高考物理学业水平测试专题复习 7页

‎2010年江苏省普通高中学业水平测试物理（必修）专题复习 ‎ ‎——实验题综合训练 ‎【考纲要求】‎ ‎（A）探究、实验：用打点计时器探究匀变速直线运动（07年25题，6分）；‎ ‎（A）探究、实验：力的合成的平行四边形定则 ‎（B）探究、实验：探究加速度与力、质量的关系（08、09年考查，6分）‎ ‎（A）探究、实验：用打点计时器验证机械能守恒定律 ‎【考点精析】‎ 考点1：（A）用打点计时器探究匀变速直线运动 实验步骤与要求的注意事项：‎ ‎⑴使用的是交变电源，不是直流电源；‎ ‎⑵实验用具中带点计时器本身就有计时的功能，所以实验材料不需要秒表；‎ ‎⑶实验前应让木块（小车）紧靠打点计时器；‎ ‎⑷实验时要先通电，再释放纸带；‎ ‎⑸重复实验多次，减小误差；‎ ‎⑹计数点的选取：每个计数点之间相差0.02秒，一般五个计数点描一个点（0.1秒），要分清情况。‎ 相关公式（计算时注意单位的转化，cm到m）：‎ ‎，‎ 此图为匀加数直线运动，加速度方向与速度方向相同。‎ 考点精练：‎ ‎1.（2007年会考试题）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA=‎1.50cm，AB=‎1.90cm，BC=‎2.30cm，CD=‎2.70cm.由此可知，纸带做 运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为 m/s。‎ ‎2.电磁打点计时器是一种使用 （选填“直流”或“交流”）电源的计时仪器，电源的频率是50 Hz时，在某次“练习使用打点计时器”实验中，其中一段打点纸带如图所示，A、B、C、D是连续打出的四个点．纸带在打C点时的瞬时速度是 m/s，物体的加速度是______ m/s2 ‎ ‎3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，小车放在光滑水平轨道上，一端挂有 钩码的细线跨过定滑轮与小车相连(图中未画出)，打点计时器接频率为50Hz的交流电，接通电源，让小车由静止开始运动．实验中得到了一条纸带，纸带上每5个点取一个计数点，经测量第6个和第7个计数点间的距离为7．‎20cm，第7个和第8个计数点间的距离为8．‎30cm，则相邻两计数点间的时间间隔为　　 s，打第7个计数点时小车的瞬时速度 v7=_______m／s，加速度大小a=_______m／s2。www.ks5u.com ‎4.在研究物体匀变速直线运动时，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz．下图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出．按时间顺序取点0、1、2、3、4、5、6，用米尺量出点1、2、3、4、5、6到0点的距离分别是（单位：cm）8.78、16.45、23.02、28.50、32.88、36.14．由此可得打点周期为 s，点2的速度______m/s，小车的加速度的大小为________m/s2．‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎5.在研究匀变速直线运动规律的实验中，做匀变速直线运动的小车带动纸带运动，用打点计时器打下一条点迹清晰的纸带，如图所示．打点计时器打点的时间间隔为0.02s，按打点时间先后顺序，每五个点取一个计数点，依次得到A、B、C、D、E 五个计数点．用刻度尺量得B、C、D、E各点到A点的距离分别为AB＝‎7.60cm，AC＝‎13‎‎.60cm，AD＝‎18.00cm，AE＝‎20.80cm．由此可知，打点计时器打B点时，小车的速度为 m/s，小车运动的加速度大小为 m/s2，加速度方向与小车运动方向 （填“相同”或“相反”）．‎ A B C D E ‎ 考点2：（A）力的合成的平行四边形定则 实验步骤与要求的注意事项：‎ ‎⑴本实验的实验方法：等效替代法 ‎        ⑵实验装置见右图，用两支测力计将橡皮条拉长到O点，记下测力计的读数和细线的位置，这即是F1和F2的大小和方向。‎ ‎　⑶取掉一个测力计，用余下的测力计再将橡皮条拉到O点。记下这时测力计的读数和细线的方向，即合力F′的大小和方向。（确定细线和橡皮条的结点位置、细线的方向要准确，为此应使结点尽可能小。描绘时，可将细线竖直向下按在白纸上，用铅笔沿线描几个点，然后用三角板把点连成线。）‎ ‎　 ⑷取下白纸，按一定比例，用有向线段在纸上画出F1、F2和F。以F1和F2为邻边作平行四边形，F1与F2之间的对角线用F表示。比较F和F′的大小和方向（F′与F之间的夹角记为Δθ），看其在实验误差范围内是否相等。‎ A F1‎ F2‎ F′‎ F O 考点精练：‎ ‎1．下列关于探究“力的合成的平行四边形定则”实验说法中不正确的是 ‎ ‎ A．拉力大小可以直接由弹簧秤读出 B．记录拉力方向时可以用铅笔沿细线画一条线来表示 ‎ C．实验过程中应该让弹簧秤的轴线与纸面平行 ‎ D．作力的图示时，不同的拉力标度应相同 ‎2．在“互成角度的两个力合成”实验中，用A、B两只弹簧秤把皮条上的结点拉到某一位置O，这时AO、BO间夹角∠AOB＜90°，如图所示，现改变弹簧秤A的拉力方向，使α角减小，但不改变它的拉力大小，那么要使结点仍被拉到O点，就应调节弹簧秤B拉力的大小及β角，在下列调整方法中，哪些是不可行的是 A．增大B的拉力和β角 ‎ B．增大B的拉力，β角不变 C．增大B的拉力，减小β角 ‎ D．B的拉力大小不变，增大β角 ‎·‎ C P F1‎ F2‎ O ‎3．在“探究求合力的方法”的实验中，橡皮条的一端固定P点，用A、B两只弹簧秤通过细绳拉结点C，使其伸长到O点，记下C、O点的位置，同时记下细绳的拉力方向及弹簧秤A、B的读数分别为F1、F2，如图甲，然后用一只弹簧秤，通过细绳拉橡皮条，使结点C仍然伸长到原来的O点，记下细绳的拉力方向及弹簧秤的示数为F。请完成以下问题：‎ ‎⑴某同学认定F等于F1、F2两个力的合力，是因为F的作用效果与F1、F2共同作用的效果 （选填“相同”、“不同”）；‎ ‎⑵通过探究，得到力的合成遵循 定则。‎ 考点3：（B）探究加速度与力、质量的关系：‎ 实验步骤与要求的注意事项：‎ ‎⑴本实验的实验方法：控制变量法 ‎⑵使用的是交变电源，不是直流电源；‎ ‎⑶实验前，要使小车的质量远大于重物的质量；‎ ‎⑷实验前，要平衡摩擦力（适当增加桌面的倾斜角，先面上重力正交分解，水平方向的分力平衡摩擦力），实验开始后不需要平衡摩擦力。（平衡摩擦力要适度、适量，如果角度过大，则水平方向的重力分力大于摩擦力而是小车具有合外力即加速度；过小怎需要外力来使小车启动）‎ ‎ ⑸关于加速度的计算，不需要测物块的质量，而是通过纸带求出，所以本实验不需要涉及F=ma的公式。实验材料也就不需要天平、秒表，但需要刻度尺。‎ ‎⑹物体加速度与它受力的定量关系： a与F是成正比。‎ ‎⑺物体的加速度与其质量的定量关系：a与1／m成正比，a与m成反比 a m 图4—10‎ a ‎0‎ a ‎0‎ ‎ 1/m ‎0.1‎ F ‎ ‎(倾角过大) (倾角过小)‎ 考点精练：‎ ‎1．（2008年会考试题）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：‎ ‎⑴为了探究加速度与力的关系，应保持　 　不变；为了直观地判断加速度与力　的数量关系，应作出　 　图象（选填“”或“”）.‎ ‎⑵为了探究加速度与质量的关系，应保持　 　不变；为了直观地判断加速度与质量 的数量关系，应作　 　图象（选填“”或“”）.‎ ‎2．在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：‎ ‎⑴某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错 误或不妥之处（至少两处）：‎ ‎ __________________________‎ ‎⑵改进实验装置后，该同学顺利地完成了实验，下图是他实验中得到的一条纸带，图中 A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻的计数点的时间间隔是0.10s，标出的数据单位 是cm，则打点计时器在打C点时小车的瞬时速度是__ __m/s，‎ ‎3．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：‎ ‎⑴某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图所示．请 你指出该装置中两处错误或不妥之处：‎ ‎① ；② 。‎ ‎⑵改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为 __m/s2. （图中数据单位均为cm，结果保留两位有效数字）‎ ‎⑶为保证绳子对小车的拉力约等于沙桶和沙子的重力mg，则沙桶和沙子的质量m与小 车的质量M应满足的关系是：_______________________。‎ ‎ ‎ a F O ‎4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：‎ ‎…·　·　　·　　　·　　　　·　　　　　·‎ A B C D E F ‎⑴该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为‎10.0mm、‎12.0mm、‎14.0mm、‎16.0mm、‎18.0mm，则打E点时小车的速度为 ‎ m/s，小车的加速度为 m/s2。‎ ‎⑵该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持 不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持 不变。‎ ‎⑶该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图所示，则 ‎①图中的直线不过原点的原因是 。‎ ‎③此图中直线发生弯曲的原因是 。‎ 考点4：（A）用打点计时器验证机械能守恒定律：‎ ‎⑴实验目的：通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。‎ ‎⑵速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。‎ 下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离。‎ ‎⑶比较V2与2gh相等或近似相等,则说明机械能守恒 ‎ ‎ 实验步骤与要求的注意事项：‎ ‎⑴打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。‎ ‎⑵实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点。‎ ‎⑶选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近‎2mm的纸带。‎ ‎⑷测量下落高度时，者必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起台点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在‎60cm-800cm之内。‎ ‎⑸因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。‎ 考点精练：‎ ‎1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台，电火花打点计时器，纸带，电源，秒表等．其中不必要的器材是 ，在实验数据处理时，得到重锤动能的增量总小于重锤势能的减少量，其原因可能是： ．‎ ‎2．在“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。查得当地的重加速度g=‎9.80m/s2，测得所用的重物的质量为‎1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为‎62.99cm、‎70.18cm、‎77.76cm、‎85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于________J。（取3位有效数字）‎ ‎0‎ ‎1‎ A B C D ‎ ‎ ‎3．利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验时：‎ ‎⑴有下列器材可供选择：‎ ‎①铁架台 ②打点计时器 ③复写纸 ④纸带 ⑤低压直流电源 ⑥天平 ⑦秒表 ⑧导线.‎ 其中实验中不必要的器材是　　　　　　　(填序号)；缺少的器材是　　　　　　。‎ ‎⑵若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=‎9.80m/s2,重物质量为mkg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由0点运动到B点，重力势能少量△ Ep=　　　　J;动能增加量△ Ek=　　　　　J;产生误差的主要原因是　　　　　　　　　　　　.‎ ‎4．某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图19-10所示，测得第四个点、第七个点、第十个点、与第一个点O（测量起点）间的距离分别为，，，交流电的周期是0.02s，当地的重力加速度，由公式可得=_______m/s，若用关系式，可得=_______m/s，经计算可知，______,(填“>”,“<”,“=”)；与相比较，_______(填“>”,“<”,“=”)‎ ‎5．⑴如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于这一实验，下列说法 中正确的是 A．打点计时器应接直流电源 ‎ B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 ‎⑵在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA=‎1.50cm、AB=‎1.90cm、BC=‎2.30cm、CD=‎2.70cm。由此可知，纸带做 运动（选填 “匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为 m/s。‎ ‎· · · · ·‎ A O B C D ‎2010年江苏省普通高中学业水平测试物理（必修）专题复习 ‎ ‎——实验题综合训练参考答案 考点1：用打点计时器探究匀变速直线运动 ‎1.0.1‎‎ 匀加速 0.25‎ ‎2.交流 2.1 10‎ ‎3.0.1‎‎ 0.775 1.1 ‎ ‎4.0.02　 　0.712　　　1.1‎ ‎5.0.68， 1.6 相反 考点2：力的合成的平行四边形定则 ‎1.B 2.D 3.相同 平行四边形 考点3：探究加速度与力、质量的关系：‎ ‎1．质量 力 ‎ ‎2．⑴未平衡摩擦力 使用了直流电源 实验前小车应靠近打点计时器 ‎⑵1.28‎ ‎3．⑴①打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；‎ ‎②实验中没有平衡小车的摩擦力；‎ ‎③小车初始位置离打点计时器太远； ‎ ‎⑵0.19-0.20 都算对 ‎ ‎⑶ M>>m ‎4．⑴0.85 5 ⑵拉力F 质量M ⑶平衡摩擦力木板右端垫得过高 ‎ 随着F的增大，砂和砂桶的重量不再满足远小于小车的质量 考点4：用打点计时器验证机械能守恒定律：‎ ‎1．秒表 由于摩擦阻力、振针阻力、空气阻力等原因(2分。只要答对其中一点即可)‎ ‎2．7.62， 7.57‎ ‎3．⑤⑥⑦ 重物、厘米刻度尺、低压交流电源.‎ ‎7.62J 7.59J ‎ 由于在实验误差允许的范围内，△Ep=△Ek,其机械能守恒.产生误差的主要原因是重锤下落时受到阻力的作用.‎ ‎4． ‎ ‎5．⑴D　 ⑵0.1；　匀加速 ； 　0.25‎