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届人教版力学实验单元测试

1.(6分)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测量弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图所示。

将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处,弹簧的右端带有指针。

所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。

实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别记录指针所指刻度尺的刻度,所得数据列表如下

钩码数(个)

0

1

2

3

4

刻度尺的刻度x/cm

10.80

12.15

13.46

16.14

(1)当在弹簧下端挂上3个钩码时,指针所示位置如图所示,请将上表补充完整______

(2)已知实验所用单个钩码质量为100g,当地重力加速度为9.8m/s2,则该弹簧的劲度系数为________N/m。

(结果保留3位有效数字)

(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较

优点在于:

__________________________________

缺点在于:

__________________________________

【答案】

(1)14.80cm;

(2)73.4N/m;(3)优点是:

避免弹簧自身所受重力对实验的影响;缺点是:

弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。

2.(6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”,

(1)小华同学做此实验主要步骤如下:

A.在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;

B.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,细绳的另一端系着绳套;

C.用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记下O点的位置,读出两个弹簧秤的示数F1和F2,

D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边做平行四边形,求出合力F合。

E.只用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图;

F.比较力

和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。

小华同学在ABCDEF中有重要遗漏的步骤的序号是_______和__________;

遗漏的内容分别别是____________________________和_______________________。

(2)小明同学将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上.如图甲所示.将橡皮筋的一端Q固定y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时.橡皮筋处于原长.现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。

此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向.由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=2.10N和F2=2.83N,用5mm长度的线段表示0.5N的力,以O为作用点.在图甲中画出力F1、F2的图示.

【答案】

(1)C;E;记下两条细绳的方向;将结点拉到同一位置O点;

(2)

3.(9分)

(1)实验小组小红同学采用图所示的装置验证动能定理

该实验装置中有两处错误,分别是:

____________和________________________。

(2)实验小组小华同学验证动能定理的实验装置如图所示.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连,易拉罐和里面的细沙总质量为m;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t,d表示遮光片的宽度,L表示A、B两点间的距离,用g表示重力加速度.

①小华同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度,如下图所示,遮光片的宽度d=____cm。

某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为___(用题中所给字母表示);

②小华首先调整导轨倾角,易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在滑块上.让滑块恰好能匀速下滑.现让滑块在A点静止,剪断细绳后,滑块开始加速下滑,实验小组的小明同学认为导轨倾角对实验结果没有什么影响,小华同学的观点对吗?

(填“对”或“不对”);原因是:

③为验证从A→B过程中小车合外力做功与滑块动能变化的关系,需要验证的关系式为____(用题目中所给的物理量符号表示).

【答案】

(1)细绳与长木板不平行;打点计时器接到直流电源上;

(2)①0.520;

;②对;剪断细绳后,滑块其受到的合外力等于mg,与斜面倾角无关;③

4.(9分)某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块等需要的东西.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

(1)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,实验时首先要做的步骤是。

(2)某同学在实验时用电磁打点计时器打了一条理想的纸带,他按要求选取计数点后,在测量各相邻两计数点间的距离时不慎将纸带撕成了几段,如图所示,但他知道甲、乙属于同一纸带,则丙、丁、戊中属于上述纸带的是__________。

(3)另一位同学平衡摩擦力后,改变砝码盘中砝码的数量,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).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.砝码盘和砝码的总质量太大D.所用小车的质量太大

(4)如图所示的是小车做匀变速运动时打点计时器打出纸带的其中一段(有个别点较模糊或没有打出),该同学已经在纸带上取了两个计数点A、B并将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度线与计数点A对齐,已知打点计时器所使用的电源的频率为50Hz.根据纸带的数据,打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______m/s,该物体的加速度a=m/s2。

【答案】

(1)平衡摩擦力;

(2)戊;(3)C;(4)0.15;0.81m/s2

5.(8分)小明所在的实验小组,为探究“拉力做功与物体动能变化的关系”,他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置。

已知小车的质量为M=200g,该小组的同学想用钩码的重力作为小车受到的合外力,为了实现这个想法,必须要先平衡摩擦力,并选择适当的钩码。

(1)平衡摩擦时,下列操作正确的是_______________。

(A)挂上钩码,放开没有纸带的小车,能够自由下滑即可

(B)挂上钩码,轻推没有纸带的小车,小车能够匀速下滑即可

(C)不挂钩码,放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可

(D)不挂钩码,轻推拖着纸带的小车,小车能够匀速下滑即可

(2)他们在实验室找到的钩码质量有10g、20g、50g和100g的,应选择质量为______的钩码最为合适。

(3)该实验小组打下一条纸带,将纸带上打的第一个点标为“0”,且认为打“0”时小车的速度为零,其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻2个计数点间还有4个点未画),量出计数点3、4、5到计数点0的距离分别为x1、x2和x3,如图乙所示。

已知打点计时器的打点周期为T,小车的质量为M,钩码质量为m,重力加速度为g,则在打计数点0到4的过程中,小车的动能增量为______________。

(4)通过多次试验并计算,小明发现,小车动能的增量总略小于mgx。

你认为造成这样的原因可能是______________________________________________________。

【答案】

(1)D

(2)10g(3)

(4)由于钩码做加速运动,所以细绳对小车的拉力小于钩码的重力mg;或平衡摩擦力时倾角不够(两者答出任意一个都给分)(每空2分,共8分)

6.(5分)如图所示,某同学在实验室做“测动摩擦因数”的实验,细线连接钢球和滑块跨在木板上端的定滑轮上处于静止状态,烧断细线钢球落地和滑块撞击挡板的时间相同。

(1)写出滑块下滑的加速度a与图中x、H、重力加速度g的关系式(用字母表示);用刻度尺测量出H=2.5m,x=0.50m,计算出滑块下滑的加速度的值为。

(2)以滑块为研究对象,利用牛顿第二定律,用H、h、x这三个物理量表示出动摩擦因数的数学表达式,表达式是(用字母表示)。

(3)再用刻度尺测量出h=0.30m,代入相关数据,可得出滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____。

(g取10m/s2)

【答案】

(1)

(1分)2.0m/s2(1分)

(2)

(2分)

(3)0.5(1分)

7.(6分)研究性学习小组用如图所示的装置探究牛顿第二定律.

(1)甲同学如图所示是研究小车加速度与力关系的实验装置,木板置于水平桌面上,一端系有沙桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受的拉力大小F,改变桶中砂的质量多次实验。

他实验中需要_____。

A.测量砂和砂桶的总质量

B.保持细线与长木板平行

C.保持小车的质量不变

D.满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

(2)乙同学用如图所示的装置探究牛顿第二定律.

①如图所示是他在实验中打出的一条纸带,O、A、B、C、D为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间还有四个点,所用交变电源的频率为50Hz,量出相邻计数点之间的距离分别为:

OA=2.40cm,AB=2.81cm,BC=3.24cm,CD=3.64cm.则打点计时器打下C点的瞬时速度vC=m/s,该物体运动的加速度a=m/s2(结果均保留三位有效数字)

②若他在实验中确定的研究对象是小车,而且认为细线对小车的拉力等于砂桶和砂的总重力,也是小车所受的合外力.但是他在做实验时,不慎将已平衡好摩擦力的长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离而没有发现,那么描绘出来的a﹣F图象应是下图中的哪一个?

(____)

(3)丙同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系,弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接,在桌面上画两条平行线MN,PQ,并测出间距d,开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小,再将木板放回MN处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的小数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t,

①木板的加速度可以用d、t表示为a=_____________;

②用加水的方法改变拉力的大小与乙同学的方法相比,它的优点是____________;

A.可以改变滑动摩擦力的大小

B.可以更方便地获取多组实验数据

C.可以比较精确地测出摩擦力的大小

D.可以获得更大的加速度以提高实验精度

【答案】

(1)BC;

(2)①0.34m/s;0.42m/s2;②B;(3)①

;②BC

8.(5分)某同学为测定木块与金属之间的动摩擦因数,他设计了一个实验方案,如图1所示,所用的金属板为铝合金板,并水平固定。

图1

(1)图2所示为木块在水平铝合金板上带动纸带运动时打出的一条纸带,测量数据如图所示,则木块加速度大小a=________m/s2(电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,结果保留2位有效数字)。

图2

(2)若M为木块的质量,m为砝码盘和砝码的总质量,m=70g,M=100g,则可测得μ=________(g取9.8m/s2,保留2位有效

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