高考物理复习同步练习:第三章 实验四 课下知能提升

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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
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