2012届高三物理第二轮专题练习之力学实验(新人教)

力学实验1一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧A和B，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是AA的原长比B的长BA的劲度系数比B的大CA的劲度系数比B的小D测得的弹力与弹簧的长度成正比2“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器所用交流电的频率为50HZ，得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是A实验时应先放开纸带再接通电源B（S6一S1）等于（S2一S1）的6倍C从纸带可求出计数点B对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为002S3做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50HZ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与X轴重合，左边与Y轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是M/S2（保留两位有效数字）。4某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。X0123456225300375450525Y/MM600实验步骤如下用游标卡尺测量滑块的挡光长度D，用天平测量滑块的质量M；用直尺测量AB之间的距离S，A点到水平桌面的垂直距离H1，B点到水平桌面的垂直距离H2；将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间T1重复步骤数次，并求挡光时间的平均值；利用所测数据求出摩擦力F和斜面倾角的余弦值COS；多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出F关系曲线。（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为G）斜面倾角的余弦COS；滑块通过光电门时的速度V；滑块运动时的加速度A；滑块运动时所受到的摩擦阻力F；（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得D。5伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示。6如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用钩码所受的重力作为_，用DIS测小车的加速度。ACODPEB（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出AF关系图线（如图所示）。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大7一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。已知打点计时器使用的交流电频率为50HZ，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度A_。为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有。用测得的量及加速度A表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为F_。8实验装置如图1所示一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50HZ，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度G10M/S2）9“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为002S从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度A_M/S2（结果保留两位有效数字）打点计时器图1图2（单位CM）5125746417057688339618951026打点计时器纸带图1纸带运动方向772721671625576529481431图2单位CM（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度A与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表砝码盘中砝码总重力FN01960392058807840980加速度A（MS2）069118166218270请根据实验数据作出AF的关系图像（3）根据提供的试验数据作出的AF图线不通过原点，请说明主要原因。10科学探究活动通常包括以下环节提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下A有同学认为运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。B他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。C在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（A）是对应的位移时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度时间图线，如图（B）中图线1、2、3、4、5所示。D同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。回答下列提问与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是_，_。图（A）中的AB段反映了运动物体在做_运动，表中X处的值为_。图（B）中各条图线具有共同特点“小纸杯”在下落开始阶段做_运动，最后“小纸杯”做_运动。比较图（B）中的1和5，指出在1015S时间段内，速度随时间变化关系的差异_。时间（S）下落距离（M）00000004003608046912095716144720X11如图所示，两个质量各为M1和M2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知M1M2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_。物块的质量M1、M2；物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议绳的质量要轻；102010SMTS005101520AB图（A）VM/STS0051015图（B）54321在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_。（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议_。12一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，（L）挡光片的宽度为_MM。（2）圆盘的直径为_CM。（3）若光电数字计时器所显示的时间为500MS，则圆盘转动的角速度为_弧度/秒（保留3位有效数字）。答案及解析1【答案】B【解析】图象中的斜率表示劲度系数，可知A的劲度系数比B的大，B正确；与L的截据表示原长则A的原长比B的短，A错。2【答案】C【解析】在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有2ATNMX，可知S6一S1等于S2一S1的5倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有TVACB，C对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为01S，D错。3【答案】2/750SMA【解析】由题意可得，每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移，由图示数据可得S31，而相隔时间为T0025S01S，根据2ATS，可得小车的加速度为2/750SA。4【答案】（1）SH212COS；DT；2TSA；212HDMGST；（2）362CM【解析】1物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示；根据三角形关系可得到SH212COS,根据TDXV根据运动学公式AVX2,有S2,即有2TSDA；根据牛顿第二定律MAFGSIN,则有21TSDMHGF；2在游标卡尺中，主尺上是36CM，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为36CM011MM361CM或者362CM也对。5【答案】OA时间段的平均速度；A时刻的瞬时速度。【解析】一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。6【答案】（1）小车的总质量，小车所受外力，（2）在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，C，【解析】（1）因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；（2）由于OA段AF关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理MGMA得GF，而实际上MGAM，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足MM造成的。7【解析】400M/S2（3分，390410M/S2之间都正确）小车质量M、斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差H；MALG8【解析】由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是S1772CM，S2721CM，S3671CM，S4625CM，S5576CM，S6529CM，S7481CM，S8431CM以A表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有24837615T，又知T004S，解得A30M/S2。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有MGMA，解得030。9【答案】（1）016（015也算对）；（2）（见图）；（3）未计入砝码盘的重力。【解析】（1）处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式2ATX，关键弄清公式中各个量的物理意义，X为连续相等时间内的位移差，T为连需相等的时间间隔，如果每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为T01S，X（368352）210M，带入可得加速度A016M/S2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度A015M/S2（2）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而A则从0到3M/S2较合适。设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。如图所示。（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。10【解析】作出假设、搜集证据匀速运动，1937加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大（图线1反映纸杯做匀速运动，图线5反映纸杯依然做加速度减小的加速运动）。11【答案】（1）或；（2）；（3）例如“对同一高度进行多次测量取平均值”，“选取受力后相对伸长尽量小的绳子”等等。【解析】（1）通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，既验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连结在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小