利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像，实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像，实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒，实验步骤如下：
①如图甲所示，固定力传感器M，并在挂钩的正下方固定一个小圆环（环中的光滑小孔O刚好够一根细线穿过）。
②取一根不可伸长的细线，一端固定一个小铁球，另一端穿过小孔O固定在传感器的挂钩上。
③让小铁球处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图乙所示。
④让小球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图丙所示。
请回答以下问题：
（1）由图中数据可求得小孔O到小铁球球心的距离为      m。（计算时取g≈π²）
（2）为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，则（    ）
A．一定得测出小球的质量m
B．一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C．一定得知道当地重力加速度g的大小
D．只要知道图中的F₀、F₁、F₂的大小
（3）若已经用实验测得了第（2）小题中所需测量的物理量，则为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等，只需验证等式       是否成立。（用题中所给物理量的符号来表示）

答案

（1）1.0 （2）D （3）3F₀=F₁+2F₂

解析

略

核心考点

试题【利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像，实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械】；主要考察你对弹力等知识点的理解。[详细]

举一反三

（每小题3分，共9分）在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中：
（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下，若要计算当地的重力加速度，应选用第组实验数据

组别	摆球材料	摆长L/m	最大摆角	全振动次数N
A	铜	0．40	15⁰	20
B	铁	1．00	5⁰	50
C	铝	0．40	15⁰	10
D	木	1．00	5⁰	50

（2）甲同学准确无误地完成实验，作出了T²—L图象为OM，乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T²—L图象为图中的

A．虚线①，不平行实线OM    B．虚线②，平行实线OM
C．虚线③，平行实线OM      D．虚线④，不平行实线OM
（3）在利用本实验测重力加速度过程中，若测得的g 值偏小，则可能的原因是以下各项中的       。
A．将振动次数N误记为(N+1);          B．由于阻力使振幅逐渐变小
C．单摆小球振动时，形成了圆锥摆;     D．未加小球半径，而将摆线长作为摆长

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（18分）
（1）图1是演示简谐运动图象的装置，它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，若将沙漏下方的木板匀速拉出，漏出的沙在板上会形成一条曲线。通过对曲线的分析，可以确定沙漏的位移随时间变化的规律。图2是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线。

①沙漏在木板1上形成曲线OA段经历的时间（填“大于”、“等于”或“小于”）沙漏在木板2上形成曲线O′A′段经历的时间。
②经测量发现OB=O′B′。若木板1运动的速度大小为v₁，木板2运动的速度大小为v₂，则
A．

B．

C．

D．

（2）某同学做“测量金属丝电阻率”的实验。
①首先，他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，并求出其平均值作为金属丝的直径d。其中某次测量如图3所示，这次测量对应位置金属导线的直径为
mm；

②然后他测量了金属丝的电阻：，实

验中使用的器材有：
a．金属丝（接入电路的长度x₀为1m，电阻约5Ω～6Ω）
b．直流电源（4.5 V，内阻不计）
c．电流表（200mA，内阻约1.0Ω
d．电压表（3V，内阻约3kΩ）
e．滑动变阻器（50Ω，1.5A）
f．定值电阻R₁（5.0Ω，1.5A）
g．定值电阻R₂（10.0Ω，1.0A）
h．定值电阻R₃（00.0Ω，1.0A）
i．开关，导线若干
该同学实验时的电路图如图4所示，且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值，定值电阻应该选（选填“R₁”、“R₂”或“R₃”）；

③该同学根据测量时电流表的读数I、电压表的读数U描绘的U—I图象如图5所示，根据图象可以求得金属丝的电阻R_x= Ω。

④设法保持金属丝的温度不变，而逐渐减小上述金属丝（接入电路长度为x₀）接入电路的长度x，当电压表的示数保持不变时，下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是（）

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（20分）
（1）（6分）从下图中读出球的直径是 mm。

（2）（14分）有一个量程为3V的电压表，代号为④，经过初步粗测其内阻大约为3kn，现在的任务是：测出该电压表内阻的精确值。现在实验室可提供的器材有：
①取值范围为0．1Ω到9999．9Ω，最大电流为0．1A，代号为R_a的电阻箱一台；
②最大电阻为1000Ω最大电流为0.2A，代号为尺R_b的滑动变阻器一个；
③开路电压约为5V、内阻可忽略不计的电源一个，代号为E；
④代号为K的电键一个；
⑤供连接用的导线若干条。
要求：（a）在这些器材中，适当选择有用的器材，设计一个简便易行的测量电路，画出电路图并标出所用器材的代号。
（b）列出测量步骤：并写出计算电压表内阻的最终表达式。

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在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l="0.810" m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为 mm．

（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：

A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小；

B．电流表A₁：量程0～0.6 A，内阻约为0.125Ω；

C．电流表A₂：量程0～3.0 A，内阻约为0.025Ω；

D．电压表V：量程0～3 V，内阻约为3 kΩ；

E．滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；
G．开关、导线等。
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是，应该选用的滑动变阻器是。
（3）根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．

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在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz，如图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出。按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离分别是：（单位：厘米）8.77、16.08、21.87、26.16、28.94，由此可得小车的加速度的大小为　　　　m/s²,方向与初速度的方向　　　　（填“相同”或“相反”）。（结果保留小数点后1位）

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