高三物理一轮复习 3.3实验：验证牛顿运动定律开卷速查-人教版教材高三全册物理测试卷.doc

开卷速查(十一)实验：验证牛顿运动定律
说明提示本试卷共三部分
A组基础巩固
B组能力提升
C组难点突破考试时间：45分钟
试卷满分：100分A组基础巩固
1．关于验证牛顿第二定律的实验，下列说法中符合实际的是()
A．通过对同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
B．通过对保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C．通过对保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系
D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
解析：由于实验中有三个量同时变化，在研究过程中采用控制变量法，通过对保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，可以归纳出加速度、力二者之间的关系，再通过对保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，可以得出加速度、质量二者之间的关系，所以D项正确．
答案：D

图11－1
2．图11－1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是__________．
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动．从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是__________．
A．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)图11－2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB＝4.22cm、sBC＝4.65cm、sCD＝5.08cm、sDE＝5.49cm、sEF＝5.91cm，sFG＝6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a＝__________m/s2(结果保留两位有效数字)．

图11－2
解析：(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力．木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，因此应把木板的一端垫起适当的高度，以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零，即小车做匀速运动，因此在进行这一操作时，不应挂砂桶，小车应连接纸带，A、C项错误，B项正确．
(2)由于绳子的拉力不易测量，本实验中砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力，而砂桶做加速运动，设加速度大小为a，则T＝m(g－a)，当砂桶的加速度很小时，T近似等于mg，因此实验中应控制实验条件，使砂桶的加速度很小．只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时，小车和砂桶的加速度才很小，绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力，C项正确．
(3)相邻两计数点间的时间T＝0.1s，由Δx＝aT2可得a＝eq\f(sFG＋sEF＋sDE－sCD＋sBC＋sAB,3T2)，代入数据解得a＝0.42m/s2.
答案：(1)B(2)C(3)0.42
B组能力提升
3．(2014·山东卷)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．
实验步骤：
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连．如图11－3甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤稳定后，将读数记作F；
③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；
实验数据如下表所示：
G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61④如图11－3乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.

甲乙
图11－3
完成下列作图和填空：
(