2014年版高考物理第1部分第11讲力学实验中常考的3个问题目二轮随堂练习 5页

第11讲　力学实验中常考的3个问题 ‎ ‎1．如图11－11甲、乙所示，游标卡尺的示数为________cm；螺旋测微器的示数为________mm.‎ 图11－11‎ ‎2．如图11－12所示，在“力的平行四边形定则”的实验探究中，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根带有绳套的细绳，每根绳套分别连着一个弹簧测力计．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮条的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小并标出方向；再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小和方向．‎ 图11－12‎ ‎(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉到O点，这样做的目的是____________．‎ ‎(2)为尽可能减小实验误差，下列操作中正确的是____________．‎ A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 B．两细绳必须等长 C．标记同一细绳方向的两点要远些 D．用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大 ‎ ‎ 图11－13‎ ‎3．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图11‎ ‎－13所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出．‎ ‎(1)关于该实验，下列说法正确的是________．‎ A．打点计时器可以用干电池供电 B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力 C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W－vm、W－v、W－v、W2－vm、W3－vm…… 的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系 ‎(2)如图11－14所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB＝‎1.48 cm，BC＝‎1.60 cm，CD＝‎1.62 cm，DE＝‎1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm＝________m/s.(结果保留两位有效数字)‎ 图11－14‎ ‎4．某小组利用如图11－15甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．‎ ‎(1)将滑块从图甲位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d，则滑块经过光电门1时的速度表达式v1＝________；经过光电门2时的速度表达式v2＝________．滑块加速度的表达式a＝________．(以上表达式均用已知字母表示)．如图乙，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为________mm.‎ 图11－15‎ ‎(2)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲)．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是________．‎ A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大 B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变 C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变 D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小 ‎5．(2012·广东卷，34(2))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Lx；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 L0‎ Lx L1‎ L2‎ L3‎ L4‎ L5‎ L6‎ 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)图11－16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“Lx”)．‎ 图11－16‎ ‎(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)‎ 参考答案：‎ ‎【随堂演练】‎ ‎1．解析　游标卡尺的示数为：‎13 mm＋0.05×‎9 mm＝‎13.45 mm＝‎1.345 cm.‎ 螺旋测微器的示数为：‎6.5 mm＋0.01×‎29.0 mm＝‎6.790 mm.‎ 答案　1.345　6.788～6.792‎ ‎2．解析　(1)实验中，两次拉至同一点O，可知其目的为了等效替代，效果相同．‎ ‎(2)实验中尽可能做到，平行拉力，保证力的方向；标记过程中两点描绘一条直线，两点尽可能要远点；两弹簧夹角适中为宜．答案选AC.‎ 答案　(1)与F1、F2共同作用的效果相同　(2)AC ‎3．解析　(1)打点计时器必须用交流电，A项错误；实验仪器安装时，必须平衡摩擦力，B项错误；每次实验小车必须从同一位置由静止弹出，C项正确；根据所得数据分别作出橡皮筋所做的功W与小车获得的最大速度或小车获得的最大速度的平方、立方等图象，找出合力做的功与物体速度变化的关系，D项正确．‎ ‎(2)小车获得的最大速度 v＝＝ m/s＝‎0.81 m/s.‎ 答案　(1)CD　(2)0.81‎ ‎4．解析　考查探究牛顿第二定律实验并综合其他相关知识．从题中看，遮光条的宽度极小，因而可以将滑块通过光电门时的速度近似看作不变，所以v1＝、v2＝.我们用气垫导轨做实验时往往忽略物体与轨道间的摩擦，所以滑块的合力为Mgsin θ＝g，其中θ为导轨与水平面的夹角，L为导轨长度．题中要求合力不变，则选B、C.‎ 答案　(1)　　　8.15　(2)BC ‎5．解析　(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向．‎ ‎(2)弹簧静止时，记录原长L0；表中的数据L3与其他数据有效位数不同，所以数据L3不规范，标准数据应读至cm位的后两位，最后一位应为估计值，精确至mm位，所以刻度尺的最小分度‎1 mm.‎ ‎(3)由题图知所挂砝码质量为0时，x为0，所以x＝L1－Lx.‎ ‎(4)由胡克定律F＝kΔx知，mg＝k(L－Lx)，即mg＝kx，‎ 所以图线斜率即为劲度系数 k＝＝N/m＝4.9 N/m，‎ 同理砝码盘质量 m＝＝kg＝‎0.01 kg＝‎10 g.‎ 答案　(1)竖直　(2)静止　L3　‎1 mm　(3)Lx ‎(4)4.9　10‎