高一物理高一物理各类实验题汇总.docx
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高一物理高一物理各类实验题汇总
1、在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm。
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB=__________m/s,CE间的平均速度为__________m/s。
(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标系如图所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线。
(3)根据图中作出的图线可得小车运动的加速度为__________m/s2。
2、一个质点正在做匀加速直线运动,现用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s。
分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2m,在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m,由此可求得()
A.第1次闪光时质点的速度
B.质点运动的加速度
C.从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移
D.质点运动的初速度
3、(2010年上海模拟)某同学为估测摩托车在水泥路上行驶时的加速度,设计了下述实验:
将输液用过的500mL的玻璃瓶装适量水,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,使其刚好每隔1.00s滴一滴。
该同学骑摩托车,先使之加速至某一速度,然后熄火,让摩托车沿直线滑行。
图为某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧为起点)。
设该同学质量为50kg,摩托车质量为75kg,g=10m/s2,根据该同学的实验结果可估算:
(1)骑摩托车加速时的加速度大小为__________m/s2;
(2)骑摩托车滑行时的加速度大小为__________m/s2。
4、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间,计时器所用电源的频率为50Hz,如图所示是一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离分别为1.40cm、3.55cm、6.45cm、10.15cm、14.55cm、19.70cm.由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小为v4=__________m/s,小车的加速度大小a=______m/s2。
(结果保留三位有效数字)
5、(2010·重庆高考)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:
sA=16.6mm,sB=126.5mm,sD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为s;
(2)打C点时物体的速度大小为m/s(取2位有效数字);
(3)物体的加速度大小为(用sA、sB、sD和f表示)。
6、某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是图中的()
7、如图所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图:
(1)写出图线代表的函数________(x用m作单位);
(2)弹簧的劲度系数是________N/m;
(3)当弹簧受F2=800N的拉力作用时,弹簧伸长为x2=________cm。
8、做“探究力的平行四边形定则”的实验,在水平放置的木板上铺一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板的A点,橡皮条的另一端拴上两细绳套,如图所示,两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度拉橡皮条使之伸长,到达某一位置O时需记下_________、_______,描下________,再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长,使结点到达位置________,再记下____________。
9、在“探究力的平行四边形定则”的实验中:
(1)其中的两个实验步骤分别是:
A.在水平放置的方木板上固定一张白纸,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上,另一端拴上两个绳套,通过细绳同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条,使它与细绳的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2。
B.只用一只弹簧测力计,通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同,读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向。
请指出以上步骤中的错误或疏漏:
A中是_____________;B中是_______________。
(2)在某次实验中,两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图中画出,图中的方格每边长度表示2N,O点是橡皮条的结点,请用两个直角三角板严格作出合力F的图示,并求出合力的大小为________N。
10、如图所示是甲、乙两位同学在“探究力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F′表示F1和F2的等效力,则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的。
11、在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。
用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图象如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为__________。
图线不过原点的原因是由__________造成的。
12、在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时:
(1)甲、乙两同学用同一装置做探究实验,画出了各自如图所示的a-F的图像,从图像可知两个同学做实验时
的取值不同,其中同学的取值较大。
(2)在探究a与m的关系时,当增加小车的质量时,为了使小车所受外力F一定,必须。
(3)在m一定时,测得a与F的有关数据如下表:
a/m/s2
1.98
4.06
8.12
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
请你根据下列纸带以及提供的数据补充上表中的空格,该数值应为m/s2,其中s1=3.67cm,s2=9.61cm,s3=15.69cm,s4=21.75cm,s5=27.78cm,s6=33.74cm。
图中从A点开始每打五个点取一个计数点。
从表中数据可知,实验的结论是:
。
13、(海淀区测试)用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动。
当改变拉力的大小时,物体运动的加速度也随之变化,a和F的关系如图所示。
g取10m/s2。
(1)根据图线所给的信息,求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)若改用质量是原来2倍的同种材料的物体,请在上图的坐标系上画出这种情况下的a-F图线。
(要求写出作图的根据)
14、在“验证牛顿运动定律”的
实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足M≫m的
条件,结果得到的图象应是下图中的()
15、(2010·台州模拟)如图所示,在探究牛顿运动定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内,有()
A.当m1=m2、F1=2F2时,x1=2x2B.当m1=m2、F1=2F2时,x2=2x1
C.当m1=2m2、F1=F2时,x1=2x2D.当m1=2m2、F1=F2时,x2=2x1
16、在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学在建立直角坐标系时,如图所示有一处失误,假设他在安装实验装置和进行其他操作时准确无误。
(1)观察图可知,他的失误之处是:
__________________。
(2)他根据所建立坐标系记录的数据,运用教学实验原理测得的平抛初速度值与其真实值相比______(选填“偏大”、“相等”或“偏小”)
17、(05年南京质量检测二)某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置,如图。
在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动。
在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调节。
在木板上固定一张白纸。
该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验:
A.实验前在白纸上画一条直线,并在线上标出a、b、c三点,且ab=bc,如图。
量出ab长度L=20.00cm。
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中a点,记下此时木板离桌面的高度h1=70.00cm。
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中b点,记下此时木板离桌面的高度h2=80.00(cm)。
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中c点,记下此时木板离桌面的高度h3=100.00cm。
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小vo=m/s,钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby=m/s。
已知钢球的重力加速度为g=10m/s2,空气阻力不计。
18、做“探索弹力与弹簧伸长量关系”的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L
C.将铁架台固定在桌子上(也可在横梁的另一端挂上一定的配重),并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D.依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数,不行再写成二次函数
F.解释函数表达式中常数的物理意义
G.整理仪器
⑴请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来,为:
_________________________;
⑵某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图8所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知:
该弹簧的自然长度为__________;该弹簧的劲度系数为__________.
19、小华所在的实验小组利用如图10(甲)所示的实验装置探究牛顿第二定律,打点计时器使用的交流电频率f=50Hz,当地的重力加速度为g.
⑴在实验前必须进行平衡摩擦力,其步骤如下:
取下细线和砂桶,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到__________________________________________________.
⑵图10(乙)是小华同学在正确操作下获得的一条纸带,其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出.写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式:
a=__________________;若s1=2.02cm,s2=4.00cm,s3=6.01cm,则B点的速度为:
vB=_________m/s(保留三位有效数字)。
⑶在平衡好摩擦力的情况下,探究小车加速度a与小车质量M的关系中,某次实验测得的数据如表所示.根据这些数据在坐标图中描点并作出
图线.从
图线求得合外力大小为______N(计算结果保留两位有效数字).
a/m·s-2
1.2
1.1
0.6
0.4
0.3
/kg-1
4.0
3.6
2.0
1.4
1.0
1一个物体作匀加速直线运动,在最初的两个连接相同的时间间隔内通过的位移分别是24m和64m,每一时间间隔为4s,求:
1.初速度2.加速度3.第3s内位移4.第5s末的速度
2列火车由静止从车站出发做匀加速直线运动,一观察者站在这列火车第一节车厢的前端,经10s第一节车厢全部通过,则前九节车厢经过_____时间可从观察者身边全部通过,第九节车厢经过观察者所需的时间是__________?
3一质点由a点静止出发做匀加速直线运动,4秒末到达b点,立即做匀减速直线运动,再经过6秒到达c点,停止,已知ac=30M,求到达B点的速度,AB段的平均速度和BC段的位移
4跳伞运动员从296m的高空跳下,他自由下落一段距离后打开伞,已2m/二次方秒的加速度匀减速下降,到达地面的速度为4m/s.求:
运动员在空中下落的时间
5汽车正常行驶速率为120KM/H.刹车产生的最大加速度为8m/s,司机反应时间(从意识到应该停车到操作刹车的时间)是0.6秒.如果能见度为40M,为安全行驶,行驶速度应如何限制
6
一物体作匀加速运动,初速为V0,末速为V1,通过前2/3位移的速度为多大?
经过前2/3时的速度为多大?
7汽车从静止开始以A1的加速度做匀加速直线运动,经过一段时间后以A2的加速度做匀减速直线运动,它一共前进了L的距离后静止,求汽车运动的总时间
解:
设加速时间为t1,减速时为t2
8一个滑块沿斜面加速度滑下,依次通过A、B、C三点,已知AB=6M,BC=10M,滑过AB、BC两段位移的时间都是2S,求
(1)滑块的加速度
(2)滑块在A、C的瞬时速度
9某物体做自由落体运动,从起点气向下将其分为三段,使物体通过三段位移的时间之比为1:
2:
3,则此三段位移之比为多少?
答案
1、〔答案〕
(1)0.25,0.45
(2)v~t图象如图所示(3)1
〔解析〕
(1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s,
所以vB=
=
m/s=0.25m/s,
CE=
=
m/s=0.45m/s。
(2)利用中间时刻点的瞬时速度等于平均速度计算C、D、E三点的瞬时速度。
作出v-t图象如图所示。
(3)在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,即a=
m/s2=1m/s2。
2、〔答案〕ABC
〔解析〕由s23-s12=s34-s23可求s23,故C正确;由Δs=aT2可求a,故B正确;由v2=
可求v2,再由v2=v1+aT可求v1,故A正确,但物体原来的初速度无法求出,故D错。
3、〔答案〕
(1)3.79
(2)0.19
〔解析〕
(1)由匀变速运动公式Δs=aT2,可得摩托车加速时的加速度a1=
m/s2=3.79m/s2。
(2)方法同上,可得摩托车减速时的加速度a2=
m/s2=-0.19m/s2,负号表示摩托车做减速运动。
4、〔答案〕0.405 0.756
〔解析〕v4=
=
m/s=0.405m/s
x1′=0.0140m,x2′=x2-x1=0.0215m,x3′=x3-x2=0.0290m,x4′=x4-x3=0.0370m
x5′=x5-x4=0.0440m,x6′=x6-x5=0.0515m
a=
=
m/s2=0.756m/s2。
5、〔答案〕
(1)0.1
(2)2.5 (3)
f2
〔解析〕
(1)因电源频率f=50Hz故打点周期为0.02s。
又因每隔4个点取1个计数点,所以相邻计数点的时间间隔为0.1s。
(2)B、D两计数点之间的距离为sBD=sD-sB=624.5mm-126.5mm=498mm,所以vC=
=
m/s=2.5m/s。
(3)由Δs=aT2可得(sD-sC)-(sB-sA)=2aT2①(sC-sB)-(sB-sA)=aT2②T=5
③
联立①②③得a=
f2。
6、〔答案〕C
〔解析〕由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以选C。
7、〔答案〕
(1)F=2000x
(2)2000 (3)40
〔解析〕由图示可知力F与伸长量x成正比,其比例系数k=2000N/m可由图象斜率得到。
由F=2000x得x2=
m=0.4m=40cm。
8、〔答案〕两弹簧测力计的读数 两细绳的方向 结点位置O O点 弹簧测力计的读数和细绳的方向。
〔解析〕因探究力的平行四边形定则需根据力的大小和方向作平行四边形,所以必须记录力的大小和方向,为保证合力和分力的效果相同,两次必须使结点到达同一位置。
9、〔解析〕
(1)当用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细绳的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔应记下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数F1和F2及此时两细绳的方向。
当只用一只弹簧测力计拉时,应使结点拉到同样的位置O,并记下弹簧测力计的读数和细绳的方向。
(2)如图所示。
10、〔答案〕甲
〔解析〕由题设可知,F为F1和F2的合力,通过平行四边形定则所得,而F′是F1和F2的等效力,即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力,显然F′的方向应在细线的方向上,因甲同学F′的方向与细绳在同一直线上,故甲同学是符合事实的。
本题解答的焦点在F′的方向的确定上。
两位同学的实验结果都有误差,这是正常的,但乙同学很明显在F′的方向的确定上违背了实验的要求,作图是错误的。
11、〔答案〕200N/m 弹簧自身所受重力
〔解析〕根据图示倾斜直线可求出其斜率,从而求出弹簧的劲度系数
k=
=
N/m=200N/m。
从直线与坐标轴的交点可以看出,当弹簧的伸长量为0.5cm时,向下施加的外力F为零,说明没加外力时弹簧已有一个伸长量,这主要是由于弹簧的自身重力作用造成的。
12、〔答案〕
(1)质量,乙;
(2)增大斜面的倾角θ;(3)6.03m一定时,a与F成正比。
〔解析〕
(1)据图像可知,在质量一定的情况下,加速度与力成正比,图像的斜率就表示物体质量的倒数,因此两位同学做实验时,所取物体的质量不同。
乙斜率小,表示物体的质量大。
(2)在摩擦力已平衡的情况下,斜面的倾角须保持不变;但若未平衡摩擦力,增大了小车的质量,就增加了摩擦力,此时应增大斜面的倾角θ。
(3)6.03m一定时,a与F成正比。
13、〔答案〕
(1)0.50kg 0.20
(2)见解析图
〔解析〕
(1)根据牛顿第二定律:
F-μmg=ma,所以a=
F-μg
可见a-F图象为一条直线,直线的斜率k=
=2.0kg-1
纵轴截距为-μg=-2.0m/s2,解得:
物体的质量m=0.50kg,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.20。
(也可以用横轴截距求动摩擦因数:
当F=1.0N时,物体的加速度为零,物体所受阻力f=F=1.0N,由f=μmg解得物体与水平面间的动摩擦因数μ=
=0.20。
)
(2)当物体质量加倍时,物体的加速度a=
F-μg
直线斜率k′=
=1.0kg-1,纵轴的截距不变,作出如下图所示的图线。
14、〔答案〕D
〔解析〕在本实验中绳中的张力F=
,则小车的加速度a=
=
,在研究加速度跟小车质量M的关系时,保持m不变,若横轴为
,则a-
图象应是过原点的直线,当满足M≫m时,m可以忽略不计,a≈
,a-
图象还可以满足图象是过原点的直线;当小车的质量较小、不满足M≫m时,图象便发生向下弯曲。
故选D。
15、〔答案〕AD
〔解析〕当m1=m2、F1=2F2时,由F=ma可知,a1=2a2,再由x=
at2可得:
x1=2x2,故A正确,B错误;当m1=2m2、F1=F2时,a1=
a2,再由x=
at2可得:
x1=
x2,故C错误,D正确。
16、〔答案〕
(1)将坐标原点取在槽口处。
(2)偏大
〔解析〕
(1)由图可以看出该同学错误地将坐标原点取在槽口处。
坐标系原点应建立在飞离斜槽口的小球重心处,即在槽口上方r(r为球半径)处。
(2)由于坐标原点偏下,所以在计算飞行时间时t=
偏小,而v0=
应比真实值偏大。
17、〔答案〕2m/s,1.5m/s。
〔解析〕按题意画出运动示意图如图示:
由匀变速运动的特点:
Δh=gT2,Δh=(100-80)-(80-70)=10cm=0.1m
∴T=0.1s,v0=
=2m/s,vby=
=1.5m/s。
18、(6分)⑴CBDAEFG(2分,写成CBDGAEF的也给这2分,其它顺序的则不给分);⑵10(或10.0)cm(2分)(无单位的只给1分)50N/m(2分,写成0.5N/cm的也给这1分,无单位的只给1分)
解析:
⑴注意实验的先后次序;⑵不挂钩码时弹簧的长度就是自然长度,此时的F=0;而斜率即为劲度系数:
。
19、①轻推小车,使小车恰好做匀速直线运动(2分,写成“匀速”也给分;写成“均速”或“缓慢”不给分)
②
,0.301。
③描点、连线如图所示(1分,只描点不连线给1分,只连线没描点不给分)
0.30N(1分,没有按要求保留两位有效数字的不给分。
0.28~0.32N都给分)
解析:
⑴平衡摩擦力时,一定要给小车一个初速度,否则小车的运动就是加速运动;⑵将四段位移分成两部分,则有(s4+s3)-(s2+s1)=a(2T)2,而T=
,代入联立解得:
;⑶要将点连成平滑的直线,不在线上的点要均匀分布于线的两侧,而不能连成折线;
1解:
匀变速运动中,平均速度=时间中点瞬时速度
t1=2s的瞬时速度V1=第一个4s内平均速度=24m/4s=6m/s
t2=6s的瞬时速度V2=第二个4s内平均速度=64m/4s=16m/s
a=(v2-V1)/(t2-t1)=(16-6)/(6-2)=2.5m/s^2
V1=Vo+at1Vo=V1-at1=6-2.5*2=1m/s
第3s内平均速度V=2.5s时瞬时速度=V1+0.5a=6+0.5*2.5=7.25m/s
S=V*1=7.25*1=7.25m
第5s末的速度V'=Vo+5a=1+5*2.5=13.5m/s
:
L=(1/2)aT1^2.
8L=(1/2)aT2^2.
9L=(1/2)aT3^2.
T2=(根号8)T1=2.828*10=28.25s
/得前九节车厢全部经过观察者所需时间为
T3=3T1=30s
第九节车厢经过观察者所需的时间是
T3-T2=30-28.28=1.72s
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