知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．（2015春•宿迁校级期中）某班同学们在学习了向心力的公式F=m
v2
r
和F=mω²r后，分学习小组实验探究向心力．同学们用细绳系一纸杯（杯中有30mL的水）在空中甩动，使杯在水平面内作圆周运动（如图所示），来感受向心力．
（1）则下列说法中正确的是
A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变
B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大
C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变
D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大
（2）如图甲，绳离杯心40cm处打一结点A，80cm处打一结点B，学习小组中一位同学手表记时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：
操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小．
操作四：手握绳结A，再向杯中添加30ml的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；
操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；
操作三与二相比较：    相同，向心力大小与    有关；
操作四与一相比较：    相同，向心力大小与    有关；
②物理学中此种实验方法叫    法．
③小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内作圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向心的向心力而是背离心的离心力，跟书上说的不一样”你认为该同学的说法正确否？答：    ．

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2．如图1所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上．圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，以下是所得数据和图2所示的

（1）数据表和图2的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时保持圆柱体质量不变，半径r=0.1m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体速度v的关系    ．
（2）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量    不变．
（3）根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为
v/m•s^-1 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9

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3．某物理兴趣小组为了探究物体做圆周运动时向心加速度与角速度、半径的关系，采用了数字实验系统，装置示意图如图甲所示，把一质量m=50g的滑块放置在光滑的水平圆盘上，滑块用不可伸长的细线通过光滑圆孔O与力传感器连接，给滑块一定的初速度，滑块便可以绕光滑圆孔O在圆盘上做圆周运动．

（1）本实验应采用的物理思想方法是    ．
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．比值定义法
（2）他们首先让滑块做半径r=0.1m的圆周运动，数字实验系统通过测量得到若干组向心力F和对应的角速度ω，并通过计算得到对应的加速度值，如下表：
实验序号 1 2 3 4 5 6
F/N 4.00 2.86 2.02 1.23 0.44 0.10
a/m•s^-2 80.0 57.2 40.4 24.6 8.8
ω/rad•s^-1 28.3 23.9 20.1 15.7 9.4 4.4
第6组数据中a=    m/s²．请你根据表中的数据在图乙上绘出a-ω的关系图象．

（3）该小组某同学试探作出a-ω²图象，如图丙所示，由此得到的结论是：    ．
（4）他们将滑块做圆周运动的半径r再分别调整为0.05m、0.15m，又得到了两条a-ω图线，他们将三次实验得到的图线放在一个坐标系中，如图丁所示，通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出在    的条件下，a∝r的结论，你认为他们的依据是    ．

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4．（Ⅰ）一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系．

实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8

F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06

ω/rad•s^-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω，如下表．请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象．

②通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω²成正比．你认为，可以通过进一步转换，做出    关系图象来确定他们的猜测是否正确．
③在证实了F∝ω²之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-ω图象，他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中，如图乙所示．通过对三条图象的比较、分析、讨论，他们得出F∝r的结论，你认为他们的依据是    ．
④通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω²r，其中比例系数k的大小为    ．（计算结果取2位有效数字）
（Ⅱ）某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=0.700m，其间充满待测的导电溶液．
用如下器材进行测量：
电压表（量程l5V，内阻约30kΩ）；电流表（量程300μA，内阻约50Ω）；
滑动变阻器（10Ω，1A）；          电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干．
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图2所示

U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0

I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根据以上所述请回答下面的问题：
（1）玻璃管内径d的测量值为    mm；
（2）根据表1数据在图3坐标中已描点，请作出U-I图象，根据图象求出电阻R=    Ω（保留两位有效数字）；
（3）计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=     （用R、d、L表示）
（4）请在（图l）中补画出未连接的导线．

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实验序号	1	2	3	4	5	6
F/N	4.00	2.86	2.02	1.23	0.44	0.10
a/m•s^-2	80.0	57.2	40.4	24.6	8.8
ω/rad•s^-1	28.3	23.9	20.1	15.7	9.4	4.4

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8
F/N	2.42	1.90	1.43	0.97	0.76	0.50	0.23	0.06
ω/rad•s^-1	28.8	25.7	22.0	18.0	15.9	13.0	8.5	4.3

v/m•s^-1	1	1.5	2	2.5	3
F/N	0.88	2	3.5	5.5	7.9

U/V	0	1.0	3.0	5.0	7.0	9.0	11.0
I/μA	0	22	65	109	155	175	240