專題強化十五力學實驗本試卷共9小題，共90分，考試時間為60分鐘1(10分)2018普蘭店市期末某實驗小組在實驗室探究勻變速直線運動規(guī)律時，獲取一條做勻減速直線運動的小車牽引的紙帶，打點計時器使用交流電源的頻率是50 Hz，由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶，按如圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶貼在直角坐標系中，則：(1)打點計時器正常工作時，打點的時間間隔取決于_A交流電壓的高低 B墨粉紙盤的大小C紙帶的長度 D交流電的頻率(2)為減小實驗誤差，通常采取隔相同點取計數(shù)點的方法，如上述實驗小組，其選取的相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為_(3)在第二條紙帶內(nèi)中間時刻的速度是_m/s；(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)由上述數(shù)據(jù)可知小車運動的加速度是_m/s2.(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)2(10分)2018齊齊哈爾市高三二模用如圖所示的裝置測量物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，長木板和半圓弧體平滑連接且固定在水平面上，長木板的左端固定以光電門，長木板足夠長，讓裝有遮光片的物塊從圓弧面上某一位置下滑，物塊通過光電門時，與光電門相連的數(shù)字計時器可以記錄遮光片通過光電門的遮光時間，已知遮光片的寬度為d，重力加速度為g.(1)讓物塊從圓弧面上某處下滑，物塊通過光電門時，數(shù)字計時器記錄的時間為t，測出物塊通過光電門后在長木板上滑行的距離為x，則物塊通過光電門的速度為_，則物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為_(2)通過改變物塊在圓弧面上開始下滑的位置，測出多組物塊通過光電門的時間t及物塊在長木板上滑行的距離x，如果要通過圖象處理數(shù)據(jù)，且要使作出的圖象是線性圖象，則當橫軸為x時，縱軸應為_(選填“t”、“t2”或)，如果作出的圖象斜率為k，則物塊與斜面體間的動摩擦因數(shù)為_(3)關(guān)于該實驗下列說法中正確的是_A圓弧面越光滑越好B物塊每次必須在同一位置靜止開始下滑C遮光片寬度越小，實驗誤差越小D滑塊質(zhì)量的按下對測量結(jié)果沒有影響3(10分)2018洛陽市第一次統(tǒng)考某同學利用如圖所示的裝置欲探究小車的加速度與合外力的關(guān)系具體實驗步驟如下：按照如圖所示安裝好實驗裝置，并測出兩光電門之間的距離L平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后， 使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門的時間相等取下細繩和沙桶，測量沙子和沙桶的總質(zhì)量m，并記錄把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，并記錄小車先后通過光電門甲和乙的時間，并計算出小車到達兩個光電門時的速度和運動的加速度重新掛上細繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復的步驟(1)用游標卡尺測得遮光片的寬度為d，某次實驗時通過光電門甲和乙的時間分別為t1和t2，則小車加速度的表達式為a_.(2)關(guān)于本實驗的說法，正確的是_A平衡摩擦力時需要取下細繩和沙桶B平衡摩擦力時不需要取下細繩和沙桶C沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠遠小于小車的質(zhì)量D小車的質(zhì)量必須遠遠小于沙桶和沙子的總質(zhì)量(3)若想利用該裝置測小車與木板之間的動摩擦因數(shù)，某次實驗中，該同學測得平衡摩擦力后斜面的傾角，沙和沙桶的總質(zhì)量m，以及小車的質(zhì)量M.則可推算出動摩擦因數(shù)的表達式_(表達式中含有m、M、)4(10分)2018永春一中、培元一中二次聯(lián)考裝有拉力傳感器的輕繩，一端固定在光滑水平轉(zhuǎn)軸O上，另一端系一小球，空氣阻力可以忽略設(shè)法使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動(如圖甲)，通過拉力傳感器讀出小球在最高點時繩上的拉力大小是F1，在最低點時繩上的拉力大小是F2.某興趣小組的同學用該裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣?1)小明同學認為，實驗中必須測出小球的直徑，于是他用螺旋測微器測出了小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑d_ mm.(2)小軍同學認為不需要測小球的直徑他借助最高點和最低點的拉力F1、F2，再結(jié)合機械能守恒定律即可求得小軍同學還需要測量的物理量有_(填字母代號)A小球的質(zhì)量mB輕繩的長度lC小球運動一周所需要的時間T(3)根據(jù)小軍同學的思路，請你寫出重力加速度g的表達式_5(10分)2018山東煙臺一中模擬某同學利用如圖甲裝置探究彈簧的彈性勢能EP與彈簧伸長量x之間的關(guān)系實驗步驟如下：(1)用游標卡尺測量遮光條寬度d.如圖乙所示測量值d_mm.(2)按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧，將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端；在立柱上固定一指針，標示出彈簧不掛重錘時遮光條下邊緣的位置，并測出此時彈簧長度x0.(3)測量出重錘質(zhì)量m，用輕質(zhì)細線在彈簧下方掛上重錘，測量出平衡時彈簧的長度x1，并按甲圖所示將光電門組的中心線調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，則此彈簧的勁度系數(shù)k_.(4)用手緩慢地將重錘向上托起，直至遮光條恰好回到彈簧原長標記指針的等高處(保持細線豎直)，迅速釋放重錘使其無初速下落，光電門組記下遮光條經(jīng)過的時間t，則此時重錘下落的速度v_，彈簧此時的彈性勢能Ep_(均用題目所給字母符號表示)(5)換上不同質(zhì)量的重錘，重復步驟3、4，計算出相關(guān)結(jié)果，并驗證彈性勢能Ep與彈簧伸長量x之間的關(guān)系6(10分)2018天津市十二重點中學聯(lián)考在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細繩實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條(1)實驗操作過程中，下列哪些說法是正確的_(填字母代號)A將橡皮條拉伸相同長度即可B彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行C用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應盡可能大D拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些(2)小組同學利用坐標紙記下了橡皮條的結(jié)點位置O以及兩個彈簧秤拉力的大小和方向，如圖所示，圖中每一小格長度均代表0.5 N，則F1與F2的合力大小為_N(保留2位有效數(shù)字)(3)實驗過程中，保持橡皮條的結(jié)點位置O不動和彈簧秤的拉力F1的方向不變，使另一個彈簧秤從圖示位置開始，沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)53角，關(guān)于彈簧秤示數(shù)F2的變化，下列結(jié)論正確的是_(已知sin530.8)A逐漸增大 B逐漸減小C先增大后減小 D先減小后增大7(10分)2018開封三模某同學驗證動能定理的實驗裝置如圖1所示水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點間的距離滑塊與導軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度(1)該同學首先用游標卡尺測量了遮光片的寬度，如圖2所示，遮光片的寬度d_cm.(2)該同學首先調(diào)整導軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在滑塊上讓滑塊恰好在A點靜止剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為_(用題目中所給的物理量符號表示)(3)為驗證從A到B過程中滑塊合外力做功與動能滑塊變化的關(guān)系，需要驗證的關(guān)系式為_(用題目中所給的物理量符號表示)8(10分)2018廣州二中第三次聯(lián)考在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則要求_Am1>m2r1>r2 Bm1>m2r1<r2Cm1>m2r1r2 Dm1<m2r1r2(2)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用甲裝置實驗時，驗證動量守恒定律的公式為(用裝置圖中的字母表示)_(3)若采用乙裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必須有的是_A毫米刻度尺 B游標卡尺C天平 D彈簧秤E秒表(4)在實驗裝置乙中，若小球和斜槽軌道非常光滑，則可以利用一個小球驗證小球在斜槽上下滑過程中的機械能守恒這時需要測量的物理量有：小球靜止釋放的初位置到斜槽末端的高度差h1，小球從斜槽末端水平飛出后平拋運動到地面的水平位移s、豎直下落高度h2.則所需驗證的關(guān)系式為_(不計空氣阻力，用題中的字母符號表示)9(10分)2018佛山市一模圖為“估測用力擠壓裝滿水的塑料瓶時對水所做的功”的實驗圖，將帶噴水口的塑料瓶裝滿水，用手握住瓶身，使瓶身水平，迅速用力擠壓塑料瓶，水從噴水口水平射出，測量相關(guān)的物理量，即可估測擠壓塑料瓶對水所做的功(1)用米尺測出噴水口距水平地面的高度為H，射出的水的落地點到噴水口的距離為L；(2)用天平測出裝滿水時瓶和水的總質(zhì)量為m0，再測出_為m，則射出水的質(zhì)量為(m0m)；(3)重力加速度為g，水從噴水口射出的速度大小為v_；(4)擠壓塑料瓶對水所做的功為W_.專題強化十五力學實驗1(1)D(2)0.1 s(3)0.96(4)0.064解析：(1)根據(jù)打點計時器的工作原理可知，打點的時間間隔取決于交流電的頻率，D選項正確(2)打點計時器的打點周期為0.02 s，每5個點取一個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s.(3)小車做勻減速直線運動，剪斷的紙帶所用的時間t相等，根據(jù)平均速度公式可知，xt，紙帶的長度之比等于平均速度之比根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可知，一段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的瞬時速度在第2個0.1 s內(nèi)，中間時刻的速度v0.96 m/s.(4)連接每條紙帶的中點，該直線相當于物體的速度時間圖象，如圖所示：橫坐標每一紙帶的寬度代表0.1 s，斜率為加速度a0.064 m/s2.2(1)v(2)(3)CD解析：(1)利用物塊通過光電門的平均速度表示瞬時速度，物塊通過光電門的速度為v.物塊在長木板上做勻減速運動，根據(jù)運動學公式可知，v22gx.聯(lián)立解得.(2)物塊在長木板上做勻減速直線運動，根據(jù)運動學公式可知，22gx.解得x，縱軸應為.圖象的斜率k，解得.(3)圓弧面的作用是讓物塊從圓弧面上滑下后滑上長木板有一個初速度，因此與圓弧面是否光滑無關(guān)，與每次下滑時的初速度是否為零無關(guān)，A、B選項錯誤；實驗需要測得物塊通過光電門的瞬時速度，實驗是以物塊通過光電門的平均速度v作為瞬時速度，d越小，t越小，平均速度越接近瞬時速度，實驗誤差越小，C選項正確；由x可知，動摩擦因數(shù)與物塊的質(zhì)量無關(guān)，D選項正確3(1)a(2)B(3)解析：(1)求出小車經(jīng)過光電門的速度，v1，v2.根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知，a.(2)懸掛細繩和沙桶時，平衡摩擦力，使小車沿長木板向下做勻速直線運動，A選項錯誤，B選項正確；取下細繩和沙桶，由靜止釋放小車，則小車受到的合力為沙桶的重力，故沙桶和沙子的總質(zhì)量與小車的質(zhì)量沒有什么必然關(guān)系，A、C、D選項錯誤(3)懸掛細繩和沙桶時，小車沿長木板向下做勻速直線運動研究小車的受力情況，MgsinmgMgcos，解得動摩擦因數(shù).4(1)5.6935.697 mm(2)A(3)解析：(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可知，固定刻度讀數(shù)5.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.0119.50.195 mm，最終讀數(shù)為5.695 mm.(2)(3)研究小球的受力情況最高點，根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)1mgm.最低點，F(xiàn)2mgm.小球運動過程中，根據(jù)動能定理可知，2mgrmvmv.聯(lián)立上式解得，g.小軍同學還需要測量的物理量有小球的質(zhì)量m，A選項正確5(1)2.50 mm(3)(4)mg(x1x0)m2解析：(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，d2 mm100.05 mm2.50 mm.(3)根據(jù)胡克定律，k.(4)根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可知，此時重物的速度v.根據(jù)動能定理可知，mgh(x1x0)mv2Ep.解得，EPmg(x1x0)m2.6(1)BD(2)2.5(3)D解析：(1)探究求合力的方法，用到了等效替代的思想，必須兩次將橡皮條的結(jié)點拉到同一位置，A選項錯誤；為了減小實驗中的誤差，操作中要求彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行，B選項正確；用兩彈簧秤同時拉細繩時，兩彈簧秤示數(shù)之差不一定要求盡可能大，C選項錯誤；為了更加準確地記錄力的方向，拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些，D選項正確(2)根據(jù)平行四邊形定則，做出合力，如圖所示：讀得合力F合2.5 N.(3)實驗過程中，保持橡皮條的結(jié)點位置O不動，即合力不變，彈簧秤的拉力F1的方向不變，彈簧秤的拉力F2方向和大小都改變，如圖所示：根據(jù)平行四邊形定則可以看出F2的讀數(shù)先變小后變大，F(xiàn)1的讀數(shù)不斷變小，D選項正確7(1)1.14(2)mg(3)mgLM2解析：(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，主尺讀數(shù)為1.1 cm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標讀數(shù)為40.1 mm0.4 mm，遮光片的寬度d1.14 cm.(2)滑塊恰好在A點靜止，處于受力平衡狀態(tài)，合力為零，剪斷細繩，滑塊加速下滑，合力為易拉罐和細沙的重力mg.(3)滑塊通過光電門的速度為v.合外力做功WmgL.根據(jù)動能定理可知，mgLM2.8(1)C(2)m1OPm1OMm2ON(3)AC(4)s24h1h2解析：(1)兩小球發(fā)生正碰，動量守恒，故兩小球的半徑相同為了避免入射小球發(fā)生反彈，必須保證入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，即m1>m2.(2)碰撞前后，小球做平拋運動根據(jù)平拋運動規(guī)律可知，碰撞前入射小球的速度v1.碰撞后入射小球的速度v2.碰撞后被碰小球的速度v3.根據(jù)動量守恒可知，m1v1m2v3m1v2.小球做平拋運動的時間相同，m1OPm1OMm2ON.需要測量的工具有刻度尺和天平(4)根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解初速度v0s.動能的增加量Ekmv.重力勢能的減小量Epmgh1.驗證的關(guān)系式為mgh1，即s24h1h2. 9(2)噴水后瓶和水的總質(zhì)量(3)(4)解析：(2)用天平測出裝滿水時瓶和水的總質(zhì)量為m0，再測出噴水后瓶和水的總質(zhì)量為m，則射出水的質(zhì)量為(m0m)(3)水離開瓶口后做平拋運動，豎直方向上，Hgt2.水平方向上， vt.聯(lián)立解得，v.(4)根據(jù)動能定理可知，擠壓一次做功Wmv2.