高一物理实验题
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11．（6分）在“研究平抛物体运动”的实验中： （1）调整斜槽使其末端保持水平的目的是：___________________________________； （2）实验中使小球每次从同一位置自由滑下的目的是：_________________________；
（3）如下左图是某同学实验得到的小球做平抛运动的轨迹，建立了坐标系，测出了a、b、c三点的坐标，g取10 m/s2，根据图中数据可知小球做平抛运动的初速度为_________m/s。
12．（8分）为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，采用了如上右图所示实验装置。请回答下列问题： （1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是______ A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 （2）若实验中所用小车的质量为200 g，为了使实验结果尽量精确，在实验室提供的以下四种规格钩码中，应该挑选的钩码是_______ A．10 g B．20 g C．30 g D．50 g （3）某实验小组挑选了一个质量为50 g的钩码，在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0 cm；打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J。（g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字） 13．（8分）某物理兴趣活动小组利用如右图装置可以验证机械能守恒定律，实验中电火花打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，得到如下图所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，现测出A点距起点O（初速度为零）的距离为x0＝19.00cm，点A、C间的距离为x1＝8.36 cm，点C、E间的距离为x2＝9.88cm，取g= 9.8m/s2，测得重物的质量为100g。
（1）选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒。重物减少的重力势能是___________J，x0 x1 x2 打下C点时重物的动能是___________J（保留三位有效数字）； （2）实验中，由于存在阻力作用，重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能。依据实验数据来计算重物在下落过程中受到的平均阻力大小F＝_________N（保留一位有效数字）； （3）根据纸带算出各点的速度v，测量出从O点开始下落的距离h，则以v2为纵坐标轴，以h为横坐标轴，画出的v2-h图像为图中的______。
二．实验题（14分）
13．(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．每次必须由静止释放小球 D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 (2)在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的 A、秒表 B、天平 C、重锤线 D、测力计 (3)在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是 ,乙的实验错误是 ． 【知识点】 研究平抛物体的运动． 【答案解析】 (1) ACE (2) C (3)斜槽末端不水平 每次静止释放小球的位置不同解析解：（1）A、为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平．故A正确．B、为了保证小球做平抛运动的初速度相同，则每次从同一位置由静止释放小球．故B错误，C正确．C、记录小球位置用的木条（或凹槽）不需要严格地等距离下降．故D错误．E、小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触，防止摩擦力作用而改变小球的运动轨迹．故E正确．F、将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线相连．故F错误．故选：ACE． （2）在“研究平抛物体的运动”实验时，不需要小球的质量以及小球运动的时间，所以不需要秒表、天平和测力计，为了保证木板所在的平面竖直，需要重锤线．故选：C． （3）甲图中，可以看出小球的初速度方向斜向上，实验错误是斜槽末端不水平；乙图中，小球运动的轨迹不重合，可知每次静止释放小球的位置不同． 【思路点拨】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中，不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．
14．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方，滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线． (1)当采用图甲的实验装置进行实验时，下列说法中正确的是( ) A．滑块P机械能守恒 B．钩码Q机械能守恒 C．滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒 D．以上三种说法都正确 (2)实验前，接通电源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平．
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若Δt1、Δt2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知，若上述物理量间满足关系式______________________________________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒． (4)若遮光条宽度d＝8.400mm, A、B间的距离L=160.00cm, Δt1=8.4010-3s ,Δt2=4.2010-3s, 滑块质量M=180g, 钩码Q质量m＝20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量ΔEp
＝________J，系统动能的增量ΔEk＝________J．(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)
【知识点】 验证机械能守恒定律．
【答案解析】(1) C (2) =(3) mgL＝12(M＋m)(dΔt2)2－12(M＋m)(dΔt1)2(4)ΔEp＝0.314 J ΔEk＝0.300 J 解析 解：（1）该实验装置验证滑块P和钩码Q组成的系统机械能是否守恒，对于单个P和Q，机械能不守恒．故选：C． （2）如果遮光条通过光电门的时间相等，即△t1=△t2，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平． （3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度很小，所以我们
用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．vB=2dt，vA＝1dt，滑块和砝码组成的系统动能的增加量△Ek=12 (M+m)( 2dt)2−12 (M+m)( 1dt)2， 滑块和砝码组成的系统重力势能的减小量△Ep=mgL 可知只要满足mgL=12(M+m）（2dt）2-12（M+m）（1dt）2，系统机械能守恒． （4）系统重力势能的减小量△Ep=mgL=0.02×9.8×1.60=0.314J． 系统动能的增加量△Ek=12(M+m)( 2dt)2−12 (M+m)( 1dt)2=12
(0.18+0.02)[(338.4104.210)2−(338.4108.410)2]=0.300J． 【思路点拨】 遮光条经过光电传感器A、B时间相同，说明滑块匀速运动，气垫导轨已经水平．要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，结合原理确定需要测量的物理量．根据滑块和砝码组成的系统机械能守恒列出关系式．解决本题的关键掌握实验的原理，即验证系统重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，以及掌握极限思想在物理中的运用．
三、实验题（本题共10分） 15．如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则： （1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是： ______________________________________。 （2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位小数） （3）如图所示，利用数码相机的连拍功能记下了作平抛运动的小球的三个位置Ａ、Ｂ和C.闪光间隔时间为1/30ｓ.在实验中用光电门传感器测出小球抛出时的初速0.492m/s。则该地的重力加速度为__________m/s2。（已知背景方格纸均为正方格）
