高中物理必修1實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)試題

./必修一實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)本學(xué)期我們學(xué)習(xí)了研究勻變速直線運(yùn)動、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系四個實(shí)驗(yàn)。我們要掌握這四個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材的使用、實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)驗(yàn)方法的遷移運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)一：探究勻變速直線運(yùn)動必會內(nèi)容：1．打點(diǎn)計時器:計時儀器,電源頻率50Hz,每隔0.02s打一次點(diǎn)．2．打點(diǎn)計時器的工作條件<1>電磁打點(diǎn)計時器：6V以下交流電源．<2>電火花計時器：220V交流電源．3．紙袋的處理：〔1．判斷物體運(yùn)動情況a.如果則物體做勻速直線運(yùn)動．b.如果<常數(shù)>,則物體做勻變速直線運(yùn)動．〔2．求加速度a."逐差法"求加速度,即,,然后取平均值,即,這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用,以提高準(zhǔn)確性．b."圖象法"求加速度,即由"平均速度法"求出多個點(diǎn)的速度,畫出v－t圖,直線的斜率即為加速度．．"平均速度法"求速度利用勻變速運(yùn)動中點(diǎn)時刻的瞬時速度等于該段的平均速度,即,如圖所示．釋放小車前,應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計時器的位置。應(yīng)先接通電源,后釋放小車。在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動,防止鉤碼落地或小車與滑輪碰撞．實(shí)驗(yàn)后先斷開電源,后取下紙帶。在坐標(biāo)紙上,縱、橫軸選取合適的單位,仔細(xì)描點(diǎn)連線,不能連成折線,應(yīng)作一條直線,讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上,落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)．例：在做"研究勻變速直線運(yùn)動"的實(shí)驗(yàn)中：<1>實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計．其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是______．<2>如圖所示,是某同學(xué)由打點(diǎn)計時器得到的表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出,打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的時間間隔T＝0.02s,其中s1＝7.05cm、s2＝7.68cm、s3＝8.33cm、s4＝8.95cm、s5＝9.61cm、s6＝10.26cm.下表列出了打點(diǎn)計時器打下B、C、F時小車的瞬時速度,請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計時器打下D、E兩點(diǎn)時小車的瞬時速度.位置BCDEF速度/<m·s－1>0.7370.8010.994<3>以A點(diǎn)為計時起點(diǎn),在圖坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時間關(guān)系圖線．根據(jù)你畫出的小車的速度—時間關(guān)系圖線計算出的小車的加速度a＝____m/s2.解析<1>本實(shí)驗(yàn)中不需要測量力的大小,因此不需要的器材是彈簧測力計．<2>根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度知：vD＝eq\f<s3＋s4,2T>＝eq\f<8.33＋8.95×10－2m,2×0.1s>＝0.864m/s同理可得vE＝0.928m/s.<3>小車的速度—時間關(guān)系圖線如圖所示．<4>在v－t圖象中,圖線的斜率表示加速度的大小,則a＝eq\f<Δv,Δt>＝<0.64±0.01>m/s2.答案<1>彈簧測力計<2>0.8640.928<3>見解析圖<4><0.64±0.01>實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：一小球在桌面上做勻加速直線運(yùn)動,現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下小球運(yùn)動過程中在每次曝光時的位置,并將小球的位置編號,得到的照片如圖所示．由于底片保管不當(dāng),其中位置4處被污損．若已知攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為1s,則利用該照片可求出：小球運(yùn)動的加速度約為________m/s2.位置4對應(yīng)的速度為________m/s,能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________<不要求計算,但要說明過程>．解析從圖中讀出5、6之間的距離為37.5cm－24.0cm＝13.5cm,2、3之間的距離為6.0cm－1.5cm＝4.5cm,利用逐差法有s56－s23＝3aT2,求出a＝3.0×10－2m/s2；位置4對應(yīng)的速度為v4＝eq\f<s35,2T>＝eq\f<24.0－6.0,2>×10－2m/s＝9×10－2m/s；欲求4的具體位置,可以采用逐差法利用<s6－s4>－<s4－s2>＝4aT2求解．答案3.0×10－2<2.8×10－2～3.1×10－2均可>9×10－2能利用<s6－s4>－<s4－s2>＝4aT2可以求出位置4的具體位置<其他方法合理均可>實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系必會內(nèi)容：1．彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長,平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等．2．用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x,建立坐標(biāo)系,以縱坐標(biāo)表示彈力大小F,以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x,在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組<x、F>對應(yīng)的點(diǎn),用平滑的曲線連接起來,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線,就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系．3．所掛鉤碼不要過重,以免彈簧被過分拉伸,超出它的彈性限度,要注意觀察,適可而止．4．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差適當(dāng)大一些,從而使坐標(biāo)點(diǎn)的間距盡可能大,這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些．例：如圖<a>所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼,探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)．<1>為完成實(shí)驗(yàn),還需要的實(shí)驗(yàn)器材有____________________________；<2>實(shí)驗(yàn)中需要測量<記錄>的物理量有____________________________；<3>圖<b>是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的F－x圖線,由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.圖線不過原點(diǎn)的原因是________________________________．解析該實(shí)驗(yàn)探究的是彈力F和彈簧伸長量Δx的關(guān)系,故還需要測量長度的儀器即刻度尺．彈簧彈力由二力平衡得到：F＝nmg,需要記錄懸掛鉤碼個數(shù)；形變量為Δx＝l′－l0,故需要測量彈簧原長和彈力<外力>對應(yīng)的彈簧長度．F－x圖線的斜率表示勁度系數(shù)k＝eq\f<ΔF,Δx>＝200N/m,圖線不過原點(diǎn)是由彈簧自身重力引起的．答案<1>刻度尺<2>彈簧的原長、懸掛鉤碼個數(shù)以及與彈力<外力>對應(yīng)的彈簧長度<3>200彈簧自身有重力實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：在"探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)"的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖.所用的每個鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力．實(shí)驗(yàn)時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度．<1>有一個同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在如坐標(biāo)圖中,請作出F-L圖線．<2>由此圖線可得出的結(jié)論是______________________________________．該彈簧的原長為L0＝______cm,勁度系數(shù)k＝________________________N/m.<3>試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況,請你幫助他設(shè)計一個記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格．<不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)據(jù)><4>該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較．優(yōu)點(diǎn)在于：___________________________________________________________；缺點(diǎn)在于：____________________________________________________________.解析<1>如圖<2>在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧的伸長量成正比1025<3>如下表次數(shù)123456彈力F/N彈簧的長度L/<×10－2m>避免彈簧自身所受重力對實(shí)驗(yàn)的影響彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則必會內(nèi)容：1.等效思想：使一個力的作用效果和兩個力和的作用效果相同,就是使同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn)O,即伸長量相同,所以為和的合力,作出力的圖示,再根據(jù)平行四邊形定則作出力和的合力F的圖示,比較、在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等、方向相同．2．使用彈簧測力計前,要先觀察指針是否指在零刻度處,若指針不在零刻度處,要設(shè)法調(diào)整指針,使之指在零刻度處．再將兩個彈簧測力計的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉,如果兩個示數(shù)相同方可使用．3．在同一次實(shí)驗(yàn)中,使橡皮條拉長時結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同．實(shí)驗(yàn)時需記錄節(jié)點(diǎn)位置,和力的大小、方向。4．用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時,夾角不宜太大也不宜太小,在60°～100°之間為宜．5．在同一實(shí)驗(yàn)中,畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同,并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大一些．例：某同學(xué)在做"互成角度的兩個力的合成"的實(shí)驗(yàn)時,利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧測力計拉力的大小和方向,如圖<a>所示．<1>試在圖<a>中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示,并用F表示此力．<2>有關(guān)此實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是________．A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力,兩彈簧測力計的拉力是分力C．兩次拉橡皮筋時,需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O,這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變,只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可<3>圖<b>所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時得到的結(jié)果,其中哪一個比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？<力F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示>．答_________________________________________________________________.<4>在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中,造成誤差的主要原因是：<至少寫出兩種情況>答__________________________________________________________________.解析<1>以F1、F2為鄰邊作平行四邊形,其對角線OF即為所求的合力<如圖所示>．<2>兩只彈簧測力計的拉力與橡皮筋的拉力的合力為零,它們之間不是合力與分力的關(guān)系,B錯誤；結(jié)點(diǎn)位置不變,合力不變,當(dāng)一只彈簧測力計的拉力大小改變時,另一只彈簧測力計的拉力的大小和方向必須都改變,故D錯誤；正確的選項(xiàng)只有A、C.<3>用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮筋拉力的方向有偏差,但用一只彈簧測力計拉結(jié)點(diǎn)的拉力與橡皮筋拉力一定在同一直線上,故甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)．<4>①F1的方向比真實(shí)方向偏左；②F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左；③作圖時兩虛線沒有分別與F1線和F2線平行．<任選其二>實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：.有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個光滑的滑輪A和B,將繩子打一個結(jié)點(diǎn)O,每個鉤碼的重量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3,回答下列問題：<1>改變鉤碼個數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖?lt;>．A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2,N3＝4B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3,N2＝4C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4D．鉤碼的個數(shù)N1＝3,N2＝4,N3＝5<2>在拆下鉤碼和繩子前,最重要的一個步驟是<>．A．標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度C．用量角器量出三段繩子之間的夾角D．用天平測出鉤碼的質(zhì)量<3>在作圖時,你認(rèn)為圖下中________是正確的．<填"甲"或"乙">解析<1>實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：|F1－F2|<F3<F1＋F2,因此B、C、D選項(xiàng)是可以的．<2>A<3>甲實(shí)驗(yàn)中F3是豎直向下的．答案<1>BCD<2>A<3>甲實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律必會內(nèi)容：1、控制變量法：保持作用力不變,確定加速度與質(zhì)量的大小關(guān)系；保持質(zhì)量不變,探究加速度跟合外力的關(guān)系；作出a－F圖象和a－eq\f<1,M>圖象,確定其關(guān)系．2．在平衡摩擦力時,不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上,即不要給小車加任何牽引力,并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動．3．每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出．只有如此,小車受到的拉力才可視為等于小盤和砝碼的總重力．4．改變拉力和小車質(zhì)量后,每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器,并應(yīng)先接通電源,再放開小車,且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車．5．作圖象時,要使盡可能多的點(diǎn)分布在所作直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)．例：在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．<1>當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時,才可以認(rèn)為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．<2>某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn),其具體操作步驟如下,以下做法正確的是________．A．平衡摩擦力時,應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時,先放開小車,再接通打點(diǎn)計時器的電源D．用天平測出m以及小車質(zhì)量M,小車運(yùn)動的加速度可直接用公式a＝eq\f<mg,M>求出解析<1>實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際加速度為a＝eq\f<mg,M＋m>,實(shí)驗(yàn)時把mg當(dāng)成對M的拉力,即忽略m對加速度的影響,使加速度約為a＝eq\f<mg,M>,顯然需m?M.