力学实验.docx

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力学实验

　力学实验]

（时间：

40分钟）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（　　）

A．时间间隔B．瞬时速度

C．加速度D．某段时间内的位移

图10－1

2．在“探究恒力做功和物体动能变化关系”的实验中，某同学的实验方案如图10－1所示，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，正确的措施是：

____________（选出所有正确选项）

A．取下钩码，抬高滑板一端，让小车匀速下滑，平衡摩擦力

B．实验中要保持钩码质量远大于小车的质量

C．实验中要保持钩码质量远小于小车的质量

D．要先接通电源，然后释放小车

图10－2

3．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，另一端系上两根细绳，细绳的另一端打好绳套，如图10－2所示，实验中用两个弹簧分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下步骤正确的是（　　）

A．两根细绳必须等长

B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计拉力方向与木板平面平行，且弹簧测力计中的弹簧不能与其外壳接触

D．同一次实验中，O点位置允许变动

E．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点

4．某同学利用如图10－3甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．

甲

　乙　　　　　　　丙

图10－3

（1）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.

（2）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度L＝____cm.

5．某实验小组利用如图10－4所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．本次实验中已测量出的物理量有：

钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上的遮光条由图示初始位置到光电门的距离s.

图10－4

（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，其方法是：

接通气源，将滑块置于气垫导轨任意位置上，（未挂钩码前）若____________________，则说明导轨是水平的．

（2）如图10－5所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d＝__________cm；实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则可计算出滑块经过光电门时的瞬时速度．

图10－5

（3）本实验通过比较____________和_____________在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．

6．借助计算机，力传感器的挂钩与其他物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来．为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：

将滑块平放在长木板上，用力传感器沿长木板水平拉滑块，改变拉力直到将滑块拉动；再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线分别如图10－6甲、乙所示．

　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙

图10－6

（1）由图乙知：

在t1～t2这段时间内，滑块的运动状态是________（选填“运动”或“静止”），滑块受到的最大静摩擦力为________（选填“F1”或“F2”）．

（2）结合甲、乙两图，________（选填“能”或“不能”）得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论．

7．在验证机械能守恒定律的实验中，两个实验小组的同学分别采用了如图10－7甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．

甲　　　　　　　　　　　　　　乙

图10－7

（1）在甲图中，下落物体应选择密度______（选填“大”或“小”）的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是m1________m2（选填“>”“＝”或“<”）．

（2）采用图乙的方案进行实验，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和______________．

（3）比较两种实验方案，你认为________更合理，理由是____________________________．

8．为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图10－8所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上固定有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．

图10－8

次数

a/（m·s－2）

F/N

1

1.1

0.76

2

2.0

0.99

3

3.0

1.23

4

4.0

1.50

5

5.0

1.76

（1）若测得两个光电门之间距离为d＝0.5m，运动时间t＝0.5s，则a＝________m/s2；

（2）依据表中数据在图10－9上画出a－F图像；

图10－9

（3）由图像可得滑块质量m＝________kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________．（取g＝10m/s2）

9．如图10－10所示为“研究加速度与质量关系”的实验装置．小车和车上砝码的总质量为M，保持小吊盘和盘中物块的总质量m不变，主要实验步骤如下：

图10－10

a．平衡摩擦力：

先不放小吊盘，在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木块，并反复移动其位置，直到用手轻拨小车，打点计时器能打出一系列均匀的点，关闭电源．

b．吊上小吊盘，放入适当的物块，将小车停在打点计时器附近，先接通电源，后释放小车，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，关闭电源．

c．改变小车中砝码的质量，重复步骤b.

d．在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距x1、x2、x3……求出相应的加速度a.

完成下列填空：

（1）如图10－11所示是实验中获取的一条纸带的一部分，A、B、C、D、E是计数点，计数点间的距离如图所示，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，根据图中数据可得，打下C点时小车的瞬时速度大小为________m/s，运动过程中小车的加速度大小为________________________m/s2.（结果保留2位有效数字）

图10－11

（2）甲同学以

为横坐标，a为纵坐标，在坐标纸上作出a－

的图线的示意图如图10－12甲所示，图线上部弯曲的原因是：

______________________________．

甲

乙

图10－12

（3）乙同学以M为横坐标，

为纵坐标，在坐标纸上作出

－M关系图线的示意图可能会是图乙中______．（选填“甲”或“乙”或“丙”）

（4）设图乙中的图线斜率为k，则吊盘和盘中物块的总质量m＝__________．（用题中物理量的符号表示，重力加速度为g）

专题限时集训（十）B　[第10讲　力学实验]

（时间：

40分钟）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列有关课本的实验描述中，正确的是（　　）

A.在“研究匀变速直线运动”的实验中，应该先接通电源，再释放小车

B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，标记拉力方向时，要用铅笔紧靠细绳沿绳移动铅笔画出

C．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，作出弹力和弹簧长度的关系图像也能求弹簧的劲度系数

D．在“探究动能定理”的实验中，需要平衡摩擦力

E.在“验证牛顿运动定律”的实验中，不需要平衡摩擦力

F．在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以由公式v＝gt求出打某点时纸带的速度

2．小翔利用如图10－13甲所示的装置，探究弹簧弹力F与伸长量ΔL的关系，由实验绘出F与ΔL的关系图线如图乙所示，该弹簧的劲度系数为________N/m.

甲　　　　　　　　　　　　　　乙

图10－13

3．如图10－14所示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下列说法正确的是（　　）

图10－14

A．用该装置可以测出滑块的加速度

B．用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足m≪M

C．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m≪M

D．可以用该装置探究动能定理，但不必满足m≪M

8．用如图10－15甲所示的实验装置验证牛顿第二定律．

（1）平衡摩擦力，并用实验装置验证牛顿第二定律：

①取下沙桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器的电源，________（选填“静止释放”或“轻推”）小车，让小车拖着纸带运动．

②如果打出的纸带如图乙所示，则应________（选填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________，平衡摩擦力才完成．

（2）某同学实验时得到如图丙所示的a－F图像，则该同学验证的是在________条件下，________________________________________________________________________

成正比．

甲

　　　　　乙　　　　　　　　　　　　丙

图10－15

5．小丽用如图10－16甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”．用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：

　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙

图10－16

（1）如图甲所示，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；

（2）卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两个弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的__________及两个弹簧测力计相应的读数．图中B弹簧测力计的读数为____________N；

（3）小丽在坐标纸上画出两个弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图所示，请在图中作出FA、FB的合力F′；

（4）已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图乙所示，观察比较F和F′，得出结论．

6．利用如图10－17所示的装置可以做力学中的一些实验，小车的质量为M，钩码及盘的质量为m.

图10－17

（1）以下说法正确的是（　　）

A．在利用该装置“研究匀变速直线运动”的实验中，应该先接通电源，再释放小车

B．在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，要使细线的拉力等于钩码及盘的总重力，应该满足的条件是M远大于m

C．在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时，可以通过图像法处理数据，画出a－m图像即可确定加速度与质量的关系

D．在利用该装置来做“探究功与速度变化的关系”实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动，这样做的目的是为了平衡摩擦力

（2）在利用该装置来“验证小车与钩码组成的系统机械能守恒”时为尽可能消除摩擦力对小车的影响，则小车的质量和钩码及盘的质量的关系应该满足______________．

7．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，O为第一个点，如图10－18所示．相邻计数点间的时间间隔为T.

（1）纸带的________端（填“左”或“右”）与重物相连；

（2）打点器打下计数点B时，重物的速度vB＝________；

（3）某同学根据v

＝2gx2计算出B的动能Ek，根据ΔEp＝mgx2计算出重力势能的减少量，二者恰好相等，于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”，该同学的实验方案是合理？

________；简述理由：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

图10－18

8．“探究加速度与物体质量、物体所受合力的关系”的实验装置如图10－19甲所示．

甲乙

图10－19

（1）实验过程中，某同学打出了一条纸带，如图乙所示．打点计时器使用的是50Hz的交流电源，图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，根据纸带知B点的瞬时速度vB＝________m/s，纸带所对应小车的加速度a＝_______m/s2.

（2）平衡摩擦力后，用细线跨过定滑轮，将砝码盘与小车连接，再将5个相同的砝码都放在小车上，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，此过程是通过控制_________不变，探究加速度与__________的关系．（以上空格选填“物体所受合力”或“物体质量”）

（3）根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出a－F的关系图像如图10－20所示，并据此图像确定砝码盘的质量为________g．（g取9.8m/s2，保留两位小数）

图10－20

9．如图10－21甲为一气垫导轨，导轨上安装一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可测出绳子上的拉力大小．传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

甲

乙

图10－21

（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝_________mm.

（2）实验时，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t＝1.0×10－2s，则滑块经过光电门B时的瞬时速度为______________m/s.

（3）若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系，

①要求出滑块的加速度，还需要测量的物理量是________________________________________________________________________

_____________________________________________（文字说明并用相应的字母表示）．

②下列实验要求不必要的是_________．（请填写选项前对应的字母）

A．滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使A位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节水平

D．应使细线与气垫导轨平行

③改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出____________图像．（选填“t2－F”“

－F”或“

－F”）

（4）若某同学用该实验装置验证滑块所受合外力做功与动能变化关系，还需测量的物理量是________________________________________________________________________

__________________________________________（文字说明并用相应的字母表示）；验证

的表达式为_______________________________________________________________

__________________________________________．

（5）该实验装置能否用于验证滑块、钩码和力传感器组成的系统机械能守恒？

________．（选填“能”或“不能”）

专题限时集训（十一）　[第11讲　电学实验]

（时间：

40分钟）

1．用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几百欧的电阻Rx.

（1）实验中所用多用电表有×1、×10、×100、×1k四个倍率，其刻度盘如－1所示，则应该选择________倍率比较合理．

图11－1

（2）以下给出的是实验中进行的部分操作步骤，合理顺序应为________．（填各步骤的字母序号）

A．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔

B．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔

C．将选择开关转到欧姆挡合适的倍率上

D．将选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡

2．某同学将完好的仪器连接成如图11－2所示的电路（其中滑动变阻器的连线没有画出），用来探究小灯泡电阻与电压的关系．

图11－2

（1）闭合开关进行实验时发现，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表的示数都不为零，但始终没有变化．则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是________（填写选项代号）．

A．G与C相连，F与H相连

B．G与C相连，D与H相连

C．G与E相连，F与H相连

D．G与E相连，D与H相连

（2）在图中将滑动变阻器正确接入电路中，要求灯泡两端的电压可以从零开始进行调节．

3．为了测定电流表A1的内阻，采用如图11－3所示的电路．其中：

图11－3

A1是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；

A2是标准电流表，量程是200μA；

R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；

R2是滑动变阻器；

R3是保护电阻；

E是电池组，电动势为4V，内阻不计；

S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

（1）根据电路图，请在实物图11－4中画出连线，将器材连接成实验电路．

图11－4

（2）连好电路，将S2扳到a处，闭合S1，调节滑动变阻器R2使A2的读数是150μA；然后将开关S2扳到b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍为150μA.若此时电阻箱R1各旋钮的位置如图11－5所示，电阻箱R1的阻值是______Ω，则待测电流表A1的内阻Rg＝________Ω.

图11－5

4．某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值．可选用器材的代号和规格如下：

电流表A1（量程250mA，内阻r1＝5Ω）

电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）

待测电阻Rx（阻值约为100Ω）

滑动变阻器R（最大阻值10Ω）

蓄电池E（电动势为6V，内阻，r约为1Ω）

单刀单掷开关S，导线若干

（1）小组同学根据实验器材所设计的实验电路原理图如图11－6甲所示，但两只电表的符号没有明确．请用笔画线代替导线，将下列实验器材按电路原理图连成实验电路，并在电表下方的虚线框内标明两只电表的符号．

甲

乙

图11－6

（2）他们需要直接测量的物理量是________，用所测物理量表示待测电阻的计算式为Rx＝________．

5．在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材是：

待测电源一个，内阻为RV的电压表一个（量程大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干．

图11－7　　　　　　　　　　　　　　　　

为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以

为纵坐标，R为横坐标，画出

与R的关系图像，如图11－7所示．由图像可得到直线在纵轴上的截距为m，直线的斜率为k，试根据以上信息：

（1）在虚线框内画出实验电路图；

（2）写出E、r的表达式，E＝________，r＝____________．

6．在做测量一电源（两节干电池串联）的电动势和内阻的实验时，备有下列器材：

A．定值电阻：

R0＝2Ω

B．直流电流表（量程0～0.6A，内阻不能忽略）

C．直流电压表（量程0～3V，内阻较大）

D．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）

E．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω）

F．开关S及导线若干

（1）滑动变阻器选用______（选填“D”或“E”）．

（2）某同学将选定的器材在如图11－8所示的实物图上连线完成了部分实验电路，请你以笔画线做导线连接正确的电路．

图11－8

（3）按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点作出拟合图线如图11－9所示，由图像可得该电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω（结果均保留三位有效数字）．

图11－9

7．在测电阻的实验中，待测电阻Rx大约为20Ω，从实验室找出以下供选择的器材：

（要求电压从零开始调节，测量数据尽可能精确）

A．电池组（电动势3V，内阻约1Ω）

B．电流表A1（0～150mA，内阻约5Ω）

C.电压表V1（0～3V，内阻5kΩ）

D．电压表V2（0～15V，内阻10kΩ）

E．滑动变阻器R1（0～20Ω）

F．滑动变阻器R2（0～3000Ω）

G．开关、导线若干

（1）实验时应从上述器材中选用____________（填写仪器前字母代号）．

（2）将设计的电路图画在下面虚线框内．

（3）根据电路原理图完成下列实物图连接．

图11－10