高考物理一輪習題：力學和電學實驗含有答案

高考物理一輪習題：力學和電學實驗含有答案專題復習：力學和電學實驗1、某同學用探究動能定理的裝置測滑塊的質(zhì)量M。如圖甲所示，在水平氣墊導軌上靠近定滑輪固定一個光電門。讓一帶有遮光片的滑塊自某一位置由靜止釋放，計時器可以顯示出遮光片通過光電門的時間t(t非常小)，同時用米尺測出釋放點到光電門的距離s。(1)該同學用螺旋測微器測出遮光片的寬度d如圖乙所示，則d＝______mm。(2)實驗中多次改變釋放點，測出多組數(shù)據(jù)，描點連線，做出的圖象為一條傾斜直線，如圖丙所示。圖象的縱坐標s表示釋放點到光電門的距離，則橫坐標表示的是______。A．tB．t2C.eq\f(1,t)D.eq\f(1,t2)(3)已知鉤碼的質(zhì)量為m，圖丙中圖線的斜率為k，重力加速度為g，根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，寫出滑塊質(zhì)量的表達式M＝______。(用字母表示)2、一個噴漆桶能夠向外噴射不同速度的油漆霧滴，某同學決定測量霧滴的噴射速度，他采用如圖1所示的裝置，一個直徑為d＝40cm的紙帶環(huán)，安放在一個可以按照不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的固定轉(zhuǎn)臺上，紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A，在狹縫A的正對面畫一條標志線，如圖1所示．在轉(zhuǎn)臺開始轉(zhuǎn)動達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，向側(cè)面同樣開有狹縫B的固定紙盒中噴射油漆霧滴，當狹縫A轉(zhuǎn)至與狹縫B正對平行時，霧滴便通過狹縫A勻速運動打在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下痕跡(若此過程轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過不到一圈)．將紙帶從轉(zhuǎn)臺上取下來，展開平放，并與毫米刻度尺對齊，如圖2所示．(1)設噴射到紙帶上的油漆霧滴痕跡到標志線的距離為s，則從圖2可知，其中速度最大的霧滴到標志線的距離s＝________cm.(2)如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T，則這些霧滴噴射速度的計算表達式為v0＝____________________________________________________________(用字母表示)．(3)如果以縱坐標表示霧滴的速度v0，橫坐標表示霧滴距標志線距離的倒數(shù)eq\f(1,s)，畫出v0－eq\f(1,s)圖線，如圖3所示，則可知轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T＝________s.3、如圖：如圖(a)，某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗．所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源、紙帶等．回答下列問題：(1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)．(2)某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°.接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下．多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖(b)所示．圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)．重力加速度為9.80m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為(結(jié)果保留2位小數(shù))．4、某同學在研究性學習中用如圖裝置來驗證機械能守恒定律，輕繩兩端系著質(zhì)量相等的物體A、B，物體B上放一金屬片C，鐵架臺上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物體B的正下方，系統(tǒng)靜止時，金屬片C與圓環(huán)間的高度差為h，由靜止釋放后，系統(tǒng)開始運動，當物體B穿過圓環(huán)時，金屬片C被擱置在圓環(huán)上，兩光電門固定在鐵架臺P1、P2處，通過數(shù)字計時器可測出物體B通過P1、P2這段距離的時間．(1)若測得P1、P2之間的距離為d，物體B通過這段距離的時間為t，則物體剛穿過圓環(huán)后的速度v＝eq\f(d,t).(2)若物體A、B的質(zhì)量均用M表示，金屬片C的質(zhì)量用m表示，該實驗中驗證下面____(填正確選項的序號)等式成立，即可驗證機械能守恒定律．A．mgh＝eq\f(1,2)Mv2B．mgh＝Mv2C．mgh＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2D．mgh＝eq\f(1,2)(M＋m)v2(3)本實驗中的測量儀器除了刻度尺、數(shù)字計時器外，還需要。(4)若M?m，改變金屬片C的質(zhì)量m，使物體B由同一高度落下穿過圓環(huán)，記錄各次的金屬片C的質(zhì)量m，以及物體B通過P1、P2這段距離的時間t，以mg為橫軸，以(選填“t2”或“eq\f(1,t2)”)為縱軸，通過描點作出的圖線是一條過原點的直線．5、某同學要測量一個新材料圓柱體的電阻率，進行了如下操作：(1)用游標卡尺測量圓柱體長度如圖甲所示，可知其長度為________mm。(2)用螺旋測微器測量圓柱體直徑如圖乙所示，可知其直徑為________mm。6、用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能．將彈簧放置在水平氣墊導軌上，左端固定，右端在O點；在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連．先用米尺測得B、C兩點間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t，用米尺測量A、O之間的距離x.(1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達式是________．(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量________．A．彈簧原長B．當?shù)刂亓铀俣菴．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計時器顯示時間t將________．A．增大B.減小C．不變7、利用圖甲裝置研究滑塊在斜面上的運動，其中光電門的位置可移動，讓帶有寬度為d的遮光片的滑塊自斜面上同一位置自由下滑，與光電門相連的計時器可以顯示出遮光片通過光電門所用的時間t，并用刻度尺測量滑塊到光電門之間的距離s，改變光電門的位置進行多次測量，利用所得數(shù)據(jù)描繪出eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))2－s圖象，如圖乙所示．(1)若用某工具測量遮光片寬度的讀數(shù)為d＝2.40mm，則所用工具為________．A．最小分度為毫米的刻度尺B．10分度游標卡尺C．20分度游標卡尺D．螺旋測微器(2)滑塊沿斜面下滑的加速度大小為________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(3)若斜面傾角θ＝53°，重力加速度大小為g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝________.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)8、如下圖：某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關系．實驗裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，重力加速度g取9.80m/s2)．已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88cm.(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整：①________，②________.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8eq\f(1,k)(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(2)以n為橫坐標，eq\f(1,k)為縱坐標，在圖(b)給出的坐標系上畫出eq\f(1,k)－n圖象．(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點．若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，則彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關系的表達式為k＝________N/m.9、利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一水平的氣墊導軌，導軌上A點處有一滑塊，其質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的小球相連．調(diào)節(jié)細繩的長度使每次實驗時滑塊運動到B點處與勁度系數(shù)為k的彈簧接觸時小球恰好落地，測出每次彈簧的壓縮量x，如果在B點的正上方安裝一個速度傳感器，用來測量滑塊到達B點時的速度，發(fā)現(xiàn)速度v與彈簧的壓縮量x成正比，作出速度v隨彈簧壓縮量x變化的圖象如圖乙所示，測得v－x圖象的斜率k′＝eq\r(\f(k,M)).在某次實驗中，某同學沒有開啟速度傳感器，但測出了A、B兩點間的距離為L，彈簧的壓縮量為x0，重力加速度用g表示，則：(1)滑塊從A處到達B處時，滑塊和小球組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為ΔEk＝________，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認為系統(tǒng)的機械能守恒．(用題中字母表示)(2)在實驗中，該同學測得M＝m＝1kg，彈簧的勁度系數(shù)k＝100N/m，并改變A、B間的距離L，作出的x2－L圖象如圖丙所示，則重力加速度g＝________m/s2.2022高考物理一輪習題：力學和電學實驗含有答案專題復習：力學和電學實驗1、某同學用探究動能定理的裝置測滑塊的質(zhì)量M。如圖甲所示，在水平氣墊導軌上靠近定滑輪固定一個光電門。讓一帶有遮光片的滑塊自某一位置由靜止釋放，計時器可以顯示出遮光片通過光電門的時間t(t非常小)，同時用米尺測出釋放點到光電門的距離s。(1)該同學用螺旋測微器測出遮光片的寬度d如圖乙所示，則d＝______mm。(2)實驗中多次改變釋放點，測出多組數(shù)據(jù)，描點連線，做出的圖象為一條傾斜直線，如圖丙所示。圖象的縱坐標s表示釋放點到光電門的距離，則橫坐標表示的是______。A．tB．t2C.eq\f(1,t)D.eq\f(1,t2)(3)已知鉤碼的質(zhì)量為m，圖丙中圖線的斜率為k，重力加速度為g，根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，寫出滑塊質(zhì)量的表達式M＝______。(用字母表示)【答案】(1)1.879(2)D(3)eq\f(2kmg,d2)－m2、一個噴漆桶能夠向外噴射不同速度的油漆霧滴，某同學決定測量霧滴的噴射速度，他采用如圖1所示的裝置，一個直徑為d＝40cm的紙帶環(huán)，安放在一個可以按照不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的固定轉(zhuǎn)臺上，紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A，在狹縫A的正對面畫一條標志線，如圖1所示．在轉(zhuǎn)臺開始轉(zhuǎn)動達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，向側(cè)面同樣開有狹縫B的固定紙盒中噴射油漆霧滴，當狹縫A轉(zhuǎn)至與狹縫B正對平行時，霧滴便通過狹縫A勻速運動打在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下痕跡(若此過程轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過不到一圈)．將紙帶從轉(zhuǎn)臺上取下來，展開平放，并與毫米刻度尺對齊，如圖2所示．(1)設噴射到紙帶上的油漆霧滴痕跡到標志線的距離為s，則從圖2可知，其中速度最大的霧滴到標志線的距離s＝________cm.(2)如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T，則這些霧滴噴射速度的計算表達式為v0＝________________________________________________________________________(用字母表示)．(3)如果以縱坐標表示霧滴的速度v0，橫坐標表示霧滴距標志線距離的倒數(shù)eq\f(1,s)，畫出v0－eq\f(1,s)圖線，如圖3所示，則可知轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T＝________s.【答案】(1)2.10(2)eq\f(πd2,Ts)(3)1.63、如圖：如圖(a)，某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗．所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源、紙帶等．回答下列問題：(1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)．(2)某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°.接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下．多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖(b)所示．圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)．重力加速度為9.80m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為(結(jié)果保留2位小數(shù))．【答案】（1）eq\f(gsinθ－a,gcosθ)（2）0.354、某同學在研究性學習中用如圖裝置來驗證機械能守恒定律，輕繩兩端系著質(zhì)量相等的物體A、B，物體B上放一金屬片C，鐵架臺上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物體B的正下方，系統(tǒng)靜止時，金屬片C與圓環(huán)間的高度差為h，由靜止釋放后，系統(tǒng)開始運動，當物體B穿過圓環(huán)時，金屬片C被擱置在圓環(huán)上，兩光電門固定在鐵架臺P1、P2處，通過數(shù)字計時器可測出物體B通過P1、P2這段距離的時間．(1)若測得P1、P2之間的距離為d，物體B通過這段距離的時間為t，則物體剛穿過圓環(huán)后的速度v＝eq\f(d,t).(2)若物體A、B的質(zhì)量均用M表示，金屬片C的質(zhì)量用m表示，該實驗中驗證下面____(填正確選項的序號)等式成立，即可驗證機械能守恒定律．A．mgh＝eq\f(1,2)Mv2B．mgh＝Mv2C．mgh＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2D．mgh＝eq\f(1,2)(M＋m)v2(3)本實驗中的測量儀器除了刻度尺、數(shù)字計時器外，還需要。(4)若M?m，改變金屬片C的質(zhì)量m，使物體B由同一高度落下穿過圓環(huán)，記錄各次的金屬片C的質(zhì)量m，以及物體B通過P1、P2這段距離的時間t，以mg為橫軸，以(選填“t2”或“eq\f(1,t2)”)為縱軸，通過描點作出的圖線是一條過原點的直線．【答案】（1）B（2）C（3）天平（4）eq\f(1,t2)5、某同學要測量一個新材料圓柱體的電阻率，進行了如下操作：(1)用游標卡尺測量圓柱體長度如圖甲所示，可知其長度為________mm。(2)用螺旋測微器測量圓柱體直徑如圖乙所示，可知其直徑為________mm。【答案】(1)102.4(2)3.372～3.3756、用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能．將彈簧放置在水平氣墊導軌上，左端固定，右端在O點；在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連．先用米尺測得B、C兩點間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t，用米尺測量A、O之間的距離x.(1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達式是________．(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量________．A．彈簧原長B．當?shù)刂亓铀俣菴．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計時器顯示時間t將________．A．增大B.減小C．不變【答案】(1)v＝eq\f(s,t)(2)C(3)B7、利用圖甲裝置研究滑塊在斜面上的運動，其中光電門的位置可移動，讓帶有寬度為d的遮光片的滑塊自斜面上同一位置自由下滑，與光電門相連的計時器可以顯示出遮光片通過光電門所用的時間t，并用刻度尺測量滑塊到光電門之間的距離s，改變光電門的位置進行多次測量，利用所得數(shù)據(jù)描繪出eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))2－s圖象，如圖乙所示．(1)若用某工具測量遮光片寬度的讀數(shù)為d＝2.40mm，則所用工具為________．A．最小分度為毫米的刻度尺B．10分度游標卡尺C．20分度游標卡尺D．螺旋測微器(2)滑塊沿斜面下滑的加速度大小為________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(3)若斜面傾角θ＝53°，重力加速度大小為g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝________.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【答案】(1)C(2)5.0(3)0.58、如下圖：某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關系．實驗裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，重力加速度g取9.80m/s2)．已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88cm.(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整：①________，②________.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8eq\f(1,k)(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(2)以n為橫坐標，eq\f(1,k)為縱坐標，在圖(b)給出的坐標系上畫出eq\f(1,k)－n圖象．(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點．若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，則彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關系的表達式為k＝________N/m.【答案】(1)①81.7②0.0122(2)見解析圖(3)eq\f(1.75×103,n)(在eq\f(1.67×103,n)～eq\f(1.83×103,n)之間均可)解析：(1)根據(jù)P2的示數(shù)可知，