- 力学实验
- 共463题
实验小组的同学用如图所示的装置研究小物块的匀变速直线运动。一端附有定滑轮的足够长木板固定在水平桌面上,不可伸长的轻质细绳一端与放在水平桌面上的小物块相连接,另一端绕过定滑轮挂上适当的重物。小物块运动过程中先后经过光电门A和光电门B。不计滑轮摩擦及滑轮质量。
22.实验开始时,他们先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小物块的细绳与木板平行。这样做的目的是__________(填选项前字母)
23.若已知安装在小物块上的遮光板的宽度为d,小物块运动过程中遮光片挡光时间为,则小物块经过光电门时的平均速度为
。若d极小,这个平均速度可以认为就是小物块运动到光电门位置时的 。
24.当悬挂质量为m1的重物1时,重物落地前小物块先后经过两个光电门所用时间相等,因此可以判断重物所受重力大小 小物块所受摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
25.当悬挂质量为m2的重物2()时,为了测得小物块在运动过程中多个位置的速度,又利用频闪照相技术记录了小物块在运动过程中不同时刻的位置。如图所示,
测出3个连续位置间的距离依次为x1、x2。已知拍摄时闪光频率为f。小物块运动到P点时速度的大小为 。
26.根据测得数据画出的小物块速度随时间变化的v-t图像如图所示。
图中v1、t1、t2、重物1的质量m1、重物2的质量m2、重力加速度g均为已知,小物块的质量M为未知。已知重物落地后未反弹,忽略空气阻力的影响,分析可知,下列结论正确的是 。(填选项前字母)
正确答案
解析
使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力.
故选:B.
考查方向
探究小车速度随时间变化的规律
解题思路
牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力.
易错点
不应该出错
正确答案
瞬时速度
解析
若d很小时,则可以认为平均速度可表示对应过程的瞬时速度;
考查方向
探究小车速度随时间变化的规律
解题思路
根据瞬时速度与平均速度的关系进行分析
易错点
对概念不熟
正确答案
等于
解析
当悬挂质量为m1的重物1时,重物落地前小物块先后经过两个光电门所用时间相等,则说明小物体做匀速运动,根据平衡条件可知,可以判断重物所受重力大小;
考查方向
探究小车速度随时间变化的规律
解题思路
对小车进行受力分析,根据平衡关系分析
易错点
对匀速运动的概念不熟
正确答案
解析
根据平均速度公式可知,
考查方向
探究小车速度随时间变化的规律
解题思路
根据平均速度公式表示中间时刻的速度进行分析求解
易错点
对匀变速直线运动的推论不熟
正确答案
解析
A、图象的面积表示位移,则可知,
; 故A错误,B正确;
C、根据牛顿第二定律可知,a=μg;由图象可知
,联立解得:;故C正确;
D、当悬挂重物1时,根据平衡条件可知m1g=μMg; 解得:;故D正确;
E、小物块的最大动能为:;故E错误;
故选:BCD;
考查方向
探究小车速度随时间变化的规律
解题思路
根据牛顿第二定律以及图象的性质进行分析,由图象的斜率可求得加速度,根据牛顿第二定律即可求得物体的质量.
易错点
不熟悉v-t图像的物理含义
实验题,请回答以下各小题。
9.将满偏电流为3mA,内阻为10Ω的电流表改装成量程为3V的电压表,需要 联(选填“串”、“并”)一个阻值为 Ω的电阻。
10.实验小组的同学用如图1所示的装置研究小物块的匀变速直线运动。一端附有定滑轮的足够长木板固定在水平桌面上,不可伸长的轻质细绳一端与放在水平桌面上的小物块相连接,另一端绕过定滑轮挂上适当的重物。小物块运动过程中先后经过光电门A和光电门B。不计滑轮摩擦及滑轮质量。
①实验开始时,他们先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小物块的细绳与木板平行。这样做的目的是__________(填选项前字母)
11.②若已知安装在小物块上的遮光板的宽度为d,小物块运动过程中遮光片挡光时间为,则小物块经过光电门时的平均速度为
。若d极小,这个平均速度可以认为就是小物块运动到光电门位置时的 。
12.③当悬挂质量为m1的重物1时,重物落地前小物块先后经过两个光电门所用时间相等,因此可以判断重物所受重力大小 小物块所受摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
13.④当悬挂质量为m2的重物2()时,为了测得小物块在运动过程中多个位置的速度,又利用频闪照相技术记录了小物块在运动过程中不同时刻的位置。如图2所示,测出3个连续位置间的距离依次为x1、x2。已知拍摄时闪光频率为f。小物块运动到P点时速度的大小为 。
14.⑤根据测得数据画出的小物块速度随时间变化的v-t图像如图3所示。图中v1、t1、t2、重物1的质量m1、重物2的质量m2、重力加速度g均为已知,小物块的质量M为未知。已知重物落地后未反弹,忽略空气阻力的影响,分析可知,下列结论正确的是 。(填选项前字母)
正确答案
串 990
解析
根据改装原理可知,要将电流表改装成3V的量程应串联一个电阻,根据串联电路规律可知:
解得:
考查方向
把电流表改装成电压表;串联电路和并联电路
解题思路
根据电流表的改装原理可知,电流表改装成电压表要串联电阻分压,串联的阻值为:U为改装后的量程;
易错点
本题关键理解串联电阻的分压作用,要把电流表改装为电压表,所以要串联一个电阻 .
正确答案
解析
使牵引小车的细绳与木板平行,这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力,故选:B
考查方向
探究小车速度随时间变化的规律;牛顿第二定律
解题思路
根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定所需的器材,牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力.
易错点
本题关键是对实验原理的理解,只有牵引小车的细绳与木板平行时可认为在平衡摩擦力后,细绳上的拉力等于小车受的合力.
正确答案
瞬时速度
解析
根据实验的原理可知,由于遮光板的宽度d比较小,而小物块运动过程中遮光片挡光时间为,则可以认为平均速度可表示对应过程的瞬时速度.
考查方向
速度
解题思路
根据实验的原理可知,由于遮光板的宽度d比较小,而小物块运动过程中遮光片挡光时间为,
易错点
本题关键理解瞬时速度的概念,由平均速度公式可得:,由于d比较小,所以小物块挡光的时间也是比较小的,由数学知识可知,当
比较小时,可以用这一小段过程的平均速度表示瞬时速度.
正确答案
等于
解析
当悬挂质量为m1的重物1时,重物落地前小物块先后经过两个光电门所用时间相等,则说明小物体做匀速运动,根据平衡条件可知,可以判断重物所受重力大小;
考查方向
牛顿第二定律
解题思路
对小车进行受力分析,根据平衡关系分析解答.
易错点
本题关键要理解小物块先后经过两个光电门所用时间相等,从而得出小物块做匀速直线运动.
正确答案
解析
根据平均速度公式可知:
考查方向
瞬时速度;平均速度;打点计时器系列实验中纸带的处理
解题思路
根据平均速度公式表示中间时刻的速度进行分析求解.
易错点
本题关键理解做匀变速直线运动的物体,某一段的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度.
正确答案
解析
A、图象的面积表示位移,则可知, ,故A错误,B正确;
C、根据牛顿第二定律可知,a=μg;由图象可知,联立解得:
,故C正确;
D、当悬挂重物1时,根据平衡条件可知m1g=μMg;
解得:,故D正确;
E、小物块的最大动能为:,故E错误;
考查方向
匀速直线运动及其公式、图像;牛顿第二定律
解题思路
根据牛顿第二定律以及图象的性质进行分析,由图象的斜率可求得加速度,根据牛顿第二定律即可求得物体的质量.
易错点
本题关键知道小物块速度随时间变化的v-t图像的斜率表示物体的加速度,图线与时间轴所围面积表示物体的位移.
1.频闪照相是每隔相等时间曝光一次的照相方法,在同一张相片上记录运动物体在不同时刻的位置。如图所示是小球在竖直方向运动过程中拍摄的频闪照片,相机的频闪周期为T,利用刻度尺测量相片上2、3、4、5 与1 位置之间的距离分别为x1、x2、x3、x4。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
本题并没有说明是竖直上抛还是自由落体,若是带有上抛段,又没有说明1-5各位置的时刻的话,上升段也是可以的,A选项错误,小球在2位置的速度为:;加速度大小为:
,B、C错误;综上,D选项正确。
考查方向
解题思路
1、频闪照片的本质是匀变速直线运动的位置叠加;2、根据解出小球在2位置的速度;3、根据Δx=aT2解出小球的加速度。
易错点
知识迁移,匀变速直线运动的规律
知识点
1.一次课上老师拿来了一位同学所做的“探究匀变速直线运动规律”的测量记录如下表,表中“速度v”一行是这位同学用某种方法(方法不详)得到的物体在0,1,2,3,4,5几个位置的瞬时速度。根据表中数据作出的v-t图象如图所示。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A选项,v-t图象中图像与横坐标围成的面积表示物体的位移,当时间间隔较短时,所得阴影部分面积与图像与横坐标围成的面积近似相等, 故该方法可以估算小车从0到5的位移,选项A正确,B错误。
C选项,小车从位置0到位置5的精确位移是图像与横坐标围成的面积,即梯形OABC的面积,故C、B选项错误。
考查方向
解题思路
1、根据v-t图像与横坐标围成的面积的含义解题。
易错点
对v-t图像与横坐标围成的面积的含义不清楚。
知识点
(1)①用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值秀小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
②在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。
电压表V 量程3V 内阻约为900
电压表V 量程10V 内阻约为3K
电压表A 量程60mA 内阻约为5
电源E1 电动势1.5V 内阻约为0.2
电源E2 电动势4.5V 内阻约为0.4
滑动变阻器(最大阻值为10)。粗细均匀的同种电阻丝,开关、导线和刻度尺
其主要实验步骤如下:
A.选取图中器材,按示意图连接电路
B.用伏安法测定电阻丝的阻值R
C.用刻度尺没出电阻丝的长度L
D.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、C
E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝值与长度的关系
为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进。
1:
2 :
(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)
A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm
C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm
正确答案
解析
①红表笔接F,电阻很小,此时二极管导通,电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进,电流方向E到F,只有B正确。
②根据电动势的大小和电压表的量程不能选择10V,电路图选择V1当然正确。为减小测量误差要求电压表的指针偏转过半,故1.5V的电动势太小,电源E1应该选为E2。
由于约60多欧姆,第一组测量值为104.8Ω为大电阻用内接伏安法,第五组测量值为27.1Ω,为小电阻用外接伏安法,这说明外接法先用试触法判断调整后再测量。
(2)答案C
解析验证机械能守恒定律采用重锤的自由落体实现,所以相邻的0.02s时间内的位移增大量为,答案C。
知识点
利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm ,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度,结果如图2所示,由此读出
________mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离__________m;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和
;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量。
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为__________和
________。
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为___________和
__________。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少__________(重力加速度为
)。
(3)如果______________,则可认为验证了机械能守恒定律。
正确答案
(1)②9.30
③60.00
(2)①,
②,
③
(3)
解析
由于挡光条宽度很小,因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。
知识点
现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A,B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图:
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________。动能的增加量可表示为________。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为
= ________。
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
以s为横坐标,为纵坐标,在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=________×104m-1·s-2 (保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的斜率k0,将k和k0进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律。
正确答案
(1)
(2)图略;2.40
解析
(1)重力势能的减少量,
到达B点的速度为 ,动能的增加量
。
若在运动过程中机械能守恒,可得:
(2)利用图像可求得斜率为2.40×104m-1·s-2。利用实验数据分别进行逐差法得直线斜率为2.399×104m-1·s-2,保留3位有效数字为2.40×104m-1·s-2。
知识点
21.甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验
(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材_____________乙同学需在图中选用的器材___________。(用字母表示)
(2)乙同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。纸带__________的加速度大(填①或者②),其加速度大小为____________。
正确答案
(1)AB;BDE(2)①;()
纸带②中前第1、2点与第2、3点的位移差为三个点的位移差为
根据逐差法可得纸带①的加速度大,大小为
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
一、(1)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图1所示,读数为__________________mm。
(2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图2所示,读数为__________________cm。
二、太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上,大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的,请将图1连成一个完整的实验电路图。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为____________。
三、利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度
。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。
a用刻度尺测出物体下落的高度,并测出下落时间
,通过
计算出瞬时速度v0
b用刻度尺测出物体下落的高度,并通过
计算出瞬时速度
c根据做匀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,并通过计算出高度
d用刻度尺测出物体下落的高度,根据做匀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
以上方案中只有一种正确,正确的是 。(填入相应的字母)
正确答案
一、(1)0.617(0.616~0.619)
(2)0.675
二、(1)如图
(2)很大;1.0×103(965~1040)
三、d
解析
一、(1)0.5mm+11.7×0.01mm=0.617mm
(2)0.6cm+15×0.05mm=0.675cm
二、(1)根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,电路连接如图
(2)在电压小于2.00V时,由图可读出电流很小,由得
,太阳能电池的电阻很大
当电压为2.80V时,根据题图读出UI,由得:R=1.0×103Ω
三、物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用,不是自由落体运动,ab错误。物体下落的高度是用米尺测量的,不是计算的,c错误。d为验证机械能守恒定律的实验测量方案,正确。
知识点
图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有——。(填入正确选项前的字母)
a米尺
b秒表
c0~12V的直流电源
d0~I2V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有______。(写出两个原因)
正确答案
(1)ad
(2)纸带和打点计时器之间有摩擦;用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差。
解析
略
知识点
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