9.CD [运动员竖直起跳,由于本身就有水平初速度,所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动,又参与了竖直上抛运动.各分运动具有等时性,水平方向的分运动与滑板的运动情况一样,最终落在滑板的原位置,所以竖直起跳时,对滑板的作用力应该是竖直向下,故A 、B 错误,D 正确;忽略人和滑板在运动中受到的阻力,运动员在空中只受重力,所以机械能不变,故C 正确.]10.AC [v 1为汽车保持恒定加速度运动时的最大速度,即此时汽车达到最大功率P =F 1v 1,以后汽车的功率不再发生变化,故选项A 正确;由于最大速度为v 3,故此时汽车受到的阻力等于其受到的牵引力,即阻力F f =F 3=F 1v 1v 3,选项C 正确;汽车以v 2的速度行驶时,牵引力F 2=F 1v 1v 2,故速度为v 2时的加速度为a 2=F 2-F f m =F 1v 1m (1v 2-1v 3),故选项B 错误;恒定加速时,加速度为a 1=F 1-F f m =F 1m (1-v 1v 3),选项D 错误.] 11.CD [对A 进行受力分析,如图甲所示:根据平衡条件得:F N =Gcos θ对B 、C 及D 整体进行受力分析,如图乙所示,当B 、C 及D 整体静止时,摩擦力F f =F N sin θ=G tan θ,当θ角增大时,地面对C 的摩擦力增大,当摩擦力超过最大静摩擦力后,变为滑动摩擦力,此时F f 滑=2μG ,故A 、B 错误; 要保持底座C 静止不动,则F f ≤F f 滑,即G tan θ≤2μG ,解得: tan θ≤2μ,故C 正确;若保持θ=45°不变,圆柱体的重力增大ΔG m , 则F N =2(G +ΔG m ),F N ′=F N此时底座C 受到的静摩擦力刚好达到最大静摩擦力. 根据平衡条件得:22F N ′=μ(G +22F N ′),解得:ΔG m =2μ-11-μG .故D 正确.]12.CD [小球从P 点运动到C 点的过程,只有重力、摩擦力做功,由于小球的动能变化量为零,所以由动能定理可得:重力对小球做的功等于小球克服摩擦力做的功,故A 错误;由于摩擦力的作用,小球第一次从A 点运动到B 点与从B 点运动到C 点的过程经过相同高度的对称位置时,在AB 上的速度大于在BC 上的速度,在AB 上运动时所需要的向心力较大,小球对轨道的压力较大,故小球在AB 上受到的摩擦力大于在BC 上受到的摩擦力,所以,小球第一次从A 点运动到B 点的过程克服摩擦力做的功大于从B 点运动到C 点的过程克服摩擦力做的功,且由于摩擦力的作用,小球从C 点返回时滑不到A 点,故B 错误,C 正确;小球从B 到C 的过程摩擦力做负功,故小球的机械能减小,则有:12mv B 2>12mgR ,对小球在B 点,应用牛顿第二定律可得:F N -mg =m v B 2R ,得F N =mg +m v B 2R>2mg ,那么,由牛顿第三定律可知:小球第一次过B 点时,对槽的压力一定大于2mg ,故D 正确.] 13.(1)220 (2)刻度尺 (3)A (4)GJ 0.65 解析 (1)电火花计时器的工作电压是220V 的交流电.(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离,因此还需要的器材是刻度尺.(3)橡皮筋最合理的套接方式是A ,以A 的方式套接释放小车后,橡皮筋不会影响小车的运动. (4)由题图所示纸带可知,GJ 部分两计时点间的距离相等,小车做匀速直线运动,应选用的纸带是GJ 部分;小车获得的速度v =x t =0.01300.02m/s =0.65 m/s.14.(1)0.660 8.800 (2)D C解析 (1)游标卡尺读数为L =6mm +12×120mm =6.60mm =0.660cm螺旋测微器的读数为d =8.5mm +30.0×0.01mm=8.800mm(2)该实验是验证机械能守恒定律的实验,因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物的实际运动看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证了,其中A 、B 、C 三项都是运用了自由落体运动的规律求解的,故A 、B 、C 错误;D 是运用匀变速直线运动规律求解的,D 正确.根据mgh =12mv 2可知,测量结果与重锤质量m 无关,A 错误;测量结果与电压U 无关,所以B错误;由ΔE k =12mv 2,其中v =x 1+x 22T=x 1+x 2f2,所以若实际交流电源的频率小于50Hz ,而将f =50Hz 代入上式,求出的速度要大于实际速度,从而导致ΔE k >mgh ,所以C 正确;根据能量守恒定律可知,若重锤下落时受到的阻力过大,则重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量,D 错误.15.(1)0.6m 方向与初速度方向相同 (2)1.4N 0.6N (3)815m 解析 (1)位移大小x =12×1×2m-12×1×0.8m=0.6m方向与初速度方向相同 (2)0~1s 内加速度大小a 1=Δv 1Δt 1=2m/s 2F +F f =ma 11~2s 内加速度大小a 2=Δv 2Δt 2=0.8m/s 2F -F f =ma 2,联立解得F =1.4N ,F f =0.6N(3)撤去拉力后,加速度大小为a 3=F f m=0.6m/s 2还能滑行x ′=v 222a 3=815m16.(1)1.5s (2)1m/s 2(3)1.5N解析 (1)当木板固定时,A 开始滑动瞬间,水平力F 与最大静摩擦力大小相等, 则:F 1=F fm =μmg,设经过t 1时间A 开始滑动,则:t 1=μmgk=1.5s. (2)t 2=2.0s 时,有:F 2=kt 2=2×2N=4N , 由牛顿第二定律得F 2-μmg =ma 解得a =1m/s 2.(3)t 3=1.0s 时水平外力为:F 3=kt 3=2N由于此时F 3小于最大静摩擦力,两者一定不发生相对滑动,故一起做匀加速运动 以整体为研究对象,由牛顿第二定律可得:F 3=(m +M )a ′,a ′=0.5m/s 2对A 受力分析有:F 3-F f =ma ′,F f =F 3-ma ′=(2-1×0.5) N=1.5N.17.见解析解析 (1)由整体法,将四物块及杆看成整体,当它们下滑到重力沿斜面向下的分力等于摩擦力时运动速度达最大值,有:μ·nmg cos θ=4mg sin θ①解得:n =2②即滑块B 刚过P 点时A 在PQ 段运动刚达到最大速度,此时A 离P 点的距离为L ③(2)对四物块及杆整体,由牛顿第二定律得:μ·3mg cos θ-4mg sin θ=4ma ④得到a =12g sin θ,方向沿斜面向上⑤对物块D ,由牛顿第二定律得:F -mg sin θ=ma ⑥解得F =32mg sin θ,方向沿斜面向上⑦(3)要使四个物块都能通过Q 点,则物块D 过Q 点时的速度应大于零.物块A 过Q 点时,物块D 刚过P 点,设此时物块D 的速度为v对物块D 从P 到Q 的过程用动能定理得mg sin θ·3L -μmg cos θ·3L =0-12mv 2⑧解得:v =6gL sin θ⑨设最初释放各物块时的初速度为v 0,由释放到整体进入PQ 段过程用动能定理: 4mg sin θ·3L -μmg cos θ(3L +2L +L )=12×4mv 2-12×4mv 02⑩解得:v 0=v =6gL sin θ⑪故要使四个物块均能通过Q 点,最初释放各物块时的初速度应大于6gL sin θ⑫ 18.(1)v 1=30m/s ,v 2=230m/s (2)见解析解析 (1)两小球脱离弹簧瞬间,设小球m 1的速度为v 1,m 2的速度为v 2,两个小球与弹簧组成的系统,水平方向受到的合外力为零,且只有弹力做功,水平方向动量守恒,有:m 1v 1=m 2v 2①由机械能守恒定律,有:E p =12m 1v 12+12m 2v 22②联立①②并代入数据解得:v 1=30m/s ,v 2=230m/s(2)小球2向右运动,设其能到达圆周轨道的最高点D ,由机械能守恒,有:12m 2v 22=m 2g ·2R+12m 2v D 2 代入数据解得:v D =214m/s又小球能通过竖直面内光滑圆周最高点的条件为:mg =m v 2R,代入数据解得:v =4m/s由于v <v D ,故小球2第一次沿轨道上滑过程中能到达D 点.。
2022届高考(一轮)物理:力学实验习题附参考答案高考:力学实验1、某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图甲)。
在钢条下落过程中,钢条挡住光源发出的光时,计时器开始计时,透光时停止计时,若再次挡光,计时器将重新开始计时。
实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关),由静止释放,测得先后两段挡光时间t1和t2。
(1)用游标卡尺测量AB、AC的长度,其中AB的长度如图乙所示,其值为_______mm。
(2)该同学利用=及=,求出、,再利用测量的时间t 1和t2,可得到重力加速度g的表达式为_______(用、及给出的时间表示)。
2、某实验小组利用图【1】所示的装置探究加速度与力、质量的关系.图【1】(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在木块上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________木块和木块上砝码的总质量.(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(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【2】中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲________m乙,μ甲________μ乙.(填“大于”“小于”或“等于”)图【2】3、在“探究求合力的方法”的实验中(1)本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法(2)其中的两个步骤是:(ⅰ)在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好,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弹簧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点和两个弹簧测力计的读数F1和F2.(ⅱ)只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时伸长量一样,记下此时弹簧测力计的读数F和细线的方向,以上两步骤均有疏漏,请指出疏漏之处:在(ⅰ)中是________________________________________;在(ⅱ)中是________________________________________.(3)在做“互成角度的两个力的合力”的实验中,用M、N两个弹簧测力计拉橡皮条的结点使其位于O处,此时α+β=90°,如图所示;然后保持M的读数不变,当α角由图中所示的值减小时,要使结点仍在O处,可采用的办法是() A.增大N的读数,减小β角B.减小N的读数,减小β角C.减小N的读数,增大β角D.增大N的读数,增大β角4、某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)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”).(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表:代表符号L0L x L1L2L3L4L5L6数值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 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________.(3)如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“L0”或“L x”).(4)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,重力加速度取9.8 m/s2)5、有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:(1)(多选)改变钩码个数,实验能完成的是()A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是()A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为下图中________是正确的.(填“甲”或“乙”)6、气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
2022年高考物理一轮复习:力学实验 专项练习题1.在“在探究加速度与力、质量的关系”的实验中,如图为测加速度时打出的一条纸带。
已知从纸带上测出AB 、BC 、CD 、DE 之间的距离分别是d 1、d 2、d 3、d 4,打点计时器打点的周期为T 。
(1)则打B 点时纸带的瞬时速度v B =_________; (2)纸带运动的加速度a =________。
2.某科技实验小组利用传感器测定铁块与斜面间的动摩擦因数,装置如图甲所示,在长为0l 的固定斜面上,让铁块从斜面顶端由静止开始下滑,由固定在斜面底端的位移传感器、速度传感器分别测出铁块到传感器的距离l 和相应位置的速度v ,最后利用计算机拟合得到如图乙所示的图线。
(1)图乙中的纵坐标表示铁块到传感器的距离l ,横坐标表示___________。
A B .v C .2v D .21v(2)该图线的函数表达式l =___________(用0l b v 、、表示)(3)根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度a =___________(用0l b 、表示)。
(4)若斜面长0 1.0m l =,高0.60m ,采用国际单位制b 的数值为9.8,取重力加速度29.8m/s g =,可得到铁块与斜面间的动摩擦因数μ=___________。
3.某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.(1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数10m/s)据如下表,有数据算得劲度系数k=___N/m.(g取2(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小___.(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为___.(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如图(c).有图可知,v与x成___关系,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的___成正比.4.某实验小组利用如图所示装置测量小物块与接触面间的动摩擦因数。
2015高考物理一轮复习阶段性效果检测题1(含解析)第Ⅰ卷(选择题共50分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分。
多选题已在题号后标出,选不全得3分)1.(滚动单独考查)(2011·四川高考)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则( )A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态2.(多选)如图所示,现有两个完全相同的可视为质点的物块都从静止开始运动,一个自由下落,一个沿光滑的固定斜面下滑,最终它们都到达同一水平面上,空气阻力忽略不计,则( )A.重力做的功相等,重力做功的平均功率相等B.它们到达水平面上时的动能相等C.重力做功的瞬时功率相等D.它们的机械能都是守恒的3.(多选)(滚动单独考查)如图甲所示,将十四个等质量的小球均匀地穿在线上组成首尾相连的一串球链挂在光滑的斜面ABC上,斜面底边AC水平,这些小球均静止。
现同时去掉下面的八个对称悬挂的小球,如图乙所示,则关于剩余的六个小球,以下说法正确的是( )A.仍在斜面上保持静止B.向左侧沿斜面逆时针滑动C.向右侧沿斜面顺时针滑动D.AB的长度一定是BC的2倍4.(2013·福州模拟)如图,倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平面上,斜面长L=3.0 m,质量m=1 kg的物块从斜面顶端无初速度释放,则(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10 m/s2)( )A.物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为30 WB.物块滑到斜面底端时的动能为30 JC.物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为48 WD.物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为36 W5.(多选)(2012·广东高考)如图所示是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有( )A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力C.N越大表明h越大D.N越大表明h越小6.(滚动单独考查)酒后驾驶会导致许多安全隐患,是因为驾驶员的反应时间变长,反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间。
力学实验训练题1.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为0~5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有________。
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。
其中对于提高实验精度最有利的是_________。
A. B. C. D.2.探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数的实验装置如图甲所示。
钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的拉力F。
实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每挂一个钩码后测出相应的弹簧总长度L。
(1)某同学通过以上实验测量后把6组数据对应的点画在如图乙所示坐标图中,请作出F L-图线。
(2)由图乙中图线可得出该弹簧的原长0=L______cm,劲度系数k=_____N/m。
(结果均保留两位有效数字)(3)由图乙可以看出,当拉力较大时,图线明显偏离原直线,造成这种现象的主要原因是____________。
3.图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。
(1)以下是关于实验过程的一些做法,其中合理的有______。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平 B.每次释放小球的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接(2)实验得到小球做平抛运动的轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O 为坐标原点,测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ,图乙中2y x -图像能说明小球做平抛运动的轨迹为抛物线的是_________。
名师预测1.关于游标卡尺,下列说法正确的是( )A.利用一对外测量爪可测量圆筒的内径B.利用一对内测量爪可测量圆筒的外径C.利用一对外测量爪可测量乒乓球的直径D.利用深度尺可测量槽或孔的深度2.某人用刻度尺去测量一个物体的长度,共测量4次,测得数据分别为1.42cm、1 43cm、1.42cm、1.44cm,物体长度的测量结果应为( )A.1.427 5cm B.1.427cmC.1.43cm D.1.4cm3.在使用打点计时器时,发现打点计时器打点周期不稳定,其原因可能是( )A.交流电压不稳定B.永久磁铁磁性太弱C.电源的频率不稳定D.振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差【答案】CD【解析】打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的固有频率有关。
一个性能良好的打点计时器振动片的固有频率和使用的交流电频率相等。
这样振动片发生共振,振幅较大,打点清晰,等时性好,而电压的高低直接影响振动片的振动强弱,即振幅的大小,而不影响振动片的振动周期,故也不影响打点计时器的打点周期。
永久磁铁的磁性能影响打点痕迹的轻重,即点迹的清晰度,并不影响打点的周期,综上所述,引起打点周期不稳定的原因是C、D两选项所述,故答案应为C、D两选项。
4.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如下A.根据任意两个计数点的速度,用公式a=Δv/Δt算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,用公式a=tanα算出加速度C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上任意两点所对应的速度及时间,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5.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,如何保证刻度尺竖直( )A.使用三角板B.使用重垂线C.目测D.不用检查6.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果是指( )A.弹簧测力计的弹簧被拉长B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C.细绳套受拉力产生形变D.使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度7.某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验。
绝密★启用前2025届高考物理一轮复习阶段检测卷一力学综合考试范围:力学综合;考试时间:75分钟;满分:100分注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题(其中1—7题为单项选择题,8—10题为多项选择题)1.(2024·北京·模拟预测)“神舟十六号”载人飞船安全着陆需经过分离、制动、再入和减速四个阶段。
如图所示,在减速阶段,巨型降落伞为返回舱提供阻力,假设返回舱做直线运动,则在减速阶段( )A .伞绳对返回舱的拉力等于返回舱的重力B .伞绳对返回舱拉力的冲量与返回舱重力冲量的矢量和为零C .合外力对返回舱做的功等于返回舱机械能的变化D .除重力外其他力对返回舱做的总功等于返回舱机械能的变化2.(2024·北京海淀·模拟预测)1772年,法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出:两个质量相差悬殊的天体(如太阳和地球)所在同一平面上有5个特殊点,如图中的1L 、2L 、3L 、4L 、5L 所示,人们称为拉格朗日点。
若飞行器位于这些点上,会在太阳与地球共同引力作用下,可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步做圆周运动。
若发射一颗卫星定位于拉格朗日2L 点,下列说法正确的是( )A .该卫星绕太阳运动周期大于地球公转周期B .该卫星在2L 点处于平衡状态A .初速度v 0与水平面夹角C .小球在空中运动的时间4.(2024·浙江金华·三模)如图甲所示质量为与其连接。
给A 一竖直方向上的初速度,当A .物块A 做简谐运动,回复力由弹簧提供B .物体B 在1t 时刻对地面的压力大小为mg C .物体A 在运动过程中机械能守恒D .物体A 的振动方程为π0.1sin 2π(m)6y t æö=+ç÷èøA.1.5s6.(2024·河南·二模)载火箭将卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功,这是大固体运载火箭、中国运力最大民商火箭纪录。
2022届高考物理:力学实验(一轮)习题含有答案高考:力学实验1、现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。
在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示,拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。
已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s数据如表所示。
重力加速度大小g取9.80 m/s2。
单位: cmx 1x2x3x4h s10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00根据表中数据,完成下列填空:(1)物块的加速度a=_______m/s2(保留3位有效数字)。
(2)因为___________ ,可知斜面是粗糙的。
2、如图【1】为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.(1)平衡小车所受阻力的操作:取下________,把木板不带滑轮的一端垫高;接通电火花计时器电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动.如果打出的纸带如图【2】所示,则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹________为止.图【1】图【2】图【3】(2)图【3】为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象,横坐标m为小车上砝码的质量.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为________,小车的质量为________.3、某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧一端固定于某一深度h=0.25 m、开口向右的小筒中,如图甲所示.(弹簧的原长比筒短些),如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l并记下弹力F,作出F-l图线如图乙所示.(1)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较,优点在于:___________________________.(2)弹簧的劲度系数为________N/m.(3)弹簧的原长l0=________m.4、如甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
综合模块检测(一) 力学局部时间:90分钟总分为:110分第1卷(选择题,共48分)一、选择题(此题共12小题,每一小题4分,共48分。
在每一小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求,9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.(2019·河北衡水中学三模)如下说法正确的答案是( )A.地球同步卫星根据需要可以定点在正上空B.假设加速度方向与速度方向一样,当物体加速度减小时,物体的速度可能减小C.物体所受的合外力为零,物体的机械能一定守恒D.做平抛运动的物体,在任何相等的时间内速度的变化量都是相等的答案 D解析同步卫星轨道固定,一定位于赤道的正上方,且速度、高度、周期一定,故A错误;当加速度与速度方向一样,且加速度又在减小时,物体做加速度减小的加速运动,故B 错误;物体所受的合外力为零,假设重力之外的其他力做功,如此物体的机械能不守恒,故C 错误;根据Δv=at=gt知,做平抛运动的物体,在任何相等的时间内速度的变化量总相等,故D正确。
2.如下列图,a、b、c三个物体在同一条直线上运动,其xt图象中,图线c是一条x =0.4t2的抛物线。
有关这三个物体在0~5 s内的运动,如下说法正确的答案是( )A.a物体做匀加速直线运动B.c物体做加速度增大的加速直线运动C.t=5 s时,a物体与c物体相距10 mD.a、b两物体都做匀速直线运动,且速度一样答案 C解析对于xt图象,斜率表示速度,由题图知,a、b两图线的斜率大小相等、正负相反,说明两物体的速度大小相等、方向相反,速度不同,故A、D错误;图线c是一条x=0.4t2的抛物线,结合x =v 0t +12at 2可知,c 做初速度为0、加速度为0.8 m/s 2的匀加速直线运动,故B 错误;根据图象可知,t =5 s 时,a 物体与c 物体相距s =x a -x c =20 m -10 m =10 m ,故C 正确。
实验题专练卷(一)力学实验1.(·哈尔滨三中月考)做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器;打出的部分计数点如图1所示(每相邻两个计数点间还有4个点;图中未画出);已知打点计时器使用的是50 Hz的交变电流;则打点计时器在打“1”时的速v1=________ m/s;平均加速为a=________ m/s2。
由计算结果可估计出第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是________ cm。
(结果均保留3位有效数字)。
图12.(·温州八校联考)某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量Q(Q=S v;S为出水口的横截面积;v为出水口的水速);方法如下:图2(1)先用游标卡尺测量喷水口的内径D。
A、B、C、D图中;测量方式正确的是________。
(2)图2为正确测量得到的结果;由此可得喷水口的内径D=________ m。
(3)打开水阀;让水从喷水口水平喷出;稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x;竖直距离为y;则喷出的水的初速v0=________(用x、y、g表示)。
(4)根据上述测量值;可得水管内水的流量Q=________(用D、x、y、g表示)。
3.(·江西重点中学高三联考)(1)我们已经知道;物体的加速(a)同时跟合外力(F)和质量(M)两个因素有关。
要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是________。
图3(2)某同学的实验方案如图3所示;她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F;为了减少这种做法而带来的实验误差;她先做了两方面的调整措施:a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高;目的是________________。
b.使砂桶的质量远小于小车的质量;目的是使拉小车的力近似等于________。
(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速时;处理方案有两种:A.利用公式a=错误!计算;B.根据a=错误!利用逐差法计算。
两种方案中;你认为选择方案________比较合理。
高三第一轮复习——力学实验训练题目1、某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1) 他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x 的关系图线。
由此图线可得该弹簧的原长x 0=________cm ,劲度系数k= ________ N/m 。
(2) 他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x= ________ cm 。
2、如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.(2)A 、B 、C 、D 是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出A 、B 两点间距x =________cm ;C 点对应的速度是________m/s (计算结果保留三位有效数字).3、某研究性学习小组采用如图所示的装置,探究物体的加速度与质量的关系.提供的器材有:气垫导轨、滑块(总质量为m ,左端装有遮光板)、光电门(配接数字计时器)、米尺、铁架台.实验中,测出导轨顶端A 与光电门所在位置B 的距离为L ,导轨顶端距水平面的高度为h . (1)用游标卡尺测量遮光板的宽度d ,如图所示,则d = ________ mm(2)接通气源,让滑块从A 端由静止开始向下运动,读出遮光板通过光电门的时间为t 1,若遮光板的宽度用d 表示,则滑块运动到B 点时的速度v 1= ,下滑过程的加速度a 1 = .(3)实验中,为使滑块受到的合外力保持不变,在改变滑块质量m 时,应调节 ,使 .测出多组m 、t 数据后,描点做出 (选填“2t m -”,“21t m-”)的线性图象,可得出加速度与质量的关系.4、(1)我们已经知道,物体的加速度(a )同时跟合外力(F )和质量(M )两个因素有关。
要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是(2)某同学的实验方案如图所示,她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F ,为了减少这种做法而带来的实验误差,她先做了两方面的调整措施:a :用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是 。
综合检测(一)第十一章机械振动(分值:100分时间:60分钟)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共计42分.在每小题所给的四个选项中至少有一个选项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1 。
关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法,其中正确的是( )A.回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程B.速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程C.动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程D.速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程【解析】物体完成一次全振动,是一次完整的振动过程,完成一次全振动,物体回到原位置,位移、速度、回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同,D选项正确.【答案】D2 .在飞机的发展中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,而且越抖越厉害.后来人们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题.在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是()A.加大飞机的惯性B.使机体更加平衡C.使机翼更加牢固D.改变机翼的固有频率【解析】飞机机翼抖动厉害是因为受到的驱动力频率与其固有频率接近或相等时,发生了共振.通过安装配重杆改变其固有频率,可以解决此问题,故D项对.【答案】D3 .(2013·石家庄一中检测)一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s,当振子从平衡位置向右运动,经过0.17 s时,振子运动情况是( )A.正在向右做减速运动B.正在向右做加速运动C.正在向左做减速运动D.正在向左做加速运动【解析】错误!=错误!=6错误!,错误!T在错误!T~T之间,故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置.【答案】B4 。
做简谐运动的单摆摆长不变,若摆球质量增大为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,则单摆振动的( )A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变C.频率不变,振幅改变D.频率改变,振幅不变【解析】摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,由机械能守恒定律可知,振幅减小;由单摆的周期公式T=2π错误!,可知,周期T与摆球质量和振幅无关,所以单摆的频率不变,故C正确.【答案】C5 。
力学实验1.(8分)[2013·西安市练习](1)用螺旋测微器测量一小球的直径,结果如图11-1甲所示,则小球的直径d=________mm.甲乙图11-1(2)知识的迁移能力是非常重要的,应用螺旋测微器的原理,解决下面的问题:在一些用来测量角度的仪器上,有一个可转动的圆盘,圆盘的边缘标有角度刻度.为了较准确地测量出圆盘转动的角度,在圆盘外侧有一个固定不动的游标,上面共有10个分度,对应的总角度为9度.如图乙中画出了游标和圆盘的一部分.读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为________度.解析:(1)螺旋测微器主尺读数为10.5 mm,可动刻度一共50个格,代表0.5 mm,每个格表示0.01 mm,第47.0个格对齐,因此可动刻度的读数为0.470 mm,故螺旋测微器的读数为10.970 mm;(2)主尺部分的读数为20度,游标尺一共10个格,每个格代表0.1度,第7个格对齐,故游标尺的读数为0.7度,因此一共是20.7度.答案:(1)10.970 (2)20.72.(12分)[2013·太原市模拟]在验证“力的平行四边形定则”的实验中,水平放置的木板上固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到O点,接着改用一个弹簧测力计拉橡皮条:图11-2(1)下列必要的几项实验要求是________.(填写选项前对应的字母)A.弹簧测力计应在使用前校零B.细线方向应与木板平面平行C.改用一个弹簧测力计拉橡皮条时,必须使结点与位置O重合D.改用一个弹簧测力计拉橡皮条时,不必使结点与位置O重合(2)若在保持结点与位置O重合及F1方向不变的条件下,将F2从图示方向(与OG垂直)开始逐渐减小其与F1的夹角,则关于F1和F2的变化情况,下列说法正确的一项是________.(填写选项前对应的字母)A.F1一直增大B.F2一直增大C.F1先增大后减小D.F2先减小后增大解析:(1)弹簧测力计使用前需校零,否则测量时弹簧测力计的读数不是拉力大小,A必要;由于是用绳套在水平板面的白纸上的投影表示力的方向的,要求拉力方向与板面平行,因此弹簧测力计应保持与板面平行,B必要;由于用的是等效法,两个力(分力)拉橡皮条时的伸长量大小及方向与一个力拉时的伸长量大小及方向相同,这一个拉力才等于两个拉力的合力,C必要.(2)由于结点O保持不变,就是合力大小及方向不变,又由于F1方向不变,由平行四边形定则可知,从F2方向与合力方向垂直开始,随着F2与F1间夹角的减小,F1一直减小,F2先减小后增大,A、B、C错误,D 正确.答案:(1)ABC (2)D3.(14分)[2013·乌鲁木齐地区诊断性测验]某兴趣小组为研究一根橡皮绳的性质,在橡皮绳下端依次挂上不同个数的钩码,每次钩码静止后,记录橡皮绳所受拉力和橡皮绳的伸长量(去掉钩码,橡皮绳能够恢复原长).通过测量的多组数据作出橡皮绳受到的拉力F与伸长量x的关系如图11-3所示.图11-3(1)橡皮绳伸长5 cm时,需要的拉力是________ N.(2)若选择F=kx n形式的函数对图线进行拟合,则选择n________(填“>”“=”或“<”)1的函数比较合理.(3)根据图象,橡皮绳伸长6 cm时,橡皮绳中储存的弹性势能为________ J.解析:(1)由题中Fx图象知,橡皮绳伸长5 cm时对应的弹力为4.0 N.(2)当n=1时图象为过坐标原点的直线,而现在是过原点的曲线,说明n>1.(3)根据Fx图象所围的面积表示拉力做的功,等于橡皮绳增加的弹性势能,因为每个格的面积代表0.01 J,一共12个格,故对应的橡皮绳的弹性势能为0.12 J.答案:(1)4.0 (2)> (3)0.12(0.11~0.13均可)4.(14分)[2013·郑州市质量预测]某兴趣小组利用物理学知识测量某农庄喷水口的流量Q(Q =Sv,S为出水口的横截面积,v为出水口的水流速度),方法如下:(1)先用游标卡尺测量圆形喷水口的内径d.如图11-4为正确测量得到的结果,由此可得喷水口的内径d=________ mm.图11-4(2)打开水阀,让水从喷水口竖直向上喷出,稳定后测得水柱最高点距喷水口竖直距离为h,则喷出的水的初速度v 0=________(用h 、g 表示).(3)根据上述测量值,可得喷水口水的流量Q =________(用d 、h 、g 表示).解析:游标卡尺读数时,先读主尺为10 mm ,再读游标尺,共20个格,每个格代表0.05 mm ,第4个格对齐,故游标尺读数为0.20 mm ,因此内径为10.20 mm ;喷出的水在竖直方向上做竖直上抛运动,根据运动学公式得v 0=2gh ,根据流量的定义知Q =v 0S =2gh ×14πd 2=2gh πd24.答案:(1)10.20 (2)2gh (3)2gh πd245.(16分)[2013·陕西省质量检测]某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中,用如图11-5所示的气垫导轨装置来测小车的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L ,窄遮光板的宽度为d ,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t 1、t 2.图11-5(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v 1=________,v 2=________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是__________________(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”).(2)则滑块的加速度可以表示为a =________(用题中所给物理量表示).(3)该学习小组在测出滑块的加速度后,经分析讨论,由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小,可用上述实验装置来验证机械能守恒定律,为此还需测量的物理量是________和________,机械能守恒的表达式为__________________(用题中所给物理量和测量的物理量表示).解析:(1)小车通过两个光电门的速度等于小车通过光电门这极短时间内的平均速度,故瞬时速度分别为d t 1和d t 2,时间取得越短,平均速度越接近瞬时速度,故采用了极限法;(2)根据运动学公式2aL =v 22-v 21,代入可求得加速度a =d 22L ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22-1t 21;(3)要验证机械能守恒就要看重物重力势能的减少量和系统动能的增加量是否相等,因此需要测量重物的质量和滑块的质量,机械能守恒定律的表达式为mgL =12(M +m )d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22-1t 21.答案:(1)d t 1dt 2极限法 (2)d 22L ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22-1t 21 (3)滑块的质量M 沙桶的质量mmgL =12(M +m )d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22-1t 216.(18分)[2013·新课标全国卷Ⅰ]图11-6为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:图11-6①用天平测量物块和遮光片的总质量M 、重物的质量m ;用游标卡尺测量遮光片的宽度d ;用米尺测量两光电门之间的距离;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A 的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ,求出加速度a ;④多次重复步骤③,求a 的平均值a ; ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题:(1)测量d 时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为 1 mm)的示数如图11-7所示,其读数为________cm.图11-7(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示a =________.(3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ=________.(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”).解析:(1)游标卡尺的读数为(9+0.60) mm =0.960 cm.(2)物体通过光电门A 的速度为v A =d Δt A ,通过光电门B 的速度为v B =dΔt B,根据2as =v 2B -v 2A 可得a =⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 22s.(3)根据牛顿第二定律mg -μMg =(M +m )a 可得μ=m M -M +m aMg.(4)这个误差导致结果偏大偏小是确定的,故为系统误差.答案:(1)0.960 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 22s(3)mM -M +m aMg(4)系统误差7.(18分)[2013·四川理综]如图11-8所示,某组同学借用“探究a 与F 、m 之间的定量关系\”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系\”的实验:图11-8(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图11-9所示的纸带.纸带上O 为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s 的相邻计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G .实验时小车所受拉力为0.2 N ,小车的质量为0.2 kg.图11-9请计算小车所受合外力做的功W 和小车动能的变化ΔE k ,补填表中空格(结果保留至小数点后第4位).O —BO —CO —DO —EO —FW /J0.043 2 0.057 2 0.073 4 0.091 5 ΔE k /J0.043 00.057 00.073 40.090 7k (3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg ,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g 取9.8 m/s 2,结果保留至小数点后第三位)解析:(1)平衡摩擦力后,重力分力等于小车所受的摩擦力,将小车释放后,小车将做匀速直线运动.(2)已知拉力为0.2 N ,所以拉力所做的功W =Fs =0.2×0.557 5 J=0.111 5 JF 点的速度v F =s EG t EG =66.77-45.75×0.01 m 2×0.1 s=1.051 m/s所以动能ΔE k =12mv 2=0.110 5 J.(3)对于小车,由牛顿第二定律可知a =F m =0.2 N 0.2 Kg=1 m/s 2 对于托盘以及钩码,m ′g -F =m ′a 即m ′=Fg -a=0.023 kg所以托盘的质量为(23.0-7.7)×10-3kg≈0.015 kg. 答案:(1)匀速直线(或匀速) (2)0.111 5 J 0.110 5 J (3)0.015 kg。