提升训练20 力学实验1.(2022年4月浙江学业水平考试)在研究平抛运动实验中,(1)图1是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端时的 。 A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中,下列说法正确的是 (多选)。 A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是 。 A.释放小球时初速度不为零B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是( )2.(2022浙江名校协作体联考)(1)在实验室做力学实验时会经常用到“重物”,请为下列实验从图中选择最合适的“重物”(选填“A”“B”或“C”);①探究小车速度随时间的变化规律: ; ②用自由落体运动验证机械能守恒定律: 。 (2)在探究功和速度变化关系的实验中,甲同学直接将长木板放在水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验(如图甲所示);乙同学将长木板一端垫高(如图乙所示),-7-\n调整木块位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,然后进行橡皮筋拉小车实验。①两同学中操作正确的是 (选填“甲”或“乙”)同学。 ②下列操作正确、规范的是 。(本题只有一个选项是正确的) A.打点计时器接直流电源B.先释放小车,再接通电源C.需使用相同规格的橡皮筋D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放③通过正确操作得到的一条纸带,应为图中 (选填“甲”或“乙”)。 3.如图1所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。(1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g取9.8m/s2,重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量ΔEp= J,在B点的动能Ek= J(计算结果均保留3位有效数字) (2)若PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为vB,当两者间的关系式满足 时,说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)。 (3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是 。 A.重物的质量过大B.重物的体积过小C.电源的电压偏低D.重物及纸带在下落时受到阻力4.某同学采用如图1所示的装置做探究小车速度随时间变化的规律实验。(1)打点计时器使用 (选填“直流”或“交流”)电源。 (2)本实验 (选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。实验时应 (填字母)。 -7-\nA.先接通电源,再释放小车B.先释放小车,再接通电源C.同时释放小车与接通电源(3)该同学按正确的步骤完成了操作,并得到如图2所示的纸带,打下H点时小车速度大小vH= m/s。(保留2位有效数字) 5.在探究加速度与力、质量的关系实验中,实验装置示意图如图所示。(1)下列说法正确的是( )A.实验时先释放小车,再接通电源B.实验所用打点计时器应该接直流电源C.实验过程中,小车质量应该远小于悬挂的重物的质量D.实验过程中,细线应该与长木板平行(2)如图甲、乙所示是两组同学在平衡摩擦力时对于相关器材的安装和操作情况,其中较为合理的是 (选填“甲”或“乙”)。 (3)如图丙所示,小车总质量一定时,根据实验数据画出a-m图象,图线斜率的倒数与重力加速度g的乘积表示 ,其值为 。(g取10m/s2,结果保留2位有效数字) (4)如图丙所示,图线不通过原点的原因是( )A.小车总质量远大于钩码质量B.小车质量远大于钩码质量C.平衡小车的阻力时,木板的倾角过大D.平衡小车的阻力时,木板的倾角过小6.(2022浙江选考10月,17)在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中。-7-\n(1)下列仪器需要用到的是 (多选); (2)下列说法正确的是 (多选); A.先释放纸带再接通电源B.拉小车的细线应尽可能与长木板平行C.纸带与小车相连端的点迹较疏D.轻推小车,拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡(3)如图所示是实验时打出的一条纸带,A,B,C,D…为每隔4个点取的计数点,据此纸带可知小车在D点的速度大小为 m/s(小数点后保留两位)。 7.甲同学准备做探究功与物体速度变化的关系实验。乙同学准备做验证机械能守恒定律实验。图1(1)图1为实验室提供的部分器材,甲、乙均要使用的器材是 (填字母代号)。 (2)图2是实验中得到的纸带①、②,请选择任意一条纸带计算b点对应速度 m/s,其中纸带 (选填“①”或“②”)是验证机械能守恒定律实验得到的。 ①②图2(3)关于这两个实验,下列说法正确的是 (填字母代号)。 A.甲同学可以利用纸带上任意两点间的距离求所需速度B.甲同学实验时长木板倾斜的目的是使橡皮筋所做的功等于合力所做的功-7-\nC.乙同学可以取纸带上任意2个计时点进行数据处理D.乙同学实验时使重物靠近打点计时器释放的目的是为了获取更多的计时点8.甲同学准备做探究功与物体速度变化的关系实验,乙同学准备做验证机械能守恒定律实验。丙同学准备做研究匀变速直线运动速度与时间关系实验。(1)甲同学用电磁打点计时器与学生电源相接,接线正确的是 (选填“图1”或“图2”)。 (2)关于甲、乙两同学的实验下列说法正确的是 (填字母代号)。 A.甲同学可以利用纸带上任意两计时点的距离求所需速度B.甲同学实验时,通过改变小车的释放位置来探究做功与速度变化关系C.乙同学可以利用v=gt求出某计时点的瞬时速度D.乙同学实验时使重物靠近打点计时器释放的目的是为了获取更多的计时点(3)三个同学实验正确操作后各自获得了一条纸带,下图是某位同学实验中打出的一条纸带的一部分(单位:cm),纸带上标出了连续的6个计数点,相邻计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器打“3”点时,小车的速度为 m/s(结果保留两位有效数字)。 通过分析可得出:这条纸带是 同学得到;以上三个实验中必须要平衡摩擦力是 同学的实验。(以上两空选填“甲”“乙”或“丙”) 答案：1.答案(1)B BD (2)C (3)B解析(1)小球平抛运动轨迹出发点应该在斜槽末端球的上端处,所以选B。实验过程中,斜槽不一定光滑,只要能够保证小球从同一位置静止释放,即使轨道粗糙,摩擦力做功是相同的,小球离开斜槽末端的速度就是一样的,所以选项A错误。记录点适当多一些,能够保证所描曲线更接近小球的真实轨迹,选项B正确,C错误。y轴必须是竖直方向,即用重垂线确定,即选项D正确。(2)由题图可知斜槽末端不水平,才会造成小球做斜抛运动,选择C。-7-\n(3)在瓶中插入直吸管的目的就是为了保证水流流速不因瓶内水面下降而减小,能保证液面下降到直吸管上端处的一段时间内,能够得到稳定的细水柱,所以选B。2.答案(1)①B ②A (2)①乙 ②C ③乙解析(1)①探究小车速度随时间的变化规律中,把钩码挂在细绳上,细绳通过定滑轮拉小车在木板上运动,故选B。②做验证机械能守恒定律实验时,重物选择质量大一些、体积小一些的,并且重物只需一个即可,故选A。(2)①做此实验时,需平衡摩擦力,故操作正确的是乙同学。②打点计时器应接交流电源,故A错误;应先接通电源,再释放小车,故B错误;为了每次改变橡皮筋条数时做功成倍数增加,故使用的橡皮筋应是相同的,故C正确;每次都要从同一位置由静止释放,这样开始时橡皮筋的形变量相同,过程中每根橡皮筋做的功才相同,故D错误。(3)小车在橡皮筋的作用下先加速,后匀速,故纸带间隔先变大后均匀。3.答案(1)0.0982 0.0960 (2)=2gh (3)D解析(1)mgh≈0.0982J,vB=m/s=0.98m/s,Ek=≈0.0960J。(2)若机械能守恒,则mgh=,即=2gh。(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是重物及纸带在下落时受到阻力。4.答案(1)交流 (2)不需要 A (3)0.90m/s解析(1)打点计时器使用交流电源。(2)本实验只要加速度一定即可,不需要平衡摩擦力。先接通电源,再释放小车,故A对。(3)v=×10-2m/s=0.90m/s。5.答案(1)D (2)乙 (3)小车总质量M 1.0千克 (4)D解析(1)实验时先接通电源,再释放小车;实验所用打点计时器应该接交流电源;小车质量应该远大于悬挂的重物的质量。所以A、B、C错误,D正确。(2)小桶里一般放砝码,直接用砝码重力大小代替拉力大小,所以平衡摩擦力时带上小桶,所以选乙图。(3)由于题图丙是小车总质量保持不变得到的图线,因此其横轴与重力加速度g的乘积表示拉力大小,图线斜率的倒数与重力加速度g的乘积表示小车总质量M,为1.0千克。(4)由(3)可知,拉力0.1N后才有加速度,说明摩擦力未完全平衡掉,所以选D。6.答案(1)AD (2)BD (3)0.21±0.01解析(1)本实验通过打点纸带分布求物体的加速度,通过天平测量小车的质量,力由钩码的重力提供,所以选择仪器A、D。(2)实验时应先开打点计时器,后释放小车;为了保证绳子拉力不用分解,所以绳子要与木板平行,所以选项A错误,B正确。小车初始速度为0,之后慢慢变大,因此纸带与小车相连端的点迹较密,选项C错误。本实验需要平衡摩擦力,在小车质量远大于钩码质量时,钩码重力近似等于小车所受合外力,所以选项D正确。(3)vD==0.205m/s≈0.21m/s。7.答案(1)D (2)0.70(0.68~0.72)或1.38(1.36~1.40) ② (3)BD解析(1)探究功与物体速度变化的关系实验、验证机械能守恒定律实验都需要打点计时器。-7-\n(2)对纸带①,vb=s=0.70m/s;对纸带②,vb'≈1.38m/s。①有匀速阶段,故②对。(3)甲同学要用匀速阶段求速度,故A错;平衡摩擦力,橡皮筋上的力就是合外力,故B对;应当取纸带上尽可能远的2个计时点进行数据处理,距离太近,误差较大,故C错;乙同学让重锤靠近打点计时器,可以在纸带上打出更多的点,故D对。8.答案(1)图2 (2)D (3)0.23 丙 甲解析(1)电磁式打点计时器接交流电源,故题图2正确。(2)甲同学要用匀速阶段求速度,故A错误。甲同学实验时必须保证小车释放位置相同,改变橡皮筋的条数,故B错误。v=gt可推导出mgh=mv2,故C错误。乙同学实验时使重物靠近打点计时器释放的目的是为了获取更多的计时点,故D正确。(3)v=m/s≈0.23m/s。(3)甲不可能做匀变速,乙加速度为g,所以为丙。由于探究功与物体速度变化的关系实验有匀速运动的过程,所以一定要平衡摩擦力。-7-
