2012届高三物理第二轮专题练习之力学实验新人教高中物理练习试题

-1-力学实验1.一个实验小组在“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A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比2.“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8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0．02s3.做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是m/s2（保留两位有效数字）。4.某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下：x012345622.530.037.545.052.5y/mm60.0-2-①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cos关系曲线。（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：①斜面倾角的余弦cos=；②滑块通过光电门时的速度v=；③滑块运动时的加速度a=；④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=；（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d=。5.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示。6.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）。ACODPEB-3-①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②（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7.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_________。⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有。用测得的量及加速度a表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为f=_________。8.实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2）9.“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.（结果保留两位有效数字）打点计时器图1图2（单位：cm）5.125.746.417.057.688.339.618.9510.26打点计时器纸带图1纸带运动方向7.727.216.716.255.765.294.814.31图2单位：cm-4-（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a-F图线不通过原点，请说明主要原因。10.科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下：A．有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移-时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度-时间图线，如图（b）中图线1、2、3、4、5所示。D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。回答下列提问：-5-⑴与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是___________，___________。⑵图（a）中的AB段反映了运动物体在做_________运动，表中X处的值为_________。⑶图（b）中各条图线具有共同特点：“小纸杯”在下落开始阶段做_______运动，最后“小纸杯”做______运动。⑷比较图（b）中的1和5，指出在1.0~1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：_________________________________________________________________。时间（s）下落距离（m）0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4472.0X11.如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_________。①物块的质量m1、m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；④绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；1.02.01.0s(m)t(s)00.51.01.52.0AB图（a）v(m/s)t(s)00.51.01.5图（b）54321-6-③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；④两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。（3）写出一条．．上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：______________________________________________________________________________。12.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，（l）挡光片的宽度为_____________mm。（2）圆盘的直径为_______________cm。（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒（保留3位有效数字）。-7-答案及解析1.【答案】B【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，B正确；与l的截据表示原长则a的原长比b的短，A错。2.【答案】C【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2)(atNMxxNM，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txvACB2，C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。3.【答案】2/75.0sma【解析】由题意可得，每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移，由图示数据可得ms3105.7，而相隔时间为T＝0.02×5s＝0.1s，根据2aTs，可得小车的加速度为：2/75.0sma。4.【答案】（1）①shhs2212)(cos；②dt；③222tsda；④21222hhdmgmsst；（2）3.62cm【解析】(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示①；根据三角形关系可得到shhs2212)(cos,②根据tdtxv③根据运动学公式avx22,有avs22,即有222tsda；④根据牛顿第二定律mafmgsin,则有22212tsdmshhmgf；(2)在游标卡尺中，主尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对。5.【答案】OA时间段的平均速度；A时刻的瞬时速度。【解析】一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。6.【答案】-8-（1）小车的总质量，小车所受外力，（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，【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：mgMa得mgFaMM，而实际上()mgaMm，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足Mm造成的。7.【解析】⑴4.00m/s2（3分，3.90～4.10m/s2之间都正确）⑵小车质量m、斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h；malhmg8.【解析】由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：s1=7.72cm，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有24837261516Tssssssssa，又知T=0.04s，解得a=－3.0m/s2。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有：－μmg=ma，解得μ=0.30。9.【答案】（1）0.16（0.15也算对）；（2）（见图）；（3）未计入砝