2014高三物理20分钟限时训练(2)力学实验.doc

2014高三物理20分钟限时训练（一）胡克定律实验 1.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。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”）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10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30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长度为_ _。图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L1”）。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9.8m/s2）。2（1）请将下列实验步骤补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验中”，取一待测弹簧，将弹簧_ 测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录_。改变钩码个数，重复上述步骤。右图坐标中，某同学根据五组外力F与弹簧形变x的值标出了五个点。请你在图中描绘出相应的F-x图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为_N/m。（保留两位有效数字）3（1）在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，小明同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验，由实验得到弹簧伸长X与弹簧受到拉力F关系如图a所示，由图求得弹簧乙的劲度系数 N/m 。若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧 ；用制作好的弹簧秤来测量物体的重力，如图b所示，物体重 N。2014高三物理20分钟限时训练（二）探究平行四边形定则实验限时训练 OO43 5 4 3 5 N甲乙OF1=3NF2=4Nc丙1（1）完成以下 “验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤：如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到 ，记下细绳套的方向（如图丙中的c），读得弹簧测力计的示数F = 如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示，请在图丙中：a按同样的标度作出力F的图示 b按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F2（18分）（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：A在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F; E只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；F比较力F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中： 有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是： ； 遗漏的内容分别是 和 。 2014高三物理20分钟限时训练（三）探究牛顿第二定律实验复习限时训练打点计时器砂桶纸带小车1（1）用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律完成平衡摩擦力的相关内容：（i）取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源， （选填“静止释放”或“轻推”）小车，让小车拖着纸带运动（ii）如果打出的纸带如图(b)所示，则应 （选填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹 ，平衡摩擦力才完成某同学实验时得到如图(c)所示的aF图象，则该同学验证的是：在 条件下， 成正比(b)纸带运动方向 F2（1）（6分）在验证牛顿第二定律的实验中，采用如右图所示的实验装置。在探究加速度a与所受外力F的关系实验过程，某小组得到了如图所示的纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电，则两计数点间的时间间隔为 s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（保留两位有效数字）aoF由于他们操作不当得到的aF关系图象如图所示，其原因是：_0123456cm1.401.902.382.883.873.39（2）本实验中，为了保证在改变小车总质量时，小车所受的拉力近似不变，则砂桶与砂的总质量之和应满足的条件是_ 2014高三物理20分钟限时训练（四）探究动能定理实验梳理练习打点计时器纸带橡皮筋1.（1）用图示装置做探究做功与物体速度变化关系的实验时(重力加速度g取10m/s2)，下列说法正确的是：( )A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度实验时为了使小车只在橡皮筋的拉力作用下运动，应采取的措施是 。2。如右图是一位同学做“探究动能定理”的实验装置他让一重物拉着一条纸带自由下落，通过打点计时器在纸带上打下的点，再取纸带的一段进行研究那么测定重力做功和物体动能的增加量时，需要用测量这一段的，并计算重物在这一段运动的初速度和末速度。该同学计算了多组动能的变化量，画出动能的变化量与下落的对应高度的关系图象，在实验误差允许的范围内，得到的图应是如下的图。3某同学安装如图（与第2题图共图）的实验装置，探究外力做功与物体动能变化的关系此实验中，应当是让重物做 运动， （“需要”、“不需要”）测出重物的质量；图乙单位：mm该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究求得B点对应的速度 m/s，若再求得D点对应的速度为，测出重物下落的高度为，则还应计算 与 大小是否相等（填字母表达式）；但该同学在上述实验过程中存在明显的问题安装实验装置时存在的问题是 ，研究纸带时存在的问题是 ，实验误差可能较大2014高三物理20分钟限时训练（五）验证机械能守恒定律梳理性训练15205100 2025151.实验小组利用光电计时器验证物块沿斜面下滑过程中机械能守恒，装置如图甲让小物块从斜面顶端滑下，若测得小物块通过A、B光电门时的速度为v1和v2，AB之间的距离为L，斜面的倾角为，重力加速度为g.遮光板AB甲乙图乙表示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度l，由此读出l=_mm.若实验数据满足关系式 则验证了物块沿斜面下滑过程机械能守恒.本实验的误差主要来源于斜面对物块的 而造成物块机械能的损失.3. 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图甲为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列哪二项说法是正确的：A要平衡摩擦力 B实验时不需要平衡摩擦力C钩码的重力要远小于小车的总重力 D实验进行时应先释放小车再接通电源甲L1L2L3L4ABCDE乙如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图。则打C点时小车的速度为 ；若要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出两个物理量是 。3光电计时器结构如图a所示，当有物体从M、N间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，若知物体的长度，就可知道物体通过光电门的速度.如图b，E、F为上下两个光电门，现要利用此装置探究机械能守恒定律图c1cm20510图bEFA光电计时器 光电门显示屏00.0MN 图a读出如图c游标卡尺测量的物块A厚度为 cm. 2014高三物理20分钟限时训练（六）测定电源电动势和内阻实验限时训练1.（广东卷）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（=5）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图14(a).在图14（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。请完成下列主要实验步骤；A. 检查并调节电压表指针指零；调节电阻B. 箱，示数如图14（c）所示，读得电阻C. 值是_；B.将开关闭合，开关断开，电压表的示数是1.49V；C.将开关 _,电压表的示数是1.16V；断开开关 。使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_（计算结果保留二位有效数字）。由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_(填“大”或“小”)。2.（12分）莉莉同学为了测一节干电池的电动势E和内电阻r。她先用多用电表估测电动势E。将选择开关旋至直流2.5V档，红、黑表笔与干电池的正、负极相接，此时指针所指位置如图丙所示，则此时多用表的读数为_V。SAVE、r图丁图丙莉莉再用伏安法更精确地测量该干电池的电动势和内电阻，实验电路如图丁所示。请你用实线代替导线在图戊中连接好实物，要求变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大。由实验测得的7组数据已在图己的U-I图上标出，请你完成图线。由图象可得E_V（保留三位有效数字），r_（保留两位有效数字）。若取图己中的第2、3两组数据来计算E和r，则比用上述图象法测得电动势_，内电阻_（填“偏大”或“偏小”）。图己I/AU/V1.501.401.301.201.100.000.100.200.301234567图戊315V30.6A+ 2014高三物理20分钟限时训练（七）多用表练习题1读数：用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据题22图1所示的表盘，被测电阻阻值为 。若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流，表盘仍如题22图1所示，则被测电流为 mA。若将该表选择旋钮置于5V挡测直流电压，表盘仍如题22图1所示，则被测电流为 V。2实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.7108 m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔；选择电阻档“1”；_；AV5000/V2500/VNa2.5 5.0 2.5PVOFF1001012.5105025050050025050102.51101001kVVmA+AVRxRPABESAAVRxRPABESBARxRPABESCAVRxRPABESDV（a）（b）图9把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。02520图1030根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为_mm；根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）_ 2014高三物理20分钟限时训练（八）读数练习限时训练1.(2012全国新课标).（5分）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示。图（a）所示读数为 _mm，图（b）所示读数为 _mm，所测金属板的厚度为_ _mm。2.（2012广东卷）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_ _cm，直径为_ _mm。 3.用万用表进行测量时，若选择开关置于“10”，指针位置如图a所示，则被测元件阻值是 ；若在某电路中选择开关置于直流100mA挡时，指针位置如图b所示，则示数为 mA。4.某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_、_、_。5.下图中，电压表读数：0-3V量程时 V；0-15V量程时 V； 电流表读数：0-0.6A量程时 A 0-3A量程时 A图（3）为用游标卡尺测量某玻璃管内径，读数为 mm6.如下图，在“测定金属电阻率”的实验中测出的金属丝直径为 mm，长为 cm。（九）验证牛顿第二定律实验复习（二）（2012全国高考理综卷）图6为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用t表示在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系” (1)完成下列实验步骤中的填空：平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_的点按住小车，在小盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码闭合电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码质量m.按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤.在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点测量相邻计数点的间距s1，s2，.求出与不同m相对应加速度a.以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出m关系图线若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成_关系(填“线性”或“非线性”)(2)完成下列填空：()本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_()设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和t表示为a_.图7为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1_mm，s3_mm，由此求得加速度的大小 a_m/s2. 图7()图8为所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_（一）胡克定律实验限时训练答案1. 竖直： 静止L3，0.1cm L1， 4.9 10g2（1）（共8分）：自由悬挂（2分）；钩码个数、钩码总质量、钩码总重量（或“弹簧长度和钩码总质量”）（2分）F-x图线如图（2分）；19（2分）。OF1=3NF2=4NF=4NF3（1）200(2分)，甲(2分)，4.00(2分)。（二）平行四边形定则实验限时训练答案1（1）同一位置O（2分.写成“O”或“O位置”都给分）4.0N（2分，写成4N的也同样给分，没有单位或单位有错的不给分）a正确标出F给2分（大小、方向各1分）（即要有标度，没有标度，仅方向正确只给1分；图中的F=4N可只有F不一定标4N）b正确作出F1、F2的合力F给2分（这步可以没有标度，如果有标度也不扣分）2（1）C（1分）、E（1分） C中应描下两力的方向（2分） E中应将结点拉至O点（2分）（三）探究牛顿第二定律实验复习限时训练答案1(1)（i）轻推（ii）减小，间隔均匀（之间的距离大致相等）小车质量一定，它的加速度与其所受的合力成正比（将“小车”写成“物体”也给分）（评分说明：以上每空2分，共10分）2（18分）（1）（每空2分）0.10 0.50 没有平衡摩擦力或木板的倾角过小（2）远小于小车总质量（四）探究动能定理实验梳理练习答案【解析】1. AC（4分，选对一个且正确的给2分，有错选或不答的给0分）需平衡摩擦力（3分）2. 刻度尺（2分）；位移或高度（2分）(4分)3.自由落体（1分）、不需要（1分）；0.19（2分）、（2分）、（2分）（上两式同乘了m不扣分，若只有其中一式乘m扣该式的2分）；重物会落在桌面上（或“纸带打点过短”等与此类似的答案）（1分）、BD两点间隔过短（1分）。（五）验证机械能守恒定律实验梳理性训练答案1.参考解答：（1）5.700mm (5.6985.702可给2分)（2分）（2分）（说明：或不扣分）摩擦力做负功（2分）2.（每项2分，共4分）（每空2分）；钩码的重力和小车的总质量；（说明：答案为钩码个数或质量也正确，只答对一个得1分；）3.1.21（2分）（六）测定电源电动势和内阻实验限时训练答案：1.略；20；闭合；0.69小 解析：略，闭合后电阻箱才工作；S1闭合、S2断开时：RV很大，认为： S1、S2都闭合时： 由、得 误差分析解析一 忽略电压表电阻的影响，有 考虑电压表电阻的影响，设电压表的电阻为：RV则、两式变为： 两式相减并整理得： /得： (U1U2) r测r真 测量值偏小误差分析解析二 用大学学的等效电源定理（戴维南定理）：把E、R0、电压表RV组成新的电源，电动势为、内阻为因而测得电动势和内阻都偏小。（2） 1.450.01（2分）（有效数字位数不对的，不给分） 连线如图甲（3分） （每条连线各1分，接错位置或量程的不给分）图乙（1分） （画折线不给分） 1.490.01（2分） 1.01.1（2分） 偏小（1分） 偏小（1分）图戊315V30.6A+图乙I/AU/V1.501.401.301.201.100.000.100.200.30（七）多用