粤教版高中物理必修一-重难点强化练(五)实验综合训练

1、高中物理必修一 高一物理重难点强化练实验综合训练1 .如图1是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，Q A R C D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。图1(1) Q E间的距离为 cm。 如图2是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示,加速度大小为 m/s2(保留3位有效数字)o.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25 m且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内)，如图3甲所示，如果本实验 的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度1,现要测出弹簧的原长lo和弹簧的劲度系数

2、，该同学通过改变挂钩码的个数来改变1 ,作出F-1变化的图线如图乙所示。 . 人加状.-Hoocrogbcpion ： I j ：., 匚 0 102030104/(11) I 甲乙图3(1)由此图线可得出的结论是 - 弹簧的劲度系数为 N/m,弹簧白原长1。=m；该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于： 缺点在于:.在“利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器接在 50 Hz的低压交变 电源上，某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每 5个点取一个计数点，共取了 A、B、G D E、 F六个计数点(每相邻两个计数点间还有四个点)。从A点开始在每一个计数

3、点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由长到短紧靠但不重叠地粘在 xOy坐标系中，如图4所示。(1)若把每一段纸带的右上端连接起来，结果得到一条倾斜的直线，如图所示，由图可知纸带做运动，且直线与-x方向夹角越大，说明纸带运动的 越大。(2)从第一个计数点A开始计时，为求出0.25 s时刻纸带的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度?若测得a段纸带的长度为10.0 cm e段纸带的长度为2.0 cm,则可求出加速度的大小为 m/s2。（结果保留2位有效数字）图5.有同学利用如图5所示的装置来验证力的平行四边形定则：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

4、一个结点O,每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读 出三根绳子的拉力Toa、Tob和Toc,回答下列问题： （1）（多选）改变钩码个数，实验能完成的是（）A.钩码白个数N = N= 2, N=4.钩码白个数N = N= 3, N=4C钩码白个数N = N=N=4D.钩码白个数N = 3, N= 4, N=5在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 （）A.标记结点O的位置，并记录OA OB OC三段纯子的方向.量出OA OB OC三段纯子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量 在作图时，你认为图6中（选填“甲”或“乙”）是正确的.利用如图7甲所示的装置可以测

5、量滑块和滑板间的动摩擦因数。将质量为 M的滑块A放在倾斜滑 板B上，倾角a =37。，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上， 经计算机处理后在屏幕上显示出滑块人速速率一时间（v-t）图象。（取重力加速度g=10 m/s2, sin 37=0.6 , cos 37 0 = 0.8）甲图7（1）先给滑块A一个沿滑板 上滑时加速度的大小为B向上的初速度，得到的v-t图象如图乙所示。利用该图象可算出滑块 A m/s2。（2）从图线可得滑块与滑板之间的动摩擦因数以=.如图8所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为 d、质量为m的钢球自由下 落的过程中，先后通

6、过光电门 A B,计时装置测出钢球通过 A B的时间分别为tA、tB。用钢球通过 光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为 h,当地的重力加 速度为gon 辆球=4工就酎破字利时器龙电门图8（1）钢球下落的加速度大小a=,钢球受到的空气平均阻力f=。（2）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度” ，但从严格意义上讲是 不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度 （选填“”或）钢球球心通过光电门的 瞬时速度。.某同学利用如图9所示的装置探究加速度与合外力的关系。 小车质量为M桶和砂子的总质量为 其 通过改变m改变小车所受的合外力大小，小车的

7、加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质 量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量 m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧测力计的示数）。群带TTTT -春砂桶弹,测力计 小车盘图9图10为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时m/s,小车的加速度为m/s2。点未画出，打点计时器的频率为50 Hz,则C点的速度为 （以上两空保留一位有效数字）B j 勺工oj-C 1D -三一 & JH 0单位；门Ht鼻丸0图10 根据实验数据画出了如下图所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为1A 一A.MC. mg.0 （选填字母代号）

8、1B.- mF（3）当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于图A.图线逐渐偏向纵轴B .图线逐渐偏向横轴.0 （选填字母代号）C .图线仍保持原方向不变.某同学设计了如图12所示的装置，来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 小。给定的实验器材有米尺、 秒表、轻纯、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和整码等。滑块和托盘上分别放有若干整码，滑块质量为M滑块上整码总质量为 m,托盘和盘中整码的总质量为 ml实验中，滑块在水平轨道上从 A到B做初 速度为零的匀加速直线运动，重力加速度 g取10 m/s2。图12一_ ， 2s , 一（1）若利用上述实验器材和公式a=y可以测量滑块在A、B间运动时的加速度。请你在下面的

9、虚线框中设计一个记录两个物理量数据的表格，记录次数为 5次。在表格中标明要测量的两个物理量。（2）根据牛顿运动定律得到 a与m的关系为：a=3 11产m n g1Mmm当上式中的（m +m保持不变时，a是m的一次函数。该同学想通过多次改变 其 测出相应的a 值，并利用上式来计算以。为了保证实验中（m +m）不变，在改变m时，应将从托盘中取出的整码置于上。（3）实验得到a与m的关系如图13所示,（取两位有效数子）0用 0.45 040 Q,U5 。观 0.25 02 口u/ (tn a Qa - - - a- - - - - - - - - - 8 -rr_ItF 卜匚 J.匚 J.E -三一

10、-TJ-TT-rTIT-rM -VI Lx L .工r卜fEE王一工二f王王壬三生062位164 G5 66 雷 7 6g69m/tXlO 1图13重难点强化练实验综合训练-参考答案1 .如图1是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，Q A R C D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。 $=*二f i-!-t-I- i-r t t- l v I Ia ii I I ri i I i -i-T十R i-r - J * -1- L -口 41s.亭 一-1T0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 r3/s TOC o 1-5 h z 图1图2O E间的距离为 cm。 如图

11、2是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示,加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）。1答案：（1）1.80（2） 2a 0.933 解析：（1）此刻度尺的分度值为1 mm要估读到0.1 mm。11（2）由s = at2可知图线的斜率k = 2a，由图中数据可计算出k,则加速度大小为0.933 m/s2。.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25 m且开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内），如图3甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度1,现要测出弹簧的原长10和弹簧的

12、劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变1 ,作出F-1变化的图线如图乙所示。(1)由此图线可得出的结论是弹簧的劲度系数为该同学实验时，：N/m,弹簧白原长1 0=m；把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：缺点在于：解析：(1)在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比。(2)由 A F=kAx 和乙图可知：(30 10)= kx20X 10 2,所以 k=100 N/m,由乙图可知 F=20 N 时，1 =10 cm = 0.1 m,所以 20= k(0.1 +0.25 1),即 1 0=0.15 m。(3)优点是避免弹簧自身重力对实验的影响，缺点是弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦会造

13、成实验 误差。.在“利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每5个点取一个计数点，共取了 A、B、C DX E、F六个计数点(每相邻两个计数点间还有四个点)。从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段 (分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由长到短紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图4所示。图4(1)若把每一段纸带的右上端连接起来，结果得到一条倾斜的直线，如图所示，由图可知纸带做运动、且直线与-x方向夹角越大，说明纸带运动的 越大。(2)从第一个计数点A开始计时，为求出0.25 s时刻纸带的瞬时

14、速度，需要测出哪一段纸带的长度?/口 . O(3)若测得a段纸带的长度为10.0 cm, e段纸带的长度为2.0 cm,则可求出加速度的大小为 m/s1(结果保留2位有效数字)答案：(1)匀减速直线加速度(2)c段(3)2.0解析：(1)由匀变速直线运动的位移规律，可得每段纸带的平均速度与该段纸带的长度有关，则图象可看做v-t图，可得纸带做匀减速直线运动，图线倾角的大小反映了加速度的大小。(2)横轴x轴即可等效成t轴，0.25 s时恰好对应纸带c的中间时刻，故测出c段的长度即可求出0.25 s时刻纸带的瞬时速度。(3)根据Sm Sn= (m- n) aT2,代入数据可求得加速度为2.0 m/s

15、 2。.有同学利用如图5所示的装置来验证力的平行四边形定则：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，根据钩码个数读 出三根绳子的拉力Toa、Tob和Toc,回答下列问题:(1)(多选)改变钩码个数，实验能完成的是()A.钩码白个数N = N= 2, N=4B.钩码白个数N = N= 3, N=4C钩码白个数N = N= Nb=4D.钩码白个数N = 3, N= 4, N=5在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 ()A.标记结点O的位置，并记录OA OB OC三段纯子的方向B.量出OA OB OC三段纯子的长度C用量角器量出三

16、段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图6中(选填“甲”或“乙”)是正确的图5图6答案：(1)BCD (2)A (3)甲 解析：(1)对O点受力分析如图所示，OA OB OC分别 表示N、N、N的大小，由于三共点力处于平衡，所以 N、N的合力大小等于 N,且N N + N,即|NN|N”或)钢球球心通过光电门的 瞬时速度。解析：(1)钢球在竖直方向上做匀加速运动，通过两光电门时时间很短，可近似看作匀速运动，可用dd平均速度代替瞬时速度，故钢球通过两光电门的瞬时速度VA =1和VB = J,根据匀变速直线运动的速t At B对钢球受力分析，根tV1 + V2v2=-2,车

17、冈度位移关系Vb2-Va2= 2ah,得钢球下落的加速度大小 a=+/ = *。2h 2h t b t a据牛顿第二定律有： mg-f=ma，得平土阻力f=mg-ma= mg-md/一白。2h t B t A(2)钢球通过光电门的瞬时速度使用平均速度代替，而平均速度等于中间时刻的速度V12+V22七一2,由数学知识可知球通过光电门的瞬时速度应为中间位移的速度， v2=、 通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度一 d2 11 md 11答案： 2ht7 -t? mg-函 FT tl.某同学利用如图9所示的装置探究加速度与合外力的关系。 小车质量为M桶和砂子的总质量为 其 通过改变m

18、改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质 量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量 m进行多次实验，得到多组a、F值(F为弹簧测力计的示数)。触黄泅力计小卒睛3VF6砂桶图9图10为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时m/s,小车的加速度为m/s2。点未画出，打点计时器的频率为50 Hz,则C点的速度为 (以上两空保留一位有效数字)单位；rm12.0“图10 根据实验数据画出了如下图所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为1A.MC. mg.0 (选填字母代号)1B. 一 m.F(3)当砂桶和

19、砂的总质量较大导致A.图线逐渐偏向纵轴 B答案：(1)0.84 (2)D (3)Ca较大时，关于图.图线逐渐偏向横轴.0 (选填字母代号)C .图线仍保持原方向不变等于该段过程中的平均速度，故解析：(1)做匀变速直线运动过程中一段过程中的中间时刻速度Sbd Sbd2_2Vc= 2T= 2f = 0.8 m/s,根据逐差法可行 Sde-Sbc= 2hT,Scd-Sab= 2aT ,联立可得a = 4 m/s2。从图中可得加速度与横坐标表示的物理量成正比，根据牛顿第二定律可得F= ma，当质量一定时,外力与加速度成正比，故 D正确。(3)由于图象的斜率为k=，所以增大砂和砂桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以 C正确。.某同学设计了如图12所示的装置，来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 小。给定的实验器材有米尺、 秒表、轻纯、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和整码等。滑块和托盘上分别放有若干整码，滑块质量为M滑块上整码总质量为 m