江苏专用2020版高考物理二轮复习专题过关检测十一力学实验
7页1、专题过关检测(十一) 力学实验1(2019江苏省四星级学校联考)用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。实验中,选取了一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图乙中A、B、C、D、E、F所示。通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E、F点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5(1)本实验中,打点计时器的工作电压为_(选填“220 V ”或“6 V以下”)交流电。(2)在图丙中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出vt图像。(3)观察vt图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是_。(4)描绘vt图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对t的要求是_(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的x大小与速度测量的误差_(选填“有关”或“无关”)。解析:(1)由于实验中所选用的为电磁打点计时器,所以打点计时器的工作电压为6 V以下的交变电压;(2)利用所给点迹描点连线,得图像如图所示:其中C点的横坐
2、标为3T,纵坐标为v3;(3)结合图像可以看出小车速度随时间均匀变化,所以小车做匀加速运动;(4)t越小,则越接近计数点的瞬时速度,所以t越小越好,计算速度需要用到x的测量值,所以x的大小与速度测量的误差有关。答案:(1)6 V以下(2)见解析图(3)小车的速度随时间均匀变化(4)越小越好有关2两实验小组分别作“探究加速度和力、质量的关系”实验。(1)A组用如图甲所示装置做实验,图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上,拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。做实验时,下列操作必要且正确的是_。A将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动B小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数C为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量D用天平测出砂和砂桶的质量(2)B组用如图乙所示的实验装置做实验。在正确、规范的操作中,打出一条如图丙所示的纸带,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离,打点计时器的频率为50 Hz。打第4个计数点时小车的速度v4_ m/s;小车做匀加速直线运动的加速度a_ m/s2。(保留三位有效
3、数字)平衡了摩擦力后,在小车质量M保持不变的情况下,不断往砂桶里加砂,直到砂的质量最终达到M。测出每次加砂后,砂和砂桶的总重力F和小车的加速度a,作aF的图像。下列图线正确的是_。解析:(1)实验前要平衡摩擦力,将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动,选项A正确;实验时小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,选项B正确;绳子的拉力可以由拉力传感器读出,实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,选项C、D错误。(2)每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,因此相邻两计数点间的时间间隔为T0.1 s,打计数点4时小车的瞬时速度等于计数点35间的平均速度,则有:v4 m/s1.21 m/s;根据xaT2,解得a m/s22.02 m/s2。平衡了摩擦力后,对小车有:TMa,对砂和砂桶有:mgTma,联立可得:a。若满足mM,则有a,即aF的图像为过原点的一条倾斜直线,当砂和砂桶的质量较大时,不再满足mM这一条件,此情况下按相同方式描点的图像遵循a规律,随着砂的质量的增加,aF的图像的斜率k将减小,所以图线将
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