2022年高中物理力学实验分类精析 .pdf
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1、高中物理力学实验分类精析一、测长仪器1、 (丰台区20082009 学年度第一学期期末考试)15 (6 分)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20 个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图1 所示的读数是mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图2 所示的读数是mm。答案: 1513.55mm ;0.680mm( 0.679mm 或 0.681mm) 。2、 (宣武区20082009 学年度第一学期期末质量检测)11(4 分) 甲、乙、丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一个物体的长度时,测量的结果分别如下:甲同学:使用游标为50 分度的卡尺,读数为120.45mm 乙同学:使
2、用游标为20 分度的卡尺,读数为120.4mm 丙同学:使用游标为10 分度的卡尺,读数为120.4mm 从这些实验数据中可以看出读法正确的是。答案: 2、丙 (4分 ) 3(南通、 扬州、泰州三市二检) (1)如下图所示, 甲图中游标卡尺的读数为_mm,乙图中螺旋测微器的读数为_mm 答案: (1)29.75mm 3.205mm 4 (盐城二检)(1)某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径d=mm。另一位学生用游标尺上标有20 等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图乙所示,则该工件的长度L=cm。图甲图乙图 2 0 mm 15 25 20
3、 10 1 2 3 (cm) 5 0 10 图 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页答案:d= 2.706 (或 2.705 、2.707 ) L= 5.015 5. (南通一检)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm ,游标上有20 个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,如图甲所示,图示的读数是 mm ;也得分)6.(汕头)(1)图中螺旋测微器的读数是_ mm答案: (1)9.102(9.1019.103) (4 分)二、验证力的平行四边形定则1、在验证力的平行四边形定则的实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个
4、弹簧秤把橡皮的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是( CD )A.同一次实验过程中,O点的位置不允许变动B.实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C.实验中, 先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向,把橡皮条的另一端拉到O点D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间夹角应取90 ,以便于算出合力大小2、在验证力的平行四边形定则实验中,假设F1的大小及方向固定不变,那么为了使橡皮条仍然伸长到O 点,对 F2来说,下列说法中正确的是(C)AF2可以有多个方向BF2的方向和大小可以有多个值CF2的方向和大小是唯一确定的D
5、F2的方向唯一确定,大小可有多个值3、在做“验证力的平行四边形定则”实验中,己准备了如下器材:方木板、白纸、弹簧秤、图钉。要完成该实验,还需要的器材有、_、。3、橡皮筋;细绳套;刻度尺;三角板。(不分先后)三、打点计时器的使用一)测加速度1、 (丰台区20082009 学年度第一学期期末考试)16 (6 分)某同学研究小车在斜面上的运动, 用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移,得到一段纸带如图所示。在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D,相邻计数点间的时间间隔均为T, B、C 和 D 各点到 A 的距离为s1、 s2和 s3。 由此可算出小车运动的加速度大小a,打点计时器在打C点时,
6、小车的速度大小vc。 (用已知的物理量符号表示)甲乙5 0 15 10 5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页答案: a = (s2-2s1) / T2 或 a = (s3-2s2+ s1) / T2或 a = (s3-s2-s1) / 2T2;vc = (s3-s1) / 2T。2、打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,其构造如图6 所示, 图中 1 是接线柱,通入频率是50Hz 的低压交变电流,2 是;9 是。 实验时在纸带上打了许多点,两点之间的时间间隔是。3、用接在50Hz交流低压电源上的打点计时器,测定
7、小车作匀加速直线运动的加速度。某次实验中得到的一条纸带如图7 所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标明 0、1、2、3、4。量得 0 与 1 两点间距离s1=30mm ,3 与 4 两点间距离s4=48mm ,则小车在0与 1 两点的平均速度为_m/s。小车的加速度为_m/s2。4、 (临沂一检) 让小车拖着纸带从某一倾斜的木板上滑下,启动打点计时器在纸带上留下如图 11 所示的点迹已知打点周期为T,点迹间各段长度已标在图上若要求得该过程中小车运动的平均加速度,下列计算公式中最合理的是:A由212Sat得123428SSSSaT B由2SaT得4123SSaTC由2Sa
8、T得322SSaT D由2SaT得341224SSSSaT5、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,图甲为实验装置示意图,小车放在光滑水平轨道上,一端挂有钩码的细线跨过定滑轮与小车相连(图中未画出 ),打点计时器接频率为 50Hz 的交流电,接通电源,让小车由静止开始运动实验中得到了一条纸带,纸带上每 5 个点取一个计数点,经测量第6 个和第 7 个计数点间的距离为729cm,第 7 个和第8 个计数点间的距离为8 31cm,则打第7 个计数点时小车的瞬时速度v7=_m s实验中用同样方法测出其它各点的瞬时速度,描点作出其v-t 图象 (如图乙所示 ),根据图象算得小车010s 时间内加速
9、度大小a=_m s2;在图线右部分发生明显弯曲,你认为产生这一现象的原因是_ 0s3 ABCDs2 s1 图 6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页答案: (2)0.78m/s 1m/s2 钩码质量不远小于小车质量。二) 、验证机械能守恒定律1、 (崇文区2008-2009学年度第一学期高三期末统一练习)11在验证机械能守恒定律的实验中, 要验证的是重物重力势能的减少量等于它动能的增加量。以下步骤仅是实验操作的一部分,将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列:_ _(填代号 )。A把打点计时器固定在铁架台上,并用
10、导线把它和交流电源连接起来B用天平称出重锤的质量C把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度D用秒表测出重锤下落的时间E释放纸带F重复几次,得到3-5 条符合要求的纸带G接通电源答案: ACGEF 2、 (东城区 20082009 学年度第一学期期末教学目标检测)(3) (6 分)某同学用如图所示的装置测定重力加速度。打出的纸带如图所示,实验时纸带的_端通过夹子和重物相连接。(选填“甲”或“乙” )纸带上1 至 9 各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为 _ m/s2。当地的重力加速度数值为9.8 m/s2, 请列出测量值与当地重力加速度的值
11、有差异的一个原因。(3) 乙; 9.4 ; 纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力。(每空 2 分) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页3、 (石景山区2008 - 2009 学年第一学期期末考试试卷)(14 分) 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,电源的频率为50Hz,依次打出的点为0,1,2,3,4,n则: 在图中所示的两条纸带中应选取的纸带是,原因是 如用从起点0 到第 3 点之间来验证,必须直接测量的物理量为,必须计算出的物理量为,验证的表达式为 下列实验步骤操作合理的顺序排列是_ _(填写步骤
12、前面的字母)A将打点计时器竖直安装在铁架台上,B接通电源,再松开纸带,让重物自由下落,C取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验,D将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提纸带,E选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1,h2,h3, hn,计算出对应的瞬时速度 v1,v2,v3, vn,F分别算出221nmv和 mghn,在实验误差范围内看是否相等 本实验中,计算出从0 点到某点重力势能的减少量与动能的增加量相比较,是偏小还是偏大?请写出减少偏差的实验改进措施答案:( a) ; 前两点的距离接近2mm,近似于自由落体运动(或 a=9.75m/s2,接近 g) 点 0
13、到点 3 的距离 h,点至点的距离h24,点 3 的瞬时速度v3;23321mvmgh A D B C E F 偏大选用密度和质量较大的重物;打点计时器的限位孔在同一条竖直线上;纸带要竖直释放(表述合理给分)注:题 2+2=4 分;题 1+1+1+1=4 分;题 2 分(有排错不给分) ;题 2+2=4 分4、 在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80m s/2,测得所用重物的质量为1.00 kg,甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、第 2 两点间的距离分别为0.10cm、0.19cm 和0.25cm,则可肯
14、定_(选填“甲”、 “乙” 、 “丙” )在操作上有错误,错误是_。 若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点O 的距离分别为15.55cm、19.20cm 和 23.23cm。 则当打点计时器打B点时,重物的重力势能减小量为_J,重物的动能为_J。 (均保留3 位有效数字)4、丙,先放纸带后接通电源,1.88J,1.84J 5、用落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的?(C )?n ?n 单位:单位:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页A天平 B弹簧秤 C刻度尺 D秒表6、
15、(梅州、揭阳联考)在“ 验证机械能守恒定律” 的实验中,所用电源的频率为50Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图7所示。 (图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点)(取g=9.80m/s2)根据纸带可以得到:1重锤下落的加速度a=_ m/s22若重锤质量为 m ,则重锤下落到B点时的动能 Ek=_ J 3通过比较重锤在B点的动能和重锤下落到B点时减少的势能, 说明机械能是否守恒?_(填 “ 是” 或“ 不是 ” ) ,若不是,那么产生误差的主要原因是:_ 。答案: (1)a= 9.69 m/s2 (3分) ;
16、 (2) Ek= 1.89m J (3分) ;( 3)不是 ; (1分)空气阻力以及纸带受到的打点计时器对它的阻力(3分)7、(南京月考) 某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中,获取一根纸带如图,但测量发现0、1 两点距离远大于2mm,且 0、1 和 1、 2 间有点漏打或没有显示出来,而其他所有打点都是清晰完整的,现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7 六个点到0点的长度hi(i=2 3 47 ) ,再分别计算得到3、4、5、 6 四个点的速度vi和 vi2( i= 3 45 6) ,已知打点计时器打点周期为T。(1)该同学求6 号点速度的计算式是:v6= (2)然后该
17、同学将计算得到的四组(hi,vi2)数据在 v2- h 坐标系中找到对应的坐标点,将四个点连接起来得到如图所示的直线,请你回答:接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的?(说明理由)答:h v20 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页答案: (1)752hhT(2)根据机械能守恒定律, 从 0 点到任意 i 点有220/2/2iimvmvmgh得到:2202iivvgh2iivh关系是一条直线斜率为 2g,所以只要在直线上取相对较远两点,计算出斜率,与2g 比较,在实验误差范围内相等即可。四、利用单摆测重力加速度1
18、、 (宣武区20082009 学年度第一学期期末质量检测)12.(12分) 某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球,他设计的实验步骤是:A.将石块用细尼龙线系好,结点为N,将尼龙线的上端固定于O点;B.用刻度尺测量ON 间尼龙线的长度l 作为摆长;C.将石块拉开一个大约=5的角度,然后由静止释放;D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30 次全振动的总时间t,由T=t/30 得出周期;EON 间尼龙线的长度再做几次实验,记下相应的l 和T;Fl 和T的平均值作为计算时使用的数据,带入公式g=(2 /T)2l 求出重力加速度g
19、。请填空:你 认 为 该 同 学 以 上 实 验 步 骤 中 存 在 错 误 或 不 当 的 步 骤 是_。( 只填写相应的步骤代号即可) 该同学用ON 的长作 l 为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?答:_。若用上述方法在两次实验中分别测得摆线长度为l1、l2,若其对应 的 周 期 分 别 为T1、T2, 则 可 以 比 较 精 确 地 推 算 出 重 力 加 速 度 的 表 达 式 为_。答案: 12. BDF(3 分); 偏小 (2 分) ;g=42222121TTll(7 分) 2、在利用单摆测定重力加速度的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到gT
20、L422。只要测出多组单摆的摆长L和运动周期T, 作出TL2图象,就可以求出当地的重力加速度。理论上TL2图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如图9 所示。 造 成 图象 不 过坐 标 点 的 原 因 是_;由图象求出的重力加速度。 (取29 87.)16、 测摆长时漏掉摆球半径;9872./m sT2/s24.0-1O99L/cm图9精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页五、验证动量守恒1、在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙两种装置: (1) 若入射小球质量为m ,半径为r1;被碰
21、小球质量为m2,半径为 r2,则 ( ) A m1m2 r1r2 B.m1m2 r1m2 r1=r2 D.m1m2 r1r2 (2) 若采用乙装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是( ) A直尺 B游标卡尺 c.天平 D.弹簧秤 E秒表(3) 设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用甲装置实验时(P 为碰前入射小球落点的平均位置) ,所得 “ 验证动量守恒定律” 的结论为 ( 用装置图中的字母表示 ) (4)在实验装置乙中,若斜槽轨道是光滑的,则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒这时需要测是的物理量有:小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1,小球从斜槽末端做
22、平抛运动的水平位移s、竖直高度h2,则所需验证的关系式为:1、答案: (1)C (2)AC (3)m1OP=m1OM m2ON (4)s24h1h2六、平抛1、一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重垂线 方向,未在纸上记下斜槽末端位置,并只描出如图8 所示的一段平抛轨迹曲线。现在曲线上取A,B两点,用刻度尺分别量出到 的距离,AAx1,BBx2,以及AB 的直距离h,从而可求出小球抛出的初速度0为。2、图 9 是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球 A 由斜槽滚下, 从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B 也同时下落,闪光频率为10Hz 的闪光器拍摄的照片中B 球有四个像,像间距离已在
23、图中标出,单位为 cm,如图 9 所示,两球恰在位置4 相碰。则A 球离开桌面时的速度。2、1m/s 3、 (上海嘉定二检) (1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正O 乙入射小球被碰小球甲P N M OO 被碰小球入射小球重锤线重锤线N P M 图 8 图 9 A B 1234155cm2530精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页确的选项前面的字母填在横线上_。(A)通过调节使斜槽的末端保持水平(B
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