内蒙古新人教版物理高三单元知识点测试102：《力学实验》

内蒙古新人教版物理高三单元测试102：《力学实验》
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
1.某同学用如图9所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 ________N.
(2)下列不必要的实验要求是 ________(请填写选项前对应的字母)．
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．
2.将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N 。
(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力，求出合力大小为 N 。 (该结果保留二位有效数字)．
3.在“互成角度的两个共点力的合成”实验中的三个实验步骤如下：
⑴在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端栓两根细绳套。通过细绳套同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳套的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两个测力计的示数F1和F2。
⑵在白纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。
⑶只用一只测力计通过细绳套拉橡皮条，使它的伸长量与用两个测力计拉时相同，记下此时测力计的示数F‘和细绳套的方向。
以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里？
⑴中是
⑵中是
⑶中是
4.为探究求合力的方法，实验装置如图所示．将橡皮条GE的一端固定在水平木板上，另一端E拴有两细线套．橡皮条的结点E在两个平行于木板的拉力F1、F2作用下，沿直线GC伸长到O点，如图甲所示．记下O点的位置和A、B两测力计的读数F1＝2.4N、F2＝4.0N，并画出F1、F2的方向，如图丙所示．撤去F1、F2后，用一个测力计拉橡皮条GE使结点E到相同位置O点，如图乙所示．记下此时测力计的读数F＝5.0N及方向OC.
(1)用1cm表示2N，在图丙中作出力F1、F2和F的图示．
(2)在图丙上以F1、F2为邻边作平行四边形，并画出这两条邻边之间的对角线所表示的力F′的大小和方向．
(3)比较F′和F，你得出的实验结论是
____________________________________________．
5.在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点，为了确定分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是
A．橡皮条固定端的位置． B．描下O点位置和两条细绳套的方向．
C．橡皮条伸长后的总长度． D．两个弹簧秤的读数．
6.若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验,下列说法是正确的是 ( )
A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量
B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起
C．本实验中不需测量小车的质量
D．对于实验最终的结论：m1v1＋m2v2＝m1 v1′＋m2 v2′，式中的v1、v2、v1′、v2′ 都是速度的大小
7.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
(1)若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选 段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．
(2)已测得小车A的质量m1=0．40kg，小车B的质量m2=0．20kg，由以上测量结果可得：碰前mAvA+mBvB= kg·m／s；碰后mAvA，+mBvB，= kg·m／s．并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等________。（计算结果保留三位有效数字）
8.某同学用如图所示的(a)图装置通过半径相同的A、B
两球的碰撞来探究碰撞中的守恒量，图中PQ是斜槽，
QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图(a)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图 (b)，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐
（1）从图（b）可以测出碰撞后B球的水平射程应取为 cm.
（2）在以下选项中，__________是本次实验必须进行的测量（填选项号）
A．水平槽上未放B球时，测量A球
落点位置到O点的距离OP
B．A球与B球碰撞后，测量A球落
点位置到O点的距离OM
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E．测量G点相对于水平槽面的高度
9.（1）进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，重锤，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平．其中不必要的器材有： ；缺少的器材 ．
（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点
的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点
的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9．8m/s2，若重锤质量为1kg．打点计时器
打出B点时，重锤下落的速度vB= m/s，重锤的动能EkB= J．从开始下落算
起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为 J．（结果保留三位有效数字）
10.在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如下图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J。由此可得到的结论是 ．
(g=9.8 m/s2，保留三位有效数字)
11.图5甲是“利用自由落体运动验证机械能守恒”的实验装置．让质量为m的重物自由下落，打出一条较为理想的纸带，O为打点计时器在纸带上打出的第一个点，选取纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E，并测量出OA间的距离为s1，AC间的距离为s2，CE间的距离为s3，如图5乙所示．已知两个相邻点之间的时间间隔为T，当地重力加速度g，请你回答：
（1）手持纸带保持竖直方向，使重物静止在靠近打点计时器的地方．接着要完成的步骤是:________________。（选A或B）
A. 先放开纸带再接通电源；
B．先接通电源后放开纸带。
（2）打点计时器从打第一个点O点到打C点的过程中，重物的重力势能的减少量为ΔEp=
，计时器在打O点和C点的这段时间内，重物的动能增加量为ΔEk= 。（用题中所给物理量的字母写出表达式）
（3）本实验误差的主要来源有 ，
。（试举出两条）。
12.（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、天平、重锤，其中不必要的器材有：________；缺少的器材是__________________________。
（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示.O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取10m/s2，若重锤质量为1 kg.
①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=__________________________m/s，重锤的动能EkB=_______________J.
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减少量为_______________J.
13.如图所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为速度传感器，它能将滑块A滑到导轨最低点时的速度实时传送到计算机上，整个装置置于高度可调节的斜面上，设斜面高度为h．启动气源，滑块A自导轨顶端由静止释放，将斜面的高度、滑块通过传感器C时的对应速度记入表中． （g取9.8 m／s2）
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 70
传感器示数v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.47 3.70
（1）选择适当的物理量在图中所示的坐标纸上作出能直观反映滑块经传感器时的速度与
斜面高度的关系图象；
（2）要由此装置验证机械能守恒定律，所需的器材有速度传感器（带电源、计算机、导
线），滑块，气垫导轨（带气源），高度可以调节的斜面，此外还需的器材有 ▲
A．毫米刻度尺 B．天平 C．秒表 D．打点计时器 E．弹簧测力计
（3）由图象分析滑块沿气垫导轨下滑时机械能是否守
恒．若守恒，说明判断机械能守恒的依据，若不
守恒，分析机械能不守恒的原因 ▲
14.用接在50Hz交流低压电源上的打点计时器，研究小车的匀加速直线运动，某次实验中得到一条纸带如图所示．从比较清晰的点起，每五个打印点取作一个计数点，分别标明0，1，2，3，……，量得2、3之间的距离mm，3、4两点间的距离mm，小车在2、3之间的平均速度为 m/s，小车在位置3的瞬时速度为 m/s．
小车在2，4之间的加速度为__________ m/s2
15.现给定以下器材：
A．闪光照相机　B．秒表　C．打点计时器　D．交流电源4～6V　E．导线若干　F．纸带　G．复写纸 H．铁架台　I．游标卡尺　J．重物　K．刻度尺　L．直径为1cm的钢球　M．1m长的细线　N．照相底片
设计一个测量当地重力加速度的实验方案：
(1)从给定器材中选(填器材前的字母)____________________作为实验器材．
(2)需要测量的物理量是____________________．
(3)用你测量出的物理量写出重力加速度g的表达式________________________．
16.如图所示的部分纸带记录了小车做匀加速直线运动的情况，A、B、C、D为纸带上的计数点，A与B、B与C、C与D之间的时间间隔相同，已测得AB = 10.0 cm, AC = 24.0 cm,AD = 42.0cm,已求得打点计时器打B点时小车的速度vB =1.5m/s, 则A、B间的时间间隔ΔT = s, 小车的加速度a = m / s2．
17.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示.每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.
完成下列填空和作图：
(1)每两个计数点间还有　 　　个点没有标出.
(2)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表(保留3位有效数字)
vB vC vD vE vF
数值（m/s）
(3)从打下B点到打下E点，这段时间内纸带的平均加速度为 m/s2.
(4) 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
18.在用单摆测重力加速度的实验中，供选用的器材有
A.带夹子的铁架台 B.带小孔的实心木球
C.带小孔的实心钢球 D.电子手表
E.长约1m的细线 F.长约10cm的细线
G.毫米刻度的米尺 H.游标卡尺
L.螺旋测微器 J.天平
⑴为减小实验误差，实验中应选用的器材是（填代号）：▲ ▲。
⑵某同学在实验中，先测得摆线长为97.50cm，再测得摆球直径为2.00cm，然后测出了单摆全振动50次所用时间为98.0s，则该单摆的摆长为 ▲ cm，周期为 ▲ s。
(3)如果他测得的g值偏小，可能原因是
A.测摆线长时将摆线拉得过紧
B.误将摆线长当作摆长
C.开始计时，秒表按下偏迟
D.实验中误将49次全振动计为50次
19.如图14，在“用单摆测定重力加速度”的实验中，将一单摆装置竖直悬于某一深度为h（未知）且开口向下的固定小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间的距离l，并通过改变l 而测出对应的摆动周期T，再以T2 为纵轴、l 为横轴，作出T2 - l 图象，则可以由此图象得出我们想要测量的物理量。
（1）现有如下测量工具：A．时钟；B．秒表；C．天平；D．毫米刻度尺，本实验所需的测量工具有____________。
（2）如果实验中所得到的T 2-l 关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c 中的________。
（3）由图象可知，小筒的深度h =______________cm；当地重力加速度 g=____________m/s2。
20.
在研究弹簧的形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖起悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图象如图，由图可知弹簧的劲度系数为　　　，图象不过原点的原因是由于　　　　。
21.如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L=1.25 cm,若小球在平抛运动途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v0＝ .(用L、g表示)，其值是 (g取9.8 m/s2)，小球在b点的速率是 .
22.（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球作平抛运动的轨迹。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将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）如图所在研究平抛运动时，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。改变整个装置的高度H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。将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：
A 水平方向的分运动是匀速直线运动
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
D 竖直方向的分运动是匀速直线运动
23.在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：___________
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. 小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
（2）在该实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了右图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么A、B两点的时间间隔是 ，小球平抛的初速度为 。（g=10m/s2）
试卷答案
1.(1)3.6　(2)D　(3)改变弹簧测力计B的方向，减小重物的质量．
2.(1)4.00N 2.50 N
(2)4.7N
3.⑴还应记下两细绳套的方向
⑵在白纸上根据F1和F2的大小和方向
⑶ 使之拉到与(1)中相同的结点O
4.
答案：(1)、(2)如图所示
(3)在误差允许的范围内，F′与F大小相等，方向相同(说“力的合成符合平行四边形定则”也对)
5.BD
6.B
7.(1) BC ， DE
（2）0.420 kg·m／s； 0.417 kg·m／s．相等。
8.（1）65（填64cm — 65cm之间均可） （2）A B D
9.（1）秒表、低压直流电源、天平（2分）；低压交流电源、刻度尺（2分）
（2）1．17（2分）；0．684（2分）；0．691（2分）
10.2.28; 2.26; 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的
11.（1）B； （2）mg（s1+s2）; ; (3)纸带与打点计时器之间有摩擦；测量间隔距离有误差；重物下落受到空气阻力；… …
12.（1）低压直流电源、天平 低压交流电源、刻度尺
（2）①1.175 0.69 ②0.71
13.
(1) （3分）
(2) A（2分）
(3) 图线过原点且斜率，表明机械能守恒（3分）
14.0.30m/s；0.39m/s；1.8 m/s2
15.
(1)CDEFGHJK
(2)连续相等时间t0段的位移差Δx
(3)g＝
设物体做自由落体运动，记录下它不同的时刻的位置，测出各段位移，利用Δx＝gT2即可求得g.
16.0.08 6.25 （每空3分）
17.（1）4
（2）0.400 0.479 0.560 0.640 0.721
（3）0.8
（4）略
18.(1) ACDEGH (2) 98.50 、1.96 (3) B (每空2分)
19.(1)BD (2) a (3)30 9.86
20.
21.
22.
23..(1) ACD （2分） (2) 0.1s、1m/s （每空2分）
P
N
M
O
A
31.4
单位：mm
B
70.5
C
125.0
D
195.0
O
▲▲▲▲
乙
甲
图14
X/cm
F/N
0
1
4
3
2
5
1
2
3
4
5
6
7
8
0
15 10 5
O
0.2 0.4 0.6 0.8 h/m
v2/m2s-2