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專(zhuān)題強(qiáng)化十五　力學(xué)實(shí)驗(yàn) 本試卷共9小題，共90分，考試時(shí)間為60分鐘 1．(10分)[2018普蘭店市期末]某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，獲取一條做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)牽引的紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源的頻率是50 Hz，由紙帶上打出的某一點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶，按如圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶貼在直角坐標(biāo)系中，則： (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔取決于________． A．交流電壓的高低 B．墨粉紙盤(pán)的大小 C．紙帶的長(zhǎng)度 D．交流電的頻率 (2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，通常采取隔相同點(diǎn)取計(jì)數(shù)點(diǎn)的方法，如上述實(shí)驗(yàn)小組，其選取的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為_(kāi)_______________________________________________________________________． (3)在第二條紙帶內(nèi)中間時(shí)刻的速度是______________m/s；(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (4)由上述數(shù)據(jù)可知小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度是________m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 2．(10分)[2018齊齊哈爾市高三二模]用如圖所示的裝置測(cè)量物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，長(zhǎng)木板和半圓弧體平滑連接且固定在水平面上，長(zhǎng)木板的左端固定以光電門(mén)，長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng)，讓裝有遮光片的物塊從圓弧面上某一位置下滑，物塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)，與光電門(mén)相連的數(shù)字計(jì)時(shí)器可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間，已知遮光片的寬度為d，重力加速度為g. (1)讓物塊從圓弧面上某處下滑，物塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間為t，測(cè)出物塊通過(guò)光電門(mén)后在長(zhǎng)木板上滑行的距離為x，則物塊通過(guò)光電門(mén)的速度為_(kāi)_______，則物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______． (2)通過(guò)改變物塊在圓弧面上開(kāi)始下滑的位置，測(cè)出多組物塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t及物塊在長(zhǎng)木板上滑行的距離x，如果要通過(guò)圖象處理數(shù)據(jù)，且要使作出的圖象是線(xiàn)性圖象，則當(dāng)橫軸為x時(shí)，縱軸應(yīng)為_(kāi)_______(選填“t”、“t2”或)，如果作出的圖象斜率為k，則物塊與斜面體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______． (3)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法中正確的是________． A．圓弧面越光滑越好 B．物塊每次必須在同一位置靜止開(kāi)始下滑 C．遮光片寬度越小，實(shí)驗(yàn)誤差越小 D．滑塊質(zhì)量的按下對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響 3．(10分)[2018洛陽(yáng)市第一次統(tǒng)考]某同學(xué)利用如圖所示的裝置欲探究小車(chē)的加速度與合外力的關(guān)系．具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①按照如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并測(cè)出兩光電門(mén)之間的距離L ②平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后， 使小車(chē)沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等 ③取下細(xì)繩和沙桶，測(cè)量沙子和沙桶的總質(zhì)量m，并記錄 ④把小車(chē)置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車(chē)，并記錄小車(chē)先后通過(guò)光電門(mén)甲和乙的時(shí)間，并計(jì)算出小車(chē)到達(dá)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度和運(yùn)動(dòng)的加速度 ⑤重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)②～④的步驟 (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片的寬度為d，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)光電門(mén)甲和乙的時(shí)間分別為Δt1和Δt2，則小車(chē)加速度的表達(dá)式為a＝________. (2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，正確的是________． A．平衡摩擦力時(shí)需要取下細(xì)繩和沙桶 B．平衡摩擦力時(shí)不需要取下細(xì)繩和沙桶 C．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 D．小車(chē)的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沙桶和沙子的總質(zhì)量 (3)若想利用該裝置測(cè)小車(chē)與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)測(cè)得平衡摩擦力后斜面的傾角θ，沙和沙桶的總質(zhì)量m，以及小車(chē)的質(zhì)量M.則可推算出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ＝________(表達(dá)式中含有m、M、θ)． 4．(10分)[2018永春一中、培元一中二次聯(lián)考]裝有拉力傳感器的輕繩，一端固定在光滑水平轉(zhuǎn)軸O上，另一端系一小球，空氣阻力可以忽略．設(shè)法使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(如圖甲)，通過(guò)拉力傳感器讀出小球在最高點(diǎn)時(shí)繩上的拉力大小是F1，在最低點(diǎn)時(shí)繩上的拉力大小是F2.某興趣小組的同學(xué)用該裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋? (1)小明同學(xué)認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)出小球的直徑，于是他用螺旋測(cè)微器測(cè)出了小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑d＝________ mm. (2)小軍同學(xué)認(rèn)為不需要測(cè)小球的直徑．他借助最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的拉力F1、F2，再結(jié)合機(jī)械能守恒定律即可求得．小軍同學(xué)還需要測(cè)量的物理量有________(填字母代號(hào))． A．小球的質(zhì)量m B．輕繩的長(zhǎng)度l C．小球運(yùn)動(dòng)一周所需要的時(shí)間T (3)根據(jù)小軍同學(xué)的思路，請(qǐng)你寫(xiě)出重力加速度g的表達(dá)式________________________________________________________________________． 5．(10分)[2018山東煙臺(tái)一中模擬]某同學(xué)利用如圖甲裝置探究彈簧的彈性勢(shì)能EP與彈簧伸長(zhǎng)量Δx之間的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度d.如圖乙所示測(cè)量值d＝________mm. (2)按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧，將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端；在立柱上固定一指針，標(biāo)示出彈簧不掛重錘時(shí)遮光條下邊緣的位置，并測(cè)出此時(shí)彈簧長(zhǎng)度x0. (3)測(cè)量出重錘質(zhì)量m，用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)在彈簧下方掛上重錘，測(cè)量出平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度x1，并按甲圖所示將光電門(mén)組的中心線(xiàn)調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則此彈簧的勁度系數(shù)k＝________. (4)用手緩慢地將重錘向上托起，直至遮光條恰好回到彈簧原長(zhǎng)標(biāo)記指針的等高處(保持細(xì)線(xiàn)豎直)，迅速釋放重錘使其無(wú)初速下落，光電門(mén)組記下遮光條經(jīng)過(guò)的時(shí)間Δt，則此時(shí)重錘下落的速度v＝____________，彈簧此時(shí)的彈性勢(shì)能Ep＝____________(均用題目所給字母符號(hào)表示)． (5)換上不同質(zhì)量的重錘，重復(fù)步驟3、4，計(jì)算出相關(guān)結(jié)果，并驗(yàn)證彈性勢(shì)能Ep與彈簧伸長(zhǎng)量Δx之間的關(guān)系． 6．(10分)[2018天津市十二重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條． (1)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，下列哪些說(shuō)法是正確的________(填字母代號(hào))． A．將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可 B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行 C．用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 (2)小組同學(xué)利用坐標(biāo)紙記下了橡皮條的結(jié)點(diǎn)位置O以及兩個(gè)彈簧秤拉力的大小和方向，如圖所示，圖中每一小格長(zhǎng)度均代表0.5 N，則F1與F2的合力大小為_(kāi)_______N．(保留2位有效數(shù)字) (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持橡皮條的結(jié)點(diǎn)位置O不動(dòng)和彈簧秤的拉力F1的方向不變，使另一個(gè)彈簧秤從圖示位置開(kāi)始，沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)53角，關(guān)于彈簧秤示數(shù)F2的變化，下列結(jié)論正確的是________．(已知sin53＝0.8) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大 7．(10分)[2018開(kāi)封三模]某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細(xì)沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點(diǎn)間的距離．滑塊與導(dǎo)軌間沒(méi)有摩擦，用g表示重力加速度． (1)該同學(xué)首先用游標(biāo)卡尺測(cè)量了遮光片的寬度，如圖2所示，遮光片的寬度d＝________cm. (2)該同學(xué)首先調(diào)整導(dǎo)軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過(guò)滑輪連接在滑塊上．讓滑塊恰好在A點(diǎn)靜止．剪斷細(xì)繩后，滑塊開(kāi)始加速下滑，則其受到的合外力為_(kāi)_______．(用題目中所給的物理量符號(hào)表示) (3)為驗(yàn)證從A到B過(guò)程中滑塊合外力做功與動(dòng)能滑塊變化的關(guān)系，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為_(kāi)_____________________________．(用題目中所給的物理量符號(hào)表示) 8．(10分)[2018廣州二中第三次聯(lián)考]在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置： (1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則要求________． A．m1>m2　r1>r2 B．m1>m2　r1m2　r1＝r2 D．m1m2. (2)碰撞前后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)． 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，碰撞前入射小球的速度 v1＝. 碰撞后入射小球的速度v2＝. 碰撞后被碰小球的速度v3＝. 根據(jù)動(dòng)量守恒可知，m1v1＝m2v3＋m1v2. 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同， m1OP＝m1OM＋m2O′N(xiāo). 需要測(cè)量的工具有刻度尺和天平． (4)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解初速度 v0＝＝s. 動(dòng)能的增加量ΔEk＝mv＝. 重力勢(shì)能的減小量ΔEp＝mgh1. 驗(yàn)證的關(guān)系式為＝mgh1，即s2＝4h1h2. 9．(2)噴水后瓶和水的總質(zhì)量 (3) (4) 解析：(2)用天平測(cè)出裝滿(mǎn)水時(shí)瓶和水的總質(zhì)量為m0，再測(cè)出噴水后瓶和水的總質(zhì)量為m，則射出水的質(zhì)量為(m0－m)． (3)水離開(kāi)瓶口后做平拋運(yùn)動(dòng)， 豎直方向上，H＝gt2. 水平方向上， ＝vt. 聯(lián)立解得，v＝. (4)根據(jù)動(dòng)能定理可知，擠壓一次做功 W＝mv2＝.