实验题专练卷(一)　力学实验

1．(2014·哈尔滨三中月考)做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图1所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)，已知打点计时器使用的是50 Hz的交变电流，则打点计时器在打“1”时的速度v1＝________ m/s，平均加速度为a＝________ m/s2。由计算结果可估计出第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是________ cm。(结果均保留3位有效数字)。【来源：21·世纪·教育·网】


图1
2．(2014·温州八校联考)某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量Q(Q＝Sv，S为出水口的横截面积，v为出水口的水速)，方法如下：


图2
(1)先用游标卡尺测量喷水口的内径D。A、B、C、D图中，测量方式正确的是________。
(2)图2为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D＝________ m。
(3)打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，则喷出的水的初速度v0＝________(用x、y、g表示)。2-1-c-n-j-y
(4)根据上述测量值，可得水管内水的流量Q＝________(用D、x、y、g表示)。
3．(2014·江西重点中学高三联考)(1)我们已经知道，物体的加速度(a)同时跟合外力(F)和质量(M)两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是________。


图3
(2)某同学的实验方案如图3所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法而带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：【来源：21cnj*y.co*m】
a．用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是________________。
b．使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于________。
(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：
A．利用公式a＝计算；
B．根据a＝利用逐差法计算。
两种方案中，你认为选择方案________比较合理。
4．(2014·淮安高三质检)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：
第一步：把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连，重锤后连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图4甲所示。　　21*cnjy*com
第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示。打出的纸带如图丙所示。


图4
请回答下列问题：
(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为Δt，根据纸带求滑块速度，打点计时器打B点时滑块速度vB＝________。21cnjy.com
(2)已知重锤质量为m，当地的重力加速度为g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达式W合＝________。21·世纪*教育网
(3)算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v，以v2为纵轴、W为横轴建立坐标系，描点作出v2－W图像，可知该图像是一条________，根据图像还可求得________。【出处：21教育名师】
5．(2014·浙江效实中学检测)测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图5所示的装置，图中长木板水平固定。【版权所有：21教育】


图5
(1)实验过程中，电火花计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，调整定滑轮高度，使________________。www-2-1-cnjy-com
(2)已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ＝________。21教育名师原创作品
(3)如图6所示为木块在水平木板上带动纸带运动时打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm，x5＝8.42 cm，x6＝9.70 cm。则木块加速度大小a＝________ m/s2(保留2位有效数字)。2·1·c·n·j·y


图6
6．(2013·大纲版全国卷)测量小物块Q与平板P之间动摩擦因数的实验装置如图7所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度大小为g。实验步骤如下：


图7
①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的长度h；
③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s。
 (1)用实验中的测量量表示：
①物块Q到达B点时的动能EkB＝________；
②物块Q到达C点时的动能EkC＝________；
③在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf＝________；
④物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝________。
(2)回答下列问题：
①实验步骤④⑤的目的是________；
②已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是__________________________________。(写出一个可能的原因即可)

答  案
1．解析：打点计时器在打“1”时的速度v1＝×10－2 m/s＝0.491 m/s；由Δx＝aT2和逐差法可得平均加速度为a＝0.880 m/s2；第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是7.98 cm＋0.880×0.12 m＝8.86 cm。21教育网
答案：0.491 m/s　0.880±0.01 m/s 2
8．86±0.01 cm
2．解析：由平抛运动规律可得喷出的水的初速度v0＝x 
水管内水的流量Q＝Sv0＝ 
答案：(1)C　(2)1.010×10－2
(3)x 　(4) 
3．解析：要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法。想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法而带来的实验误差，使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于砂桶的重力；用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。利用实验中打出的纸带求加速度时，需要根据a＝利用逐差法计算，选项B正确。版权所有
答案：(1)控制变量法　(2)a.平衡摩擦力　b．砂桶的重力
(3)B
4．解析：(1)由打出的纸带可知B点的速度为vB＝；
(2)由做功定义式可知还需要知道滑块下滑的位移，由动能定理可知W合＝ΔEk，即mgx＝ΔEk；
(3)v2－W图像应该为一条过原点的直线。
答案：(1)　(2)下滑的位移x　mgx　(3)过原点的直线　滑块的质量M
5．解析：对木块和砝码及砝码盘，由牛顿第二定律，mg－μMg＝(M＋m)a，解得μ＝。
加速度大小
a＝＝1.3 m/s2。
答案：(1)细线与长木板平行
(2)　(3)1.3
6．解析：(1)①由机械能守恒定律可知EkB＝mgR；
②物块离开C点后做平抛运动，其在空中运行的时间为
t＝，
则初速度vC＝＝s ，所以物块在C点的动能EkC＝mv＝；
③物块从B运动到C点的过程中克服摩擦力做的功等于物块动能的减少量，即Wf＝EkB－EkC＝mgR－；21·cn·jy·com
④Wf＝μmgL，结合③中的式子，整理可解得μ＝－。
(2)①重复操作多次的目的是减小实验误差；②实验原理中只有P对Q的摩擦力做负功，实际还有其他阻力做负功使系统机械能减少，因此测量的Wf应比真实值大，即测得的μ值偏大，其他阻力有空气阻力、圆弧轨道阻力、接缝B处阻力等。www.21-cn-jy.com
答案：(1)①mgR　②　③mgR－　④－　(2)①减小实验结果的误差
②圆弧轨道存在误差(或接缝B处不平滑等)