知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为$m$的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺$.$器材安装如图甲所示．

$(1)$主要实验过程：
$(i)$用游标卡尺测量挡光片宽度$d$，读数如图乙所示，则$d=$ ______ $mm$
$(ii)$让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数$t$；
$(iii)$用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离$L$；
$(iv)$求出小滑块与木板间摩擦力$f=$ ______ $($用物理量$m$、$d$、$L$、$t$表示$)$：
$(2)$若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为$6cm$的金属片替代，这种做法是否合理？ ______ $($选填“合理”或“不合理”$)$．

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2．
某同学利用力传感器测定“木块与木板间的动摩擦因数”，所用装置如图甲所示放在水平桌面上。

$(1)$下列关于该实验的说法，正确的是 ______ 。$($填选项前的字母$)$
A.做实验之前必须倾斜木板以平衡摩擦力
B.所挂钩码的质量必须比木块质量小得多
C.所挂钩码质量大小对实验结果没有影响
D.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
$(2)$从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，每隔$4$个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离。已知打点计时器所用电源的频率为$50Hz.$从图乙中所给的刻度尺上读出$A$、$B$两点间的距离$s=$ ______ $m$；该木块的加速度$a=$ ______ $m/s^{2}.($计算结果保留两位有效数字$).$实验中纸带的 ______ $($填“左”或“右”$)$端与木块相连接。
$(3)$根据测量数据画出加速度与力传感器示数的$a-F$图象$($如图丙$)$，已知图象斜率为$k$，图线与横轴交点的横坐标为$b$，则木块与木板间的动摩擦因数$μ=$ ______ 。$($已知重力加速度为$g$，结果用$k$、$b$、$g$中某个或某些字母表示$)$

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3．
某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与木板间的动摩擦因数$μ.$实验装置中表面粗糙的长木板固定在水平桌面上，一端装有轻滑轮，另一端固定有打点计时器，物块一端通过打点计时器与纸带相连。另一端通过细绳与托盘$($内有砝码$)$相接，用天平测量物块的质量为$M$，托盘和砝码的总质量为$m$，实验时，调整轻滑轮，使细线水平，让物块在托盘和砝码的拉力作用下由静止开始运动，已知打点计时器所用交流电源的频率为$f$，物块运动过程中通过打点计时器得到一条纸带的一部分如图乙所示，图中测量出了三个连续点$1$、$2$、$3$之间的距离$x_{1}$、$x_{2}$。
$(1)$已知当地的重力加速度大小为$g$，根据题目中给出的物理量的符号和实验测量的物理量的数据，写出动摩擦因数的表达式$μ=$ ______ $($不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力$)$，如果用托盘和砝码的总重力替代细绳对物块拉力，则求出的动摩擦因数的数值 ______ $($选填“偏大”或“偏小”$)$由此引起的误差属于 ______ $($选填“偶然误差”或“系统误差”$)$。
$(2)$若用此装置做“探究物块的加速度与力的关系”的实验时，除了必须满足物块的质量远大于托盘和砝码的总质量，还必须进行的实验操作是 ______ 。

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4．
小明在课本查到“木$-$木”的动摩擦因数为$0.3$，打算对这个数据进行检验，设计了以下实验：
$(1)$如图$1$将质量为$M$的待测木块放在水平放置的长木板上，通过细绳连接沙桶，增加沙桶中沙的质量，直到轻推木块，木块恰能做匀速直线运动，若此时沙桶及沙的总质量为$m$，则动摩擦因数$μ=$ ______ 。
$(2)$由于找不到天平，小明进行了以下步骤：$①$取下沙桶，在木板上固定打点计时器，将纸带系在木块上，并穿过打点计时器；$②$将木板不带滑轮的一端垫高，直到木块能做匀速直线运动；$③$挂上沙桶$($沙桶及沙的总质量保持不变$)$，接通电源，稳定后释放木块，得到如图$2$纸带。
$(3)$已知打点计时器的频率为$50Hz$，根据纸带数据，可求得木块运动的加速度$a=$ ______ $m/s^{2}($保留两位有效数字$)$。
$(4)$若当地的重力加速度为$9.8m/s^{2}$，则算的$μ=$ ______ $($结果保留两位有效数字$)$。

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5．
某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示$.$他使木块以初速度$v_{0}=4m/s$的速度沿倾角$θ=30^{\circ}$的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的$v-t$图线如图乙所示$.g$取$10m/s^{2}.$求：

$(1)$上滑过程中的加速度的大小$a_{1}$；
$(2)$木块与斜面间的动摩擦因数$μ$；
$(3)$木块回到出发点时的速度大小$v.$并在原有$v-t$图线上作出下滑过程的速度时间图象．

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6．在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，分别用力传感器采集拉力F和木块所受到的摩擦力F_f，并用计算机绘制出摩擦力F_f随拉力F的变化图象，如图乙所示．已知木块质量m=0.78kg．

（1）求木块与长木板间的最大静摩擦力F_fm和木块与长木板间的动摩擦因数µ；
（2）如图丙，木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F₁作用下，以a=2m/s²的加速度从静止开始在长木板上做匀变速直线运动，如图丙所示．拉力F₁大小应为多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）木块在（2）问中的恒定拉力F₁作用下，从A点由静止开始运动一段时间后，撤去拉力F₁，木块继续沿直线运动到B点，已知AB间长度x=6m，求拉力F₁作用的最短时间t₀．

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7．在研究匀变速直线运动时，研究小组所用装置如图所示，长木板MN通过垫块斜放在水平面上，小物块从斜面顶端滑下，利用频闪相机连续记录小球的位置如图所示，已知频闪相机照相频率为f=10Hz，AB间距为S₁=3.50cm，CD间距为S₂=7.50cm．
（1）用题目中所给物理量符号表示小球的加速度a= ______ ；
（2）若测得木板长度MN=1.00m，M点距桌面的高度为0.60m，重力加速度大小为g=10m/s²，忽略木板的厚度，利用以上数据，计算木板与小木块间的动摩擦因数μ= ______ ．

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8．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某研究小组设计了如图甲所示的实验装置，其中挡板可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面吗到地面高为h，O₁、O₂、A、B、C点在同一水平直线上，已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．
实验过程一：挡板固定在O₁点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量O₁A的距离，如图甲所示，滑块由静止释放，经B点飞出后落在水平地面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为x₁．
实验过程二：将挡板的固定点移到距O₁点距离为d的O₂点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，滑块移到C处，使O₂C的距离相等．滑块由静止释放，经B点飞出后落在水平地面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离x₂．
（1）为完成本实验，下列说法中正确的是 ______ ．
A．必须测出小滑块的质量　　　　　　　　　B．必须测出弹簧的劲度系数
C．弹簧的压缩量不能太小　　　　　　　　　D．必须测出弹簧的原长
（2）写出动摩擦因数的表达式μ ______ （用题中所给物理量的符号表示）．
（3）小红在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需测量的物理量是 ______ ．

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9．某小组测量木块与木板间动摩擦因数，实验装置如图甲所示．

（1）测量木块在水平木板上运动的加速度a．实验中打出的一条纸带如图乙所示．从某个清晰的点O开始，每5个打点取一个计数点，依次标出1、2、3…，量出1、2、3…点到O点的距离分别为s₁、s₂、s₃…，从O点开始计时，1、2、3…点对应时刻分别为t₁、t₂、t₃…，求得 $%20%5Coverline%20%7Bv_%7B1%7D%7D$ = $%20%5Cfrac%20%7Bs_%7B1%7D%7D%7Bt_%7B1%7D%7D$ ， $%20%5Coverline%20%7Bv_%7B2%7D%7D$ = $%20%5Cfrac%20%7Bs_%7B2%7D%7D%7Bt_%7B2%7D%7D$ ， $%20%5Coverline%20%7Bv_%7B3%7D%7D$ = $%20%5Cfrac%20%7Bs_%7B3%7D%7D%7Bt_%7B3%7D%7D$ …．作出 $%20%5Coverline%20%7Bv%7D$ -t图象如图丙所示．图线的斜率为k，截距为b．则木块的加速度a= ______ ；b的物理意义是 ______ ．
（2）实验测得木块的加速度为a，还测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数μ= ______ ．
（3）关于上述实验，下列说法中错误的是 ______ ．
A．木板必须保持水平
B．调整滑轮高度，使细线与木板平行
C．钩码的质量应远小于木块的质量
D．纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素．

难度：易

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