高三物理二轮复习第一篇专题攻略课时巩固过关练十五专题七物理实验第15讲力学实验(新)

课时巩固过关练十五

力学实验

(45分钟100分)

1.(16分)(2016·汕头二模)某物理小组的同学设计了一个测量克服空气阻力做功的实验。设计实验装置如图,让塑料小球从A点下落,经过B点放置的光电门,用光电计时器记录小球通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下:

(1)用螺旋测微器测量小球的直径d,所示读数为____________________mm。

(2)用天平测量小球的质量M,用直尺测量AB之间的距离H。

(3)将小球从A点静止释放,由光电计时器读出小球的挡光时间t,用测量的物理量完成下列两空(重力加速度为g)。

(4)小球通过光电门时的速度v=____________________。

(5)小球从A到B过程中克服摩擦阻力所做的功W f=____________________。

【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度为5.5mm,可动刻度为34.5×0.01 mm=

0.345 mm,所以最终读数为5.5 mm+0.345 mm=5.845 mm。

(4)滑块通过光电门时的速度:v=。

(5)小球从A到B过程中,根据动能定理得:

MgH-W f=Mv2-0

解得:W f=MgH-

答案:(1)5.845 (4)(5)MgH-

2.(16分)(2015·福建高考)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。

(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为____＿＿_

_______________cm。

(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是____________________。(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是_______________＿＿___________

______________________。

【解析】(1)由题图乙标尺刻度可知示数l2=14.66cm,Δl=l2-l1=6.93cm。

(2)为防止弹簧超出弹性限度应逐渐增加钩码的重量,故选A。

(3)由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系,主要原因是钩码重力超出弹簧的弹性限度。

答案:(1)6.93 (2)A (3)超出弹簧的弹性限度

3.(16分)(2016·全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图甲所示。轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

(1)实验中涉及下列操作步骤:

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是________________(填入代表步骤的序号)。

(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50Hz。由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为____________m/s。比较两纸带可知,________________(选填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。

【解析】(1)实验中的操作步骤为首先向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量。在利用纸带打点之前,先把纸带向左拉直。为了使纸带上的点能记录物块的运动情况,应先接通打点计时器电源,再松手释放物块。所以实验操作步骤为④①③②。

(2)脱离弹簧后物体做匀速直线运动,则纸带M运动的末速度v M=×10-2m/s=1.29 m/s,纸带L

运动的末速度v L=×10-2m/s=0.77 m/s。由动能定理可知,松手释放物块后,弹性势能完全转化为动能,所以物体的末动能越大,则弹簧被压缩后的弹性势能越大,则E pM>E pL。

答案:(1)④①③②(2)1.29 M

4.(16分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___。

(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=____________________cm;

实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为___＿＿＿＿＿＿_____

________________m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、________________________和________________________(文字说明并用相应的字母表示)。

(3)本实验通过比较________________________和________________________在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒。

【解析】(1)接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑块能基本做匀速直线运动)。

(2)d=5mm+2×0.1mm=5.2mm=0.52 cm;滑块经过光电门时的瞬时速度为v==

0.43m/s;根据机械能守恒定律,应该满足mgs=(m+M)()2,所以本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s和滑块的质量M。

(3)通过比较mgs和(m+M)()2在实验误差允许的范围内相等,从而验证了系统的机械能守恒。

答案:(1)接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑