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文档简介
1、高中物理实验习题精选卢宗长01.研究匀变速直线运动1.(09广东理科基础卷) “研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图所示的纸带。图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( C ) A实验时应先放开纸带再接通电源 B(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C从纸带可求出计数点B对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为002s 解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有,可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍,B错。根据B点为A与C的中间时刻点有,C
2、对;由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s,D错。2.(09中山一中卷)(1) 在用“图象法”处理实验数据时,为了减少误差( ) A应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些B应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些C为使图线通过每个实验数据点,应使图线画成折线D应使图线画成直线或光滑曲线,让实验数据点大致均匀分布在图线附近,对于个别离线较远的点可以舍去(2) 某同学要进行探究匀变速直线运动实验,请在下面列出的实验器材中,选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号): 打点计时器 天平 低压交流电源 低压直流电源 细绳和纸带 钩码和小车 秒表 一端有滑轮的长木板 刻度尺(
3、3)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况,实验中获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50HZ,则打A点时小车运动的速度vA=_m/s,小车运动的加速度a=_m/s2。(结果要求保留三位有效数字)OABCD3.186.7410.6915.05(单位:cm)答案: (1) BD (2) (3) 0.337m/s,0.393m/s23.某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验,图是某次实验得出的纸带,所用电源的频率为50HZ,舍去前面比较密集的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1、2、3。各计数
4、点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm,d2=7.5cm,d3=13.5cm,则(1)物体做 的运动,理由是 ;(2)物体通过1计数点的速度v1= m/s;(3)物体运动的加速度为a = m/s2.答(1)匀加速直线(1分) s=常数 (2)0.375m/s (3)1.5m/s2 4.(07天津卷)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14
5、.56 cm、CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为_m/s,小车运动的加速大小为_m/s2,AB的距离应为_cm。(保留三位有效数字)ABCDE答案:(1)4.120;(2)0.986,2.58,5.99;02.探究弹力和弹簧伸长的关系1.(09广东理科基础)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是( B )Aa的原长比b的长 Ba的劲度系数比b的大Ca的劲度系数比b的小 D测得的弹力与弹簧的长度成正比解析:图象中的斜率表示劲度系数,可知a的劲度系数比b的大
6、,B正确;与的截据表示原长则a的原长比b的短,A错。2.(08年北京卷)5某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7。 下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是_和_ 。测量记录表: 代表符号 L0 L1
7、 L2 L3 L4 L5 L6 L7 刻度数值/cm 170 340 510 860 103 121 实验中,L3和L7两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。 为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:d1=L4-L06.90cm;d2=L5-L16.90cm;d3=L6-L27.00cm;则第四个差值:d4=_cm。 根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量L。L用d1、d2、d3、d4 表示的式子为:L_, 代入数据解得L_cm。 计算弹簧的劲度系数k_N/m。(g取98m/s2)A答案:
8、(2)L5 L6 6.85(6.84-6.86) 14.05(14.04-14.06) 7.20(7.18-7.22) 1.75 28解析:读数时应估读一位,所以其中L5 、L6两个数值在记录时有误。根据实验原理可得后面几问的结果。3.(08成都摸底卷)某同学在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中,按正确操作方法测出的数据如下表。其中,他选择的轻质弹簧的原长是10cm,实验中弹簧的伸长始终未超过弹性限度。弹簧所受拉力F/N2.04.06.08.010.012.014.0弹簧的总长度l/cm11.0112.0112.9914.0015.0116.0016.99(1) 若以拉力F为纵坐标,以弹簧的伸
9、长x为横坐标,请你在右图中描点并作出该弹簧的Fx图线。(2)若以x为自变量,且F的单拉用N表示,x的单位用m表示,则上述图线所代表的函数为 。答案:(1)见答图1 (2)F=kx,其中k=200N/m或F=200x4. (合肥一中09届质量检测卷)某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验。他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长X,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下列所示图线的哪一个?( C )03.验证平行四边形定则1(09合肥一中卷)在探究求合力的方法实验中,做好实验
10、准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时学生需要记录的是 , , ,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,要特别注意的是 答案:两个弹簧秤的读数,两个细绳套的方向,橡皮条结点的位置 . 把橡皮条的结点拉到同一位置O。2.(09中山一中卷)(1)在做验证力的平行四边行定则实验中:除了方木板、白纸、图钉、细线套、橡皮条、铅笔和刻度尺外,还需要的器材有: 。在此实验中,假如F1的大小及方向固定不变,那么为了使橡皮条仍然伸长到O点,对F2来说,下面几种说法中正确的是:( )A.F2可以有多个方向 B.F2的方向和大小可以有多个值C.F2的方向和大小是惟一确定值 D.F2的方向是惟一的,但大小可有多
11、个值答案:(1)三角板和弹簧秤 C 3.(09兴化市调研卷)(1)在“探究力的平行四边形定则”的实验中,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计)其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其它步骤没有改变,那么实验结果 (填“会”或“不会”)发生变化 本实验采用的科学方法是 A理想实验法 B控制变量法C等效替代法 D建立物理模型法答:不变,C4.(08威海市质检卷)用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证力的平行四边形法则”的实验,为了使实验能够顺利进行,且尽量减
12、小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是 ( )A使用测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点B用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行C两细绳套必须等长D用测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过量程E同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置答案:ABDE5.(08镇江市调研卷)李明同学在做互成角度的两个力的合成实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图(a)所示,(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力(2)有关此实验,下列叙述正确的是 A.两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋
13、的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同D.若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F是用一只弹簧秤拉时的图示)答: (4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)答: 答案:(1)(2)A C (3)张华作的符合实验事实(4)1、F1的方向比真实方向偏左2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左3、作图时两虚线不分别与
14、F1线和F2线平行04.验证牛顿第二定律1.(09上海物理)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_不变,用钩码所受的重力作为_,用DIS测小车的加速度。(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大答案:(1)小车的总质量,小车所受外力,(2)在质量不变的条件下,加
15、速度与外力成正比,C,解析:(1)因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变,钩码所受的重力作为小车所受外力;(2)由于OA段a-F关系为一倾斜的直线,所以在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;由实验原理:而实际上,可见对同一加速度AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的。2.(09江苏卷)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.(结果保留两位
16、有效数字)(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s-2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.(3)根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点,请说明主要原因。答案: (1) 0.16 (0.15也算对) ;(2)(见图);(3)未计入砝码盘的重力。解析:(1)处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式,关键弄清公
17、式中各个量的物理意义,为连续相等时间内的位移差,t为连需相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t=0.1s,(3.68-3.52)m,带入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.(2)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,使图线倾斜程度太小也不能太大,以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适,而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度,根据数据确定个点的位置,将个点用一条直线连起来,延长交与坐标轴某一点。如图所示。(3)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义,能
18、正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点,该交点说明当不挂砝码时,小车仍由加速度,即绳对小车仍有拉力,从此拉力的来源考虑很容易得到答案,是因为砝码盘的重力,而在(2)问的图表中只给出了砝码的总重力,而没有考虑砝码盘的重力。3.(武汉市08调研卷)在探究牛顿第二定律实验中,得到以下数据:物体质量不变时,加速度a与物体所受合力F的对应数据如表1;物体所受合力不变时,加速度a和物体质量的倒数1/M的对应数据如表2。表1 表2a(m·s2)1.02.04.06.08.1F(N)0.51.02.03.04.0a(m·s2)1.02.02.73.04.00.2
19、50.500.690.801.0(1)分别画出a F图象和a1/M图象。(2)由a F图象得到的结论是 ;由a 1/M图象得到的结论是 答案:(1)如图所示(2)物体的加速度与物体所受的合力成正比; 物体的加速度与物体的质量成反比05.研究平抛运动1.(09全国卷)某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m,、和是轨迹图线上的3个点,和、和之间的水平距离相等。完成下列填空:(重力加速度取)(1)设、和的横坐标分别为、和,纵
20、坐标分别为、和,从图2中可读出=_m,=_m,=_m(保留两位小数)。(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用(1)中读取的数据,求出小球从运动到所用的时间为_s,小球抛出后的水平速度为_(均可用根号表示)。答案:0.61;1.61;0.60;0.20;3.0;8.2;解析:本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格, P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有=0.60m.=1.60m. P1到P2两点在水平方向的距离为6个格,则有=0.60m.(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2 与P2到P3的时间相等,根据,解得时间约为0. 2s,则有2.
21、(07四川卷)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是_A游标卡尺 B秒表 C坐标纸 D天平 E弹簧秤 F重垂线实验中,下列说法正确的是_A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端可以不水平D要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些E为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来答案:CF; AD3.(07上海卷)利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图(a)所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到
22、木板的距离OO/h(hL)。电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:_。(b)00.51.01.02.0coss2/m2将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O/Cs,则小球做平抛运动的初速度为v0_。在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角q,小球落点与O/点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cosq为横坐标,得到如图(b)所示图像。则当q30°时,s为_m;若悬线长L1.0 m,悬点到木板间的距离OO/为_m。答:保证小球沿水平方向抛出, ;0.52;1.54.(08上海市闸北区卷)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、
23、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是 ( )A弹簧秤 B秒表 C坐标纸 D天平 E重垂线 实验中,下列说法正确的是 ( )A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B斜槽轨道必须光滑 C斜槽轨道末端必须水平 D要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些 E为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条折线把所有的点连接起来答案CE ACD06.探究动能定理1(08广东卷)某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz(1)实验的部分步骤如下:在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连
24、在小车后端,用细线连接小车和钩码;将小车停在打点计时器附近, , ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点, ;改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复的操作。(2)图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置(3)在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统, 做正功, 做负功(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中v2=v2-v20),根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩
25、擦力和 表1纸带的测量结果测量点 S/cmv/(m·s-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.60答案:(1)接通电源、释放小车 断开开关(2)506 049(提示:两计数点间的时间间隔为T=2×0.02S) (3)钩砝的重力 小车受摩擦阻力(4)小车初、末速度的平方差与位移成正比 小车的质量2.(09广东卷)图12某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、
26、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。(1)实验主要步骤如下:测量_和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;将小车停在C点,_,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。在小车中增加砝码,或_,重复的操作。(2)表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量m之和,| | 是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所作的功。表格中E3=_,W3=_.(结果保留三位有效数字)(3)根据表1,请在图中的方格纸上
27、作出E-W图线。表1 数据记录表E/J次数M/kg|v22-v21| /(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43W答案:(1)小车、砝码 然后释放小车 减少砝码 (2)0.600 0.610 解析:(1)略;(2)由各组数据可见规律,可得E3=0.600;观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;(3)在方格纸上作出E-W图线如图所示3.(09兴化调研卷)(1)在“
28、探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某同学采用如图甲所示的装置的实验方案,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项必要措施是:a_ _ b _ _如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T距离如图乙则打C点时小车的速度表达式为(用题中所给物理量表示) ;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有 乙ABCDEFx1x2x3x4x5答案:(1) a平衡摩擦力 b钩码的重力远小于小车的总重力 钩码的重力和小车的总质量07.验证机械能守恒定律1.用打点计时
29、器做“验证机械能守恒定律”的实验中,给出了下列操作:A. 从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的低带,用刻度尺测出选定的O到1、2、3点之间的距离,查出当地g值;B.在支架上竖直架好打点计时器;C.测出重锤的质量;D.算出各对应点的势能和动能,并通过比较得出结论;E.提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方;F.把电池接到打点计时器的接线柱上;G.将50Hz低压电源接到打点计时器的接线柱上.H.接通电源再松开纸带.I.更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用答:B、G、E、H、I、A、DO A B C9.5115.712.422.在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按
30、照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C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。 该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B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3位有效数字,重锤质量用m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_。 另一位同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,不过
31、他数了一下:从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度,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_。解答: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。打点计时器纸带夹子重物3.(08重庆市直中学联考卷)如图所示,在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz,查的当地的重力加速度g=9.80m/s2,测
32、的所用的重物的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D个点到O点的距离为62.99cm、70.14 cm、77.76 cm、85.37 cm。根据以上数据可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于_J;动能的增加量为_J;(取三位有效数字)。答案:7.62J 7.60J4.(08年江苏卷)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2
33、(用H、h表示)(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:h(10m)2.003.004.005.006.00s2 (10)2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2-h关系图(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)理论值(4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 答案:(1)4Hh(2)见图(3)小于 (4)摩擦,转动(回答任一即可)解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平抛运动知识可求得时间为,可得.(2)依次
34、描点,连线,注意不要画成折线。(3)从图中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率。(4)由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分,也会导致实际速率明显小于“理论”速率(这一点,可能不少同学会考虑不到)。08.验证动量守恒定律1、(2000年高考题)某同学用图(1)所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图甲中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
35、,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。图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示,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)碰撞后B球的水平射程应取为 cm。(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答: (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 BA球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离 C测量A球或B球的直
36、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答.(1)64.7 (3分,在64.265.2都给分) (2)ABD(3分全对给分)3. 天平、卡尺、毫米刻度尺(或米尺);m1>m2; m1(OP)=m1(OM)+m2(ON)abO A B C H2.(07年广东)某同学用图示装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次本实验必须测量的物
37、理量有以下哪些_A斜槽轨道末端到水平地面的高度H B小球a、b的质量ma、mb C小球a、b的半径r D小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC Fa球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?为什么?放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么?这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_点和_点 为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线45 46 47跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应
38、为_cm按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是_答案:(1)B、E (2)防止a球碰撞后反向弹回,再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。 (3)同时落地、如果不是同时落地,会影响实验结果、A、C (4)4.59 (5)3.(09四川卷)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电
39、源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_,两滑块的总动量大小为_;碰撞后两滑块的总动量大小为_。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。答案:(2)0.2abs3(2分);0.2abs1 (2分);(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1-s3)(4分);0.4abs(3分)解析:(2)动量PmV,根据VS/
40、(5T)可知两滑块碰前的速度分别为V10.2S1b、V20.2S3b,则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3,总动量大小为aV1aV20.2ab(s1-s3);碰撞后两滑块的总动量大小为2aV2a s2/(5T)0.4abs2。4.(06年天津卷)用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图,斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球装置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的
41、距离:,并知A、B两球的质量比为,则未放B球时A球落地点是记录纸上的 点,系统碰撞前总动量与碰撞后总动量的百分误差 %(结果保留一位有效数字)。答案:P:2 09.研究单摆的运动 用单摆测重力加速度1.(2010北京东城期末卷)有人说矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题。他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm,用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图2所示,摆球的直径为 mm。他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,当摆动稳定后,在摆球通过平衡位置时启动秒表,并数下“0”,直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表,秒
42、表读数如图3所示,读出所经历的时间t,则单摆的周期为 s,该实验测得当地的重力加速度为 m/s2。(保留3位有效数字)答:20.2,1.80,9.86(每空2分)2.(08上海卷)在“用单摆测重力加速度”的实验中,(1)某同学的操作步骤为:a取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上b用米尺量得细线长度lc在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球d用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期Tt/ne用公式计算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。(2)已知单摆在任意摆角时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0
43、76;时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量有;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示。答案:(1)偏小(2)T(或t、n)、,T解析:单摆摆长为摆线长度与小球半径之和,因该同学将偏小的摆长代入公式计算,所得重力加速度的测量值偏小于实际值;为验证该关系式,需要测量单摆在任意摆角时的周期T,根据公式与图像的函数关系式可推导得到摆角=0时横轴的截距为T0。3.(09浙江卷)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)。图甲图乙(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,
44、为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图甲所示。光敏电阻与某一自动记录相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将(填“变大”、“不变”或“变小”),图乙中的t将(填“变大”、“不变”或“变小”)。t1+t0t1+2t0t1ORtttt图乙图甲 答案:(1)乙(2)2t0,变大,变大解析 (1)应将待测物体正确地放在测脚中如乙图;(2)单摆1个周期遮光两次;单摆周期与小球质量、大小无关,但若改用直径变
45、为原小球直径的2倍,周期变大,但遮光时间t变大10.测量金属的电阻率1(09 广东卷)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。0.0L/mI1/A-11211109876540.10.20.30.40.50.60.7他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹,金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图mA金属丝金属夹+稳压电源实验的主要步骤如下:正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;读出
46、电流表的示数,记录金属夹的位置;断开开关,_,合上开关,重复的操作。0202515该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出了如右图的关系图线,其斜率为_A-1·m-1(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_ _的电阻之和。他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示。金属丝的直径是_。图象中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_,其数值和单位为_(保留三位有效数字)。 mA金属丝金属夹+稳压电源 答案:(1)(2)测出接入电路的金属丝的长度(3)10.7;电源内电阻与电阻箱(4)0.200mm;金属丝的电阻率;【解析】依据实验
47、器材和实验目的测量金属丝的电阻率,电路图如图所示;电路实物图如图所示,依据闭合电路欧姆定律得,参照题目给出的图像可得,可见直线的斜率,可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率,其数值和单位为1.54×10-7·m;依据直线可得其斜率为1.63A-1·m-1,截距为,则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为();金属丝的直径是0.200mm。2.(09江苏卷)有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关,他进行了如下实验: (1) 用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中
48、游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L_cm 。(2) 测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处连接不当的导线是_ (用标注在导线旁的数字表示)(3) 改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为、他发现:在误差允许范围内,电阻R满足,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_。(用、L、d、D表示)答案:(1) 9.940 (2) (3)3.(08年高考江苏卷物理)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示,读得直径d= mm (2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:电阻R()121.050.023.910.03.1导线直径d(m
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