内容正文:
专题06 实验专题
1.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨第七十三中学·期中)某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。地 城
考点01
探究匀变速直线运动的规律
(1)图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器,请回答下面的问题:图乙是 (填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是 (填“交流电8V ”、“交流220V ”或“六节干电池”);
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作,纸带被打出一系列点,其中一段如图所示,可知纸带的 (选填“左”或“右”)端与小车相连;
(3)打点计时器所用电源的频率为 50Hz,如图中 O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有 4 个点未画出,则小车运动的加速度大小为 m/s2 。打下E点时小车的瞬时速度大小为 m/s;(结果均保留3位有效数字)
2.(24-25高一上·黑龙江牡丹江第三高级中学·期中)在用电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示。
(1)则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。
(2)用刻度尺量得OA=1.51cm、AB=1.89cm、BC=2.29cm、CD=2.71cm。由此可知,纸带做 运动(选填 “匀加速直线”或“匀减速直线”),打C点时纸带的速度大小为 m/s,小车的加速度a= m/s2。(结果保留两位有效数字)
3.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔第八中学校·期中)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示,闪光频率为30Hz,根据数据测得当地重力加速度g= m/s2;第8个位置此时的速度v8= m/s。(结果均保留三位有效数字)如果实际的频率为31Hz,那么实验测得的加速度比真实的 (填偏大,偏小,不变)
4.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨第三中学·期中)在“探究小车速度随时间变化规律”实验中:某同学用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律,得到一条纸带如图乙所示,并在其上取了7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。
(1)实验过程中,下列做法正确的是( )
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2)已知打点计时器采用的是50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2。(结果保留三位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成200V,频率不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点,但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1s代入计算,则因此速度的计算值与真实值相比 。(选填“偏大”或“偏小”)
5.(24-25高一上·黑龙江大庆大庆中学·期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动,下图是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有四个点未画出。现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。请回答以下问题:
(1)下列操作正确的有______。(填选项代号)
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.先接通电源,后释放小车 D.电火花计时器应使用220V交流电源
(2)打B这个计数点时纸带的瞬时速度 m/s.(保留两位有效数字)
(3)小车运动的加速度大小是 。(保留两位有效数字)
6.(24-25高一上·黑龙江龙东联盟·期中)某学习小组的同学用如图甲所示的实验装置来“探究小车速度随时间变化的规律”。已知打点计时器所接交流电源的频率f=50Hz。
(1)由图乙可知,B、C两点间的距离= cm。
(2)打点计时器打下D点时,小车的速度大小= m/s;小车运动的加速度大小a= m/s2。(均保留两位有效数字)
7.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔讷河讷河拉哈一中·期中)在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是( )
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得OA、OB、OC、OD间的距离分别为,,,,计时器打点领率为50Hz,则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。打点B时小车的速度大小 ;小车运动的加速度大小 (最后一空保留两位有效数字)。
(4)如果实际上打点频率为49Hz,则第(3)问a的测量结果 (填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
8.(24-25高一上·吉林四平第一高级中学、实验中学、第三高中三校联考·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要______。(请填选项前的字母序号)
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的打点计时器是图 (填“丙”或“丁”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (填“直流电”或“交流电”)。
(3)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,根据图乙所示纸带,则可大致判断出小车做 (填“匀速直线”或“匀变速直线运动”)。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小为 m/s,速度方向是 (填“从A向C”或“从C向A”),小车的加速度大小为 。(计算结果保留两位有效数字)
9.(24-25高一上·吉林吉黑十校联考·期中)某同学用如图甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律。
(1)下列器材中,本实验必须用到的是______。
A.天平 B.直流电源 C.刻度尺 D.秒表
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作进行实验,纸带上打出一系列点,其中一段如图乙所示。图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的七个计数点,相邻两计数点间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的打点频率为50Hz,则纸带上打出相邻两个计数点的时间间隔 s,纸带上打出B点时小车的速度大小 m/s,小车的加速度大小 。(计算结果均保留两位有效数字)
10.(24-25高一上·吉林松原·期中)某同学利用如图所示的气垫导轨实验装置来研究匀变速直线运动.他在滑块上安装了宽度为的遮光条,实验时,将滑块从如图所示位置由静止释放,配套的数字计时器(图中未画出)记录了遮光条通过光电门1所用的时间,通过光电门2所用的时间,遮光条从光电门1到光电门2的时间为.滑块运动时受到的阻力很小,可忽略不计.请回答下面的问题:
(1)滑块经第一个光电门时速度大小为 ;滑块经第二个光电门时速度大小为 ;滑块的加速度大小为 .(计算结果保留三位有效数字)
(2)若使滑块以的初速度由气垫导轨的底端出发向上运动,滑块 (选填“能”或“不能”)到达长的气垫导轨的顶端.
11.(24-25高一上·吉林长春第二中学·)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车的位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中,小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为和。表中 , 。
位移区间
AB
AC
AD
AE
AF
6.60
14.60
34.90
47.30
66.0
73.0
87.3
94.6
(2)根据表中数据,得到小车平均速度随时间的变化关系,如图(c)所示。在图(c)中补全实验点并作出图像 。
(3)从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中 , 。(结果均保留3位有效数字)
12.(24-25高一上·吉林白城洮北区九校联考·期中)光电计时器是一种研究物体运动时常用的计时仪器,其结构如图中所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块,用分度值为1mm的刻度尺测量滑块上遮光条的宽度d,示数如图丙所示。
(1)遮光条的宽度d= cm。
(2)如图乙所示,滑块在钩码的牵引下做匀加速直线运动,先后通过光电门1和2,光电计时器记录滑块通过光电门1和2时遮光条的遮光时间分别为t1=0.004s和t2=0.003s,则滑块通过光电门1的速度大小v1= m/s,测得遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间间隔为0.5s,则滑块的加速度大小a= m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)
13.(24-25高一上·吉林吉林第二中学·期中)某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时得到如图所示的纸带,已知电源频率为50Hz,设O点是计数的起始点,两相邻计数点之间还有四个点未画出。测得各计数点间距为,则打D点时小车的速度vD= m/s,小车的加速度a= m/s2(结果均保留两位有效数字)。
14.(24-25高一上·吉林白城洮北区九校联考·期中)某实验小组用如图甲所示的装置来探究小车速度随时间变化的规律。
(1)打点计时器接的是 (填“直流”或“交流”)电源,实验时应先 再 (后两空填“接通打点计时器”或“释放小车”)。
(2)图乙是某次实验中得到的一条纸带,打点计时器打点周期为T,A、B、C、D四个计时点到O点的距离分别为xOA、xOB、xOC、xOD,打点计时器打C点时小车的速度大小vC= ,小车运动的加速度大小a= 。(均用题中物理量符号表示)
15.(24-25高一上·吉林吉林松花江中学·期中)(1)打点计时器是一种使用 (“交流”或“直流”)电源的计时仪器,在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器,如图中为 打点计时器,它的工作电压是 V(“220”或约“8”)。
(2)电火花打点计时器使用交流电源工作,它工作电源的频率是50Hz,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为60Hz,而仍按50Hz进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)如图所示为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻两个计数点间都有4个点未画出,按时间顺序取A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,测它们之间的距离,如图所示,由纸带数据计算可得小车的加速度大小为 。(结果保留两位有效数字)
16.(24-25高一上·辽宁大连第二十四中学·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动,图乙是某次实验获取的一段纸带,请回答以下问题:
(1)在做该实验时,下列说法正确的是______。
A.先释放纸带,后接通电源 B.先接通电源,后释放纸带
C.打完纸带后应立即关闭打点计时器 D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取
(2)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,若图乙纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 。
(3)打C点时小车的速度大小为 m/s,小车的加速度大小为 。(计算结果均保留三位有效数字)
17.(24-25高一上·辽宁实验中学·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题:
(1)关于实验下列描述中正确的是__________。
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.应先释放小车,后接通电源
C.电火花计时器应使用低压交流电源
D.除了图甲中标出的器材外,完成实验还需要刻度尺
(2)实验中打点计时器每隔打一个点,打出的纸带如图乙所示,若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小是 ,加速度大小是 。(计算结果均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么该实验中加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
18.(24-25高一上·辽宁·期中)学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A.释放小车时,小车应靠近打点计时器
B.实验时,先释放小车,再接通电源
C.纸带上打的点越密集,说明小车的速度越大
(2)根据已按正确操作打出的点迹清晰的纸带,测量小车的速度大小时,还需要的仪器是 。
(3)某次实验得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,在纸带上依次的7个计时点分别为O、A、B、C、D、E和F。若实验所用打点计时器打点的周期为T,则打点计时器打下C点时小车的速度大小 (用T、、表示);小车的加速度大小a= (用T、、、、、、表示)。
19.(24-25高一上·辽宁普通高中·期中)小明同学在实验室中用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。所用打点计时器如图甲所示,此打点计时器应安装 (填“复写纸片”或“墨粉纸盘”),工作电压为 V。用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了五个相邻的点作为计数点A、B、C、D、E,测得计数点间的距离如图乙所示,由此判断小车的运动 (填“是”或“不是”)匀变速直线运动,理由是 。
20.(24-25高一上·内蒙古乌海第一中学·期中)某同学用如图1所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。
(1)请在下列实验器材中,选出本实验中不需要的器材: (填编号)。
①电火花计时器 ②天平 ③低压交变电源 ④细线和纸带
⑤钩码和小车 ⑥刻度尺 ⑦秒表 ⑧一端带有滑轮的长木板
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作,纸带被打出一系列点,其中一段如图2所示
(3)图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车运动的加速度大小为 。打下E点时小车的瞬时速度大小为 m/s。((结果均保留3位有效数字)
21.(24-25高一上·内蒙古呼和浩特第一中学·期中)在高中阶段,我们学习了测量物体加速度的方法。
(1)通过打点计时器,可以测量小车的加速度。电火花计时器的工作电压是 ,实验中除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 。(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源
C.刻度尺 D.秒表 E. 天平
(2)通过实验得到了一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(),然后纸带上每5个连续计时点取一个计数点,则纸带上两个相邻计数点的时间间隔为 s。如图中A、B、C、D、E、F…所示。某同学测量了相邻两计数点间的距离:OA=7.00cm, AB=7.61cm, BC=8.20cm,CD=8.81cm , DE=9.39cm, EF=10.00cm 请计算该小车在A点的速度 m/s,以及小车的加速度 (均保留小数点后两位)
22.(24-25高一上·内蒙古包头第一中学·期中)某同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”。
(1)实验过程中,下列做法正确的是( )
A.先接通电源,再释放小车
B.先释放小车,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2)某次实验中得到一条纸带如图乙所示,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来。已知打点计时器的打点频率为,则打点计时器打点时,小车的速度大小 (保留两位有效数字);小车运动过程中的加速度大小 (保留两位有效数字)。
(3)若实验时交变电流的频率,则测得的加速度大小 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
23.(24-25高一上·黑龙江大庆大庆石油高级中学·期中)在探究弹簧弹力与形变量关系的实验中,采用图甲所示装置。地 城
考点02
探究弹簧弹力与形变量的关系
(1)关于该实验的说法,正确的是_______
A.所挂钩码的个数是没有限制的
B.测量弹簧中弹力的依据是二力平衡
C.测量弹簧原长时应将弹簧水平放置
D.根据所测数据在图上描点,作图像时应用折线连接每一个数据点
(2)某轻弹簧的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图乙所示,由此图线可得该弹簧的原长是 cm;劲度系数 N/m。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像,下列说法正确的是______。
A.a的劲度系数比b的大 B.a的劲度系数比b的小 C.弹力与弹簧长度成正比
24.(24-25高一上·黑龙江大庆大庆中学·期中)如图1所示,某实验小组做探究弹力和弹簧伸长量关系的实验。实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x。根据测量的数据作出弹簧弹力F与弹簧长度x之间关系的图像,如图2所示。
(1)观察图像可知,实验过程中用到的每一个钩码重力为 N。
(2)由此图像可得,弹簧的原长为 cm,弹簧劲度系数 N/m(均保留2位有效数字)。
(3)与的关系为 (选填“>”、“=”或“<”)。
25.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨第三中学·期中)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①将弹簧左端固定,水平放置并处于自然状态,右端与细绳连接,使细绳与水平桌面平行,将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐,弹簧的右端附有指针,此时指针的位置为l0,如图乙所示:
②在绳下端挂上一个砝码(每个砝码质量m=20g),系统静止后,记录指针的位置l1;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内),记录砝码的个数n及指针的位置l;
④用获得的数据作出l-n图像。
回答下列问题:
(1)弹簧原长l0读数为 (结果保留3位有效数字)。
(2)若g取9.8m/s2,则本实验中弹簧劲度系数k= N/m。(结果保留2位有效数字)。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将 。(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)
26.(24-25高一上·吉林通化第一中学校·期中)某实验小组做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)张同学将不同数量的钩码挂在竖直轻弹簧的下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码受到的重力G与弹簧长度L的关系图像,如图甲所示。由该图线可得该弹簧的原长为 cm,劲度系数为 N/m。
(2)王同学将该弹簧制成一把弹簧秤,当弹簧秤的示数如图乙所示时,该弹簧的长度为 cm。
27.(23-24高一上·吉林长春第二实验中学·期中)某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:应用所学的“探究弹力和弹簧伸长的关系”的方法测定砝码盘的质量和弹簧的劲度系数。
(1)将弹簧自然悬挂在铁架台上,刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在 (填“水平”或“竖直”)方向;
(2)弹簧自然悬挂,待其静止时,长度记为;弹簧下端挂上砝码盘,在砝码盘中每次增加质量为的砝码,弹簧长度依次记为、、……
(3)该同学以砝码的总质量为纵轴,以弹簧长度为横轴,作出图像如图所示;图中的是已知量,重力加速度已知,则由图可知弹簧的劲度系数 ;砝码盘的质量
28.(23-24高一上·吉林普通高中友好学校联合体·期中)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,已知当地的重力加速度为g。
(1)为完成实验,除了上述器材之外,还需要的实验器材有: ;
(2)实验中需要记录的物理量有:悬挂钩码个数、与弹力对应的弹簧长度和 ;
(3)图乙是某同学描绘的弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F—x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为 N/m,图线不过原点的原因是 。
29.(23-24高一上·吉林长春外国语学校·期中)某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。
(1)某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图丙所示,该处的读数为 cm;
(2)实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变量,这会导致弹簧劲度系数的测量结果 ;(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F—L图像,如图乙所示。由图像可知,弹簧的劲度系数k = N/m(保留两位有效数字)。
30.(24-25高一上·辽宁沈阳重点高中联合体·期中)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)在实验中,以下说法正确的是 (填正确答案标号)。
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态时读数
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等
(2)如图乙所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,由图可知,弹簧的劲度系数是 N/m。(结果保留2位有效数字)
31.(24-25高一上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)某一组同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。
(1)以下是这组同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上 。
A.以弹簧长度为横坐标,以钩码质量为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,作出钩码质量与弹簧长度之间的关系图像;
B.记下不挂钩码时弹簧下端指针在刻度尺上指示的刻度;
C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺,调节弹簧上端与刻度尺零刻度线对齐;
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度,记录在表格内,然后取下钩码;
E.由图像求出弹簧的劲度系数。
(2)图(a)为根据实验测得数据标出的对应点,作出钩码质量与弹簧长度之间的关系图像。根据图像可知此弹簧下端不挂钩码时,其下端处指针指示的刻度 m。劲度系数 N/m。(,计算结果均保留三位有效数字)
(3)图(b)是另一组同学通过实验描绘的弹簧的弹力与伸长量的关系图线,图线的段明显偏离直线,主要原因是 。
32.(24-25高一上·辽宁·期中)某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数,毫米刻度尺的零刻度线与弹簧上端对齐,实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量来改变弹簧的弹力F,利用刻度尺测出弹簧对应的长度L。
(1)关于本实验,下列说法正确的是 。
A.安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
B.测量弹簧的长度时,应用手抓住钩码再读数
C.改变弹簧的弹力F时,钩码的数量可以任意增减
(2)多次实验,记录数据后描点连线得到图像,如图乙所示,则弹簧的劲度系数 N/m(保留三位有效数字)。
(3)弹簧自身的重量对其劲度系数的测量结果 (填“有”或“无”)影响。
33.(24-25高一上·辽宁朝阳重点中学·期中)在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中:
(1)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,通过实验画出弹簧弹力F(N)与弹簧总长度x(m)的关系图线如图甲所示(轻质弹簧未超过弹性限度),弹簧的原长为 m;弹簧的劲度系数 N/m。
(2)如图乙毫米刻度尺水平放置,“0”刻度线上方固定一个有孔挡板,一条不可伸长的轻质细线一端下面悬挂重物,另一端跨过光滑定滑轮并穿过光滑小孔与轻弹簧相连接,使(1)中研究的轻弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙(轻质弹簧未超过弹性限度),则指针所指刻度尺示数为 cm。由此可推测重物重为 N。
34.(24-25高一上·辽宁名校联盟·期中)某同学在做探究“弹簧弹力与形变量的关系”实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
C.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
D.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
(2)如图乙所示是某根弹簧所受拉力F与伸长量x之间的关系图像,由图可知该弹簧所受拉力F与伸长量x的比值 N/m。(保留三位有效数字)
(3)该同学用此弹簧制作成一把弹簧测力计,某次测量时弹簧测力计的指针位置如图丙所示,则弹力大小为 N。
35.(24-25高一上·辽宁丹东·调研)甲、乙两个实验小组进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。地 城
考点03
探究两个互成角度的力的合成规律
(1)甲实验小组用如图1所示装置进行实验,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细线的结点,和为细线。某次实验中两弹簧测力计拉力、及两个拉力的合力的示意图如图2所示,为一个弹簧测力计单独拉橡皮筋时,把结点拉到同一位置的拉力。如果没有操作失误,则图2中的与两力中,方向一定沿方向的是 。
(2)乙实验小组接着进行了如图3所示的实验,一竖直木板上固定白纸,白纸上附有角度刻度线,弹簧测力计和连接细线系于点,其下端用细线挂一重物,使结点静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计和的示数,并在白纸上记录细线的方向;弹簧测力计、均绕点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计方向水平为止,此过程中弹簧测力计、的示数将会________
A.弹簧测力计、示数均一直减小
B.弹簧测力计、示数均一直增大
C.弹簧测力计示数会一直减小,弹簧测力计示数会一直增大
D.弹簧测力计示数会先增大后减小,弹簧测力计示数会先减小后增大
(3)利用实验中得到的二力合成的规律,设两个分力的夹角为,合力大小为,已知这两分力大小不变,改变这两个分力的夹角,得到与的关系图像如图4所示,则当时,合力的最大值为 N。
36.(24-25高一上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。
(1)请将以下主要实验操作补充完整。
①把橡皮条一端固定在木板上的点,另一端拴两根细绳套。
②用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉,使结点到达某一位置,此位置标记为;同时记录两根细绳的方向和两个测力计的示数;
③用一个弹簧测力计钩住一个绳套,使结点再次处于点位置,记录此时细绳套的 和测力计的示数。
(2)图乙中的与两力中方向可能不沿方向的是 。
(3)本实验采用的研究方法是_____。
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.建立物理模型法
37.(24-25高一上·辽宁丹东七校协作体·期中)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。请回答下列问题:
(1)根据实验数据在白纸上作图如图乙所示,乙图中、、、四个力,其中力 不是由弹簧测力计直接测得的,方向一定在AO延长线上的力是 。
(2)实验中,要求前后两次力的作用效果相同,指的是_____。
A.细绳沿同一方向伸长同一长度
B.橡皮条沿同一方向伸长同一长度
C.让与两个力完全重合
D.两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为 N。
38.(24-25高一上·辽宁大连第二十四中学·期中)某同学做“探究互成角度力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。请回答下列问题:
(1)本实验主要采用的科学方法是______.
A.控制变量法 B.等效替代法
C.理想实验法 D.建立物理模型法
(2)图乙中的力F和力,一定沿橡皮条AO方向的是 (选填“F”或“”)
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为 N。
39.(24-25高一上·辽宁普通高中·期中)物理学习小组通过实验探究两个互成角度的力的合成规律。实验过程如下:
(1)支架靠竖直墙固定(墙上贴有白纸),橡皮筋a的上端固定在支架顶端,下端与两个细线拴接。实验过程中细线与纸面始终保持平行。先将质量为500g的钩码挂在橡皮筋下端,静止时在白纸上记下结点的位置O和细线的方向,如图甲所示。重力加速度g取,则钩码的重力 N。
(2)取下这个钩码,将两根细线跨过左右两侧的定滑轮,分别挂上重力为和的钩码,沿着支架边缘上下调节定滑轮的位置,直到结点再次到达位置O,记下两细线的方向,如图乙所示。这种科学研究方法是 法。
(3)取下白纸,作出、和G如图丙所示,请作出和的合力F。
(4)比较F与G的大小及方向的偏差,可知在误差允许范围之内,互成角度的两个力的合成规律满足 。
40.(24-25高一上·辽宁鞍山第一中学·期中)某同学用如图甲所示装置验证力的平行四边形法则。
(1)实验中,一个弹簧测力计的示数如图乙所示,则该弹簧测力计的拉力大小为 N。
(2)本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.建立物理模型法
(3)在此实验过程中必须注意以下几项,其中一定正确的是______。(填入相应的字母)
A.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
C.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D.用两个弹簧秤同时拉和用一个弹簧秤拉只需要橡皮条伸长相同长度即可
(4)通过作图对实验结果处理:F1、F2表示两个测力计互成角度的拉力,F表示平行四边形做出的F1与F2的合力,表示用一个弹簧测力计拉橡皮条时的力,则下图中符合实验事实的是______。
A. B.
C. D.
41.(24-25高一上·黑龙江大庆实验中学实验二部·期中)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验的装置如图甲所示,A点为固定橡皮筋的图钉的位置,O点为橡皮筋与细绳的结点位置,和为细绳套。图乙是根据实验结果在白纸上画出的力的图示情况。
(1)图乙中的F与两力中,方向一定沿方向的是 ;
(2)关于此实验,下列描述正确的是__________。
A.两弹簧测力计的拉力一定比橡皮筋的拉力大
B.实验中只需要记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.如果将两条细绳换成两个橡皮筋,那么实验结果将不同
D.两次将橡皮筋与细绳的结点拉到同一位置O的目的是确保弹簧测力计两次拉力的效果相同
42.(24-25高一上·黑龙江鸡西三校联考·期中)(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(a)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是 。
(b)本实验采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为 cm;该弹簧的劲度系数为 N/m。
(3)这位同学把这根弹簧做成了一个弹簧秤,当弹簧秤上的示数为5 N时,里面弹簧的长度x = cm(结果保留3位有效数字)。
(4)关于本实验中的实验操作及实验结果,以下说法正确的是( )
A.测量弹簧原长时应将弹簧平放在水平桌面上,使其自然伸长,并测出其长度
B.根据所测数据在F − x图上描点,作图时用直线连接每一个点
C.在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
D.可以随意增加砝码个数,只要保持砝码静止再读数就不会有误差
43.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨第九中学校·期中)1.在“探究两个互称角度的力的合成规律”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,该弹簧的原长,劲度系数;
(2)某次实验中,右侧弹簧秤的指针位置如图甲所示,其读数为 N,此时左侧弹簧的长度为14.25cm,由此可得左侧弹簧上的弹力值为 N(此空结果保留三位有效数字) ;
(3)两力的作用线如图乙所示,请在答题纸上选择合适标度画出这两个共点力合力 的力的图示 。
(4)下图是四位同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中各自画的图中,你认为最合理的一幅图是 。
44.(24-25高一上·黑龙江龙东联盟·期中)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。
(1)本实验采用的科学方法是 (填“控制变量法”或“等效替代法”);其具体含义是指 。
A.使两次橡皮条伸长的长度相等
B.使两分力与合力满足平行四边形定则
C.使两次橡皮条与细绳套的结点都与某点О重合
D.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
(2)某次实验时,左侧弹簧测力计的示数如图乙所示,则弹簧测力计的示数为 N。
(3)如果没有操作失误,图丙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是 (填“F”或“”)。
(4)下列方法可减小实验误差的是________。
A.拉橡皮条的细绳要适当短些
B.两个分力F1、F2的大小要适当大些
C.两个分力F1、F2间的夹角越小越好
D.弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
45.(23-24高一上·内蒙古赤峰赤峰第四中学·期中)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,将橡皮条的一端固定在水平木板上的点,橡皮条的另一端系两根细绳套.先用两个弹簧秤分别勾在绳套并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条的结点达到某一位置,并记下该点的位置;再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置点.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)关于此实验,下列叙述正确的是 (填字母序号)
A.两根细绳必须等长
B.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时,两拉力的夹角越小越好
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.本实验采用的科学方法为等效替代法
(2)用两个弹簧秤拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点达到点,拉绳的弹簧秤的示数 (小数点后保留一位)。
(3)图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。在与两力中,方向一定沿方向的是 。(选填“”或“”)
46.(23-24高一上·内蒙古呼和浩特第二中学·期中)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示。
(1)此时要记录下弹簧测力计a、b的示数F1、F2, 以及O点的位置;
(2)图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示。F与中,方向一定沿AO方向的是 ;
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专题06 实验专题
1.(23-24高一上·黑龙江哈尔滨第七十三中学·期中)某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。地 城
考点01
探究匀变速直线运动的规律
(1)图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器,请回答下面的问题:图乙是 (填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是 (填“交流电8V ”、“交流220V ”或“六节干电池”);
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作,纸带被打出一系列点,其中一段如图所示,可知纸带的 (选填“左”或“右”)端与小车相连;
(3)打点计时器所用电源的频率为 50Hz,如图中 O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有 4 个点未画出,则小车运动的加速度大小为 m/s2 。打下E点时小车的瞬时速度大小为 m/s;(结果均保留3位有效数字)
【答案】(1) 电火花 交流220V
(2)左
(3) 2.00 1.10
【详解】(1)[1][2]图甲为电磁打点计时器,而图乙为电火花计时器,采用交流220V电源;
(2)由纸带上的点迹分布可知,从左到右相邻相等时间内的点间距逐渐增加,可知纸带的左端与小车相连。
(3)[1]因为相邻两计数点间还有4个点未画出,可知T=0.1s,则小车运动的加速度大小为
[2]打下点时小车的瞬时速度大小为
2.(24-25高一上·黑龙江牡丹江第三高级中学·期中)在用电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示。
(1)则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。
(2)用刻度尺量得OA=1.51cm、AB=1.89cm、BC=2.29cm、CD=2.71cm。由此可知,纸带做 运动(选填 “匀加速直线”或“匀减速直线”),打C点时纸带的速度大小为 m/s,小车的加速度a= m/s2。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)0.1
(2) 匀加速直线 0.25 0.40
【详解】(1)打点计时器的周期为0.02s,所以两点间隔为0.02s,每5个点取1个计数点,则相邻两个计数点之间的时间间隔是0.1s
(2)[1]在相同的时间内通过的位移逐渐增大,且差值几乎恒定不变,所以纸带做匀加速直线运动;
[2]C点为BD的中间时刻
[3]用逐差法得加速度
3.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔第八中学校·期中)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示,闪光频率为30Hz,根据数据测得当地重力加速度g= m/s2;第8个位置此时的速度v8= m/s。(结果均保留三位有效数字)如果实际的频率为31Hz,那么实验测得的加速度比真实的 (填偏大,偏小,不变)
【答案】 9.72 2.27 偏小
【详解】[1]根据逐差法,当地重力加速度
[2]匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则第8个位置此时的速度
[3]如果实际的频率为31Hz,而数据处理时仍然按照30Hz处理,频率偏小,结合上述可知,实验测得的加速度比真实的偏小。
4.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨第三中学·期中)在“探究小车速度随时间变化规律”实验中:某同学用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律,得到一条纸带如图乙所示,并在其上取了7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。
(1)实验过程中,下列做法正确的是( )
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2)已知打点计时器采用的是50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2。(结果保留三位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成200V,频率不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点,但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1s代入计算,则因此速度的计算值与真实值相比 。(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)BD
(2)2.00
(3)不变
(4)偏小
【详解】(1)A.先释放小车,再接通电源,这样在纸带会记录很少的数据,计算会产生较大的误差,故A错误;
B.先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,这样纸带会得到充分利用,纸带上会记录更多的数据,计算时会产生较小的误差,故B正确;
C.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处,这样释放小车后,小车会运动很小的距离,纸带上会打出很少的计数点,计算会产生较大的误差,故C错误;
D.释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,纸带上会记录更多的数据,计算时会产生较小的误差,故D正确。
故选BD。
(2)由于相邻两个计数点间还有4个点没有画出,则相邻两计数点间的时间间隔为
所以小车运动的加速度大小为
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成200V,频率不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比不变。
(4)若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点,可知相邻两计数点间的时间间隔是0.08s,但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1s代入计算,则测量的速度数值与真实的速度数值相比偏小。
5.(24-25高一上·黑龙江大庆大庆中学·期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动,下图是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有四个点未画出。现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。请回答以下问题:
(1)下列操作正确的有______。(填选项代号)
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.先接通电源,后释放小车 D.电火花计时器应使用220V交流电源
(2)打B这个计数点时纸带的瞬时速度 m/s.(保留两位有效数字)
(3)小车运动的加速度大小是 。(保留两位有效数字)
【答案】(1)ACD
(2)0.18
(3)0.60
【详解】(1)AC.为了充分利用纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,且先接通电源,后释放小车,故AC正确;
B.打点计时器应放在长木板有滑轮的另一端,故B错误;
D.电火花计时器应使用220V交流电源,故D正确。
故选ACD。
(2)纸带上每相邻两个计数点间还有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
打B这个计数点时纸带的瞬时速度为
(3)根据逐差法可得,小车运动的加速度大小为
6.(24-25高一上·黑龙江龙东联盟·期中)某学习小组的同学用如图甲所示的实验装置来“探究小车速度随时间变化的规律”。已知打点计时器所接交流电源的频率f=50Hz。
(1)由图乙可知,B、C两点间的距离= cm。
(2)打点计时器打下D点时,小车的速度大小= m/s;小车运动的加速度大小a= m/s2。(均保留两位有效数字)
【答案】(1)0.90
(2) 0.60 5.0
【详解】(1)由题目已知刻度尺的最小刻度是0.1cm,由图乙可得,B、C两点间的距离
(2)[1]打点计时器所接交流电源的频率f=50Hz,则纸带上打下相邻两点的时间间隔
=0.02s
由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可知打点计时器打下D点时,小车的速度大小
[2]由匀变速直线运动的推论,可得小车运动的加速度大小
7.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔讷河讷河拉哈一中·期中)在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是( )
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得OA、OB、OC、OD间的距离分别为,,,,计时器打点领率为50Hz,则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。打点B时小车的速度大小 ;小车运动的加速度大小 (最后一空保留两位有效数字)。
(4)如果实际上打点频率为49Hz,则第(3)问a的测量结果 (填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1) 电火花打点计时器 交流220V
(2)C
(3) 0.1/0.10
(4)偏大
【详解】(1)[1][2]图乙是电火花打点计时器,其电源采用的是交流220V。
(2)A.在测量物体速度时,为了充分利用纸带,应先接通打点计时器的电源,后让物体运动,故A错误;
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的交流电源电压值不一样,故B错误;
C.根据
可知使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大,故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢,故D错误。
故选C。
(3)[1]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,则相邻计数点的时间间隔为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打点B时小车的速度大小
[3]根据逐差法可得,小车运动的加速度大小为
(4)[1]如果实际上打点频率为49Hz,则实际打点周期偏大,计算时仍按0.02s计算,则根据
知,第(3)问a的测量结果偏大。
8.(24-25高一上·吉林四平第一高级中学、实验中学、第三高中三校联考·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要______。(请填选项前的字母序号)
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的打点计时器是图 (填“丙”或“丁”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (填“直流电”或“交流电”)。
(3)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,根据图乙所示纸带,则可大致判断出小车做 (填“匀速直线”或“匀变速直线运动”)。若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小为 m/s,速度方向是 (填“从A向C”或“从C向A”),小车的加速度大小为 。(计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B
(2) 丁 交流电
(3) 匀变速直线运动 0.40 从C向A 0.80
【详解】(1)A.实验目的是利用打点计时器打出的纸带研究小车的匀变速直线运动,不需要弹簧测力计,故A错误;
B.实验需要利用刻度尺测量纸带上计数点之间的间距,故B正确;
C.实验目的是利用打点计时器打出的纸带研究小车的匀变速直线运动,不需要天平测量质量计,故C错误;
D.打点计时器自身就是一种计时仪器,不需要秒表测量时间,故D错误。
故选B。
(2)[1]本次实验选择的是电火花计时器,即打点计时器选择的是图丁中的计时器;
[2]电火花计时器的工作电压是交流电。
(3)[1]实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,根据图乙所示纸带分析可知,相邻相等时间间隔内的位移差近似等于0.80cm,则可大致判断出小车做匀变速直线运动;
[2]由于相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则相邻计数点之间的时间间隔为
匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则打B点时小车的速度大小
[3]小车做加速运动,先打出点迹A,可知,速度方向是从C向A;
[4]根据逐差法,小车的加速度大小为
9.(24-25高一上·吉林吉黑十校联考·期中)某同学用如图甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律。
(1)下列器材中,本实验必须用到的是______。
A.天平 B.直流电源 C.刻度尺 D.秒表
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作进行实验,纸带上打出一系列点,其中一段如图乙所示。图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的七个计数点,相邻两计数点间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的打点频率为50Hz,则纸带上打出相邻两个计数点的时间间隔 s,纸带上打出B点时小车的速度大小 m/s,小车的加速度大小 。(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)C
(2) 0.10 0.50 2.0
【详解】(1)实验中需要用刻度尺测量纸带的长度,不需要天平和秒表,需要交流电源,不需要直流电源。故选C。
(2)[1]相邻两计数点间还有四个计时点未画出,则纸带上打出相邻两个计数点的时间间隔
0.1s
[2]纸带上打出B点时小车的速度大小
[3]小车的加速度大小
10.(24-25高一上·吉林松原·期中)某同学利用如图所示的气垫导轨实验装置来研究匀变速直线运动.他在滑块上安装了宽度为的遮光条,实验时,将滑块从如图所示位置由静止释放,配套的数字计时器(图中未画出)记录了遮光条通过光电门1所用的时间,通过光电门2所用的时间,遮光条从光电门1到光电门2的时间为.滑块运动时受到的阻力很小,可忽略不计.请回答下面的问题:
(1)滑块经第一个光电门时速度大小为 ;滑块经第二个光电门时速度大小为 ;滑块的加速度大小为 .(计算结果保留三位有效数字)
(2)若使滑块以的初速度由气垫导轨的底端出发向上运动,滑块 (选填“能”或“不能”)到达长的气垫导轨的顶端.
【答案】(1)
(2)不能
【详解】(1)[1] 滑块经第一个光电门时速度大小为
[2] 滑块经第二个光电门时速度大小为
[3] 滑块的加速度大小为
(2)滑块沿气垫导轨向上以的加速度做匀减速直线运动,假设气垫导轨足够长,则滑块速度减为0过程中通过的位移大小为
故滑块不能到达气垫导轨顶端。
11.(24-25高一上·吉林长春第二中学·)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车的位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中,小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为和。表中 , 。
位移区间
AB
AC
AD
AE
AF
6.60
14.60
34.90
47.30
66.0
73.0
87.3
94.6
(2)根据表中数据,得到小车平均速度随时间的变化关系,如图(c)所示。在图(c)中补全实验点并作出图像 。
(3)从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中 , 。(结果均保留3位有效数字)
【答案】(1) 24.00 80.0
(2)
(3) 71.5 58.7
【详解】(1)[1]根据纸带的数据可得
[2]平均速度为
(2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得
(3)[1][2]此直线用方程表示,由图像可知其中
,
12.(24-25高一上·吉林白城洮北区九校联考·期中)光电计时器是一种研究物体运动时常用的计时仪器,其结构如图中所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块,用分度值为1mm的刻度尺测量滑块上遮光条的宽度d,示数如图丙所示。
(1)遮光条的宽度d= cm。
(2)如图乙所示,滑块在钩码的牵引下做匀加速直线运动,先后通过光电门1和2,光电计时器记录滑块通过光电门1和2时遮光条的遮光时间分别为t1=0.004s和t2=0.003s,则滑块通过光电门1的速度大小v1= m/s,测得遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间间隔为0.5s,则滑块的加速度大小a= m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)1.20
(2) 3.0 2.0
【详解】(1)由图可知,遮光条的宽度为
(2)[1]滑块通过光电门1的速度大小为
[2]滑块通过光电门2的速度大小为
所以滑块的加速度大小为
13.(24-25高一上·吉林吉林第二中学·期中)某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时得到如图所示的纸带,已知电源频率为50Hz,设O点是计数的起始点,两相邻计数点之间还有四个点未画出。测得各计数点间距为,则打D点时小车的速度vD= m/s,小车的加速度a= m/s2(结果均保留两位有效数字)。
【答案】 0.52 1.1
【详解】[1]根据题意可知,两相邻计数点之间还有四个点未画出,则相邻两计数点间的时间间隔为
打D点时小车的速度为
[2]小车的加速度为
14.(24-25高一上·吉林白城洮北区九校联考·期中)某实验小组用如图甲所示的装置来探究小车速度随时间变化的规律。
(1)打点计时器接的是 (填“直流”或“交流”)电源,实验时应先 再 (后两空填“接通打点计时器”或“释放小车”)。
(2)图乙是某次实验中得到的一条纸带,打点计时器打点周期为T,A、B、C、D四个计时点到O点的距离分别为xOA、xOB、xOC、xOD,打点计时器打C点时小车的速度大小vC= ,小车运动的加速度大小a= 。(均用题中物理量符号表示)
【答案】(1) 交流 接通打点计时器 释放小车
(2)
【详解】(1)[1][2][3]打点计时器接的是交流电源,实验时应先接通打点计时器再释放小车。
(2)[1]打点计时器打C点时小车的速度大小为
[2]小车运动的加速度大小为
15.(24-25高一上·吉林吉林松花江中学·期中)(1)打点计时器是一种使用 (“交流”或“直流”)电源的计时仪器,在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器,如图中为 打点计时器,它的工作电压是 V(“220”或约“8”)。
(2)电火花打点计时器使用交流电源工作,它工作电源的频率是50Hz,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为60Hz,而仍按50Hz进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)如图所示为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻两个计数点间都有4个点未画出,按时间顺序取A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,测它们之间的距离,如图所示,由纸带数据计算可得小车的加速度大小为 。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1) 交流 电火花 220
(2)偏小
(3)0.50
【详解】(1)[1]打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器;
[2][3]图示为电火花式计时器,它使用的是220V交流电源。
(2)使用电火花打点计时器测量速度时,如果工作电源的频率已变为60Hz,而仍按50Hz进行计算,且实验中通常通过相邻两段距离的平均速度计算中间点位的瞬时速度,即
可知计算时T比实际值大,则算出的速度值与物体速度的真实值相比偏小。
(3)每相邻两个计数点间都有4个点未画出,所以相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差相等公式可知,加速度为
16.(24-25高一上·辽宁大连第二十四中学·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动,图乙是某次实验获取的一段纸带,请回答以下问题:
(1)在做该实验时,下列说法正确的是______。
A.先释放纸带,后接通电源 B.先接通电源,后释放纸带
C.打完纸带后应立即关闭打点计时器 D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取
(2)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,若图乙纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 。
(3)打C点时小车的速度大小为 m/s,小车的加速度大小为 。(计算结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)BC
(2)0.1s
(3) 0.543 1.36
【详解】(1)AB.为了充分利用纸带,使用打点计时器时,应先接通电源再释放纸带。故A错误;B正确;
C.打点计时器只能连续工作很短的时间,打完点之后应立即关闭电源,长时间工作会损坏仪器。故C正确;
D.计数点可以从纸带上打的任意一个点开始选取。故D错误。
故选BC。
(2)实验中打点计时器每隔0.02s打一个点,若图乙纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则相邻两个计数点之间的时间间隔为
(3)[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打C点时小车的速度大小为
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小为
17.(24-25高一上·辽宁实验中学·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题:
(1)关于实验下列描述中正确的是__________。
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.应先释放小车,后接通电源
C.电火花计时器应使用低压交流电源
D.除了图甲中标出的器材外,完成实验还需要刻度尺
(2)实验中打点计时器每隔打一个点,打出的纸带如图乙所示,若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则打B点时小车的速度大小是 ,加速度大小是 。(计算结果均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么该实验中加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)AD
(2) 0.40 0.80
(3)偏大
【详解】(1)A.为了充分利用纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器。故A正确;
B.实验时,应先接通电源,再释放小车。故B错误;
C.电火花计时器应使用交流电源。故C错误;
D.除了图甲中标出的器材外,完成实验还需要刻度尺测量纸带上各计数点间的距离。故D正确。
故选AD。
(2)[1]依题意,纸带上相邻计数点的时间间隔为
则打B点时小车的速度大小
由逐差法可得
(3)如果当时电网中交变电流的频率是49Hz,则实际打点周期大于0.02s,而做实验的同学并不知道,则代入计算的时间偏小,使得该实验中加速度的测量值与实际值相比偏大。
18.(24-25高一上·辽宁·期中)学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A.释放小车时,小车应靠近打点计时器
B.实验时,先释放小车,再接通电源
C.纸带上打的点越密集,说明小车的速度越大
(2)根据已按正确操作打出的点迹清晰的纸带,测量小车的速度大小时,还需要的仪器是 。
(3)某次实验得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,在纸带上依次的7个计时点分别为O、A、B、C、D、E和F。若实验所用打点计时器打点的周期为T,则打点计时器打下C点时小车的速度大小 (用T、、表示);小车的加速度大小a= (用T、、、、、、表示)。
【答案】(1)A
(2)刻度尺
(3)
【详解】(1)A.为了避免纸带上出现大量的空白段落,实验中释放小车时,小车应靠近打点计时器,故A正确;
B.为了避免纸带上出现大量的空白段落,实验时,应先接通电源,待打点稳定后,再释放小车,故B错误;
C.由于打点周期一定,所以纸带上打的点越密集,纸带的速度越小,即小车的速度越小,故C错误。
故选A。
(2)匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度,根据
可知,需要测量计数点之间的间距,即测量小车的速度大小时,还需要的仪器是刻度尺。
(3)[1]匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度,打点计时器打下C点时小车的速度大小
[2]根据逐差法可知,小车的加速度大小
19.(24-25高一上·辽宁普通高中·期中)小明同学在实验室中用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。所用打点计时器如图甲所示,此打点计时器应安装 (填“复写纸片”或“墨粉纸盘”),工作电压为 V。用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了五个相邻的点作为计数点A、B、C、D、E,测得计数点间的距离如图乙所示,由此判断小车的运动 (填“是”或“不是”)匀变速直线运动,理由是 。
【答案】 墨粉纸盘 220 不是 相邻的相等时间间隔内位移之差不相等
【详解】[1][2]由图甲可知,实验所用的是电火花打点计时器,因此打点时用墨粉纸盘,工作电压为220V。
[3][4]相邻计数点间的时间间隔相等,相邻两计数点之间的位移之差分别为0.22cm、0.39cm、0.50cm,即相邻的相等时间间隔内位移之差不相等,不符合匀变速直线运动的规律,故不是匀变速直线运动。
20.(24-25高一上·内蒙古乌海第一中学·期中)某同学用如图1所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。
(1)请在下列实验器材中,选出本实验中不需要的器材: (填编号)。
①电火花计时器 ②天平 ③低压交变电源 ④细线和纸带
⑤钩码和小车 ⑥刻度尺 ⑦秒表 ⑧一端带有滑轮的长木板
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作,纸带被打出一系列点,其中一段如图2所示
(3)图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车运动的加速度大小为 。打下E点时小车的瞬时速度大小为 m/s。((结果均保留3位有效数字)
【答案】 ②③⑦ 2.00 1.10
【详解】(1)[1]实验中需要①电火花计时器;④细线和纸带;⑤钩码和小车;⑥刻度尺;⑧一端带有滑轮的长木板;不需要②天平;③低压交变电源;⑦秒表。故选②③⑦。
(3)[2]相邻两计数点间还有4个点未画出,可知T=0.1s,则小车运动的加速度大小为
[3]打下E点时小车的瞬时速度大小为
21.(24-25高一上·内蒙古呼和浩特第一中学·期中)在高中阶段,我们学习了测量物体加速度的方法。
(1)通过打点计时器,可以测量小车的加速度。电火花计时器的工作电压是 ,实验中除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 。(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源
C.刻度尺 D.秒表 E. 天平
(2)通过实验得到了一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(),然后纸带上每5个连续计时点取一个计数点,则纸带上两个相邻计数点的时间间隔为 s。如图中A、B、C、D、E、F…所示。某同学测量了相邻两计数点间的距离:OA=7.00cm, AB=7.61cm, BC=8.20cm,CD=8.81cm , DE=9.39cm, EF=10.00cm 请计算该小车在A点的速度 m/s,以及小车的加速度 (均保留小数点后两位)
【答案】(1) 220V AC
(2) 0.10 0.73 0.60
【详解】(1)[1][2] 电火花计时器是一种计时仪器,使用220V交流电源;使用打点计时器是需要用电压合适的交流电源,处理纸带时需要用刻度尺。
(2)[3]纸带上每5个连续计时点取一个计数点,则纸带上两个相邻计数点的时间间隔为
[4] 小车在A点的速度
[5]根据逐差法,小车的加速度
22.(24-25高一上·内蒙古包头第一中学·期中)某同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”。
(1)实验过程中,下列做法正确的是( )
A.先接通电源,再释放小车
B.先释放小车,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2)某次实验中得到一条纸带如图乙所示,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来。已知打点计时器的打点频率为,则打点计时器打点时,小车的速度大小 (保留两位有效数字);小车运动过程中的加速度大小 (保留两位有效数字)。
(3)若实验时交变电流的频率,则测得的加速度大小 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)AD
(2) 0.36 1.6
(3)小于
【详解】(1)AB.实验时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,纸带会得到充分利用,纸带上会得到更多的数据,会减小实验误差,A正确、B错误;
CD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,小车会在长木板上运动更长的距离,纸带上会打出更多的计数点,从而得到更多的数据,C错误、D正确。
故选AD。
(2)相邻两计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可知打点计时器打点时,小车的速度大小
根据“逐差法”,可知小车的加速度大小
(3)若实验时交变电流的频率,而做实验的同学仍然采用,则相邻计数点之间的时间间隔偏大,根据
由此引起加速度的测量值小于实际值。
23.(24-25高一上·黑龙江大庆大庆石油高级中学·期中)在探究弹簧弹力与形变量关系的实验中,采用图甲所示装置。地 城
考点02
探究弹簧弹力与形变量的关系
(1)关于该实验的说法,正确的是_______
A.所挂钩码的个数是没有限制的
B.测量弹簧中弹力的依据是二力平衡
C.测量弹簧原长时应将弹簧水平放置
D.根据所测数据在图上描点,作图像时应用折线连接每一个数据点
(2)某轻弹簧的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图乙所示,由此图线可得该弹簧的原长是 cm;劲度系数 N/m。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像,下列说法正确的是______。
A.a的劲度系数比b的大 B.a的劲度系数比b的小 C.弹力与弹簧长度成正比
【答案】(1)B
(2) 4 50
(3)A
【详解】(1)A.弹簧有弹性限度,所以所挂钩码的个数是有限制的,故A错误;
B.悬挂的钩码稳定时,处于平衡状态,则弹簧弹力跟重力平衡,即测量弹簧中弹力的依据是二力平衡,故B正确;
C.实验时,应将弹簧竖直悬挂,所以测量弹簧原长时应将弹簧竖直放置处于静止状态,故C错误;
D.根据所测数据在图上描点,作图像时应用光滑直线连接数据点,不在直线上的点均匀分布在线的两侧,故D错误。
故选B。
(2)[1][2]设簧的原长为,根据胡克定律可得
由图乙可知该弹簧的原长为
该弹簧的劲度系数为
(3)ABC.设弹簧原长为,根据胡克定律有
所以图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图丙可知a的劲度系数比b的大,故A正确,B错误;
C.在弹性限度内,弹力与弹簧形变量成正比,与弹簧长度成一次函数关系,故C错误。
故选A。
24.(24-25高一上·黑龙江大庆大庆中学·期中)如图1所示,某实验小组做探究弹力和弹簧伸长量关系的实验。实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x。根据测量的数据作出弹簧弹力F与弹簧长度x之间关系的图像,如图2所示。
(1)观察图像可知,实验过程中用到的每一个钩码重力为 N。
(2)由此图像可得,弹簧的原长为 cm,弹簧劲度系数 N/m(均保留2位有效数字)。
(3)与的关系为 (选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)1.0
(2) 5.0 50
(3)<
【详解】(1)观察图像2可知,每增加一个钩码,弹簧受到的弹力增加1.0N,所以实验中用到的每个钩码的重力为
(2)[1][2]根据胡克定律可得
可知弹簧弹力F与弹簧长度x之间关系的图像的横轴截距等于弹簧的原长,则有
图像的斜率表示弹簧劲度系数,则有
(3)由于弹簧竖直悬挂时,受到弹簧自身重力的影响,将导致与的关系为
25.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨第三中学·期中)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①将弹簧左端固定,水平放置并处于自然状态,右端与细绳连接,使细绳与水平桌面平行,将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐,弹簧的右端附有指针,此时指针的位置为l0,如图乙所示:
②在绳下端挂上一个砝码(每个砝码质量m=20g),系统静止后,记录指针的位置l1;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内),记录砝码的个数n及指针的位置l;
④用获得的数据作出l-n图像。
回答下列问题:
(1)弹簧原长l0读数为 (结果保留3位有效数字)。
(2)若g取9.8m/s2,则本实验中弹簧劲度系数k= N/m。(结果保留2位有效数字)。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将 。(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)
【答案】(1)6.00
(2)33
(3)偏大
【详解】(1)根据刻度尺的读数规律,该读数为6.00cm。
(2)根据胡克定律有
变形得
结合图像有
解得
(3)由于弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,导致弹簧的弹力大小小于砝码的质量,结合上述可知,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将偏大。
26.(24-25高一上·吉林通化第一中学校·期中)某实验小组做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)张同学将不同数量的钩码挂在竖直轻弹簧的下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码受到的重力G与弹簧长度L的关系图像,如图甲所示。由该图线可得该弹簧的原长为 cm,劲度系数为 N/m。
(2)王同学将该弹簧制成一把弹簧秤,当弹簧秤的示数如图乙所示时,该弹簧的长度为 cm。
【答案】(1) 8 300
(2)9
【详解】(1)[1]弹簧下端未挂钩码时的长度为原长,由图可知,弹簧原长为;
[2]由图甲可知,弹簧下端所挂钩码的重力为时弹簧的长度为,故
(2)由图乙可知,弹簧的弹力为
所以,弹簧的伸长量为
故弹簧的长度为
27.(23-24高一上·吉林长春第二实验中学·期中)某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:应用所学的“探究弹力和弹簧伸长的关系”的方法测定砝码盘的质量和弹簧的劲度系数。
(1)将弹簧自然悬挂在铁架台上,刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在 (填“水平”或“竖直”)方向;
(2)弹簧自然悬挂,待其静止时,长度记为;弹簧下端挂上砝码盘,在砝码盘中每次增加质量为的砝码,弹簧长度依次记为、、……
(3)该同学以砝码的总质量为纵轴,以弹簧长度为横轴,作出图像如图所示;图中的是已知量,重力加速度已知,则由图可知弹簧的劲度系数 ;砝码盘的质量
【答案】 竖直
【详解】(1)[1]弹簧的轴线必须沿重力方向,所以应沿竖直方向;
(3)[2][3]因为
整理得
所以有
,
解得
,
28.(23-24高一上·吉林普通高中友好学校联合体·期中)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,已知当地的重力加速度为g。
(1)为完成实验,除了上述器材之外,还需要的实验器材有: ;
(2)实验中需要记录的物理量有:悬挂钩码个数、与弹力对应的弹簧长度和 ;
(3)图乙是某同学描绘的弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F—x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为 N/m,图线不过原点的原因是 。
【答案】 刻度尺 弹簧原长 200 弹簧自身存在重力
【详解】(1)[1]实验需要测量弹簧的伸长量,所以还需要用到刻度尺。
(2)[2]实验中要得到弹簧的伸长量,则需要知道弹簧的原长与弹力对应的弹簧长度,然后用弹力对应的弹簧长度减去弹簧的原长,从而得到弹簧的伸长量。
(3)[3]根据胡克定律结合图像可知,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,即
[4]图线不过原点,说明没有挂钩码时弹簧还具有形变量,则是因为弹簧自身存在重力。
29.(23-24高一上·吉林长春外国语学校·期中)某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。
(1)某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图丙所示,该处的读数为 cm;
(2)实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变量,这会导致弹簧劲度系数的测量结果 ;(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F—L图像,如图乙所示。由图像可知,弹簧的劲度系数k = N/m(保留两位有效数字)。
【答案】 18.00 不变 25
【详解】(1)[1]由于弹簧测力计的分度值为0.1cm,则读数为18.00cm。
(2)[2]弹簧的劲度系数是用
其中F是力的差值,故弹簧自身受到的重力对弹簧劲度系数的测量结果无影响。
(3)[3]有图像可知,时,弹簧长度为
所以原长是8.00cm;图线斜率即为弹簧的劲度系数,则
30.(24-25高一上·辽宁沈阳重点高中联合体·期中)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)在实验中,以下说法正确的是 (填正确答案标号)。
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态时读数
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等
(2)如图乙所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,由图可知,弹簧的劲度系数是 N/m。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)AB
(2)2.5×102
【详解】(1)A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度,否则弹簧会损坏,故A正确;
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要保证弹簧位于竖直位置,使钩码的重力等于弹簧的弹力,要待钩码平衡时再读数,故B正确;
C.弹簧的长度不等于弹簧的伸长量,伸长量等于弹簧的长度减去原长,故C错误;
D.应该用同一个弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出弹力与形变量成正比,故D错误。
故选AB。
(2)根据胡克定律
F=kx
图像的斜率
结合F﹣x函数斜率的含义,图像斜率表示劲度系数,劲度系数
k=k0=2.5×102N/m
31.(24-25高一上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)某一组同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。
(1)以下是这组同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上 。
A.以弹簧长度为横坐标,以钩码质量为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,作出钩码质量与弹簧长度之间的关系图像;
B.记下不挂钩码时弹簧下端指针在刻度尺上指示的刻度;
C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺,调节弹簧上端与刻度尺零刻度线对齐;
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度,记录在表格内,然后取下钩码;
E.由图像求出弹簧的劲度系数。
(2)图(a)为根据实验测得数据标出的对应点,作出钩码质量与弹簧长度之间的关系图像。根据图像可知此弹簧下端不挂钩码时,其下端处指针指示的刻度 m。劲度系数 N/m。(,计算结果均保留三位有效数字)
(3)图(b)是另一组同学通过实验描绘的弹簧的弹力与伸长量的关系图线,图线的段明显偏离直线,主要原因是 。
【答案】(1)CBDAE
(2) 0.100 16.7/16.5/16.6/16.8/16.9
(3)弹簧受到的拉力超过弹性限度
【详解】(1)根据“测定弹簧的劲度系数”的实验操作可知,合理的操作顺序为CBDAE;
(2)[1]根据二力平衡可知
整理得
故图像横截距可知
[2]以上函数图像斜率
故
(3)图像AB段明显偏离直线OA,主要是因为弹簧受到的拉力超过了弹性限度,使弹簧的抗拉性能表现的更软。
32.(24-25高一上·辽宁·期中)某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数,毫米刻度尺的零刻度线与弹簧上端对齐,实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量来改变弹簧的弹力F,利用刻度尺测出弹簧对应的长度L。
(1)关于本实验,下列说法正确的是 。
A.安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
B.测量弹簧的长度时,应用手抓住钩码再读数
C.改变弹簧的弹力F时,钩码的数量可以任意增减
(2)多次实验,记录数据后描点连线得到图像,如图乙所示,则弹簧的劲度系数 N/m(保留三位有效数字)。
(3)弹簧自身的重量对其劲度系数的测量结果 (填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)A
(2)250
(3)无
【详解】(1)A.安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态,以减小读数误差,A正确;
B.测量弹簧的长度时,不能用手抓住钩码,B错误;
C.改变弹簧的弹力F时,不能使弹簧的形变量超过弹性限度,C错误。
故选A。
(2)根据胡克定律可得,弹簧的劲度系数
(3)根据胡克定律可得
可知,弹簧自身的重量对其劲度系数的测量结果无影响。
33.(24-25高一上·辽宁朝阳重点中学·期中)在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中:
(1)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,通过实验画出弹簧弹力F(N)与弹簧总长度x(m)的关系图线如图甲所示(轻质弹簧未超过弹性限度),弹簧的原长为 m;弹簧的劲度系数 N/m。
(2)如图乙毫米刻度尺水平放置,“0”刻度线上方固定一个有孔挡板,一条不可伸长的轻质细线一端下面悬挂重物,另一端跨过光滑定滑轮并穿过光滑小孔与轻弹簧相连接,使(1)中研究的轻弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙(轻质弹簧未超过弹性限度),则指针所指刻度尺示数为 cm。由此可推测重物重为 N。
【答案】(1) 0.10 200
(2) 1.00 18
【详解】(1)[1][2]当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可知原长
当弹簧长度为0.15m时,弹力大小为10N时,对应弹簧的伸长量为
由胡克定律
解得
(2)[1][2]根据毫米刻度尺读数规则,要估读到0.1mm,如图乙所示指针所指刻度尺示数为1.00cm,原长为10cm,弹簧被压缩了
根据胡克定律
解得
由此可推测重物重为18N。
34.(24-25高一上·辽宁名校联盟·期中)某同学在做探究“弹簧弹力与形变量的关系”实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
C.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
D.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
(2)如图乙所示是某根弹簧所受拉力F与伸长量x之间的关系图像,由图可知该弹簧所受拉力F与伸长量x的比值 N/m。(保留三位有效数字)
(3)该同学用此弹簧制作成一把弹簧测力计,某次测量时弹簧测力计的指针位置如图丙所示,则弹力大小为 N。
【答案】(1)BD
(2)200
(3)8.00
【详解】(1)A.弹簧有一定的质量,实验前为了准确测出原长,需要先把弹簧竖直悬挂再测量,故A错误;
B.弹簧被拉伸后要保证能恢复原状,则不能超出它的弹性限度,故B正确;
C.为了处理数据方便,增减钩码应按照一定的数量,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重,故C错误;
D.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,需要利用二力平衡,则应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态,故D正确。
故选BD。
(2)根据胡克定律,可知图像的斜率为劲度系数,有
(3)弹簧秤的最小刻度为0.1N,估读到0.01N,则读数为8.00N。
35.(24-25高一上·辽宁丹东·调研)甲、乙两个实验小组进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。地 城
考点03
探究两个互成角度的力的合成规律
(1)甲实验小组用如图1所示装置进行实验,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细线的结点,和为细线。某次实验中两弹簧测力计拉力、及两个拉力的合力的示意图如图2所示,为一个弹簧测力计单独拉橡皮筋时,把结点拉到同一位置的拉力。如果没有操作失误,则图2中的与两力中,方向一定沿方向的是 。
(2)乙实验小组接着进行了如图3所示的实验,一竖直木板上固定白纸,白纸上附有角度刻度线,弹簧测力计和连接细线系于点,其下端用细线挂一重物,使结点静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计和的示数,并在白纸上记录细线的方向;弹簧测力计、均绕点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计方向水平为止,此过程中弹簧测力计、的示数将会________
A.弹簧测力计、示数均一直减小
B.弹簧测力计、示数均一直增大
C.弹簧测力计示数会一直减小,弹簧测力计示数会一直增大
D.弹簧测力计示数会先增大后减小,弹簧测力计示数会先减小后增大
(3)利用实验中得到的二力合成的规律,设两个分力的夹角为,合力大小为,已知这两分力大小不变,改变这两个分力的夹角,得到与的关系图像如图4所示,则当时,合力的最大值为 N。
【答案】(1)
(2)C
(3)14
【详解】(1)由图2可知,是通过做平行四边形得到的合力理论值,由于存在一定的误差,方向不一定沿AO方向;是用一根弹簧测力计拉橡皮筋得到的合力实验值,根据二力平衡可知,方向一定沿AO方向。
(2)弹簧测力计、均绕点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计方向水平为止,根据几何关系可知,弹簧测力计a、b对O的拉力、以及Q对O的拉力G组成的矢量三角形内接于圆内,如图所示
由图可知弹簧测力计示数会一直减小,弹簧测力计示数会一直增大。
故选C。
(3)设两个分力大小分别为、,且,当时有
当时有
联立解得
,
则当时,可得合力的最大值为
36.(24-25高一上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。
(1)请将以下主要实验操作补充完整。
①把橡皮条一端固定在木板上的点,另一端拴两根细绳套。
②用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉,使结点到达某一位置,此位置标记为;同时记录两根细绳的方向和两个测力计的示数;
③用一个弹簧测力计钩住一个绳套,使结点再次处于点位置,记录此时细绳套的 和测力计的示数。
(2)图乙中的与两力中方向可能不沿方向的是 。
(3)本实验采用的研究方法是_____。
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.建立物理模型法
【答案】(1)方向
(2)
(3)C
【详解】(1)③用一个弹簧测力计钩住一个绳套,使结点再次处于点位置,记录此时细绳套的方向和测力计的示数。
(2)由图乙可知,是一个弹簧拉绳套时得到的合力实验值,根据二力平衡可知,的方向一定沿AO方向;F是通过F1与F2作平行四边形得到的合力理论值,由于存在误差,F的方向不一定沿AO方向。
(3)本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同,采用的科学方法是等效替代法。
故选C。
37.(24-25高一上·辽宁丹东七校协作体·期中)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。请回答下列问题:
(1)根据实验数据在白纸上作图如图乙所示,乙图中、、、四个力,其中力 不是由弹簧测力计直接测得的,方向一定在AO延长线上的力是 。
(2)实验中,要求前后两次力的作用效果相同,指的是_____。
A.细绳沿同一方向伸长同一长度
B.橡皮条沿同一方向伸长同一长度
C.让与两个力完全重合
D.两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为 N。
【答案】(1) F
(2)B
(3)4.47
【详解】(1)[1]图乙中的F在以与为邻边作平行四边形得到的,不是由弹簧测力计直接测出的;
[2] 是用一个弹簧测力计将节点拉到位置,所以方向在AO延长线上,F在以与为邻边作平行四边形得到的,由于误差原因,方向不一定在AO延长线上。
(2)该实验采用了“等效替代”法,即合力与分力的关系是等效的,前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度。
故选B。
(3)图中弹簧测力计的分度值为0.1N,根据丙图读出该力的大小为。
38.(24-25高一上·辽宁大连第二十四中学·期中)某同学做“探究互成角度力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。请回答下列问题:
(1)本实验主要采用的科学方法是______.
A.控制变量法 B.等效替代法
C.理想实验法 D.建立物理模型法
(2)图乙中的力F和力,一定沿橡皮条AO方向的是 (选填“F”或“”)
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为 N。
【答案】(1)B
(2)
(3)4.50
【详解】(1)本实验的基本原理是:一个力的作用效果和两个力的作用效果相同,所以采用的是等效替代法。
故选B。
(2)从图中可得F是根据平行四边形定则画出的理论值,所以F′是实际值,即一定沿AO方向。
(3)图丙的示数为4.50N。
39.(24-25高一上·辽宁普通高中·期中)物理学习小组通过实验探究两个互成角度的力的合成规律。实验过程如下:
(1)支架靠竖直墙固定(墙上贴有白纸),橡皮筋a的上端固定在支架顶端,下端与两个细线拴接。实验过程中细线与纸面始终保持平行。先将质量为500g的钩码挂在橡皮筋下端,静止时在白纸上记下结点的位置O和细线的方向,如图甲所示。重力加速度g取,则钩码的重力 N。
(2)取下这个钩码,将两根细线跨过左右两侧的定滑轮,分别挂上重力为和的钩码,沿着支架边缘上下调节定滑轮的位置,直到结点再次到达位置O,记下两细线的方向,如图乙所示。这种科学研究方法是 法。
(3)取下白纸,作出、和G如图丙所示,请作出和的合力F。
(4)比较F与G的大小及方向的偏差,可知在误差允许范围之内,互成角度的两个力的合成规律满足 。
【答案】(1)4.9
(2)等效替代
(3)见解析
(4)平行四边形定则
【详解】(1)根据重力公式,可得;
(2)两次使结点都到达位置O,即两个力的作用效果与一个力的作用效果相同,这种科学研究方法是等效替代法;
(3)以、为邻边作平行四边形,、之间的对角线表示和的合力F;
(4)在误差允许范围之内,互成角度的两个力的合成规律满足平行四边形定则。
40.(24-25高一上·辽宁鞍山第一中学·期中)某同学用如图甲所示装置验证力的平行四边形法则。
(1)实验中,一个弹簧测力计的示数如图乙所示,则该弹簧测力计的拉力大小为 N。
(2)本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.建立物理模型法
(3)在此实验过程中必须注意以下几项,其中一定正确的是______。(填入相应的字母)
A.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
C.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D.用两个弹簧秤同时拉和用一个弹簧秤拉只需要橡皮条伸长相同长度即可
(4)通过作图对实验结果处理:F1、F2表示两个测力计互成角度的拉力,F表示平行四边形做出的F1与F2的合力,表示用一个弹簧测力计拉橡皮条时的力,则下图中符合实验事实的是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)3.70
(2)C
(3)B
(4)C
【详解】(1)根据弹簧测力计的读数规律,该读数为3.70N。
(2)实验中用两根弹簧测力计拉橡皮条的效果与用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果相同,均使橡皮条末端拉同一位置O,可知,实验采用了等效替代法。
故选C。
(3)A.实验中为了便于准确作出平行四边形,需要使两细绳之间的夹角适当大一些,但并不需要一定使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上,故A错误;
B.实验中为了准确作出力的图示,在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行,故B正确;
C.实验中,为了减小读数误差,两弹簧测力计的示数应在弹性限度内适当大一些,但并不需要在用两个弹簧秤同时拉细绳时一定使两个弹簧秤的读数相等,故C错误;
D.为了确保效果相同,实验中,用两个弹簧秤同时拉和用一个弹簧秤拉需要将橡皮条的末端伸长至同一位置O,故D错误。
故选B。
(4)F表示平行四边形做出的F1与F2的合力,则F一定沿平行四边形的对角线,表示用一个弹簧测力计拉橡皮条时的力,则一定沿橡皮条拉伸方向,可知,只有第三个选项符合要求。
故选C。
41.(24-25高一上·黑龙江大庆实验中学实验二部·期中)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验的装置如图甲所示,A点为固定橡皮筋的图钉的位置,O点为橡皮筋与细绳的结点位置,和为细绳套。图乙是根据实验结果在白纸上画出的力的图示情况。
(1)图乙中的F与两力中,方向一定沿方向的是 ;
(2)关于此实验,下列描述正确的是__________。
A.两弹簧测力计的拉力一定比橡皮筋的拉力大
B.实验中只需要记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.如果将两条细绳换成两个橡皮筋,那么实验结果将不同
D.两次将橡皮筋与细绳的结点拉到同一位置O的目的是确保弹簧测力计两次拉力的效果相同
【答案】(1)
(2)D
【详解】(1)图乙中的F与两力中,F是两个分力合力的理论值,是两个分力合力的实验值,则方向一定沿方向的是。
(2)A.两弹簧测力计的拉力不一定比橡皮筋的拉力大,选项A错误;
B.实验中需要记录弹簧测力计的读数以及拉力的方向和O点的位置,选项B错误;
C.如果将两条细绳换成两个橡皮筋,那么实验结果不变,选项C错误;
D.两次将橡皮筋与细绳的结点拉到同一位置O的目的是确保弹簧测力计两次拉力的效果相同,选项D正确。
故选D。
42.(24-25高一上·黑龙江鸡西三校联考·期中)(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(a)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是 。
(b)本实验采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为 cm;该弹簧的劲度系数为 N/m。
(3)这位同学把这根弹簧做成了一个弹簧秤,当弹簧秤上的示数为5 N时,里面弹簧的长度x = cm(结果保留3位有效数字)。
(4)关于本实验中的实验操作及实验结果,以下说法正确的是( )
A.测量弹簧原长时应将弹簧平放在水平桌面上,使其自然伸长,并测出其长度
B.根据所测数据在F − x图上描点,作图时用直线连接每一个点
C.在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
D.可以随意增加砝码个数,只要保持砝码静止再读数就不会有误差
【答案】(1) F′ B
(2) 10 50
(3)20.0
(4)C
【详解】(1)(a)[1]图乙中的F与F′两力中,F是两个分力合力的理论值,F′是两个分力合力的实验值,则方向一定沿AO方向的是F′;
(b)[2]本实验采用的科学方法是等效替代法,故选B。
(2)[1]由图可知该弹簧的自然长度为L0 = 10 cm;
[2]该弹簧的劲度系数为
(3)这位同学把这根弹簧做成了一个弹簧秤,当弹簧秤上的示数为5 N时,里面弹簧的长度
(4)A.测量弹簧原长时应将弹簧竖直悬挂,测出其长度,故A错误;
B.根据所测数据在F − x图上描点时,要使大多数点落在直线上,少数均匀分布在直线两侧,并舍掉误差较大的点,故B错误;
C.在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态,故C正确;
D.增加砝码个数时不能超出弹簧的弹性限度,故D错误。
故选C。
43.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨第九中学校·期中)1.在“探究两个互称角度的力的合成规律”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,该弹簧的原长,劲度系数;
(2)某次实验中,右侧弹簧秤的指针位置如图甲所示,其读数为 N,此时左侧弹簧的长度为14.25cm,由此可得左侧弹簧上的弹力值为 N(此空结果保留三位有效数字) ;
(3)两力的作用线如图乙所示,请在答题纸上选择合适标度画出这两个共点力合力 的力的图示 。
(4)下图是四位同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中各自画的图中,你认为最合理的一幅图是 。
【答案】 2.10 2.50 B
【详解】(2)[1]弹簧秤最小分度值为0.1N,所以弹簧秤的示数
[2]左侧弹簧上的弹力值
(3)[3]作出力的图示如下
(4)[4]用平行四边形定则作出的力为理论值,沿平行四边形对角线,而实验值,用一个测力计拉动,一定沿AO方向。
故选B。
44.(24-25高一上·黑龙江龙东联盟·期中)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。
(1)本实验采用的科学方法是 (填“控制变量法”或“等效替代法”);其具体含义是指 。
A.使两次橡皮条伸长的长度相等
B.使两分力与合力满足平行四边形定则
C.使两次橡皮条与细绳套的结点都与某点О重合
D.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
(2)某次实验时,左侧弹簧测力计的示数如图乙所示,则弹簧测力计的示数为 N。
(3)如果没有操作失误,图丙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是 (填“F”或“”)。
(4)下列方法可减小实验误差的是________。
A.拉橡皮条的细绳要适当短些
B.两个分力F1、F2的大小要适当大些
C.两个分力F1、F2间的夹角越小越好
D.弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
【答案】(1) 等效替代法 C
(2)3.6
(3)F
(4)BD
【详解】(1)[1]一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,故本实验采用的科学方法是等效替代法;
[2]其具体含义是指使两次橡皮条与细绳套的结点都与某点О重合。
故选C。
(2)该弹簧测力计的分度值为0.2N,故读数为3.6N。
(3)由一个弹簧测力计拉橡皮条至О点的拉力一定沿AO方向,而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F。
(4)A.为了准确记下拉力的方向,故采用两点描线时,两点应尽量距离大一些,故细绳应长些,故A错误;
BC.在合力F不超过量程的前提下,两个分力F1、F2要尽量大些,夹角不宜太大,也不宜太小,故B正确、C错误;
D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度,故D正确。
故选BD。
45.(23-24高一上·内蒙古赤峰赤峰第四中学·期中)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,将橡皮条的一端固定在水平木板上的点,橡皮条的另一端系两根细绳套.先用两个弹簧秤分别勾在绳套并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条的结点达到某一位置,并记下该点的位置;再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置点.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)关于此实验,下列叙述正确的是 (填字母序号)
A.两根细绳必须等长
B.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时,两拉力的夹角越小越好
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.本实验采用的科学方法为等效替代法
(2)用两个弹簧秤拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点达到点,拉绳的弹簧秤的示数 (小数点后保留一位)。
(3)图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。在与两力中,方向一定沿方向的是 。(选填“”或“”)
【答案】 CD/DC 3.6
【详解】(1)[1]A.两根细绳只需要适当长一些,不需要等长,故A错误;
B.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时,两拉力的夹角不能太小,也不能太大,应适当大一些,故B错误;
C.为了减小误差,在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行,故C正确;
D.本实验采用的科学方法为等效替代法,故D正确。
故选CD。
(2)[2]图中弹簧秤的分度值为,由图可知拉绳的弹簧秤的示数为
(3)[3]由图乙可知是通过平行四边形得到的合力理论值,则是通过一个弹簧秤拉橡皮条得到的合力实验值,根据二力平衡可知,方向一定沿方向的是。
46.(23-24高一上·内蒙古呼和浩特第二中学·期中)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示。
(1)此时要记录下弹簧测力计a、b的示数F1、F2, 以及O点的位置;
(2)图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示。F与中,方向一定沿AO方向的是 ;
【答案】 F1、F2的方向 F′
【详解】(1)[1]根据实验原理可知,以表示力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线表示两力的合力F,比较合力理论值与实验值的关系,验证力的平行四边形定则,则需要记录下弹簧测力计a、b的示数F1、F2和F1、F2的方向以及O点的位置。
(2)[2] F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F′是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计的拉力效果相同,测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′。
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