走向高考考点强化训练2016高考物理二轮专题复习检测二十力学实验Word版含解析 5页

考点强化练 20　力学实验 1．(2015·福建理综)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 7.73 cm；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 Δl 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 Δl 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________________________________。 答案：(1)6.93　(2)A　(3)钩码重力超过弹簧弹力范围 解析：(1)Δl＝14.66cm－7.73cm＝6.93cm (2)应逐一增挂钩码，不能随意增减，A 项正确。 (3)弹簧下端钩码对弹簧的拉力过大，使弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度。弹簧的伸长 量不再是线性变化。 2．(2015·浙江理综)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加 速度与力、质量的关系”实验． (1)图 1 中 A、B、C、D、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材________；乙 同学需在图中选用的器材________。(用字母表示) (2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图 2 所示的两条纸带①和②。纸 带________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为________。 答案：(1)AB　BDE　(2)①　(2.5±0.2)m/s2 解析：(1)“验证机械能守恒定律”实验，需要在竖直面上打出一条重锤下落的纸带，即 可验证，故选仪器 AB，“探究加速度与力、质量的关系”实验需要钩码拉动小车打出一条纸 带，故选 BDE。 (2)纸带①中前第 1、2 点与第 2、3 点的位移差为三个点的位移差为 Δx1＝(32.40－30.70)－(30.70－29.10)＝0.1 cm。 纸带②中前第 1、2 点与第 2、3 点的位移差为三个点的位移差为 Δx1＝(30.65－29.00)－ (29.00－27.40)＝0.05 cm， 根据逐差法 Δx＝aT2 可得纸带①的加速度大，大小为 a＝0.1 × 10－2 (0.2)2 ＝2.5 m/s2。 3．(2015·课标Ⅱ)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。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纸带的一部分如图(b)所示，图 中标出了五个连续点之间的距离。 (1)物块下滑时的加速度 a＝________m/s2，打 C 点时物块的速度 v＝________m/s； (2)已知重力加速度大小为 g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正 确答案标号)。 A．物块的质量　　B．斜面的高度　　C．斜面的倾角 答案：(1)3.25　1.79　(2)C 解析：(1)根据纸带数据可知：加速度 a＝ (xCD＋xDE)－(xAB＋xBC) 4T2 ＝3.25 m/s2；打 C 点时物块的速度 vC＝xBD 2T＝1.79 m/s。 (2)由牛顿第二定律得：加速度 a＝gsin θ－μgcos θ，所以要求出动摩擦因数，还需测量的 物理量是斜面的倾角。 4．(2015·江西八校联考)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示 的实验装置。其中 M 为带滑轮的小车的质量，m 为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计) (1)实验时，一定要进行的操作是________。 A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力 计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点 计时器采用的是频率为 50Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保 留两位有效数字)。 (3)以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 a－F 图象是一条直线，图 线与横坐标的夹角为 θ，求得图线的斜率为 A，则小车的质量为________。 A．2tanθ B． 1 tanθ C．k D．2 k 答案：(1)BCD　(2)1.3　(3)D 解析：(1)由实验原理图可以看出，由弹簧测力计的示数可得到小车所受的合外力的大小， 故不需要测砂和砂桶的质量，也不需要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M，A、E 错； 为保证绳上拉力提供合外力，必须平衡摩擦力，B 对；小车应靠近打点计时器，先接通电源， 再放小车，同时读出弹簧测力计的示数，C 对；为了多测几组数据，需改变砂和砂桶的质量多 做几次实验，D 对。 (2)由逐差法可得：小车的加速度 a＝x34－x01＋x45－x12＋x56－x23 9T2 ，将 T＝ 1 50×3s＝0.06s， 代入可得 a＝1.3m/s2 (3)由题图结合牛顿第二定律，有 2F＝M·a， 得 a＝ 2 M·F 则图象斜率 k＝ 2 M，得小车的质量 M＝2 k，故 A、B、C 错，D 对。 5．(2015·山东理综)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。 实验步骤： ①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。 ②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉， 直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为 O1、O2，记录弹簧秤的示数 F， 测量并记录 O1、O2 间的距离(即橡皮筋的长度 l)。每次将弹簧秤示数改变 0.50 N，测出所对应 的 l，部分数据如下表所示： F(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中 F＝2.50 N 时橡皮筋两端的位置，重新标记为 O、O′，橡皮筋的拉力记为 FO O′。 ④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当 角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到 O 点，将两笔尖的位置标记为 A、B，橡皮筋 OA 段的拉力记为 FOA，OB 段的拉力记为 FOB。 完成下列作图和填空： (1)利用表中数据在图丙中画出 Fl 图线，根据图线求得 l0＝________cm。 (2)测得 OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则 FOA 的大小为________N。 (3)根据给出的标度，在图丁中作出 FOA 和 FOB 的合力 F′的图示。 (4)通过比较 F′与________的大小和方向，即可得出实验结论。 答案：(1)如图甲所示　10.0(9.8、9.9、10.1 均正确) (2)1.80　(3)如图乙所示　(4)FOO′ 解析：(1)作出 F－l 图象，求得直线的截距即为 l0，可得 l0＝10.00 cm。 (2)可计算弹簧的劲度系数为 k＝ΔF Δx＝ 1 0.02 N/m＝50 N/m；若 OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则弹簧的弹力 F＝kΔl＝50×(6.00＋7.60－10.0)×10－2 N＝1.8 N；则此时 FOA＝F＝1.8 N； (3)图略；(4)通过比较 F′和 FOO′的大小和方向，可得出实验结论。