49.(江苏省南通通州市2008届高三年级第二次统一测试卷)某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m间关系的实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带上点求得.
次 数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
小车加速度a/ms-2 |
1.90 |
1.72 |
1.49 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.50 |
0.30 |
小车质量m/kg |
0.25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
1.00 |
1.67 |
|
4.00 |
3.50 |
3.00 |
2.5 |
2.00 |
1.40 |
1.00 |
0.60 |
(1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为 m/s2;
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线;
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是_____________;
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质 量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是
.
答案:(1)3.0(2.6-3.4) (2)如图所示 a=1/(2m)
(3) 实验前未平衡摩擦力
48.( 2008普通高等学校全国统一考试江苏物理考前全真模拟试卷)某探究学习小组的同学欲以下图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有 .
(2)实验时为了保证滑块受到的合力 与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时首先要做的步骤是 .
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为 (用题中的字母表示).
(4)如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2).要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,则最终需验证的数学表达式为 (用题中的字母表示)。
答案:(1)天平,刻度尺
(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,平衡摩擦力
(3)
(4)
47.(广东省广州市重点中学2007-2008学年度高三第三次质检)某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为 h,且h 随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v - h 图像,如图丙所示。
v(m/s) |
0 |
1.00 |
1.41 |
1.73 |
2.00 |
2.45 |
3.00 |
3.16 |
h(m) |
0 |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.30 |
0.45 |
0.50 |
(1)根据根据上表的数据和图丙中图像的形状,可猜想v和h之间的关系为_______________;为验证猜,请在图丁中确定纵轴所表示的物理量,并另作图像,若该图像的形状为 ,说明猜想正确。
(2)现利用上述测速器,由河流南岸开始,每隔1米测一次流速,得到数据如下表所示:
测试点距岸距离 x/m |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
管内外高度差 h/cm |
0 |
0.8 |
3.2 |
7.2 |
12.8 |
20.0 |
28.8 |
相应的水流速度 v/ms-1 |
|
|
|
|
|
|
|
根据v和h之间的关系完成上表的最后一行,对比上表中的数据,可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为: 。
答案:(1)v2 ∝ h(或 v ∝ ,或v2 = 20h,或v = )
图像略 直线
(2)数据:
0 |
0.4 |
0.8 |
1.2 |
1.6 |
2.0 |
2.4 |
v ∝ x(或 v = 0.4x)
46.(广东省广州市重点中学2007-2008学年度高三第三次质检) 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A. 按照图示的装置安装器件;
B. 将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C. 用天平测出重锤的质量;
D. 释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E. 测量纸带上某些点间的距离;
F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因。
答:
(写在答题卷上)
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=_________。
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是___ ____。试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=_ __ ____。
答案:①步骤B是错误的。应该接到电源的交流输出端。步骤D是错误的,应该先接通电源,待打点稳定后再释放纸带。步骤C不必要,因为根据测量原理,重锤的动能和势能中都包含了质量m,可以约去。
②
③重锤的质量m ,
45.( 北京市宣武区2007-2008学年度第二学期第二次质量检测)实验室的斜面小槽等器材装配如图所示。一个半径为r的钢球每次都从厚度为d的斜槽上同一位置滚下,经过水平槽飞出后做平抛运动。设法用铅笔描出小球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球从抛出点开始做平抛运动的轨迹。
该同学根据自己所建立的坐标系,在描出的平抛运动轨迹图上任取一点P(x,y),精确地测量其坐标x、y,然后求得小球的初速度v。那么,这样测得的平抛初速度值与真实值相比会_______ 。(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
答案:偏小
44.(海口市2008年高考调研测试题)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
①摆好实验装置如图。
②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车。
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。
④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带。
(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条。经测量、计算,得到如下数据:
①第一个点到第N个点的距离为40.0cm。②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:拉力对小车做的功为 J,小车动能的增量为 J。
(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是:
答案:(1)0.196 0.1
(2)①小车质量没有远大于钩码质量;②没有平衡摩擦力;③操作错误:先放小车后开电源
43.( 2008届广东华师附中5月冲刺练习卷)现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数,给定的器材如下:一倾角可以调节的长木板(如图)、木块、计时器一个、米尺.
(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤:
①让木块从斜面上方一固定点D从静止开始下滑到斜面底端A处,记下所用的时间t.
②用米尺测量D与A之间的距离s,则木块的加速度a= .
③用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面CA的高度h和长木板的总长度l.设木块所受重力为mg,木块与长木板之间的动摩擦因数为,则木块所受的合外力F =_____ .
④根据牛顿第二定律,可求得动摩擦因数的表达式=____________________ ,代入测量值计算求出的值.
⑤改变____________________________________,重复上述测量和计算.
⑥求出的平均值.
(2)在上述实验中,如果用普通的秒表作为计时器,为了减少实验误差,某同学提出了以下的方案:
A.选用总长度l较长的木板.
B.选用质量较大的木块.
C.使木块从斜面开始下滑的起点D离斜面底端更远一些.
D.使长木板的倾角尽可能大一点.
其中合理的意见是 .(填写代号)
答案:(1)②.③.
④.
⑤长木板的倾角(或长木板顶端距水平桌面的高度).
(2)AC
42.( 2008年佛山市普通高中高三教学质量检测二)九江大桥撞船事故后,佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修,其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工,置换了大桥上所有的斜拉悬索。某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截的圆面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律。
(1)同学们准备象《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物,来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力对实验的影响,你认为可行的措施应该是: 。
(2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积,某次测量的结果如图所示,则该样品的直径为 。
(3)经过同学们充分的讨论,不断完善实验方案,最后实验取得数据如下:
样 品 |
长 度 |
|
200N |
400N |
600N |
800N |
样品A |
1m |
0.50cm2 |
0.02cm |
0.04cm |
0.06cm |
0.08cm |
样品B |
2m |
0.50cm2 |
0.08cm |
0.16cm |
0.24cm |
0.32cm |
样品C |
1m |
1.00cm2 |
0.01cm |
0.02cm |
0.03cm |
0.04cm |
样品D |
3m |
0.50cm2 |
0.18cm |
0.36cm |
0.54cm |
0.72cm |
样品E |
1m |
0.25cm2 |
0.04cm |
0.08cm |
0.12cm |
0.32cm |
①分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量X(单位m)遵循的函数关系式是 。
②对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度 成正比、与悬索的横截面积 成正比。
答案:(1)将悬索样品水平放置在光滑水平面上,用滑轮将竖直向下的重力变为水平的拉力。 (2)0.830cm;
(3)①F=2×106X(N)
②平方的倒数、的大小
41.(常州市2007-2008学年度第二学期期中质量调研六)某同学在“探究当外力一定时,加速度和质量的关系”的实验时,得到下表中的实验数据,(1)这位同学决定使用a-1/m图象来处理这些数据,而不用a-m图象来处理这些数据的原因是
.
(2)请作出a-1/m图象,根据作出的图象,可以得到的结论是
.
m/kg |
a/(m/s2) |
0.20 |
0.60 |
0.30 |
0.40 |
0.40 |
0.29 |
0.50 |
0.25 |
0.60 |
0.20 |
答案:(1)a-m图象是曲线,判断此曲线的性质很不容易,也不直观.a-1/m图象为直线,便于判断a-1/m之间的关系.
(2)当外力一定时,加速度和质量成反比关系.作图正确给分.
40.(常州市2007-2008学年度第二学期期中质量调研五)李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图(a)所示,
(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.
(2)有关此实验,下列叙述正确的是 ▲ .
(A)两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
(B)橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力
(C)两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
(D)若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可
(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F’是用一只弹簧秤拉时的图示)
答: ▲ .
(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)
答: ▲
▲
答案:(1) 如右图
(2)A C
(3)张华作的符合实验事实
(4)1、F1的方向比真实方向偏左.2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实 方向偏左.3、作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行.
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