（衡水萬(wàn)卷）高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷三十七 力學(xué)實(shí)驗(yàn)2（含解析）-人教版高三物理試題

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1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)2 一 、實(shí)驗(yàn)題（本大題共6小題 ） 1.現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律. 給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面(如圖所示)、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、刻度尺． (1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響)： ①讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時(shí)間t. ②用刻度尺測(cè)量A1與A2之間的距離s，則小車的加速度a＝________. ③用刻度尺測(cè)量A1相對(duì)于A2的高度h，設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受的合外力F＝________. ④改變________，重復(fù)上述測(cè)量． ⑤以h

2、為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖. 如能得到一條過原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律． (2)在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是： ①調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑，測(cè)量此時(shí)A1點(diǎn)相對(duì)于斜面底端A2的高度h0. ②進(jìn)行(1)中的各項(xiàng)測(cè)量． ③計(jì)算與作圖時(shí)用(h－h(huán)0)代替h. 對(duì)此方案有以下幾種評(píng)論意見： A．方案正確可行 B．方案的理論依據(jù)正確，但利用所給器材無(wú)法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動(dòng) C．方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān) 其中合理的意見是_____

3、___． 2.（2012?深圳一模）某同學(xué)利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． （1）在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持　 　狀態(tài)． （2）他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線，由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)x0=　 　cm，勁度系數(shù)k=　 　N/m． （3）他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時(shí)，該彈簧的長(zhǎng)度x=　 　cm． 3.用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)： （1）下列說(shuō)法正確的是（填字母代號(hào)）　 　 A．為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)

4、墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng) B．每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣 C．可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 D．可以通過改變小車的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 E．實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 F．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度 G．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過程中獲得的平均速度 （2）若在實(shí)驗(yàn)中，我們用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋進(jìn)行1次、2次、3次…實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，如果橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都相等，那么每次橡皮筋對(duì)小車做的功可記作W、2W、3W…對(duì)每次打出的紙帶進(jìn)行處理，求出小車

5、每次最后勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v，記錄數(shù)據(jù)見下表： 功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6W v/（m?s﹣1） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45 據(jù)以上數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙中作出W﹣v2圖象． （3）根據(jù)（2）題中的圖象可以得出的結(jié)論是　 　． 　 4.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a﹣F圖象． （1）圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是　 ?。? （2）

6、本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．　?。ㄌ睢笆恰被颉胺瘛保? （3）由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為　 　kg． 　 5.（2014秋?重慶月考）如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的托盤，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接50HZ交流電．小車的質(zhì)量為m1，托盤及砝碼的質(zhì)量為m2．實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)時(shí)，將托盤及砝碼的重力視為小車所受拉力． ①下列說(shuō)法正確的有　 ?。? A．長(zhǎng)木板C必須保持水平 B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源 C．實(shí)

7、驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1 D．作a﹣圖象便于得出加速度與質(zhì)量關(guān)系 ②實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測(cè)量得到的a﹣F圖象，可能是圖2中的圖線　 　．（選填“甲、乙、丙”） ③圖3為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，第2段的數(shù)據(jù)被漏記了．由此可求得小車的加速度的大小是　 　m/s2．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字） 6.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量重力加速度，經(jīng)正確操作后得到一條紙帶，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5、6七個(gè)測(cè)量點(diǎn)，相鄰兩測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.04s，測(cè)量出各測(cè)量點(diǎn)到0測(cè)量點(diǎn)的距

8、離d，記入下表中，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后便可得重力加速度值． 測(cè)量點(diǎn) 0 1 2 3 4 5 6 d/cm 0 1.20 4.16 8.60 14.50 21.90 30.85 時(shí)間t（s） 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 （m/s） 0.30 0.52 0.72 0.91 1.10 1.29 甲 乙 （1）根據(jù)表格中的測(cè)量數(shù)據(jù)和如圖乙所示的坐標(biāo)紙（坐標(biāo)紙上已經(jīng)標(biāo)出了刻度），選擇合適的坐標(biāo)軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為　 　，

9、縱軸所代表的物理量為　 ?。⒃谧鴺?biāo)紙上畫出實(shí)驗(yàn)圖線． （2）根據(jù)你畫出的圖線，求出重力加速度g=　 　m/s2．（保留3位有效數(shù)字） 0.2016萬(wàn)卷作業(yè)卷（三十七）答案解析 一 、實(shí)驗(yàn)題 1.【答案】(1)②　 ③mg　 ④斜面傾角(或h的數(shù)值)　 2.【答案】（1）豎直；（2）4，50；（3）10． 考點(diǎn)： 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系．. 專題： 實(shí)驗(yàn)題；彈力的存在及方向的判定專題． 分析： （1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須豎直； （2）彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零；根據(jù)胡克定律F=k△x求解

10、勁度系數(shù)； （3）直接從彈簧秤得到彈力，再?gòu)膱D象b彈簧彈簧長(zhǎng)度． 解答： 解：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須與彈簧平行，故刻度尺要保持豎直狀態(tài)； （2）彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零，故原長(zhǎng)為4cm；彈簧彈力為2N時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為8cm，伸長(zhǎng)量為4cm；根據(jù)胡克定律F=k△x，有：； （3）由圖c得到彈簧的彈力為3N，根據(jù)圖b得到彈簧的長(zhǎng)度為10cm； 故答案為：（1）豎直；（2）4，50；（3）10． 點(diǎn)評(píng)： 本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)胡克定律F=k△x并結(jié)合圖象列式求解，不難． 3. 考點(diǎn)： 探究功與速度變化的關(guān)系．. 專題： 實(shí)驗(yàn)題；動(dòng)能定理的應(yīng)

11、用專題． 分析： 1、小車在水平的平面上被橡皮筋拉動(dòng)做功，導(dǎo)致小車的動(dòng)能發(fā)生變化．小車的速度由紙帶上打點(diǎn)來(lái)計(jì)算，從而能求出小車的動(dòng)能變化．每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，然后通過列表描點(diǎn)作圖探究出功與動(dòng)能變化的關(guān)系． 2、根據(jù)題目圖表中所給數(shù)據(jù)可以W﹣v、計(jì)算出v2，再作出W﹣v2圖象，依據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系可以得出W和v2的關(guān)系． 解答： 解：（1）A、小車在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于受到摩擦阻力導(dǎo)致小車速度在變化．所以適當(dāng)傾斜以平衡摩擦力．小車所能獲得動(dòng)能完全來(lái)于橡皮筋做的功．故選項(xiàng)A正確； B、實(shí)驗(yàn)中每根橡皮筋做功均是一樣的，所以所用橡皮筋必須相同，且伸長(zhǎng)的

12、長(zhǎng)度也相同．故選項(xiàng)B正確； C、每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，故選項(xiàng)C正確； D、是通過改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤； E、只要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)，都是先接通電源后釋放紙帶，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤； F、G：由于小車在橡皮筋的作用下而運(yùn)動(dòng)，橡皮筋對(duì)小車做的功與使小車能獲得的最大速度有關(guān)，故選項(xiàng)F正確，選項(xiàng)G錯(cuò)誤； 故選：ABCF （2）根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)拉力做功下的v2，依次為：0，1，2，3，4，5，6． 用描點(diǎn)法得出圖象如下所示： （3）由W﹣v2圖線可知，圖象為過原點(diǎn)的直線，因此W和v2成正比關(guān)系． 故答案為：

13、（1）ABCF；（2）W﹣v2圖象如圖；（3）外力做功與物體速度平方成正比． 點(diǎn)評(píng)： 本題關(guān)鍵之處：明確實(shí)驗(yàn)原理，在原理的基礎(chǔ)上，理解橡皮筋相同之外，伸長(zhǎng)也相同；同時(shí)要算出小車的最大速度．本題利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的好題． 4. 考點(diǎn)： 探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．. 專題： 實(shí)驗(yàn)題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題． 分析： （1）由圖象可知，當(dāng)F≠0時(shí)，加速度仍然為零，說(shuō)明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠； （2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量． （3）a﹣F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)． 解答： 解：（1

14、）由圖象可知，當(dāng)F≠0時(shí)，加速度仍然為零，說(shuō)明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠； （2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量． （3）a﹣F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，k=，所以質(zhì)量M=kg 故答案為：沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；否；1 點(diǎn)評(píng)： 實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對(duì)象和研究過程，明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問題的前提． 5. 考點(diǎn)： 探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系． 專題： 實(shí)驗(yàn)題． 分析： ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和具體實(shí)驗(yàn)步驟可判定各個(gè)選項(xiàng) ②沒有平衡摩擦力時(shí)，當(dāng)存在

15、一定的力時(shí)首先平衡摩擦力，之后才產(chǎn)生加速度； ③根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布，由逐差法可以得到小車的加速度 解答： 解：①A、實(shí)驗(yàn)中要平衡摩擦力，長(zhǎng)木板的一端要墊高，A錯(cuò)誤； B、為節(jié)省紙帶增加小車運(yùn)行時(shí)間先接通電源后松小車，B錯(cuò)誤； C、以托盤作為研究對(duì)象有m2g﹣T=m2a 以小車作為研究對(duì)象有T=m1a 聯(lián)立以上兩式可得T=，要使繩子拉力等于鉤碼的重力，即T=m2g，故有m2＞＞m1，C正確； D、如果作出a﹣M圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a﹣的圖象，只要a﹣的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與M成反比例關(guān)系，D正確； ②沒用平衡摩擦力，則當(dāng)施加

16、一定力時(shí)，首先平衡摩擦力后才會(huì)產(chǎn)生加速度，通過圖象知，當(dāng)力F不為零時(shí)，加速度為零，故丙圖對(duì)； ③計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，時(shí)間間隔為0.1s，有公式△x=2aT2得：a===0.49m/s2． 故答案為：①CD；②丙；③0.49． 點(diǎn)評(píng)： 掌握好實(shí)驗(yàn)的步驟及實(shí)驗(yàn)的原理很重要，對(duì)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及數(shù)據(jù)的處理也要做到明確和理解． 6. 考點(diǎn)： 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．. 專題： 實(shí)驗(yàn)題；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題． 分析： （1）、根據(jù)題意選取坐標(biāo)的含義，再使用描點(diǎn)法描點(diǎn)，然后連線；（2）、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理：y=gt2，以及圖線斜率的意義解答即可． 解答： （1）由題意可知，選擇合適的坐標(biāo)軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為時(shí)間t， 縱軸所代表的物理量為平均速度； 使用描點(diǎn)法首先描點(diǎn)，然后連線如圖； （2）由圖線可求得斜率為：k==4.84， 因?yàn)?gt，即=?t， 故=4.84，g=9.68m/s2． 故答案為：（1）t，；（2）9.68． 點(diǎn)評(píng)： 解決本題的關(guān)鍵掌握在較短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，正確利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式求出加速度．