- 力学实验
- 共463题
如图甲所示的实验装置在力学实验中有重要的应用,设小车的总质量为M,小盘和盘中钩码总质量为m,打点计时器的周期为T,则:
(1)图乙是该装置做研究匀变速运动规律实验时得到的一条纸带,
连续计时点A、B、C、D、E、F、G间距离如图所示。小车
加速度大小的计算式应为a=
(2)下列关于该装置的应用正确的是:( )
A、可用图甲所示装置研究匀变速运动的规律,但要抬高木板的
右端,以平衡摩擦力。
B、可用图甲所示装置探究加速度与力和质量的关系,平衡摩擦力时,小车应穿上纸带,在小盘和钩码的拉动下恰好匀速运动
C、可用图甲所示装置探究动能定理,要定量研究小车合外力的功和动能变化关系时,需要平衡摩擦力,同时还要满足m<<M
D、可用图甲所示装置验证小车和钩码组成系统的机械能守恒,但要抬高木板的右端,以平衡摩擦力
正确答案
(1)
(2) C
解析
略
知识点
(1)某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.
① 采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比 (填选项前的字母)
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力, 可以减少误差
C.利用此实验装置不用测量重物的质量
D.重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有
四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ,
则小车运动的加速度a=_______m/s2.
②保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据,请同学们根据测量数据做出a—F图象.③试分析上图中图象不过坐标原点的原因:
(2)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中,
备有如下器材:
A.干电池
B.电流表(0~0.6A、内阻约0.1)
C.灵敏电流计G(满偏电流200μA、内阻rg=500
)
D.滑动变阻器(0~20、2.0A)
E.电阻箱R
F.开关、导线若干
① 由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程
为2V的电压表,需串联一个阻值为 __________的电阻.
② 改装后采用如图甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物连线。
③ 在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动
至 (填“端”、“中央”或“
端”).
④丙图为该实验绘出的I1—I2图线(I1为灵敏电流计G的示数, I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E =_____ V,内电阻r =_____。
正确答案
见解析。
解析
(1)①BC
②0.39m/s2
③如图
④没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小
(2)①9500 (或者9.5kΩ)
②a端
③1.46-1.49均可 0.80-0.87均可
知识点
(1)如图为“用DIS研究加速度和力、质量的关系”的实验装置。
(1)(多选)有关该实验正确的是( )
A.实验中小车必须每次从同一位置释放
B.改变钩码数量时导轨的倾斜角度不需改变
C.当钩码数量变化时小车的质量应保持不变
D.钩码连接小车的细线不必平行于轨道
(2)(单选)改变所挂钩码的数量,多次重复测量,得到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.所用小车的质量太大
D.所挂钩码的总质量太大
正确答案
(1) BC
(2) C
解析
略
知识点
(1)用拉力传感器和速度传感器“探究加速度与物体所受外力F的关系”实验装置如图甲所示,其中带滑轮的长木板始终处于水平位置。实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F大小,在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器,记录小车到达A、B两位置时的速率为
。
①用本题中测得的物理量写出加速度的表达式:_________;
②本题中是否需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系?_________(填“需要”或“不需要”);
③实验得到的图线可能是图乙中的_________,因为_________。
(2)某同学通过实验测绘标有“3.8V 0.3A” 的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。
①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择
电流表A(量程0.6A,内阻约0.3);
电压表V(量程5V,内阻约5k);
滑动变阻器(阻值范围0~10
);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2 k);
电源(电动势为6V,内阻约为1
);
电源 (电动势为4V,内阻约为20
)
为了调节方便,测量准确,滑动变阻器应选_________,电源应选_________(填器材的符号);
②在虚线框内画出实验原理图;
③根据实验数据,计算并描绘出R—U的图象如图所示。由图象获取的数据可知,当所加电压为3.00V时,通过灯丝的电流为_________A,灯泡实际消耗的电功率为_________W。
正确答案
(1)①;②不需要;③C,没有平衡摩擦力
(2)①R1 ,E1;②电路图如图所示;③0.26, 0.78
解析
略。
知识点
用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系.实验中,已通过调节长木板的倾角平衡了摩擦力.
①若小车的总质量为M,砝码和砝码盘的总质量为m(m<<M),重力加速度为g,可认为小车释放后受到的合外力大小为
②实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,选择某点为起始点O,隔一定距离后取连续打出的点A.B.C.D…,测出O到上述各点的距离分别为x1、x2、x3、x4…,计算OA.OB.OC.OD…段的平均速度大小分别为 、 、 、 ….以平均速度 为纵坐标,相应的运动时间t为横坐标,作出 -t图象如图丙所示,图线纵轴截距的物理意义是 ;如果图线的斜率为k,则小车的加速度大小为 .
正确答案
①mg
②O点的瞬时速度;2k.
解析
略
知识点
(1)某同学利用如图所示的实验装置,探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系。
①除备有4个50g钩码外,另有下列实验器材备选:
A. 质量为300 g小车
B. 质量为2.2 kg小车
C. 输出电压4—6V直流电源
D. 输出电压3.6—5.6V交流电源
为尽量保证实验成功,你选用的实验小车为________,电源为________(填字母代号)。
②某同学正确选择实验器材后,通过实验得到如图所示的a—F图象,造成图线未过坐标原点的原因是________。
(2)现有一电动势E约为9 V,内阻r约为40 Ω的电源,最大额定电流为50 mA,现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只,另有若干定值电阻、开关和导线等器材,为测定该电源的电动势和内阻,某同学设计了如右图所示的电路进行实验,请回答下列问题:
①实验室备有以下几种规格的定值电阻R0,实验中应选用的定值电阻是________。
A. 200Ω
B. 2kΩ
C. 4kΩ
D. 10kΩ
②实验时,应先将电阻箱的电阻调到________ (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) ,目的是:________。
③该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,根据记录的多组数据,作出如图所示的图线,根据该图线可求得电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)① B, D;②平衡摩擦力过大
(2)① C;② 最大值,保证电源的安全;③ 8.6,36
解析
略。
知识点
(1)①用游标卡尺测量某钢管的外径,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图1所示,其读数为 cm。
②如图2所示,螺旋测微器测出的某物件的宽度是 mm。
(2)某实验小组采用如图3所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系。
①安装实验装置时,应调整定滑轮的高度,使拉小车的细线在实验过程中保持与 (填“桌面”或“长木板”)平行。
②实验时先不挂砂桶,反复调整垫木的位置,轻推小车,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是 。
③保持小车质量不变,用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车,打出纸带。如图4所示是实验中打出的一条纸带的一部分,从较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出,测出各计数点之间的距离。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中AB两计数点间的时间间隔为T= s,小车运动的加速度为a= m/s2
④用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F,通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a。分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系,根据实验中得到的数据描出如图5所示的点迹,该实验小组得到的a-F图线如图5所示。
实验结果跟教材中的结论不完全一致。你认为产生这种结果的原因可能是 。
⑤该实验中,若砂桶和砂的质量为m,小车质量为M,细线对小车的拉力为F。则拉力F与mg的关系式为 ,若要使,则m与M的关系应满足 。
正确答案
见解析。
解析
(1) 5.44 cm 5.694~5.698 mm
(2)① 长木板
② 平衡摩擦力
③ 0.1 s 0.46 m/s2
④ 砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件。
⑤
知识点
(1)某同学用如图所示装置验证“质量一定时,物体的加速度与外力的关系”,他将光电门固定在气垫导轨上的某点B处,用细线拴住重力为F的钩码绕过定滑轮拉滑块,滑块从导轨上的A点由静止释放,测出AB间的距离及遮光条的宽度,记录遮光条通过光电门的挡光时间t。通过改变钩码的个数,仍让滑块从同一位置A由静止释放,重复上述实验,记录数据如下表所示:
①请在坐标图上作出图线;
②据图象得出的结论是_______;
③若AB间的距离为x,遮光条的宽度为d,推导出加速度a与的关系式_______;所以质量一定时,物体的加速度与外力的关系是_______。
(2)2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们对石墨烯的研究。他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的。我们平常所用的2B铅笔芯中就含有石墨,能够导电。某同学设计了探究2B铅笔芯伏安特性曲线的实验,得到如下数据(I和U分别表示通过2B铅笔芯的电流和其两端的电压)。
实验室提供如下器材:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1.0)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.1)
C.电压表V1(量程3V,内阻3k)
D.电压表V2(量程l5V,内阻15k)
E.滑动变阻器R1(阻值0~10,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值0~2k,额定电流0.5A)
①除长约l4cm的中华绘图2B铅笔芯、干电池(2节)、开关和带夹子的导线若干外,还需选用的其它器材有_______(填选项前字母);
②在答题卡的虚线方框中画出实验电路图。
正确答案
见解析。
解析
(1)① F-图线如图所示;②F与
成正比;③
;成正比
(2)①AC;②如图所示
知识点
某中学的物理研究性学习小组用如图所示的装置验证“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”。给定的器材有:一倾角可以调节的很光滑的长木板、小车、秒表、刻度尺。完善以下实验步骤:
①在斜面上方确定一个点A1,用刻度尺测量A1与斜面底端A2之间的距离s。
②让小车自A1点从静止开始下滑至A2点,记下所用的时间t,则小车的加速度a=
_______________。
③用刻度尺测量A1相对于A2的高h。已知小车质量为m,当地的重力加速度为g,则小车所受的合外力F=___________。
④改变斜面倾角,然后重复上述②③的测量。
⑤用图象处理所得到的数据。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”这一结论,如果以h为横坐标,得到的图线是一条过原点的直线,则纵坐标是_________。
正确答案
解析
略
知识点
22.用如图所示的实验装置来进行“探究加速度与力的关系”研究,细线跨过定滑轮连接小车和重物,小车在细线的拉力作用下自左向右运动.将光电门1、2分别固定在木板上B、C两点,用它们可以准确地记录遮光条通过光电门的时间.
(1)未悬挂重物时,利用现有条件怎样操作并判定小车与木板间的摩擦力已经得到平衡? .
(2)撤去光电门1,保持小车质量M不变,不断改变重物的质量m,每次让小车都从同一位置A点由静止释放,得到小车遮光条通过光电门2的时间t;记录数据.利用测量数据描点作图,横轴用重物质量m,若要得到一条过坐标原点的倾斜直线,则纵轴应用 (填“t”、“ t-1”、 “t2” 或“t-2”)表示,若得到的确为一直线,则由图线得出结论 .
(3)在实验操作正确的前提下,实验中测得多组数据,并按照第(2)问中的坐标系描点作图,发现直线在末端发生弯曲,则此结果对应于下图中的图 (填“甲”或“乙”).
正确答案
(1)将木板倾斜,轻轻推动小车,若两个光电门记录的时间相同,就平衡了摩擦力
(2)t-2 质量m一定时,加速度与合外力成正比
(3)甲
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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