1、 吉林学吧 吉林学吧用油膜法测分子的直径专练1.“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( )A.将油膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子间的间隙C.考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油膜分子看成球形答案:ABD解析:把油酸分子进行理想化处理就是科学的方法.2.用油膜法测出分子直径后,要测出阿伏加德罗常数,只需知道油滴的( )A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.体积 D.密度答案:B解析:阿伏加德罗常数 NA= .(V m摩尔体积,V 0分子体积, V0= D 2)0 613.利用油膜法测出了分子直径 D 后,若滴在液面上一滴油酸的体积为 V,水面上形成的油膜面积为 S,这滴油酸中的油酸分子数为
2、 N,阿伏加德罗常数为 NA,则下述表达式近似正确的是( )A.V= ND 3 B.S= ND 2611C.V=NADSD.S=NAD 2答案:A解析:油酸分子的体积 V0= D 36所以这滴油酸(共有 N 个分子)的体积 V=NV0= ND 3,故 A 正确,C 错.61油酸分子所占面积 S0= D 241所以含有 N 个分子的这滴油酸油膜的面积 S=NS0= ND 2,故 B、D 错.44.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验时,实验简要步骤如下:A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 ,数出轮廓内的方格数( 不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积 SB.将
3、一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C.用浅盘装入约 2 cm 深的水,然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上D.用公式 L= ,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小SVE.根据酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积 VF.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序是.答案:CFBAED解析:由实验原理可得 吉林学吧 吉林学吧5.(6 分)为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差,下列方法可行的是( )A.用注射器向量筒里滴 100 滴油酸酒精溶液,并读出量
4、筒里这些溶液的体积 V1,则每滴油酸酒精溶液的体积 V2= 10B.把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些C.先在浅盘水中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液滴 4 滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形答案:B解析:测一滴油酸酒精溶液的体积时,滴数是准确的,误差主要是出在从量筒中读出 n 滴溶液的体积,如果不是整体积数,那么估读的体积误差就大了,应数出量筒里每增加一个整体积数(量筒的最小分度)所滴入的滴数.故 A 错,对 B 项的分析是正确的.多滴几滴确实对测量形成油膜的油酸体积会更精确些,但多滴以后会使油膜面积增大,可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相
5、接触,这样油膜就不是单分子油膜了.(做实验的浅盘的面积都不大)6.(6 分)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中,备有以下器材:用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔,还缺少的器材有_.答案:量筒、坐标纸7.在用“油膜法估测分子的大小”的实验中,若用直径为 0.5 m 的浅圆盘盛水要让油酸在水面上形成单分子油酸膜,若用纯油酸,而不配制溶液,那么油酸滴的体积的数量级不能大于_m 3.答案:10 -11解析:分子直径的数量级为 10-10 m.油滴滴在浅圆盘中形成油膜的最大面积为圆盘的面积 Smax=r 2=3.14( )2 m2=0.2 m25.0油滴的最大体积 Vmax
6、=Smaxd=0.210-10 m3=210-11 m3所以油滴体积的数量级不能大于 10-11 m3.8.某种不溶于水的油剂的密度是 8102 kg/m3.取该油剂 0.8 mg 滴在水面上,最后形成的油膜面积最大可达_m 2.答案:10解析:这种油剂的体积 V= = m3=110-9 m326108.油剂分子直径的数量级为 10-10 m,形成最大面积油膜为单分子油膜层所以油膜面积 S= = m2=10 m2.dV1099.在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为 1 000 mL 溶液中有纯油酸 0.6 mL,用注射器测得 1 mL 上述溶液为 80 滴,把 1 滴该溶
7、液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形方格的边长为 1 cm,试求: 吉林学吧 吉林学吧(1)油酸膜的面积是_cm 2;(2)实验测出油酸分子的直径是_m ;(结果保留两位有效数字)(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?_.答案:(1)113115 都对(2)6.510 -106.610-10 都对(3)这样做的目的是为了让油膜在水平面上形成单分子油膜解析:(1)求油膜面积时,先数出“整”方格的个数,对剩余小方格的处理方法是:不足半个的舍去,多于半个的等于一个,数一下共有 113115 个.一个小方格的面积 S0=L2=1 cm2,所以面
8、积 S=(113115)1 cm2=(113115) cm2.(2)一滴纯油酸的体积V= mL=7.510-11 m3106.8油酸分子直径d= = m=(6.510 -106.610-10) m.SV410)53(.710.体积为 1.210-3 cm3 的油滴在静止的水面上扩展为 4 m2 的单分子油膜,假设分子间是紧密排列的,则可估算出这种油分子的直径为_,1 mol 这种油的体积为_,油分子的质量为_.(油的密度为0.8103 kg/m3)答案:310 -10 m 8.510-6 m3 1.110-27 kg解析:油分子的直径:d= = m=310-10 m.一个油分子的体积:SV41
9、02.63V= d3.1 mol 油的体积:V 0=VNA= d 3NA= 3.14(310-10)361023 61 61m3=8.510-6 m3.1 mol 油的质量: M0=V 0.一个油分子的质量:m= = = = d 3=0.8103 3.14(310-10)3 kg=1.110-27 kg.ANM0A6111.某种油的密度 =0.810 3 kg/m3,把一滴体积为 1.210-3 cm3 的这种油滴在水面上,可以形成面积为 2 m2 的单分子油膜,阿伏加德罗常数 NA=6.021023 mol-1.若把分子看作球形,则估算出它的直径是多大?油的摩尔质量是多少?答案:610 -1
10、0 m 5.510-2 kg/mol解析:设一滴油的体积为 V,一个油分子的直径为 d,由题意可知油膜的厚度也为 d,则 吉林学吧 吉林学吧Sd=V,故 d= = m=610-10 m.SV210.63每一个油分子的体积为 ( )3,故这种油的分子个数4dn= = =1.061019(个)3)2(4d3106)2(4.1油的摩尔质量 m0= NAnV= 6.021023 kg/mol=5.510-2 kg/mol.196336.8.012.将 1 cm3 油酸溶于酒精,制成 200 cm3 的酒精油酸溶液.已知 1 cm3 溶液有 50 滴,现取 1滴溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面
11、上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为 0.2 m2,由此估算油酸分子直径 .答案:510 -10 m解析:200 cm 3 油酸酒精溶液有50 滴/cm 3200 cm3=10 000 滴一滴油酸溶液含油酸的体积V= cm3=10-4 cm3=10-10 m310所以油酸分子直径为:d= = m=510-10 m.SV2.1013.用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数,把密度 =0.810 3 kg/m3 的某种油,用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜,已知这滴油的体积 V=0.510-3 cm3,形成的油膜的面积 S=0.7 m2,油的摩尔质量 Ml=0.09 kg/mol.若把油膜看成单分子
12、层,每个油分子看成球形,那么:(1)油分子的直径为多大?(2)由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少?(保留一位有效数字)答案:(1)7.110 -10 m (2)610 23 mol-1解析:(1)利用油膜法测出分子直径d= = m=7.110-10 m.SV7.0153(2)每个分子看成球形,则每个分子的体积 V= d 3= ( )361SV1 mol 这种油的体积 Vl= =NAV=NA ( )3lM 吉林学吧 吉林学吧所以 NA= 3)(6SVMl= mol-131032).7(108.439=61023 mol-1.用单摆测重力加速度专练1.测重力加速度用的单摆,需满足的条件是(
13、 )A.摆线长度不可改变 B.摆线不可伸长C.摆球质量远大于摆线质量 D.摆线长度远大于摆球直径答案:BCD解析:在不改变摆长的前提下,让单摆的质量尽量集中于摆球.2.在“用单摆测重力加速度”的实验中:下面所给器材中,选用哪些器材较好,请把所选用器材前的字母依次填写在题后的横线上.A.长 1 m 左右的细线;B.长 30 cm 左右的细线;C.直径 2 cm 的铅球;D.直径 2 cm 的铁球;E.秒表;F.时钟;G.最小刻度是厘米的直尺;H.最小刻度是毫米的直尺.所选用的器材是_.答案:ACEH解析:利用 T=2 寻找思路,再根据单摆是一种理想化模型的要求确定.gl3.利用单摆测重力加速度的
14、实验中,误差主要来自( ) 吉林学吧 吉林学吧A.摆长测量中的误差 B.周期测量中的误差C.摆角超过 5时产生的误差 D.由于 值的近似取值而带来的误差答案:B解析:根据 T=2 得到: g= .gl24Tl4.某学生用单摆测定重力加速度,测得数值偏大些,可能是下列哪些原因引起的( )A.量摆长时没有把小球半径算进去B.摆球的质量测得不准确C.摆角小,使周期变小D.应当测振动 30 次的时间求其周期,结果把 29 次当作 30 次计算周期答案:D解析:由于 g= ,若半径没考虑进去,g 将变小,选项 A 错.g 与质量 m 无关,选项 B24Tl错.由单摆的等时性可知,选项 C 的原因不成立.
15、当把 29 次全振动当作 30 次来计算时,其周期 T 的计算值变小,g 变大,选项 D 正确.5.本实验中,单摆的摆角必须小于 5,其原因是( )A.单摆的周期与振幅有关,摆角大于 5,测出周期偏大B.摆角越大,受空气阻力越大,影响测量结果C.因为单摆周期与振幅无关,较小振幅方便实验D.摆角超过 5,单摆的振动不再是简谐运动,周期公式失败答案:D解析:测量重力加速度是利用单摆的周期公式来完成的.而单摆周期公式成立的条件是摆角必须小于 5.6.在测定重力加速度的实验中,某同学的下列操作中都有错误,请指出错在哪里?(1)测摆长时,用力将线拉紧后用刻度尺测量,将摆线用铁夹固定在铁架台上.(2)测量
16、周期时,当摆球通过平衡时启动秒表并数下“1”,直到第 30 次通过平衡位置时制动秒表,读出经历的时间 t,得到周期 T=t/30.(3)将摆球从平衡位置拉开约 15 cm 放开手让其振动,由于手的带动使单摆变成了圆锥摆.答案:(1)测摆长时应注意以下三点:应将摆线固定好后再测量,不能测好后再安装; 吉林学吧 吉林学吧测量时应让摆球自由下垂,不能拉得过紧;应注意是悬点到球心的距离.(2)测量周期对应从平衡位置开始计时,直到第二次摆球沿同一方向经过平衡位置时才数下“1”,该同学的单摆完成全振动的次数为 N=(30-1)/2,周期为 T=2t/(30-1),另外,该同学记录摆动的次数太少,N 应为
17、3050 次.(3)实验时必须使单摆摆角在 5以内,可以通过估算振幅的办法来控制,使振幅 A8 cm,显然该同学已超出了这个数字,另外应使摆球在竖直平面内摆动,不要形成圆锥摆,因圆锥的周期公式为 T=2 ,与 T=2 的误差是显而易见的.gL/cosgL/7.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,用刻度尺量出悬点到小球距离为 96.60 cm,用游标卡尺量出小球直径是 5.26 cm,测量周期的实验有 3 次,结果如下表: 全振动次数 30 40 35时间/s 60.40 79.80 70.60这个单摆振动周期的测定值是_ s.当地重力加速度的测定值是_ m/s 2.(取三位有效数字)答案:2.
18、008 9.69解析:单摆周期的测量值为T1=2.013 s,T 2=1.995 s,T 3=2.017 sT= =2.008 s3由单摆的周期公式得g= =9.69 m/s2.2)(4Tdl8.某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为 97.50 cm,摆球直径 2.00 cm,然后用停表记录了单摆振动 50 次所用的时间如下图所示,则(1)该摆摆长为_cm,停表表示读数为_s.(2)如果测得的 g 值偏小,可能的原因是( ) 吉林学吧 吉林学吧A.测摆线时摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了C.开始计时时,停表过迟按下D.实验时误将 49 次全
19、振动数为 50 次答案:(1)98.50 99.78 (2)B解析:(1)本题要求真正掌握摆长的概念,能应用停表读数,会应用公式 g=4 2l/T2 去分析造成实验误差的原因.由摆长的概念,摆长应等于摆线长与摆球半径之和:97.50 cm+1.00 cm=98.50 cm停表读数 t 总 =90 s+9.78 s=99.78 s.(2)由公式 g=4 2l/T2,可知:A 项是使 l 变大,测得 g 值偏大,B 项导致周期 T 偏大,使 g 值偏小,C、D 项导致周期 T 偏小,使 g 值偏大.9.在“利用单摆测定重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到 g= .24l只要测出多组
20、单摆的摆长 l 和运动周期 T,作出 T2l 图象,就可以求出当地的重力加速度.理论上 T2l 图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如上图所示.(1)造成图象不过坐标点的原因可能是_.(2)由图象求出的重力加速度 g=_m/s2.(取 2=9.87)答案:(1)测摆长时漏掉了摆球的半径(2)9.87解析:(1)由图象知,当 l=0 时 T0,说明 l 不等于摆长,可能只是摆线长度,漏掉了球半径.(2)图象的斜率 k= ,由图象知 k=4,故 g= 2=9.87 m/s2.g2410.做“利用单摆测定重力加速度”的实验获得如下数据:摆长 L/m 0.4 0.5 0.6 0.8
21、 1.2周期 T2/s2 1.6 2.2 2.4 3.2 吉林学吧 吉林学吧(1)利用上述数据,作出 LT2 图象.(2)利用图象求出重力加速度 g=_m/s2.(3)取 T2=5.2 s2 时,求此时摆长 L=_m.答案:(1)见解析图 (2)9.86 (3)1.3解析:(1)先按表中给出数据选好标度,再描点作图所得到 LT2 的图象如图所示,其中每两个点偏离直线较远作图时可舍去.(2)由 T=2 得 L/T2=g/4 2gL/从图中可得出 L/T2=1.2/4.8得 g=9.86 m/s2.(3)由图象可得 1.2/4.8=L /5.2取 T2=5.2 s2 时的摆长 L=1.3 m.1
22、1.某同学利用单摆测重力加速度,由于所用直尺较短,他设计了如下的实验方法:先测出某一摆长下单摆的周期 T1,然后利用短尺在摆线上量出一段较小的长度 L,将单摆的摆长缩短 L,再测出对应的周期 T2,由此就可以算出重力加速度的值为 g=_.答案: 214Tl解析:设周期为 T1,单摆的摆长为 l,则周期为 T2 时摆长为 l-l由周期公式得 gT12=4 2l 和 gT22=4 2(l-l)两式相减可得 g= .214T12.有几个登山运动员登上一无名高峰,但不知此峰的高度,他们想迅速估测出高峰的海拔高度,但是他们只带了一些细绳、小刀、卷尺,可当作秒表用的手表和一些食品,附近有碎石、树木等,其中
23、一个人根据物理知识很快就测出了海拔高度.请写出测量方法、需记录的数据,推导出计算海拔高度的计算式.答案:h= -R0(R 0 为地球半径)20T 吉林学吧 吉林学吧解析:用细绳和小石块做成一单摆,用卷尺测出它的摆长 l,利用秒表测出它的周期 T,由此计算山顶的重力加速度 g= .因为地表面的重力加速度 g0= ,山顶的重力加速度24Tl2RGMg= ,由以上两式可解得 h= -R0(R 0 为地球半径).20)(hRGM0lg13.请你提供两种测量某地重力加速度的实验方案(要求简述实验原理、扼要说明实验方法及步骤).【方法一】实验原理实验方法和步骤【方法二】实验原理实验方法和步骤答案:方案一、
24、实验原理:利用单摆周期公式 T=2 ,导出 g=4 2l/T2.gl实验方法和步骤:测出单摆的摆长 l,测出单摆完成 n 次全振动的时间 t,并求得周期 T=t/n.方案二、实验原理:利用自由落体运动规律 h= gt2 导出 g=2h/t2.1实验方法和步骤:利用闪光照片测出下落高度 h,已知闪光时间间隔 t.验证动量守恒定律专练一、本题共 8 小题,每小题 7 分,共 56 分.在每小题给出的四个 选项中有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得 7 分,选不全的得 3 分,有错选或不答的得 0 分.1.在做碰撞中动量守恒的实验中,需要用到的测量工具有( )A.秒表 B.
25、毫米刻度尺 C.天平 D.弹簧秤答案:BC解析:由实验原理和实验方法可知选 BC.2.在做碰撞中的动量守恒的实验中,必须测量的物理量是( )A.入射小球和被碰小球的质量B.入射小球或被碰小球的半径C.入射小球从静止释放时的起始高度D.斜槽轨道的末端到地面的高度E.入射球未碰撞时飞出的水平距离F.入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离答案:ABEF解析:由本实验原理和实验方法可知 A、B、E、F 正确 吉林学吧 吉林学吧3.在做“验证动量守恒定律”实验时,关于在地面铺纸,下列说法中正确的是( )A.铺纸前应查看地面是否平整,无杂物B.白纸铺在地面上后,在整个实验过程中不能移动C.复写纸不需要固定
26、在白纸上,测定 P 点位置时的复写纸,到测定 M 点位置时,可移到M 点使用D.在地面上铺纸时,复写纸放在下面,白纸放在上面答案:ABC解析:由实验步骤可知 A、B 正确.只要白纸不移动,移动复写纸不会改变小球落点在白纸上的痕迹.故 C 也对.4.在“验证动量守恒定律”实验中,设入射球、被碰球的质量分别为 m1、m 2,半径分别为r1、r 2,为了减小实验误差,下列说法正确的是( )A.m1=m2,r 1r 2 B.m1m 2, r1=r2C.降低斜槽的高度 D.入射小球释放点要适当高一些答案:BD解析:为了避免碰撞后 m1 反向运动,必须使 m1m 2,为了使两球发生正碰并且碰后的速度水平,
27、则须使 r1=r2,入射球释放点适当高一些,使落点远一些,这样便于测量.5.入射球碰前的速度以及被碰球碰后的速度可用其运动的水平位移来表示,在图中M、N、P 是小球的落点.下列说法中正确的是( )A.O是被碰小球碰前其球心在纸上的垂直投影B.O 是碰撞瞬间入射小球的球心在纸上的垂直投影C.被碰球碰后的速度可用 表示NOD.入射球碰前的速度可用 表示M答案:ABC解析:由实验操作过程可知选 A、B、C.6.(2006 山东淄博重点高中高三月考 )如图所示,M、N 和 P 为“验证动量守恒定律”实验中小球的落点,已知入射球质量为 m1,被碰球质量为 m2,如果碰撞中动量守恒,则有( )A.m1(
28、- )=m2 B.m1( - )=m2OPOMNC.m1( + )=m2 D.m1 =m2( + )N P答案:B解析:若碰撞中动量守恒应有:m 1v1=m1v1+m 2v2,而 v1= ,v 1= ,v 2=ttOtNO则有:m 1 =m1 +m2PMNO 吉林学吧 吉林学吧即 m1( - )=m2 .OPMN7.在做“验证动量守恒定律”实验中,关于小球落点的下列说法中正确的是( )A.如果小球每一次都从同一点无初速释放,重复几次的落点应当是重合的B.由于偶然因素存在,重复操作时小球的落点不重合是正常的,但落点应当比较密集C.测定 P 点位置时,如果重复 10 次的落点分别为 P1、P 2、
29、P 3P10,则 OP 应取OP1、OP 2、OP 3OP10 的平均值,即 OP=(OP 1+OP2+OP10)/10D.用半径尽量小的圆把 P1、P 2、P 3P10 圈住,这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置 P答案:BD解析:用尽可能小的圆把这些落点圈住,圆心就是这些落点的平均位置,这样能尽可能地减小误差.8.在“验证动量守恒定律”实验中,安装斜槽轨道时,应该让斜槽末端点的切线保持水平,这样做的目的是为了使( )A.入射球得到较大的速度B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失D.入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出答案:B解析:斜槽末端切线保持水
30、平,是为了使两球碰后均做平抛运动,以便用水平位移代替水平速度.二、本题共 4 小题,第 9 小题 8 分,第 10、11、12 题每题 12 分,共 44 分.把正确答案填写在横线上.9.在“碰撞中的动量守恒”实验中,半径相同的两个小球 A、B,其质量之比为mAm B=38,按正确的操作步骤得实验结果如图所示.图中 M、P、N 为小球落点,且在同一直线上,O 点是斜槽末端所装重垂线的投影点,则 O点为_(填“A”或“B”)球球心的投影点,碰后两球的动量大小之比为pAp B=_.答案:A 911解析:m Am B,所以 A 是被碰小球 .10.某同学用如图所示装置通过半径相同的 A、B 两球的碰
31、撞来验证动量守恒定律.实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作 10 次,得到 10 个落点痕迹.再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下,和 B 球碰撞后,A 、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作 10 次,得到了如图所示的三个落地点 吉林学吧 吉林学吧(1)请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置._.并在图中读出OP=_.(2)已知 mAm B=21,碰撞过程中动量守恒,则由图可以判断出 R 是_球的落地点,P 是_球的落地点.(3)用题中的字母写出动量守恒定律的
32、表达式_.答案:(1)用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置 17.5 cm(2)B A(3)m AOQ=mAOP+mBOR解析:因 A、B 小球都是从同一槽口平抛下落,故下落时间都一样,记为t(t= ,h 是槽口到水平面的高度);A 单独抛出的动量 mA ,A 碰 B 后,g/ tOQA、B 分别抛出时的动量 mA ,m B ;验证动量守恒只要验证 mA =mAtOPtRt+mB ,即 mAOQ=mAOP+mBOR 就行.tOPtR11.把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,置于光滑的水平桌面上,如图所示.烧断细线,观察两球的运
33、动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时动量守恒.(1)还必须添加的器材是:_.(2)需直接测量的数据是:_.(3)用所得数据验证动量守恒定律的关系式是_.答案:(1)刻度尺、天平、重垂线、复写纸、白纸(2)两球的质量 m1、m 2 和两球做平抛运动的水平位移 s1、s 2(3)m 1s1=m2s2解析:由动量守恒得 m1v1-m2v2=0而 v1= v2= ,得 m1s1=m2s2.tt12.如图(a)所示,在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车,甲车系一穿过打点计时器的纸带,当甲车受到水平向右的冲量后,随即启动打点计时器,甲车运动一段距离后,与静止的乙车正碰并黏在一起运动,纸带记录下碰
34、撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图(b)所示,电源频率为 50 Hz.则:碰撞前甲车运动速度大小为_m/s,甲、乙两车的质量比 m 甲 m 乙 为_.答案:0.6 吉林学吧 吉林学吧解析:由图知 v 甲 = m/s=0.6 m/s02.1v 共 = m/s=0.4 m/s06.1422由 m 甲 v 甲 =(m 甲 +m 乙 )v 共得 m 甲 v 乙 =21研究匀变速直线运动专练一、本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项 正确.全部选对的得 5 分, 选 不全的得 3 分,有选错或不选的得0 分.1.关于计时器,
35、下列说法正确的是( )A.电磁打点计时器是一种使用低压直流电源的计时仪器B.电磁打点计时器是一种使用交流 220 V 电源的计时仪器,其打点周期为 0.02 sC.电磁打点计时器是一种使用低压(46 V)交流电源的计时仪器,其打点周期为 0.02 sD.电火花打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器,它使用220 V 交流电源答案:CD解析:注意电磁打点计时器与电火花打点计时器在结构及使用方法上的区别.2.根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( )A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度答案:AB解析:时间间隔在纸带上直接数出,位移
36、由纸带测得.3.一位同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动的加速度”的实验时,纸带上打出的不是圆点而是如图所示的一些短线,这可能是因为( )A.打点计时器错接在直流电源上 B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定 D.打点针压得过紧答案:D解析:当打点计时器弹簧片一端的打点针与复写纸片的距离过大时,这时打点针可能够不着复写纸片,我们可能看到时有时无的点痕,也可能完全没有点痕.当打点针距离复写纸片间隙过小时,每一个打点周期内就会有较长一段段时间接触并挤压在复写纸上,这样就变成了一段的小线段.所以在使用打点计时器前要检查一下打点针到复写纸片的距离是否适中,否则就要做适当的调整.4.关于“测定匀变速直
37、线运动的加速度”实验的操作,下列说法中正确的是( )A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低B.在释放小车前,小车应靠近打点计时器C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车 吉林学吧 吉林学吧D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动答案:BCD解析:只要小车能够做加速度大小比较合适的匀加速直线运动就可以,所以 A 选项中的后半句是错误的,但长木板决不能侧向倾斜,这样会造成小车相对长木板有侧向速度,使纸带与限位孔摩擦增大,甚至可能使小车从木板上掉下,使实验失败.提出 B 选项的要求,主要是为了充分利用纸带的长度,在纸带上得到更多的点.提出 D 选项的要求,主要是为了保护小车和长木板上的定
38、滑轮.C 选项也是正确的.5.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格中所示:计数点序号 1 2 3 4 5 6计数点对应时刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0为了算出加速度,合理的方法是( )A.根据任意两计数点的速度公式 a=v/t 算出加速度B.根据实验数据,画出 v-t 图象,量出其倾角,由公式 a=tan 算出加速度C.根据实验数据,画出 v-t 图象,由图线上任意两点所对应的速度,用公式 a=v/t 算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间
39、的加速度,算出平均值作为小车的加速度答案:C解析:方法 A 偶然误差较大;方法 D 实际上也仅由始末两段位移决定,偶然误差也较大;只有 C 充分利用画出的 v-t 图象的各次数据,减少了偶然误差.而 B 量出 v-t 图象的倾角,然后由 a=tan 算出加速度 a 也是不妥的,因为横、纵轴的标度不同,tan 就不同.6.下图是用打点计时器打出的一条纸带,其计数周期为 T,运动加速度和打 D 点时的瞬时速度分别用 a 和 vD 表示,下列选项正确的是( )A.a=(s6+s5+s4-s1-s2-s3)/9T2,vD=(d4-d2)/2TB.a=(d6-2d3-d1)/9T2,vD=(d2+d3+
40、d4+d5)/4TC.a=(d6+d5+d4-d1-d2-d3)/9T2,vD=s3/TD.a=(s6+s5+s4-s1-s2-s3)/3T3,vD=(d3+d4)/2T答案:A解析:由逐差法求加速度.a 1= ,a2= ,a3= .则 a= = 14Ts25s236Ts321a;由匀变速直线运动中 v 中时 = 得:v D= = .2134569Tss s43Td2综上可知:唯一正确选项为 A.7.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,使用打点计时器做实验,得到一条纸带,如图所示,其中 0、1、2为所选的计数点,s 1、s 2、s 3表示各段位移,v 1、v 2、v 3表示 吉林学吧 吉
41、林学吧1、2、3各点的速度,T 为计数点间的时间间隔,设 a 为加速度,则有( )A.s1s 2s 3=135B.s3-s1=s4-s2=aT2C.v1v 2v 3=135D.v3-v1=v4-v2=2aT2答案:D解析:初速度不一定为零,故 A 错.s 3-s1=2aT2,B 错,D 对 .v2=v1+at,v3=v2+at,C 不对.8.在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,对于减小实验误差来说,下列方法中有益的是( )A.选取计数点,把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各
42、处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验答案:ACD解析:由实验基本要求得知.二、本题共 6 小题,共 52 分,把答案填在题中的横线上.9.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每五个点取好一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为 0.1 s,依打点先后编为0,1,2,3,4,5.由于不小心,几条纸带都被撕断 ,如图所示.请根据给出的A、B、C 、D 四段纸带回答:(1)在 B、C 、D 三段纸带中选出从纸带 A 上撕下的那段应该是_;(2)打 A 纸带时,物体的加速度大小是 _m/s2.答案:(1)C (2)0.6解析:(1)由 A 纸带可知: s=
43、s 2-s1=6.0 mm=aT2,由匀变速直线运动规律知:s=s 2-s1=s3-s2=s4-s3=s5-s4=aT2.而 s5-s2=3aT2=36.0 mm=18.0 mm.s5=s2+18.0 mm=54.0 mm,C 选项正确.(2)由 s=aT 2 得:a= = m/s2=0.6 m/s2.2T3)1.0(610.某同学用如下图所示装置测定重力加速度时: 吉林学吧 吉林学吧(1)电火花计时器的工作电压为_.(2)打出的纸带如下图所示,实验时纸带的_(选填“甲”或“乙”)端应和重物相连接.(3)纸带上 1 至 9 各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为_m/s2.(4)当
44、地的重力加速度数值为 9.8 m/s2,请指出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因_.(5)实验测量的相对误差为_.(保留两位有效数字)答案:(1)220 V (2)乙 (3)9.4(4)纸带与石墨纸之间有摩擦(5)4.1%解析:(1)据实验要求,电火花打点计时器接交流 220 V.(2)忽略阻力时,重物做自由落体运动,速度越来越大,故速度较小的乙端应和重物相连接.(3)由 s=s M-sN=(M-N)gT2 求得 g= = m/s2=9.4 m/s2.275Ts20.1)49.3((4)略(5)相对误差= 100%4.1%.8.9411.如图甲所示,用包有白纸的质量为 1.00 kg 的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速转动,使之替代打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为 26.0 mm、50.0 mm、74.0 mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm,已知电动机铭牌上标有“1 200 r