高考物理试题及答案:验证牛顿运动定律

2016-05-18 07:16:29 来源:

  1. 甲、乙同学根据实验数据画出的小车a图象为下图中的直线Ⅰ 、Ⅱ,明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是(  )

  A. 实验前甲同学没有平衡摩擦力

  B. 甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了

  C. 实验前乙同学没有平衡摩擦力

  D. 乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了

  2. (2012·潮州)甲、乙、丙、丁四位同学做“验证牛顿第二定律”的实验,设小车质量和车上砝码质量之和为M,沙及沙桶的总质量为m,分别得出如图中甲、乙、丙、丁四个图线,其中图甲、乙、丙是aF图线,图丁是a图线,则以下说法中正确的是(  )

  A. 丙和丁较好地把握了实验条件M≫m

  B. 甲和乙则没有把握好实验条件M≫m

  C. 甲同学长木板的倾角太小,而乙同学长木板倾角太大

  D. 甲、乙、丙三同学中,丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作

  3. 做验证牛顿第二定律的实验中,由于没有考虑沙桶的质量,结果图象应该是(  )

  4. 某同学做了如下力学实验:一质量为m的物体放在水平面上,物体受到向右的水平拉力F 作用后运动,设水平向右为加速度a的正方向,如图甲所示,现测得物体的加速度a与拉力F 之间的关系如图乙所示,由图乙知,F与a的关系式为    ,物体的质量m=    ,物体与水平面间的动摩擦因数μ=    ,横轴上的截距表示    ,纵轴上的截距表示    .

  5. (2013·梅州一中)在探究“加速度与力、质量的关系”实验中:

  (1) 某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图甲所示.请你指出该装置中的错误或不妥之处:

  (2) 要使沙桶和沙的重力近似等于小车所受的拉力,则小车的质量M     沙桶和沙的质量.为减少实验误差,需平衡摩擦力,其操作步骤为:

  (3) 在实验中,打点计时器使用的交变电流的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图乙所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为1 mm 的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐.

  乙

  由图可以读出1和5两个计数点跟0点的距离d1、d5,它们分别为    cm、    cm;打计数点“2”时小车的瞬时速度为    m/s,小车运动的加速度大小为    m/s2.(后两空结果保留两位有效数字)

  6. (2012·惠州改编)如图甲所示为“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.

  甲

  乙

  (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小车所受外力,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aF关系图线(如图乙所示).

  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(  )

  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

  7. (2012·广铁一中)实验室给同学们提供了如下实验器材:滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧测力计、直尺,要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律.

  (1) 实验中因涉及的物理量较多,须采用控制变量的方法来完成该实验,即:先保持    不变,验证物体    越小,加速度越大;再保持    不变,验证物体    越大,加速度越大.

  (2) 某同学的做法是:将长木板的一端放在小木块上构成一斜面,用小木块改变斜面的倾角,保持滑轮小车的质量不变,让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放,用秒表记录小车滑到底端的时间.试回答下列问题:

  ①改变斜面倾角的目的是        .

  ②用秒表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所花的时间,而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离,这样做的好处是        .

  (3) 如果要较准确地验证牛顿第二定律,则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况.某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点计时器打下的点未画出),打点计时器接的是50 Hz 的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和记数点O对齐.

  线段 OA … … … 数据(cm) … … … …

  ①数据的记录表中最后两栏他未完成,请你帮他完成.

  ②由以上数据计算出物体通过E点时的速度vE=    m/s,物体的加速度a=    m/s2.(取两位有效数字)

  8. (原创题)某实验小组利用拉力传感器和打点计时器验证牛顿运动定律,实验装置如图甲.他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力F的大小;小车后面固定-打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度.

  (1) 若交变电流的频率为50 Hz,则根据图乙所打纸带记录,小车此次运动经B点时的速度 vB=     m/s,小车的加速度a=    m/s2.

  (2) 由于小车所受阻力f的大小难以测量,为了尽量减小实验的误差,需尽可能降低小车所受阻力f的影响,以下采取的措施中必须的是    .

  A. 适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车恰能拖着纸带匀速下滑

  B. 钩码质量m远小于小车的质量M

  C. 定滑轮的轮轴要尽量光滑

  D. 适当增大钩码的质量m

  参考答案:

  1. BC 2. CD 3. D

  4. F-Ff=ma 5 kg 0.4 最大静摩擦力 F为零时的加速度

  5. (1) 用干电池 小车没有靠近打点计时器 没平衡摩擦力

  (2) 远大于 不挂沙桶,将木板倾斜一定角度,接通电源,让打点计时器工作,用力轻推小车,给小车一初速度,当打点计时器在纸带上打出的点迹间隔相等时,即平衡了摩擦力

  (3)1.20 12.00 0.21 0.60

  6. (1) 小车的总质量

  (2) ①在质量不变的条件下,加速度与外力成正比 ②C

  7. (1) 合外力 质量 质量 所受合外力

  (2) ①改变小车所受的合外力 ②记录更准确(或:更容易记录、记录误差会更小、时间更容易记录、方便记录、方便计时、位置很难记录等类似答案均可)

  (3) ①

  表一

  线段 OA … … … OE OF 数据(cm) … … … … 7.00 9.40 表二

  线段OA………DEEF 数据(cm) … … … … 2.25 2.40

  ②0.23 0.42(0.38~0.46均可以)

  8. (1) 0.40 1.46 (2) AD

  (责任编辑:卢雁明)

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