- 力学实验
- 共463题
(1)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(2)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)
a增挂钩码时l与F成正比,而减挂钩码时
l与F不成正比
b当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大
c当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等
d增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度
(3)如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材,器材及其规格列表如下
为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量阻值的电路。
正确答案
见解析
解析
(1)本小题属于简单题,,应选宽一些的玻璃砖。
(2)本小题属于中等题,解题的关键在于弄清为什么两发图象会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度,弹簧无法及时回复原长,两条图象才会出现差异。d
(3)本小题属于难题,要准确就需要对实验原理(伏安法、变阻器接法)、误差分析有深刻理解。由于待测电阻约1000Ω,滑动变阻器最大电阻为100Ω,要使电表读数发生变化,滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时,流过的电流约为,显然不能用电流表来测电流,而应该把其中一个电压表
当电流来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻,伏安法应使用内接法。
知识点
在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图(a)所示的实验装置,小车的总质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后面拖动的纸带打上的点计算出来。
26.当M与m的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。甲同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据。为了比较容易地找出加速度a与质量M的关系,应该做a与 (选填“M”或“”)的图象。如图(b),乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到加速度a与所受合力F的a-F图线,两个同学做实验时取值不同物理量是 。
正确答案
(1);(2)
;(3)小车的总质量M
解析
:(1)以整体为研究对象有:解得:
,以M为研究对象,绳子的拉力为:
,显然要有F=mg必有m+M=M,故有
,即只有
时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;但,故a与
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作
图象;
(3)由图可知在拉力相同的情况下a乙>a丙,根据F=ma可得,即a-F图象的斜率等于物体的质量,且m乙<m丙.故两人的实验中小车的总质量不同.
故答案为:(1);(2)
;(3)小车的总质量M
考查方向
解题思路
(1)要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力,需求出绳子的拉力,而要求绳子的拉力,应先以整体为研究对象求出整体的加速度,再以M为研究对象求出绳子的拉力,通过比较绳对小车的拉力大小与盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系;正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系.
(3)a-F图象的斜率等于物体的质量,故斜率不同则物体的质量不同.
易错点
实验原理的理解,才能得出只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材,测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示,带滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,轻绳分别跨过固定在滑块上和固定在长木板末端的滑轮,一端与力传感器连接,另一端竖直悬挂一沙桶,沙桶距地面足够远。调节两滑轮的位置使轻绳与长木板平行,不计轻绳与各滑轮之间的摩擦。
9.实验时,一定要进行的操作是 (填选项前的字母)。
10.实验时,记录力传感器的示数F,用天平测出滑块质量m,由纸带上的点求出加速度a。根据这些数据,可以得出滑块和木板间的动摩擦因数的表达式= 。(重力加速度为g)
正确答案
解析
A、测量滑块和长木板之间的动摩擦因数,不需要将木板右端垫高来平衡摩擦力,故A错误;
B、绳子的拉力可以通过力传感器得出,不需要满足沙和沙桶总质量远小于滑块质量,故B错误;
C、打点计时器应接交流电源,故C正确;
D、拉力的大小可以通过拉力传感器测出,不需要用天平测量沙和沙桶的总质量,故D错误;
考查方向
验证牛顿第二定律; 传感器的使用
解题思路
实验中测量滑块与木板间的动摩擦因数,不需要平衡摩擦力,拉力可以通过拉力传感器测出.
易错点
关键知道实验的原理以及实验中注意的事项,注意拉力的大小由拉力传感器测出,不需要测量沙和沙桶的质量.
正确答案
(3分)
解析
根据牛顿第二定律得,2F-μmg=ma,解得:
考查方向
牛顿第二定律
解题思路
对滑块研究,根据牛顿第二定律得出动摩擦因数的表达式.
易错点
关键根据题意列出牛顿第二定律方程.
担保方式中的保证要求( )订立书面保证合同。
A.债权人和债务人
B.保证人和债权人
C.保证人和债务人
D.主合同当事人
正确答案
B
解析
暂无解析
在用图乙所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系。
23.除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中必须使用的有_________(选填选项前的字母)。
24.为了使细线对小车的拉力等于小车所
受的合外力,以下操作正确的
是_________。
25.某同学得到了图丙所示的一条纸带,由此得到小车加速度的大小a =__________m/s2
(保留三位有效数字)。
26.在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,已知三位同学利用实
验数据做出的a-F图像如图丁中的1、2、3所示。下列分
析正确的是_____(选填选项前的字母)。
27.在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是______(选填“系统误差”或“偶然误差”)。设拉力的真实值为,小车的质量为M,为了使
,应当满足的条件是
______。
正确答案
解析
解:①电火花计时器需要220V、50Hz的交流电源,要用刻度尺测量纸带上点迹的距离,需要天平测量小车的质量,故需要ACE,故选:ACE
考查方向
考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题
解题思路
根据实验原理选择实验器材,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行,根据作差法求解加速度,根据牛顿第二定律结合图象特点分析产生的原因,分别对小车和整体根据牛顿第二定律列式求解即可.
易错点
对于实验问题一定要明确实验原理,并且亲自动手实验,熟练应用所学基本规律解决实验问题,注意平衡摩擦力的细节,理解a-F图象不直的原因
教师点评
实验题要通过实验原理理解实验误差的来源,从而理解如何减小实验误差
正确答案
解析
为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力,平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上,调整长木板的倾斜度,让小车拖着纸带做匀速直线运动,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行,故AC正确,B错误;故选:AC
考查方向
根据实验原理选择实验器材,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
解题思路
知道平衡摩擦力的方法
易错点
需要平衡摩擦力的原因
正确答案
1.16(±0.04)(2分)
解析
考查方向
逐差法求加速度
解题思路
根据作差法求解加速度
易错点
逐差法中的时间的具体含义
正确答案
解析
A、根据图象1可知,当没有挂砝码、砝码盘时,小车产生了加速度,因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大,故A错误;
B、根据图象2可知,随着F的增大,即砝码、砝码盘的质量增大,不再满足砝码、砝码盘质量小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象,故B正确;
C、根据图象3可知,当挂上砝码、砝码盘时,小车的加速度还是为零,说明没有平衡摩擦力或平衡的不够,故C错误;
故选:B
考查方向
误差分析
解题思路
从理论上指导分析误差来源
易错点
误差分析
正确答案
系统误差(2分); (2分)
解析
考查方向
误差的计算,整体法与隔离法
解题思路
误差的计算,整体法与隔离法
易错点
整体法与隔离法
在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。
(1)某次测量如图2所示,指针示数为___________cm。
(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m(重力加速度g=10m/s2)。由表1数据____________(填“能”或“不能”)计算出弹簧2的劲度系数。
正确答案
答案:(1)16.00 (2)12.4(12.3—12.5) 能
解析
略
知识点
19.(1)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l为( )cm;
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是( );(填选项前的字母)
A. 逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B. 随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是( )。
(2)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
②某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为( )A
③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将( ) 只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为( )W(保留两位小数)
正确答案
19.答案:(1)6.93cm;A;钩码重力超过弹簧弹力范围(2)见解析;0.44A;4 2.25W。
实物图如图所示;由图知电流表量程为0.6A,所以读数为0.44A;电源内阻为1欧,所以当外
电路总电阻等于电源内阻时,消耗电功率最大,此时外电路电压等于内电压等于1.5V,由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A,此时电阻约为,并联后的总电阻为1欧,所以需要4个小电珠,小电珠消耗的总功率约为
。
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
8.(1)某同学在”探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1。如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1=( )cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=( ) N(当地重力加速度),要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是( )。作出
曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。
(2)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0 – 30mA);
电流表A2(量程0 – 100mA);
电压表V(量程0 – 6V);
滑动变阻器R1(阻值0 –5Ω);
滑动变阻器R2(阻值0 –300Ω);
开关S一个,导线若干条。
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图3所示的电路图,正确连接电路。
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图4所示的图线。
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条图线,图线与横轴I的交点坐标为
,与纵轴U的交点坐标为
。
回答下列问题:
①电流表应选用( ),滑动变阻器应选用( );
②由图4的图线,得电源内阻( ) Ω;
③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx( ),代入数值可得Rx;
④若电表为理想电表, Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围( ),电压表示数变化范围( )。(选填”相同”或”不同”)
正确答案
(1)25.85(2分) 0.98(2分) 弹簧的原长(2分)
(2)①A2 (2分) R2 (2分) ②25 (2分) ③-r (3分)④相同(1分)不同(1分)。
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
(1)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)
1)作出m-l的关系图线;
2)弹簧的劲度系数为_______N/m。
(2)
1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时指针偏转如图(a)所示。请你简述接下来的测量过程:
①______________;②______________;③______________;④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示。其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω。图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接。
3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时,可用来测量_______;当S旋到位置_______时,可用来测量电流,其中S旋到位置_______时量程较大。
正确答案
(1)1)图略;2)0.248~0.262
(2)1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档;②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”;③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值。2)图略(内接法)
(3)电阻;1、2;1
解析
略。
知识点
某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
(1)将表中数据补充完整: ① , ② ;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图像;
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= ③ N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④ N/m.
正确答案
(1)① 81.7 ② 0.0122
(2)1/k-n 图像如图所示。
(3)③ (在
之间均同样给分)
④ (在
之间均同样给分)
解析
(1)①中;
②
(3)
③由图线可知直线的斜率为,故直线方程满足
,即
(在
之间均可)
④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm;则n匝弹簧的原唱满足,代入
可得:
。(在
之间均可)
知识点
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