必修2物理实验专题(带详细答案).doc

必修2物理实验专题练习（假期复习7） 实验一：研究平抛运动 1. 在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v=_m/s，物体经过B点时的速度v的大小为v=_m/s.（取g=10 0BB2m/s） 21、答案：2 2 解析：由平抛运动公式可得： -2s6010v= m/s=2 m/s 02h-224510g10 B点的竖直坐标： -22(4010)112y=gt=10() m=0.2 m B222 2222v+2gh22+2100.2v+vv= m/s=2 m/s. B00y 2.一个学生在做平抛运动的实验时只描出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上任取水平距离x相等的三点a、b、c,量得x=0.10 m，又量得它们之间的竖直距离分别为h=0.10 12m,h=0.20 m，取g=10 m/s,利用这些数据可以求出： 2（1）物体被抛出时的初速度为_m/s; （2）物体经过点b时的竖直速度为_m/s. 2、答案：1.0 1.5 解析：（1）abc,水平距离相等，则对应相等的时间，设ab,bc， 2平抛运动时间均为T.则由x=vT h=h-h=gT得：T=0.1 s， 021h+h0.10+0.2012vv=1.0 m/s.（2）据匀变速直线运动=v得：v= m/s=1.5 m/s. 0by中时20.12T3.某同学做平抛运动实验时，在白纸片上只画出了表示竖直向下方向的y轴和平抛物体运动轨迹的 后一部分，而且漏标了抛出点的位置，如图所示.这位同学希望据此图能测出物体的初速度，请你给他出出主意： （1）简要说明据此图测定该物体初速度的方法_. （2）需要增加的测量工具有_. （3）用测量出的物理量表示测量的结果：v=_. 0 3、答案：（1）画出三条两两之间等距离（x）的与y轴平行的竖线，分别与轨迹曲线交于 A、B、C三点，过这三点各作一条垂直于y轴的线.测量A、B之间的竖直距离y和A、C之1间的竖直距离y，根据以上数据可算出初速.（如图示） 2 （2）刻度尺 g（3）x y-2y21 4.如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，有一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边 1 长L=1.25 cm.若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为2v=_(用L、g表示)，其值为_（取g=9.8 m/s），小球在b点的速度为_. 0 gL4、答案：2 0.70 m/s 0.875 m/s 2解析：从图中所点位置特征可知，记录小球位置的时间间隔是相同的，设为T，在竖直方向上，s=gT=L，在水平方2L3L3gLgL向上，v=2，又小球经过b点的竖直分速度v=,小球通过b点的速度为0bT2T2522v+vgLv= 0b2 5.在“研究平抛物体的运动”的实验中： （1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是 _ （2）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用_来确定的. （3）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是：在水平方向从起点处取两段连续相等的位移与曲线交于两点，作水平线交于y轴，两段y辆位移之比为_. （4）某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是_ _ （5）该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为（x,y），则初速度的测量值为_，真实值为_. 5、答案：（1）看小球在末端是否滚动 （2）重垂线 （3）13 （4）坐标原点应建立在水平槽口正上方球心处，而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处 gg（5）x x(r为小球半径） 2y2(y+r) 解析：（1）（2）略 （3）竖直方向小球做初速度为0的匀加速直线运动，则两相邻相等时间内的竖直位移之比为13. （4）略 （5）初速为零的匀加速直线运动，在第1和第2个相邻相等时间内位移之比为13，任一点M的坐标为（x,y）,则1gg2y=gt,vt=x,故v=x,因真正抛出点应在球心处，故真实值为x（r为小球半径） 0022y2(y+r) 6（2003）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末 端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个 A 装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后 B S A水平方向的分运动是匀速直线运动 H B水平方向的分运动是匀加速直线运动 C竖直方向的分运动是自由落体运动 A 20 40 x/cm D竖直方向的分运动是匀速直线运动 7（上海市嘉定区2008年4月模拟） （1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同 2 20 40 y/cm 一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_。 （A）通过调节使斜槽的末端保持水平 （B）每次释放小球的位置必须不同 （C）每次必须由静止释放小球 （D）记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降 （E）小球运动时不应与木板上的白纸相接触 （F）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有_和_。其初速度的表达式为v_。 0（3）某学生在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为物体运动一段时间后的位置，根据图示，求出物体做平抛运动的初速度为（ ） （A）1.0 m/s （B）10 m/s （C）2.0 m/s （D）20 m/s 7答案：（1）A、C、E，（2）x、y，xg/2y ，（3）C 实验二：探究功与速度变化的关系 8（2009安徽物理）（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，试验装置如图所示，试验主要过程如下： 纸带 设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W； 橡皮筋 分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v、v、v、； 123做出W-v草图； 打点计时器 分析W-v图像。如果W-v图像是一条直线，表明Wv；如果不是直23 线，可考虑是否存在Wv、Wv、W等关系。 v以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是 。 A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W。 B小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。 C某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。 D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。 8 、答案：D。 解析：本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。 实验三：验证机械能守恒定律 9如图5-8-6所示，是本实验中选定的一条较理想的纸带，纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的 ， T图中A为打下的第一点，各相邻点间时间间隔均为，有关距离标示在图中，当打点计时器打C点时，物体动能的表达式为 ；若以打A点时重物位置为零势能位置，则打C点时，物体的机械能表达式为 . A B C D E F S 1 S 9.51 2 12.42 S 3 15.7 S 4 图5-8-4 图5-8-6 9、(1)位置 3 S-S1 (2) 231m()22T S-S1 (3) 231m()-mgS222TOABC10在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图5-8-4.其中是起始点，、是打OABC点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量到、各点的距离,并记录在图中(单位cm). 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_ ,应记作_cm. 2OBgAC 该同学用重锤在段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度=9.80m/s，他用段的平均速度作B为跟点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_，而动能的增加量为_，(均保留3m位有效数字，重锤质量用表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量，原因是 _. OB另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打OBvgtB点计时器打下的第一个点数起，图中的是打点计时器打下的第9个点.因此他用=计算跟点对应的物体的即B时速度，得到动能的增加量为_，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量,原因是_. 10、OC，15.70 1.22m，1.20m，大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；1.23m，小于，v是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度要大. 11在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为，所用电源的频率为m=0.5kg50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为毫米），已知当地的重力加速度2。选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为g=9.8m/sJ；重物动能的增加量为J。（保留3位有效数字） DE=_DE=_kp ABDEOC单位：mm 280.0381.5497.50125.0195.0 11； 0.9140.908 212.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50HZ,当地重力加速度的值为9.8m/s,测得所用重物的质量为1.0kg.甲、乙、丙三个同学分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上的第1、2两点距离分别为0.18cm、0.19cm、0.25cm,可看出其中肯定有一个同学在操作上有错误,错误同学是 ,错误操作 是 .若按实验要求正确操作选出纸带进行测量,量得连续三点A、 B、C到第一个点的距离分别为15.55cm、19.20cm、23.23cm,当打点计时器打B点时,重物的重力势能减少量为 J,重物的动能增加量为 J(保留三位有效数字). v=012、先放纸带后通电源,则物体在1、2两点运动不是从静止开始的,不符合实验要求.若,则经过0.02s的时间,位移 0 1122gt=9.80.02h= 22-3=1.9610m=0.196cm 不会超过2.0mm.打B点时, -2DE=mgh=1.88J=1.09.819.210 PB 对应B点速度 4 -2h-h(23.23-15.55)10 CAv=1.92m/sB2T20.02动能增量 11 22DE=mv=1.01.92=1.84JKB22 【答案】丙 先放纸带后通电源 1.88 1.84 13.（2010新课标卷）22、(4分)如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为： 带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题 (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_.(填入正确选项前的字母) A、米尺 B、秒表 C、012V的直流电源 D、012V的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有_.(写出两个原因) 13. 答案：（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时 读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。 解析：（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点 计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时， 选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。14（2010四川卷）22.（5分）（2）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸 带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带， 某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离 依次为S、S、S。请你根据下列S、S、S的测量结果确定该纸带为 。（已 123123 2知当地的重力加速度为9.791m/s） A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm 14 。答案：C 解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02s内的位移增加 22Ds=gT=9.7910.023.9mm量为：，答案为C。 15（2010安徽卷）21（6分）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测vh量物 体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。 tvhv=gta. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速度. 0 v=2ghhb. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度. 5 c. 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通h过计算出高度. hd. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带 v上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。 0以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母） 15 。答案：d 16（东北师大附中2008年高三“三年磨一剑”第二次摸底考试）用如图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，输出电压为6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律 （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： 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； 打点 C用天平测出重锤的质量； 计时器 纸带 D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带； E测量纸带上某些点间的距离； 夹子 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 重物 等于增加的动能 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 （将其选项对应的字母填在横线处） （2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的 AECOBD sss 0 2 1 、五个点ABCDE，测出A距起始点O的距离为s，点AC间的距离为s，点CE间的距离为s，使用交流012电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a_ （3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大 于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通 过该实验装置测阻力的大小若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要 测量的物理量是 试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出 重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F 2(s-s)f21a= 16 。答案：（1）BCD （2） 4 222(s-s)f(s+s)f21mg-12mg- 或（3） 重锤的质量m ， ()432s+s0117（徐州市20072008学年度高三第三次质量检测）用如图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，有交流（频率为50Hz）和直流两种输出重锤从高处由静止开始落下，拖动纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）一同学按如下步骤进行实验： A用天平测量出重锤的质量； B按图示的装置安装器件； C将打点计时器接到电源的直流输出端上； D先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，