高一物理必修一实验题

高一物理必修一实验题1.（1）（8分）某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置．所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．(弹力始终未超过弹性限度，取g＝9.8m/s2)①试根据这些实验数据在图中给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线．②该函数关系图线跟横坐标轴交点的物理意义是．③该弹簧的劲度k＝N/m.（2）（10分）在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验时：（1）甲、乙两同学用同一装置做探究实验，画出了各自如图所示的a－F的图线，从图可知两个同学做实验时的________取值不同，其中_______同学的取值较大．（2）在探究a与m的关系时，当增加小车的质量时，为了使小车F一定，必须_________．（3）在测某物体m一定时，a与F的关系的有关数据资料如下表a（m/s2）1.984.068.12F（N）1.002.003.004.00上表中的空格请你根据下列纸带以及提供的数据补充，该数值应为_________m/s2其中s1＝3.07cm，s2＝9.31cm，s3＝15.49cm，s4＝21.75cm，s5＝27.78cm，s6＝32.34cm．砝码质量(g)0306090120150弹簧总长(cm)6.007.158.349.4810.6411.79弹力大小(N)F/NL/10-2m56810121.61.20.80.40图中从A点开始每打5个点取一个计数点．从表的数据可知，实验的结论是：_________________________1．（1）①图线如右图（4分）．②该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长．（2分）③k=25N/m（2分）(2)（每空2分）①质量，乙．②减少斜面的倾角θ．③6.00；m一定时，a与F成正比。2．（4分）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上A点，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条至某一确定的O点，如图5所示。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：Ａ．两弹簧秤的拉力必须等大Ｂ．同一次实验过程中，O点的位置不允许变动Ｃ．为了减小误差，两弹簧秤的读数必须接近量程其中正确的是___________。（填选项前的字母）3．（14分）某实验小组利用如图6所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。（1）在实验中必须平衡摩擦力，以平衡摩擦力，当小车_运动时，摩擦力恰好被平衡（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选组会比较合理。（填选项前的字母）A．10g～40gB．200g～400gC．1000g～2000g（3）实验中打点计时器所使用的是（交流、直流）电源频率为50Hz，图7中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出每F/NL/10-2m56810121.61.20.80.40小车打点计时器纸带图6两个计数点间的时间间隔是s，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2。2．（4分）B…………………………（4分）3．（14分）（1）砝码的重力，匀速（2）A……………………………（3分）（3）1.07…………………………（4分）（4）在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比…（3分）4.一位同学在实验室使用打点计时器：（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器所使用的是电源（填交流直流），电磁打点计时器的工作电压是Ｖ，电火花打点计时器的工作电压是Ｖ。当电源频率是50Ｈz时，它每隔ｓ打一次点。（2）如研究物体作自由落体运动的实验，有下列器材可供选择：铁架台、重锤、电火花打点计时器及碳粉、纸带若干、220V交流电源、天平、秒表其中不必要的两种器材是：，缺少的一种器材是：。（3）如测定匀变速直线运动的加速度实验中得到一段纸带，是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔为T=0.1s，该小车运动的加速度a=m/s2，计数点D的瞬时速度vD=m/s。4.（1）交流6V220V0.02s（2）天平秒表刻度尺（3）22.1从高考真题谈测加速度的方案云南泸西一中马克斌研究匀变速直线运动规律的实验是高中力学实验的重点，也是历年高考的热点。加速度又是匀变速直线运动规律中起桥梁作用一个关键量，所以在研究匀变速直线运动规律的实验考题中都需要直接或间接的测加速度。本文就从历年的高考真题中小结测加速度的方案。方案一：利用打点计时器测加速度Fa0A图8图7A.B.C.D.E.76cm16cm34cm54cm图6此方案直接来源于教材，属于基础类型。通过打点计时器打出的纸带，就可以用刻度尺测出X；用每打一个点的时间为0.02秒算出T，利用公式Xm-Xn=(m-n)aT2就可计算加速度。此方案的关键是要理解公式中各个量的含义，X是连续相等时间间隔的位移；m、n是下标，指第几段位移；T是两个记数点之间的时间间隔，如两个记数点之间有5个计时点，则T=0.1s。例1．（2009年江苏物理）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1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2所示。计时器大点的时间间隔为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。（结果保留两位有效数字）解析：（1）由图乙知，X1=3.52cm、X2=3.68cm、X3=3.83cm、T=0.1s。带入X1-X2=aT2可得加速度=0.16m/s2。也可以用X3-X2=aT2求解，得加速度=0.15m/s2。例2．（2010重庆，22）（1）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22图1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：=16.6mm=126.5mm=624.5mm。若无法再做实验，可由以上信息推知：①相邻两计数点的时间间隔为__________S②打C点时物体的速度大小为____________m/s(取2位有效数字)③物体的加速度大小为__________(用、、、和f表示)解析：⑴③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，有，，，所以方案二：利用基本公式测加速度此方案是用基本公式变形，再利用刻度尺、秒表、光电门等工具测出位移x、时间t，就可以测出加速度。例3．（2011年高考·重庆理综卷）某同学设计了如图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m。实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2。（1）为测量滑块的加速度a，须测出它在A、B间运动的与，计算a的运动学公式是_______；解析：（1）滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，根据x=at2得a=，所以需要测量的是位移和时间。例4.（2011年高考·上海卷）如图4，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。图4⑴当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间Δt1和Δt2，则小车加速度a=。解析：小车经过A点时速度vA=，小车经过B点时速度vB=，由公式：2ad=vB2-vA2，解得加速度a==[－]。方案三：图像法测加速度此方案是利用数学函数图像的直观来测加速度，一般是用一次函数的斜率。如v-t图像，利用公式V=V0+at跟一次函数y=kx+c对比，得a=k；s/t-t图像，由s=v0t+at2、v1=v0+at得=v1-at,跟一次函数y=kx+c对比得a=2∣k∣。例5.（2011年高考·广东理综卷）图5是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。（2）图6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_______，其大小为_______m/s2（保留三位有效数字）。解析：（2）加速度一半，a=k=0.467，所以a=0.933m/s2例6.（2011年高考·全国卷新课标版）利用图7所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950T(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4[s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：⑴若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_________________；⑵根据表中给出的数据，在图8给出的坐标纸上画出s/t-t图线；⑶由所画出的s/t-t图线，得出滑块加速度的大小为a=_______m/s2（保留2位有效数字）。解析：（3）作图求出斜率k=-0.9897m/s2，a=2∣k∣≈2.0m/s2