高考物理复习同步练习：第三章 实验四 课下知能提升

高考物理复习同步练习：第三章 实验四 课下知能提升

‎1.如图实－4－7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(　　)‎ 图实－4－7‎ A．当m1＝m2、F1＝‎2F2时，x1＝x2‎ B．当m1＝m2、F1＝‎2F2时，x2＝2x1‎ C．当m1＝‎2m2‎、F1＝F2时，x1＝2x2‎ D．当m1＝‎2m2‎、F1＝F2时，x2＝2x1‎ 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、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。‎ 答案：D ‎2．在“验证牛顿第二定律”的实验中，以下说法正确的是(　　)‎ A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂 B．实验中应始终保持小车和砝码的质量远远小于砂和小桶的质量 C．实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比 D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力 解析：平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做匀速运动，让小车带着纸带下滑来平衡摩擦力即可，A错误，D正确；实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量，B错误；由实验画的a－M图像是一条曲线，难以判定它所对应的函数式，从而难以确定a与M的定量关系，所以在实验中应作a－图像而不是a－M图像来分析实验结果，C错误。‎ 答案：D ‎3．如图实－4－8甲所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1 s，距离如图所示，单位是cm，小车的加速度是________ m/s2。在验证质量一定时，加速度a和合外力F 的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a－F图像，该图线不过原点，其原因 是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 图实－4－8‎ 解析：a＝ ‎＝ m/s2≈‎1.59 m/s2。‎ 长木板垫得太高，倾角太大，平衡摩擦力过度。‎ 答案：1.59　平衡摩擦力过度 ‎4．如图实－4－9实所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。‎ 图实－4－9‎ ‎(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度。‎ ‎(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图实－4－10所示)。‎ ‎①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________‎ ‎________________________________________________。‎ ‎②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 。 图实－4－10‎ A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态 C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大 解析：(1)在研究加速度与力的关系时必须保持小车质量不变，才能找出二者的关系。‎ ‎(2)①OA段在实验的允许范围内，图线是一条直线，因此可得出a与F成正比的关系。‎ ‎②由实验的原理a＝＝可知AB段明显偏离直线是由于没有满足M车≫‎ m钩造成的。‎ 答案：(1)小车的总质量(或：小车的质量)‎ 小车所受外力(或：外力、合外力)‎ ‎(2)①在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比 ‎②C ‎5．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图实－4－11甲所示为实验装置简图。(交流电的频率为50 Hz)‎ 图实－4－11‎ ‎(1)如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为 ‎________m/s2。(保留两位有效数字)‎ ‎(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 的数据如下表：‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 小车加速度a/m·s－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 /kg－1‎ ‎4.00‎ ‎3.45‎ ‎3.03‎ ‎2.50‎ ‎2.00‎ ‎1.41‎ ‎1.00‎ ‎0.60‎ 请在如图实－4－12所示的坐标纸中画出a－图线，并由图线求出小车加速度a与质 量倒数之间的关系式是________________________________________________。‎ 图实－4－12‎ 解析：(1)由逐差法得a＝＝ ‎＝×10－‎2 m/s2‎ ‎≈‎3.2 m/s2‎ ‎(2)如图所示 由图知斜率k＝0.5，即保持拉力F＝0.5 N，‎ 所以a＝＝。‎ 答案：(1)3.2　(2)图见解析　a＝ ‎6．如图实－4－13为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝‎48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。‎ 图实－4－13‎ ‎(1)实验主要步骤如下：‎ ‎①将拉力传感器固定在小车上；‎ ‎②平衡摩擦力，让小车做________运动；‎ ‎③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；‎ ‎④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；‎ ‎⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。‎ ‎(2)下表中记录了实验测得的几组数据，v－v是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a＝________，请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)。‎ 次数 F/N ‎(v－v)/(m2·s－2)‎ a/(m·s－2)‎ ‎1‎ ‎0.60‎ ‎0.77‎ ‎0.80‎ ‎2‎ ‎1.04‎ ‎1.61‎ ‎1.68‎ ‎3‎ ‎1.42‎ ‎2.34‎ ‎4‎ ‎2.62‎ ‎4.65‎ ‎4.84‎ ‎5‎ ‎3.00‎ ‎5.49‎ ‎5.72‎ ‎(3)由表中数据，在图实－4－14中的坐标纸上作出a－F关系图线。‎ 图实－4－14‎ ‎(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因是________。‎ 解析：(1)平衡摩擦力时，应让小车载长木板上做匀速直线运动。‎ ‎(2)由运动学知识可知：v－v＝2aL 所以a＝ 由此式可求出第三次测量时小车的加速度为 a3＝ m/s2＝‎2.44 m/s2。‎ ‎(3)由表中数据作出a－F图线如图所示。‎ ‎(4)由实验中a－F图线不过原点可以得出，实验时没有完全平衡小车的摩擦力。‎ 答案：(1)匀速直线 ‎(2)　2.44‎ ‎(3)见解析图 ‎ (4)没有完全平衡掉摩擦力