【精美打印版】2014高考物理一轮19力学实验(二)

- 1 - 2014高考物理一轮训练19 力学实验(二) 1．(1)下列有关实验的描述中，正确的是( ) A．在“验证力的平行四边形定则”实验中，拉橡皮筋的细绳应稍长一些 B．在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数 C．在“探究功与速度变化的关系”实验中，需要求出打点纸带的平均速度 D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由v＝gt求出打某点时纸带的速度 2．(安徽理综·21Ⅲ)利用图1所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：

图1 a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v． b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v． c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速

度，测算出瞬时速度v，并通过h＝v22g计算出高度h． d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v． 以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母) 3．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图2)、小车、计时器一个、米尺．

图2 (1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)： ①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t． - 2 -

②用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a＝________． ③用米尺测量A1相对于A2的高度h．设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F＝________． ④改变________，重复上述测量． ⑤以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图，如能得到一条过原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律． (2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是： ①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0． ②进行(1)中的各项测量． ③计算与作图时用(h－h0)代替h． 对此方案有以下几种评论意见： A．方案正确可行． B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动． C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关． 其中合理的意见是____________． 4．为了探究受到空气阻力时，物体运动的速度随时间的变化规律，某同学采用了探究“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图3所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力． ①往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_______________ 图3 (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点． ②从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表： 时间t/s 0 0．50 1．00 1．50 2．00 2．50 速度v/(m·s－1) 0．12 0．19 0．23 0．26 0．28 0．29 请根据实验数据在图4中作出小车的v－t图象．

图4 ③通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由． - 3 -

5．如图5所示，某学习小组的同学用此装置测量小木块与木板之间的动摩擦因数．长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在某一高度的物体上，在平板上标出A、B两点．实验步骤如下： a．用毫米刻度尺测量A、B之间的距离L，所架物体的高度h； 图5 b．在小物块的后面固定好纸带，在A处固定好打点计时器，使纸带穿过打点计时器； c．打开打点计时器，将滑块从A点外静止释放； d．改变所架物体的高度，重复以上步骤做6次，求动摩擦因数的平均值． 若通过纸带测得的加速度为a，则动摩擦因数为μ＝______．(用上述相关字母表示) 6．伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动．同时他还运用实验验证了其猜想．某校物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图6所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．

图6 ①实验时，让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定)．该探究方案利用量筒中收集的水量来测量________． ②下表是该小组测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同位置由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒中收集的水量．分析表中数据，根据________可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论． 次数 1 2 3 4 5 6 7

s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3 V/mL 90 84 72 62 52 40 23.5

sV2

5.6× 10－4 5.5× 10－4 5.8× 10－4 5.5× 10－4 5.6× 10－4 5.6× 10－4 5.4×

10－4 ③本实验误差的主要来源有：距离s的测量有误差，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于__________________________等．(写出一种即可) - 4 -

7．物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图7所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

图7 (1)图8给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出)，计数点间的距离如图8所示．根据图中数据计算的加速度a＝________ m/s2．(保留三位有效数字)．

图8 (2)回答下列两个问题： ①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有______．(填入所选物理量前的字母) A．木板的长度l B．木板的质量m1 C．滑块的质量m2 D．托盘和砝码的总质量m3 E．滑块运动的时间t ②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是______． (3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝__________(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)．与真实值相比，测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”)．写出支持你的看法的一个论据_______________________________________________________________． 8．(2008·全国卷Ⅰ)如图9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__________． 图9 - 5 -

A．物块的质量m1、m2 B．物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间； C．物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间； D．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： A．绳的质量要轻； B．在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好； C．尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； D．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：________．

答案 1．AB 2．d 3．(1)②2xt2 ③mghx ④斜面倾角(或h的数值) (2)C 4．①之前 ②图象如图所示 ③同意，在v－t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．

解析 ①打点计时器要在释放小车之前接通电源． ②选取合适的坐标标度，描点连线即可作出图象，如图所示．

③v－t图象的斜率表示加速度的大小，由图象可知，其速度越来越大，加速度越来越小，则小车所受空气阻力越来越大． 5．gh－aLgL2－h2

6．①时间 ②在实验误差范围内，sV 2是一常数 ③斜面不同位置处粗糙程度不完全相同、水量测量不准确、滑块开始下滑和开始流水不同步、滑块停止下滑和停止流水不同步等(其它答案合理的也给分) 7．(1)0.496 (2)①CD ②天平

(3)m3g－(m2＋m3)am2g 偏大 忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力． 8．①AB或AC ②AC ③对同一高度进行多次测量取平均值；或选取受力后相对伸长量尽量小的绳；尽量减小滑轮的质量、对滑轮转动轴进行润滑、选择质量相对较大的物块