2012年高中理综12月实验（2）（实验部分）

1 20122012 年年 1212 月理科综合物理实验题 月理科综合物理实验题 2 2 1 I 6 分 矿井里的升降机从静止开始做匀加速直线运动 上升 3s 速度达到 3m s 然 后匀速上升 6s 最后减速上升 2s 停下 升降机上升的高度为 在方框中画出 升降机运动的 v 一 t 图像 II 8 分 物体作直线运动的 v t 图 如图所示 在 0 5s 的 全段运动中初速度 v0 m s 末速度 vt m s 中间 时刻的即时速度 即 2 5s 末的速度 为 m s 全段运动的 平均速度大小为 m s 运动位移为 m 这段 运动的速度增量 v vt v0 m s 这段运动的速度变 化率 t v m s2 这段运动的加速度a m s2 2 I 6 分 图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带 已知打点计时器电源频率为 50Hz 则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ABCD 是纸带上四个计数点 每两个相邻计数点间有四个点没有画出 从图中读出 A B 两点间距 s C 点对应的速度是 计算结果保留三位有效数 字 II 8 分 自来水龙头下面放着一非常浅的平底容器 调节水龙头的开关 使水一滴 一滴地下落 继续调节 当调节到前一滴水碰到容器底部的瞬间 这一滴水正好从水 龙头口开始下落时为止 这两滴水之间没有水滴 1 根据水滴的运动情况 如果要测出当地的重力加速度g 需要测定的物理量有 需要的实验器材有 2 在下面的横线上写出随后的主要实验步骤 3 g值的表达式为 2 3 I 为了测量小木板和斜面间的动摩擦因数 某同学设计了如下的实 验 在小木板上固定一个弹簧秤 弹簧秤的质量可不计 弹簧秤 下吊一个光滑小球 将木板连同小球一起放在斜面上 如图 3 3 48 所示 木板固定时 弹簧秤的示数为F1 放手后木板沿斜面下 滑 稳定时弹簧秤的示数是F2 测得斜面的倾角为 由测量的 数据可以计算出小木板跟斜面间动摩擦因数为 II 10 分 某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度 a 与小车的质量 M 之 间的关系实验中 不改变拉力 T 即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力 mg 一定 只改变 物体的质量 M 得到了如下表所示的几组实验数据 其中第 3 组数据还未算出加速度 但对应该组已经打出了纸带 如图所示 打点计时器接的是 50Hz 的低压交流电源 图 中各点为每打 5 个点标出的计数点 测量长度的单位为 cm 两个计数点间还有 4 个点 未标出 实验次数 123456 小车质量 g 2003004005006001000 小车加速度 m s2 2 001 330 790 670 40 小车质量倒数 kg 1 5 003 332 502 001 671 00 1 请由纸带上测量记录的数据 求出 C 点的瞬时速度 vC m s O 点的瞬 时速度 v0 m s 以及加速度 a m s2 并填入上表空缺 中 结果保留两位有效数字 2 该实验开始进行时 要先 具体操作方法是 只有当小车质量 M 与小车悬挂线 通过定滑轮所吊砂桶及砂的总质量 m 大小满足 时 方可认为细线对小车的拉力 T 的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力 mg 4 I 在 验证力的平行四边形法则 实验中 如图所示 用 AB 两弹簧秤拉橡皮条结点 O 使其位于 E 处 此时 900 然后保持 A 的读数不变 当 角由图中所示的 值逐渐减小时 要使结点仍在 E 处 可采取的办法是 A 增大 B 的读数 减小 角 B 减小 B 的读数 减小 角 C 减小 B 的读数 增大 角 D 增大 B 的读数 增大 3 角 II 电磁打点计时器是 仪器 使用 电源 若交流电频率为 50Hz 则 打相邻两点的时间间隔是 s 现用它测定物体作匀变速直线运动的加速度 实 验时 若交流电的频率低于 50Hz 最后计算时仍按 50Hz 所测得的加速度的值将偏 在 测定匀变速直线运动的加速度 的实验中 如图为一次实验得到的一条纸带 纸 带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出 按时间顺序取 0 1 2 3 4 5 六个计 数点 用米尺量出 1 2 3 4 5 点 到 0 点的距离如图所示 单位 cm 由纸带数据计算可得计数点 4 所代表 时刻的瞬时速度大小 v4 m s 小车的加速度大小 a m s2 5 I 6 分 某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度 电源频率 f 50Hz 在线带上打出的点中 选出零点 每隔 4 个点取 1 个计数点 因保存不当 纸 带被污染 如是图所示 A B C D 是依次排列的 4 个计数点 仅能读出其中 3 个计 数点到零点的距离 A S 16 6mm B S 126 5mm D S 624 5mm 若无法再做实验 可由以上信息推知 相信两计数点的时间间隔为 S 打 C 点时物体的速度大小为 m s 取 2 位有效数字 物体的加速度大小为 用 A S B S C S D S和f表示 II 8 分 现要验证 当质量一定时 物体运动的加速度与它所受的合外力成正比 这一物理规律 给定的器材如下 一倾角可以调节的长斜面 如图 小车 计时器一 个 米尺 填入适当的公式或文字 完善以下实验步骤 不考虑摩擦力的影响 小车自斜面上方一固定点 1从静止开始下滑至斜面底端 2 记下所用的时间t 用米尺测量 1与 2之间的距离 s 则小车的加速度 a 用米尺 1相对于 2的高 h 设小车所受重力为mg 则小车所受的合外力 改变 重复上述测量 以 h 为横坐标 为纵坐标 根据实验数据作用作图 如能得到一条过原点的直 2 1 t 线 则可以验证 当质量一定时 物体运动的加速度与它所受的合外力成正比 这一 规律 4 2 在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中 某同学设计的方案是 调节斜面倾角 使小车在斜面上匀速下滑 测量此时 1点相对于斜面底端 2的高 度ho 进行 1 中的各项操作 计算与作图时用 h ho 代替h 对此方案有以下几种评论意见 A 方案正确可行 B 方案的理论依据正确 但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动 C 方案的理论依据有问题 小车所受摩擦力与斜面倾角有关 其中合理的意见是 参考答案 1 I 矿井里的升降机运动的速度 时间图象如图所示 如图示 v t 图像求高度 图像所围成的面积数值上等于位移的大小 S S梯 3116 2 1 25 5 m II 解析 从图可以看出其初速度和末速度的值 及完成速度变化所用的时间为 5 秒 由公式 0t vvv 可以计算出其速度变化量为 2 m s 再由 0t vv a t 可以计算出其 加速度的大小为 0 4 m s2 而且其与规定的正方向相同 这段时间中的位移等于这一梯形的 面积 由公式 0 2 t vv st 得其位移为 15 米 答案是 2 m s 4 m s 3 m s 15 m 2 m s 0 4 m s2 0 4 m s2 2 I 解析 1 s f T02 0 1 读 A B 两点数值 1 00cm 1 70cm 故 s 1 70cm 1 00cm 0 70cm smsm t BD vv BDc 100 0 10 2 0 10 1 90 0 2 2 II 1 水滴下落的高度和水滴下落的时间 刻度尺和秒表 2 测量出水龙头到容器底部的距离h 5 测出 n 滴水下落所需要的时间t 根据实验记录数据计算g 3 2 2 2 t hn g 3 I 解析 设小球的质量为m 木扳与小球的总质量为M 木板与斜面间的动摩擦因数 为 由题意得 F1 mgsin 放手后 木板和小球沿斜面向下匀加速运动 由牛顿第二定律得 Mg sin Mg cos Ma 对小球有 mgsin F2 ma 解 得 tan 1 2 F F II 10 分 1 0 35m s 0 98m s2 0 086m s 2 要平衡摩擦阻力 f 适当垫高长木板不带定滑轮的一端 轻推未挂沙桶的小车 恰使拖有纸带的小车匀速下滑 M m 4 I B II 解析 1 计时 6V 交流 0 02 大 2 显然 纸带上每相邻的两计数点间的时间间隔为 0 1s 故有速度 v4 0 40m s 4T S 6 2 T SS 4 2060 2 10 1 04 55 3 70 19 而利用 逐差法 小车的加速度大小 a 0 76m s2 2 013412452356 3T S S SSSS 5 I 答案 0 02s 2 5 m s 75 23 2 fsss ABD 解析 打点计时器打出的纸带每隔 4 个点选择一个计数点 则相邻两计数点的时间间隔为 T 0 02s 根据间的平均速度