必修2物理實驗專題(帶詳細答案)

必修2物理實驗專題練習〔假期復習7〕實驗一：研究平拋運動在“研究平拋物體的運動”的實驗中，記錄了以下圖所示的一段軌跡ABC.物體是由原點O水平拋出的，C點的坐標為〔60，45〕，那么平拋物體的初速度為v0=___________m/s，物體經(jīng)過B點時的速度vB的大小為vB=___________m/s.〔取g=10m/s2〕1、答案：22解析：由平拋運動公式可得：v0==m/s=2m/sB點的豎直坐標：yB=gt2=×10×()m=0.2mvB===m/s=2m/s.2.一個學生在做平拋運動的實驗時只描出了如下圖的一局部曲線，于是他在曲線上任取水平距離Δx相等的三點a、b、c,量得Δx=0.10m，又量得它們之間的豎直距離分別為h1=0.10m,h2=0.20m，取g=10m/s2,利用這些數(shù)據(jù)可以求出：〔1〕物體被拋出時的初速度為____________m/s;〔2〕物體經(jīng)過點b時的豎直速度為____________m/s.2、答案：1.01.5解析：〔1〕a→b→c,水平距離相等，那么對應相等的時間，設a→b,b→c，平拋運動時間均為T.那么由Δx=v0TΔh=h2-h1=gT2得：T=0.1s，v0=1.0m/s.〔2〕據(jù)勻變速直線運動=v中時得：vby==m/s=1.5m/s.3.某同學做平拋運動實驗時，在白紙片上只畫出了表示豎直向下方向的y軸和平拋物體運動軌跡的后一局部，而且漏標了拋出點的位置，如下圖.這位同學希望據(jù)此圖能測出物體的初速度，請你給他出出主意：〔1〕簡要說明據(jù)此圖測定該物體初速度的方法____________.〔2〕需要增加的測量工具有____________.〔3〕用測量出的物理量表示測量的結(jié)果：v0=____________.3、答案：〔1〕畫出三條兩兩之間等距離〔Δx〕的與y軸平行的豎線，分別與軌跡曲線交于A、B、C三點，過這三點各作一條垂直于y軸的線.測量A、B之間的豎直距離y1和A、C之間的豎直距離y2，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可算出初速.〔如圖示〕〔2〕刻度尺〔3〕Δx4.如下圖，在“研究平拋物體運動”的實驗中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25cm.假設小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，那么小球平拋的初速度的計算式為v0=__________(用L、g表示)，其值為__________〔取g=9.8m/s2〕，小球在b點的速度為__________.4、答案：20.70m/s0.875m/s解析：從圖中所點位置特征可知，記錄小球位置的時間間隔是相同的，設為T，在豎直方向上，Δs=gT2=L，在水平方向上，v0==2，又小球經(jīng)過b點的豎直分速度vb⊥==,小球通過b點的速度為v==5.在“研究平拋物體的運動”的實驗中：〔1〕為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是________________________________________________________〔2〕小球拋出點的位置必須及時記錄在白紙上，然后從這一點畫水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用___________來確定的.〔3〕驗證實驗得到的軌跡是否準確的一般方法是：在水平方向從起點處取兩段連續(xù)相等的位移與曲線交于兩點，作水平線交于y軸，兩段y輛位移之比為___________.〔4〕某同學建立的直角坐標系如下圖，設他在安裝實驗裝置和其余操作時準確無誤，只有一處失誤，即是_________________________________________________〔5〕該同學在軌跡上任取一點M，測得坐標為〔x,y〕，那么初速度的測量值為___________，真實值為___________.5、答案：〔1〕看小球在末端是否滾動〔2〕重垂線〔3〕1∶3〔4〕坐標原點應建立在水平槽口正上方球心處，而該同學卻錯誤地將坐標原點取在槽口處〔5〕xx(r為小球半徑〕解析：〔1〕〔2〕略〔3〕豎直方向小球做初速度為0的勻加速直線運動，那么兩相鄰相等時間內(nèi)的豎直位移之比為1∶3.〔4〕略ABSH〔5〕初速為零的勻加速直線運動，在第1和第2個相鄰相等時間內(nèi)位移之比為1∶3，任一點M的坐標為〔x,y〕,那么y=gt2,v0t=x,故v0=x,因真正拋出點應在球心處，故真實值為x〔r為小球半徑〕ABSH6．〔2003〕如下圖，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端〔末端水平〕時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。改變整個裝置的高度做同樣A．水平方向的分運動是勻速直線運動B．水平方向的分運動是勻加速直線運動C．豎直方向的分運動是自由落體運動D．豎直方向的分運動是勻速直線運動7．〔上海市嘉定區(qū)2008年4月模擬〕〔1〕在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球?qū)掖窝赝卉壍肋\動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上__________?！睞〕通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平〔B〕每次釋放小球的位置必須不同〔C〕每次必須由靜止釋放小球〔D〕記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降〔E〕小球運動時不應與木板上的白紙相接觸〔F〕將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線〔2〕作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有__________和__________。其初速度的表達式為v0＝__________?！?〕某學生在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置O，A為物體運動一段時間后的位置，根據(jù)圖示，求出物體做平拋運動的初速度為〔 〕〔A〕1.0m/s〔B〕10m/s〔C〕2.0m/s〔D〕20m/s7答案：〔1〕A、C、E，〔2〕x、y，xEQ\R(g/2y)，〔3〕C實驗二：探究功與速度變化的關(guān)系紙帶橡皮筋打點計時器8．〔2009安徽物理Ⅲ．紙帶橡皮筋打點計時器⑴設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W……；⑵分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、……；⑶做出W-v草圖；⑷分析W-v圖像。如果W-v圖像是一條直線，說明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系。以下關(guān)于該實驗的說法中有一項不正確，它是。A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W……。B．小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒?，可以使木板適當傾斜。C．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算。8Ⅲ、答案：D。解析：本實驗的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關(guān)系。這個速度是指橡皮繩做功完畢時的速度，而不整個過程的平均速度，所以D選項是錯誤的。實驗三：驗證機械能守恒定律9．如下圖5-8-6，是本實驗中選定的一條較理想的紙帶，紙帶上打出的點記錄了物體在不同時刻的，圖中A為打下的第一點，各相鄰點間時間間隔均為T，有關(guān)距離標示在圖中，當打點計時器打C點時，物體動能的表達式為；假設以打A點時重物位置為零勢能位置，那么打C點時，物體的機械能表達式為.OABC9.OABC9.5115.712.42圖5-8-4ABCDEFS1S2S3S4圖5-8-69、(1)位置(2)(3)10．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖5-8-4.其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點.該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位cm).⑴這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_____,應記作_______cm.⑵該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的即時速度，那么該段重錘重力勢能的減少量為_______，而動能的增加量為________，(均保存3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量，原因是___________________________________________.⑶另一位同學根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，不過他數(shù)了一下：從打點計時器打下的第一個點O數(shù)起，圖中的B是打點計時器打下的第9個點.因此他用vB=gt計算跟B點對應的物體的即時速度，得到動能的增加量為________，這樣驗證時的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量,原因是______________________________________.10、⑴OC，15.70⑵1.22m，1.20m，大于，v是實際速度，因為有摩擦生熱，減少的重力勢能一局部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；⑶1.23m，小于，v是按照自由落體計算的，對應的下落高度比實際測得的高度要大.11．在用自由落體運動做“驗證機械能守恒定律”實驗中，用天平稱得重物的質(zhì)量為，所用電源的頻率為50Hz，某同學通過正確的實驗操作得到了一條理想的紙帶。紙帶上打出的點如下圖〔紙帶上的O點是第一個打印點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點的時間作為計時單位取的記數(shù)點，圖中數(shù)據(jù)單位為毫米〕，當?shù)氐闹亓铀俣?。選擇B點為初始點，D點為終點，那么從打下B點到打下D點的過程中，重物的重力勢能的減少量為J；重物動能的增加量為J?！脖４?位有效數(shù)字〕11．；12.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器所用電源頻率為50HZ,當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.8m/s2,測得所用重物的質(zhì)量為1.0kg.甲、乙、丙三個同學分別用同一裝置打出三條紙帶,量出各紙帶上的第1、2兩點距離分別為0.18cm、0.19cm、0.25cm,可看出其中肯定有一個同學在操作上有錯誤,錯誤同學是,錯誤操作是.假設按實驗要求正確操作選出紙帶進行測量,量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離分別為15.55cm、19.20cm、23.23cm,當打點計時器打B點時,重物的重力勢能減少量為J,重物的動能增加量為J(保存三位有效數(shù)字).12、先放紙帶后通電源,那么物體在1、2兩點運動不是從靜止開始的,不符合實驗要求.假設,那么經(jīng)過0.02s的時間,位移不會超過2.0mm.打B點時,對應B點速度動能增量【答案】丙先放紙帶后通電源1.881.8413.〔2010新課標卷〕22、(4分)如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.答復以下問題(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有______.(填入正確選項前的字母)A、米尺B、秒表C、0～12V的直流電源D、0～12V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有______.(寫出兩個原因)13.答案：〔1〕AD〔2〕紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定。解析：〔1〕用A項米尺測量長度，用D項交流電源供打點計時器使用。〔2〕紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定。14．〔2010四川卷〕22.〔5分〕〔2〕有4條用打點計時器〔所用交流電頻率為50Hz〕打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗證機械能守恒定律”實驗時打出的。為找出該紙帶，某同學在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為S1、S2、S3。請你根據(jù)以下S1、S2、S3的測量結(jié)果確定該紙帶為?！惨阎?shù)氐闹亓铀俣葹?.791m/s2〕A.61.0mm65.8mm70.7mm B.41.2mm45.1mm53.0mmC.49.6mm53.5mm57.3mm D.60.5mm61.0mm 60.6mm14。答案：C解析：驗證機械能守恒采用重錘的自由落體運動實現(xiàn)，所以相鄰的0.02s內(nèi)的位移增加量為：，答案為C。15．〔2010安徽卷〕21．Ⅲ．〔6分〕利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的試驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度和下落高度。某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案。用刻度尺測出物體下落的高度，并測出下落時間,通過計算出瞬時速度.用刻度尺測出物體下落的高度，并通過計算出瞬時速度.根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度.用刻度尺測出物體下落的高度，根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度。以上方案中只有一種正確，正確的選項是。〔填入相應的字母〕15。答案：d打點計時器紙帶夾子重物16．〔東北師大附中2008年高三“三年磨一劍”第二次摸底考試〕打點計時器紙帶夾子重物〔1〕下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件；B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；C．用天平測出重錘的質(zhì)量；D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E．測量紙帶上某些點間的距離；F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．其中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E是．〔將其選項對應的字母填在橫線處〕As2s1BCDEs0O〔2〕利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值．如下圖，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出A距起始點O的距離為s0，點AC間的距離為s1，點As2s1BCDEs0O〔3〕在上述驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大?。僭O當?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g，還需要測量的物理量是．試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F＝．16。答案：〔1〕BCD〔2〕SKIPIF1<0〔3〕重錘的質(zhì)量m，SKIPIF1<0或SKIPIF1<017．〔徐州市2007——2008學年度高三第三次質(zhì)量檢測〕用如下圖的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源，有交流〔頻率為50Hz〕和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律?！?〕一同學按如下步驟進行實驗：A．用天平測量出重錘的質(zhì)量；B．按圖示的裝置安裝器件；C．將打點計時器接到電源的直流輸出端上