【物理】2020届一轮复习人教版 力学实验 课时作业 16页

‎2020届一轮复习人教版 力学实验 课时作业 ‎1．(2019·响水中学一模)在“探究求合力的方法”实验中，某同学用两只弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点O，作出这两个力F1、F2的图示(图8甲)，然后用一只弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到O，弹簧秤示数F如图乙所示．‎ 图8‎ ‎(1)弹簧秤的示数F＝________N；‎ ‎(2)请帮他在图甲中画出力F的图示(图中a为记录F方向时所记录的一点)；‎ ‎(3)该同学用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来．他观察图形后受到了启发．你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是________．‎ A．整理实验器材 B．提出求合力方法的猜想 C．改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验 D．与同学交流讨论实验结果，得出结论 答案　(1)2.8　(2)见解析图　(3)BC 解析　(1)弹簧秤的最小刻度为0.2N，可知弹簧秤的示数F＝2.8N.‎ ‎(2)根据图示法作出F的图示，如图所示．‎ ‎(3)用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来．观察图形后受到了启发．提出求合力方法的猜想，然后改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，故B、C正确．‎ ‎2．(2018·盐城市期中)某实验小组为“验证力的平行四边形定则”，设计了如下三个实验方案：‎ 方案一：实验装置如图9甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，OA为橡皮条，OB和OC为细绳．用两只弹簧测力计分别拉OB和OC将橡皮条与细绳的结点拉到O点，再用一只弹簧测力计拉细绳将结点拉到与O点________(选填“重合”或“不重合”)．‎ 方案二：实验装置如图乙所示，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和三根细线的方向．弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.‎ 方案三：实验装置如图丙所示，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，要记录的是：结点O的位置、三段绳子的方向和________．‎ 图9‎ 答案　重合　3.6　各条绳上所挂钩码的个数 解析　方案一：该实验采用“等效替代”法，同一次实验中要求两次拉橡皮条要到同一位置，即要求橡皮条形变的大小相同，故用一只弹簧测力计拉细绳与用两只弹簧测力计拉细绳结点O的位置会重合；‎ 方案二：弹簧测力计读数，每1 N被分成5格，则1格就等于0.2 N．则题图中A的示数为3.6 N；‎ 方案三：为验证力的平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此还要记录OA、OB、OC三段绳子的方向和各条绳上所挂钩码的个数．‎ ‎3．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上，如图10(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．‎ ‎(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N.‎ ‎ (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2N和F2＝5.6N.‎ ‎①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；‎ 图10‎ ‎②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．‎ 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．‎ 答案　(1)4.0　(2)①见解析图　②4.0　0.05‎ 解析　(1)由题图(b)可知，F的大小为4.0N ‎(2)①画出力F1、F2的图示，如图所示 ‎②用刻度尺量出F合的线段长约为20mm，所以F合大小为4.0N，F合与拉力F的夹角的正切值为tanα＝0.05.‎ ‎5．甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：‎ ‎（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。‎ ‎（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）。‎ ‎（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反应时间为__________s。（结果保留2位有效数字）‎ ‎（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）‎ ‎【答案】 0.20 多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子 点睛 测量反应时间是教材上的小实验，此题以教材小实验切入，难度不大。‎ ‎6．如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_______cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 3.775 53.7‎ ‎【解析】本题主要考查游标卡尺的读数，弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力。‎ 实验所用的游标卡尺精度为0.05mm，游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，图（b）所示的游标卡尺读数为3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。‎ 托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时，弹簧受到的拉力F=mg=0.100×9.8N=0.980N，弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m，根据胡克定律，F=kx，解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m。‎ ‎【点睛】解答此题常见错误主要有：一是游标卡尺读数误差，或单位搞错导致错写成37.70；二是把重力加速度按照习惯用g=10m/s2代入计算导致错误；三是考虑采用图象法处理实验数据计算劲度系数耽误时间。‎ ‎1．某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律．实验的主要步骤如下：‎ ‎（1）用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数均如图2所示，则直径d＝________ mm，用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2.‎ ‎（2）用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上．‎ ‎（3）将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ1，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2.‎ ‎（4）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为__________________；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为________________________．(用测量的物理量表示)‎ ‎【来源】【全国百强校】黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期考前押题卷（二）理科综合物理试题 ‎【答案】 22.0 m1cos α＝m1cos θ1－m2(1－cos θ2)‎ 碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为，‎ 即：，‎ 即：m1cos α＝m1cos θ1－m2(1－cos θ2)‎ 点睛：此题关键是要搞清实验的原理，注意碰撞前后的速度方向；知道弹性碰撞所满足的能量关系即可列式.‎ ‎2．(1)在实验室中用游标卡尺测量一物体长度的读数是________cm，螺旋测微仪测量金属丝的直径时，由图可知金属丝的直径是________mm.‎ ‎(2)某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理.固定并调整斜槽，使它的末端O 点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸.将小球从斜槽上不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x，改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：‎ ‎①斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，斜槽底端离地的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦。‎ ‎②以H为横坐标，以________为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示：达到了验证动能定理的目的.‎ ‎③受该实验方案的启发，另一同学改用图丙的装置实验.他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，仍将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并测量小球击中木板时平抛下落的高度d.当他以H为横坐标，以_______为纵坐标，描点作图，使之仍为一条倾斜的直线，也达到了同样的目的.‎ ‎【来源】【全国百强校】江西师范大学附属中学2018届高三最后一卷理科综合物理试题 ‎【答案】 10.125 0.900 ‎ ‎【解析】(1)20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为101mm，游标尺上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为5×0.05mm=0.25mm，所以最终读数为：‎ ‎101mm+0.25mm=101.25mm=10.125cm．螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为 ‎40.0×0.01mm=0.400mm，所以最终读数为0.5mm+0.400mm=0.900mm．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时不需要估读；利用平抛运动的知识求得小球到达斜槽的末速度，从而写出动能定理表达式，要能根据数学知识灵活选择坐标。‎ ‎3．某实验小组用如图所示的装置探究功和速度变化的关系：将小钢球从固定轨道倾斜部分不同位置由静止释放，经轨道末端水平飞出，落到铺着白纸和复写纸的水平地面上，在白纸上留下点迹．为了使问题简化，小钢球在轨道倾斜部分下滑的距离分别为L、2L、3L、4L…，这样在轨道倾斜部分合外力对小钢球做的功就可以分别记为W0、2W0、3W0、4W0…．‎ ‎（1）为了减小实验误差必须进行多次测量，在L、2L、3L、4L…处的每个释放点都要让小钢球重复释放多次，在白纸上留下多个点迹，那么，确定砸同一位置释放的小钢球在白纸上的平均落点位置的方法是___________________；‎ ‎（2）为了完成实验，除了测量小钢球离开轨道后的下落高度h和水平位移s，还需测量_____________．‎ A．小钢球释放位置离斜面底端的距离L的具体数值 B．小钢球的质量m C．小钢球离开轨道后的下落高度h D．小钢球离开轨道后的水平位移x ‎（2）请用上述必要的物理量写出探究动能定理的关系式：W=______；‎ ‎（3）该实验小组利用实验数据得到了如图所示的图象，则图象的横坐标表示_________（用实验中测量的物理量符号表示）．‎ ‎【来源】【全国百强校】河南省南阳市第一中学2018届高三第十九次考试理综物理试题 ‎【答案】 用尽可能小的圆圈圈住尽量多的落点，圆心即为平均落点的位置 B ‎ ‎（3）由解析（2）可知探究动能定理的关系式为：W=．‎ ‎（4）根据图象形状可知，W与横轴表示的物理量成正比例，又因为表达式为W=，所以图象的横坐标表示x2．‎ ‎4．其学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出，现保持铝箱总质量不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力），不计滑轮的重力。‎ ‎(1)某同学根据实验数据画出了a－F关系图线如图乙所示，则由该图象可得铝箱总质量_____，重力加速度_____。（结果保留两位有效数字）‎ ‎(2)当砂桶和砂的总质量M较大导致a较大时，实得到的加速度a的值可能是____（填选项前的字母）‎ A、 B、 C、 D、‎ ‎【来源】【全国百强校】河北省衡水中学2018届高三自主复习作业箭在弦上物理试题（一）‎ ‎【答案】 CD ‎5．某课外小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。‎ 甲 乙 ‎（1）某同学利用游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球的直径d =_____cm.‎ ‎（2）如图乙所示的弹射装置将小球竖直上抛，先后经过光电门A、B，计时装置测出通过A和B的时间分别为tA和tB，用刻度尺测出光电门A、B间距离h，已知当地重力加速度大小为g，则只需要验证等量关系式___________成立，就可说明在误差允许范围内小球机械能守恒（用所测物理量符号表示）。‎ ‎【来源】【全国百强校】湖北省黄冈市黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合物理试题 ‎【答案】 0.655cm ‎ ‎【解析】（1）小球的直径为；‎ ‎（2）利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得：小球经过光电门A时的速度为；小球经过光电门B时的速度为；小球动能变化量为，小球的重力势能减小量为mgh ‎，所以若公式成立，即，就可以验证机械能守恒．‎ ‎【点睛】】游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门A、B时的速度．验证机械能守恒需判断动能的增加量和重力势能的减小量是否相等．‎ ‎6．某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交变电流和直流电，交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。‎ ‎（1）他进行了下面几个操作步骤：‎ A.按照图示的装置安装器件；‎ B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；‎ C.用天平测出重锤的质量；‎ D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；‎ E.测量纸带上某些点间的距离；‎ F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。‎ 其中没有必要进行的步骤是____________，操作不当的步骤是__________。(填选项字母)‎ ‎（2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中0点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为_______m/s.(保留3位有效数字)‎ ‎（3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以v²/2为纵轴、以h为横轴面出图象，应是下列图中的______。‎ ‎【来源】【全国百强校】四川省成都市第七中学2018届高三热身考试理科综合物理试题 ‎【答案】 C B 1.84 C ‎7．为了进行验证牛顿第二定律的实验，现提供如图甲所示的实验装置。‎ ‎（1）为了消除小车与水平木板之间的摩擦力的影响，应采取的做法是（______）‎ 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 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能够静止在木板上 ‎（2）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，研究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图乙所示。图线_____（选填“①”或“②”）是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中的砝码总质量m=_____kg。‎ ‎【来源】【全国百强校】福建省厦门市外国语学校2018届高三下学期5月适应性考试（最后压轴模拟）理综物理试题 ‎【答案】 C ① 0.5‎ ‎【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法；根据图象分析误差产生的原因，根据牛顿第二定律得到与图象对应的公式，根据斜率的意义即可求出质量。‎ ‎8．小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m