高考物理三年真题专项汇编卷(2018-2020) 考点十三 :力学实验 Word版含答案

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名称 高考物理三年真题专项汇编卷(2018-2020) 考点十三 :力学实验 Word版含答案
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科目 物理
更新时间 2021-05-14 12:33:41

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高考物理三年真题专项汇编卷(2018-2020)
考点十三 :力学实验
(2020北京卷,15)
1.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究:
(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小车静止。抬起板擦,小车同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下。对比两小车的位移,可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件,下列正确的是:___________(选填选项前的字母)。
A.小车质量相同,钩码质量不同
B.小车质量不同,钩码质量相同
C.小车质量不同,钩码质量不同
(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据,如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点,请将余下的一组数据描在坐标纸上,并作出图像。
次数 1 2 3 4 5 6 7
0.62 0.56 0.48 0.40 0.32 0.24 0.15
0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00
(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量,下列说法正确的是:__________(选填选项前的字母)。
A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力
B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都等于绳的拉力
D.让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
(2019北京卷,9)
2.用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有____________。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时______(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是和,则______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为____________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是____________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。
A.在水平方向上做匀速直线运动
B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。
同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因。
___________________________
(2018北京卷,9)
3.用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有__________和__________(填选项前的字母)。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是__________。v-t图像斜率的物理意义是__________。
(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对的要求是__________(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的大小与速度测量的误差__________(选填“有关”或“无关”)。
(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。
(2020新高考Ι卷,13)
4.2020年5月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:
(i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。
(ⅱ)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(ⅲ)该同学选取部分实验数据,画出了图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为。
(ⅳ)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
(1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为______m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的两点,利用两点数据得到小物块下滑加速度的大小为_______。(结果均保留2位有效数字)
(2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为_______。(结果保留2位有效数字,)
(2020江苏卷,11)
5.疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究.用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如题图所示.
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是____.
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是__________.(填写各步骤前的序号)
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能,开始摄像
(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如题图所示.已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为,刻度尺的分度值是1 mm,由此测得重力加速度为____________.
(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向.从该视频中截取图片,___________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度.
(2019江苏卷,10)
6.某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理.
(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:
A.电磁打点计时器
B.电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择 (选填“A”或“B”).
(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔.实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动.同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除.同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动.看法正确的同学是 (选填“甲”或“乙”).
(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码.接通打点计时器电源,松开小车,小车运动.纸带被打出一系列点,其中的一段如题图所示.图中纸带按实际尺寸画出,纸带上A点的速度= m/s.
(4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用算出.砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g;实验中,小车的质量应______ (选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用W=mgL算出.多次测量,若W与均基本相等则验证了动能定理.
(2018江苏卷,11)
7.某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤.实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止.释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t.
请回答下列问题
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的__________(选填“偶然”或“系统”)误差.
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了(?? )
A.使H测得更准确
B.使重锤1下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做__________?
(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0.用实验中的测量量和已知量表示g,得g=__________.
(2020浙江卷,17)
8.(1)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下:
(ⅰ)挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
(ⅱ)取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a;
(ⅲ)改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到的关系。
①实验获得如图所示的纸带,计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出,则在打d点时小车的速度大小_________(保留两位有效数字);
②需要满足条件的方案是_________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”);在作图象时,把作为F值的是________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)。
(2)某同学用单摆测量重力加速度,
①为了减少测量误差,下列做法正确的是_________(多选);
A.摆的振幅越大越好 B.摆球质量大些、体积小些
C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
②改变摆长,多次测量,得到周期平方与摆长的关系图象如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是_________。
A.测周期时多数了一个周期
B.测周期时少数了一个周期
C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长
D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长
(2020全国Ⅰ卷,10)
9.某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时,可认为气垫导轨水平;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量、滑块(含遮光片)的质量;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过两处的光电门的遮光时间及遮光片从A运动到B所用的时间;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小________,滑块动量改变量的大小________;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次测量得到的一组数据为:,,取。计算可得________,______;(结果均保留3位有效数字)
(7)定义,本次实验_______%(保留1位有效数字)。
(2020全国Ⅱ卷,9)
10.一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度,下降一段距离后的高度;由下降至h所用的时间。由此求得小球B加速度的大小为_______(保留3位有效数字)。
从实验室提供的数据得知,小球的质量分别为100.0 g和150.0 g,当地重力加速度大小为。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为______(保留3位有效数字)。
可以看出,与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因:______________________。
(2020全国Ⅲ卷,9)
11.某同学利用图(a)所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示.
已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小__________m/s,打出P点时小车的速度大小_______m/s.(结果均保留2位小数)
若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为__________.
(2019全国Ⅰ卷,9)
12.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中,打点计时器最先打出的是 点,在打出C点时物块的速度大小为 m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为 (保留2位有效数字)。
(2019全国Ⅱ卷,9)
13.如图,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源,纸带等。回答下列问题:
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ= (用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)
(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角θ=30°。接通电源。开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.8 。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____(结果保留2位小数)。
(2019全国Ⅲ卷,9)
14.甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是( )
A.米尺 B.秒表 C.光电门 D.天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
_________________________________________________。
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置和c得到、,则该地的重力加速度大小为__________。(保留2位有效数字)
(2018全国Ⅰ卷,9)
15.如图(a),一弹簧上端固定支架顶端,下端悬挂一托盘:一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数,当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为__________cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为__________N/m(保留3位有效数字)。
(2018全国Ⅱ卷,10)
16.某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码.缓慢向左拉动水平放置木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力大小.某次实验所得数据在下表中给出,其中的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.
砝码的质量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
滑动摩擦力 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
回答下列问题
(1)=__________;
(2)在图(c)的坐标纸上补齐画出的数据点并绘出图线;
(3) 与、木块质量、木板与木板之间的动摩擦因数及重力加速度大小之间的关系为__________,图线(直线)的斜率的表达式为__________;
(4)取,由绘出的图线求得=__________.(保留2位有效数字)
(2018全国Ⅲ卷,9)
17.甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下:
甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。
(1)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为_________(用L、和g表示)。
(2)已知当地的重力加速度大小为,,,乙的反应时间为__________s。(结果保留2位有效数字)
(3)写出一条提高测量结果准确程度的建议:___________________________。
答案以及解析
1.答案:(1)B
(2)
(3);A
解析:(1)根据可知,要探究加速度与质量的关系,应保证合外力F不变,改变小车的质量m,即小车的质量不同,钩码的质量相同,故B项正确,AC项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
(2)根据表格数据描点连接即可。
(3)A项,使小车沿倾角合适的斜面运动,当时,小车受力可等效为只受绳的拉力,故A项正确。
B项,若斜面倾角过大,由牛顿第二定律得:,此时,小车所受合力将大于绳的拉力,故B项错误。
C项,对沙和沙桶组成的整体分析,有,则,小于砂和桶的重力,故C项错误。
D项,只要当砂和桶的重力远小于小车重力时,砂和桶的重力就近似等于绳的拉力,不一定要匀速运动,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为A。
2.答案:(1).BD (2)a.球心;需要b.大于; (3).AB (4).B
(5).利用平抛运动的轨迹的抛物线和圆周运动知识证明即可
解析:(1)本实验中要保证小球飞出斜槽末端时的速度为水平,即小球做平抛运动,且每次飞出时的速度应相同,所以只要每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放即可,故BD正确;
(2)a.平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时,钢球的球心对应纸上的位置,由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动,所以在确定y轴时需要y轴与重锤线平行;
b.由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为可知,由于A点不是抛出点,所以;设AB,BC间所用的时间为T,竖直方向有:,水平方向有:,联立解得:;
(3)A项:从细管水平喷出稳定的细水柱,由于细水柱射出后受到空气阻力的作用,所以此方案不可行;
B项:用频闪照相在同一底片上记录小球不同时刻位置即平抛运动的轨迹上的点,平滑连接在一起即为平抛运动轨迹,所以此方案可行;
C项:将铅笔垂直于竖直的白板放轩,以一定初速度水平抛出,笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用,所以铅笔作的不是平抛运动,故此方案不可行;
(4)由平抛运动竖直方向运动可知,,时间,所以只要高度相同,时间相同,故B正确;
(5)由平抛运动可知,竖直方向:,水平方向:,联立解得:,即抛出物体的轨迹为抛物线,当抛出的速度越大,在抛物线上某点的速度足以提供该点做圆周运动的向心力时,物体的轨迹从抛物线变为圆。
3.答案:(1)A; C; (2)
(3)小车的速度随时间均匀变化; 加速度; (4)越小越好; 有关; (5)如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。
解析:(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC
(2)利用所给点迹描点连线,得图像
其中C点的横坐标为3T,纵坐标为v3
(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化,所以小球做匀加速运动,图像的斜率代表了运动时的加速度.
(4)△t越小,则越接近计数点的瞬时速度,所以△t越小越好,计算速度需要用到△x的测量值,所以△x大小与速度测量的误差有关。
(5)如果小球的初速度为0,其速度那么通过因此测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时均匀变化.(要检验小球的速度时随时间均匀变化的,可以检验小球运动位移与时间平方成正比,利用滴水可以得到小球的运动时间,并测出小球在相应时间内的位移,则可以验证)
4.答案:(1)0.32或0.33;3.1
(2)9.4
解析:(1)物块匀加速下滑,经过参考点开始计时,由运动学公式有,变形得,所以题图乙中图线的纵截距表示通过参考点时速度的2倍,则;图线的斜率表示物块的加速度,则加速度。(2)物块沿斜面下滑过程中,由牛顿第二定律有,将;分别代入,解得。
5.答案:(1)小钢球
(2)①③④②
(3)9.6(9.5~9.7都算对)
(4)仍能
解析:(1)根据题中提供的小球和测量要求可得出要使用小钢球进行实验,与乒乓球、小塑料球相比,小钢球下落相同高度获得的速度更大,可以减小实验误差。(2)根据实验要求,可以得出先固定刻度尺,然后固定手机调好手机镜头位置,打开手机摄像功能进行摄像,最后捏住小球,使小球由静止下落,即步骤为①③④②。(3)如图图片中小球上边缘的读数为2.00 cm,中间图片中小球上边缘的读数为26.00 cm,如图片中小球上边缘的读数为76.70 cm,由逐差法可得当地的重力加速度大小为。(4)由于释放小球时手稍有晃动,小球偏离竖直方向,则小球做平抛运动,但竖直方向仍做自由落体运动,故能用(3)问中的方法测量重力加速度。
6.答案:(1)B; (2)乙; (3)0.31(0.30~0.33都算对); (4)远大于
解析:(1)为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选电火花打点计时器即B;
(2)当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力,由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力,所以甲同学的看法错误,乙同学的看法正确;
(3)由图可知,相邻两点间的距离约为0.62cm,打点时间间隔为0.02s,所以速度为

(4)对小车由牛顿第二定律有:,对砝码盘由牛顿第二定律有: 联立解得:,当时有:,所以应满足:。
7.答案:(1)偶然; (2)B; (3)在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落
(4)
解析:(1)本题考查重力加速度的测量,意在考查考生的实验探究能力。
时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差,所以属于偶然误差。
(2)由于自由落体的加速度较大,下落H高度的时间较短,为了减小测量时间的实验误差,就要使重锤下落的时间长一些,因此系统下降的加速度要小,所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。
(3)为了消除滑轮的摩擦阻力,可用橡皮泥粘在重锤1上,轻拉重锤放手后若系统做匀速运动,则表示平衡了阻力。
(4)根据牛顿第二定律有,又,解得
8.答案:(1)①0.18~0.19
②甲,甲和乙
(2)①BC
②C
解析:(1)①相邻两个计数点之间的时间间隔,根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得打d点时小车的速度大小。②在图甲中把托盘和砝码的重力视为小车受到的拉力,需要满足条件;在图乙中挂上托盘和砝码,使小车匀速向下运动,受力平衡,去掉托盘和砝码,小车所受的合外力F等于托盘和砝码的重力。所以需要满足条件的方案是甲。在作图象时,把作为F值的是甲和乙。(2)①单摆只有在最大摆角小于时,其振动才可以视为简谐运动,所以选项A错误;摆球的质量大些、体积小些,可以减小振动时空气阻力的影响,可以减小测量误差,选项B正确;摆线尽量细些,可减小摆线质量的影响,摆线尽量长些,可保证最大摆角小于,伸缩性小些,可使摆动过程中摆长保持不变,选项C正确;由于摆球在通过最低位置时速度最大,计时的起、止位置选在摆球达到的最低位置,有利于减小计时误差,选项D错误。
②设摆线长为L,摆球半径为r,则单摆的周期公式为,变化为,对照图3所示的图象,图象斜率。实验所得结果与当地重力加速度值相等,说明实验测量符合要求,图象延长线没有过原点,说明测量摆长时直接将摆线长度作为摆长,其原因可能是C。
9.答案:(1)大约相等
(5)
(6)0.221;0.212
(7)4
解析:(1)当气垫导轨水平时,滑块在导轨上做匀速运动,所以滑块上的遮光片通过两个光电门的遮光时间相等。(5)根据冲量的定义可得;根据动量改变量的定义可得。(6)代入数据得;。(7)根据定义可得。
10.答案:1.84;1.96;滑轮的轴不光滑(或滑轮有质量)
解析:小球B做初速度为零的匀加速直线运动,有,解得。对B由牛顿第二定律有,对A由牛顿第二定律有,解得。和a有明显差异,原因可能是滑轮的轴不光滑或滑轮有质量。
11.答案:0.36;1.80;之间的距离
解析:本题考查验证动能定理实验的数据处理.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打出B点时小车的速度大小;同理可得,打出P点时小车的速度大小;要验证动能定理,设小车的质量为M,钩码的质量为m,则小车从B点到P点动能的变化量,钩码的质量远小于小车的质量时,钩码的重力近似等于小车所受的合外力,故合外力做功,所以需要测量之间的距离.
12.答案:A ;0.233 ; 0.75
解析:分析可知,物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动,纸带上的点迹,从A到E,间隔越来越大,可知,物块跟纸带的左端相连,纸带上最先打出的是A点;在打点计时器打C点瞬间,物块的速度;根据逐差法可知,物块下滑的加速度。
故本题正确答案为:A;0.233;0.75。
13.答案:(1) ;
(2)0.35
解析:(1)由mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得:μ=……①
(2)由逐差法a= 得:,T=0.15s,,故,代入①式,得:μ= =0.35
14.答案:(1)A (2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺。 (3)9.7
解析:
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是米尺,所给器材测量距离,故A正确,BCD错误。
故选:A。
(2)选择的器材在本实验中的使用方法:将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺。
(3)利用数码相机的连拍功能,通过每隔一定时间的拍摄确定小球位置,所以还必须使用的器材是米尺,将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺,用米尺测量小球位置间的距离,利用逐差法由公式,可得。
15.答案:3.775;53.7
解析:本题主要考查游标卡尺的读数,弹簧径度系数的测量,胡克定律及其相关的知识点,意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力.
实验所用的游标卡尺精度为0.05mm,游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐,根据游标卡尺的读数规则,图(b)所示的游标卡尺读数为3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。
托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时,弹簧受到的拉力F=mg=0.100×9.8N=0.980N,弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m,根据胡克定律,F=kx,解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m。
16.答案:(1)2.75; (2)
(3)μ(M+m)g; μg; (4)0.40
解析:(1)指针在2.7与2.8之间,估读为2.75N
(2)描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边,作图如下:
(3)木块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的定义知f=μ(M+m)g把公式化简可得:f=μ(M+m)g=(μg)m+μMg所以图像的斜率k=μg
(4)取g=9.80 m/s2,取图像上相距较远的两点求斜率则
17.答案:(1) (2)0.20 (3)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子
解析:(1)木尺下落自拍自由落体运动,下落时间即为反应时间,根据,木尺下落的高度,可得.
(2)将数据代入上式可得乙的反应时间为0.20s.
(3)为提高精确度,可以多次测量求平均值,或初始时乙的手指尽可能接近木尺等.
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