高考物理一輪復習：力學實驗夯基練習

2022屆高考物理一輪：力學實驗夯基練有參考答案高考：力學實驗（試一試）關于“驗證牛頓第二定律”實驗中驗證“作用力一定時，加速度與質量成反比”的實驗過程，以下做法中正確的是()A．平衡摩擦力時，應將裝砂的小桶用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通電源D．可以利用天平測出砂桶和砂的質量m和小車的質量M，直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出加速度1、把兩根輕質彈簧串聯(lián)起來測量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示．(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，其示數(shù)為________cm；(2)將質量為50g的鉤碼逐個掛在彈簧Ⅰ的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量x和所掛鉤碼的質量m，可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)kⅡ＝________N/m；(取重力加速度g＝9.8m/s2)(3)圖丙中，當彈簧Ⅰ的伸長量超過17cm時其圖線為曲線，由此可知，掛上第________個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對測量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)________(填“有”或“沒有”)影響(彈簧Ⅱ的彈性限度足夠大)．2、氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦?，F(xiàn)用帶豎直擋板C、D的氣墊導軌和滑塊A、B探究碰撞中的不變量，實驗裝置如圖所示。采用的實驗步驟如下：a．用天平分別測出A、B的質量mA、mB；b．調整氣墊導軌，使導軌處于水平；c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上；d．用刻度尺測出A的左端至擋板C的距離L1；e．按下電鈕放開卡銷，同時分別記錄A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B分別碰撞C、D時計時結束，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2。(1)實驗中還應測量的物理量及其符號是___________。(2)作用前A、B質量與速度乘積之和為________；作用后A、B質量與速度乘積之和為__________________________。(3)作用前、后A、B質量與速度乘積之和并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因有__________________________________________________________________________________(至少答出兩點)。3、某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動．實驗步驟如下：A．安裝好實驗器材；B．讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點；C．測出x1、x2、x3、…結合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務：(1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙)，小車，一端附有滑輪的長木板，細繩，鉤碼，導線及開關外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有________．(填選項代號)A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調的直流電源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重錘G．彈簧秤H．滑動變阻器(2)如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖4－7乙所示，則x1、x2、x3的關系是________，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是________．(3)如果小車做勻加速直線運動，測出前六段相等時間內的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則小車的加速度a的表達式為：__________________________．4、橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內，伸長量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實踐都表明k＝Yeq\f(S,L)，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料力學上稱之為楊氏模量．(1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應該是()A．NB．mC．N/mD．Pa(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應用如圖所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值．首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度L＝20.00cm，利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D＝4.00mm，那么測量工具a應該是__________，測量工具b應該是________．(3)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄.拉力F/N 5 10 15 20 25伸長量x/cm 1.6 3.2 4.7 6.4 8.0請作出F－x圖象，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________N/m.(4)這種橡皮筋的Y值等于________．5、“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖甲所示．(1)某次實驗中，彈簧測力計的指針位置如圖10－9甲所示．其中，細繩CO對O點的拉力大小為________N；(2)請將圖甲中細繩CO和BO對O點兩拉力的合力F合畫在圖乙上．由圖求出合力的大小F合＝________N(保留兩位有效數(shù)字)；(3)某同學對彈簧測力計中彈簧的勁度系數(shù)是多少很感興趣，于是，他將刻度尺與彈簧測力計平行放置，如圖丙所示，利用讀得的數(shù)據(jù)，他得出了彈簧的勁度系數(shù)．那么，該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m(保留兩位有效數(shù)字)．6、如圖：某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系．彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小，再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.(1)木塊的加速度可以用d、t表示為a＝________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是________(一種即可)．(2)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關系．下列圖象能表示該同學實驗結果的是________。(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________。A．可以改變滑動摩擦力的大小B．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)C．可以比較精確地測出摩擦力的大小D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度7、某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關系”設計了如下實驗，他的操作步驟如下：(1)按圖連接實驗裝置，其中小車質量M＝0.20kg，鉤碼總質量m＝0.05kg.(2)釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f＝50Hz)，打出一條紙帶．(3)他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m，…，他把鉤碼重力(當?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點到打下第5點合力做功W＝__________J(結果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek＝__________(用相關數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek＝0.125J.(4)此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大．通過反思，他認為產(chǎn)生很大誤差的原因如下，其中正確的是()A．鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因8、某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律，頻閃儀每隔0.05s閃光一次，如圖所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表．(當?shù)刂亓铀俣热＝9.8m/s2，小球質量m＝0.2kg，結果保留3位有效數(shù)字)時刻 t2 t3 t4 t5速度(m/s) 4.99 4.48 3.98 (1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s.(2)從t2到t5時間內，重力勢能的增量ΔEp＝________J，動能的減少量ΔEk＝________J.(3)在誤差允許的范圍內，若ΔEp與ΔEk近似相等，即驗證了機械能守恒定律．由上述計算得ΔEp________(填“>”“<”或“＝”)ΔEk，造成這種結果的主要原因是__________________________________________．2022屆高考物理一輪：力學實驗夯基練有參考答案高考：力學實驗（試一試）關于“驗證牛頓第二定律”實驗中驗證“作用力一定時，加速度與質量成反比”的實驗過程，以下做法中正確的是()A．平衡摩擦力時，應將裝砂的小桶用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通電源D．可以利用天平測出砂桶和砂的質量m和小車的質量M，直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出加速度【答案】B1、把兩根輕質彈簧串聯(lián)起來測量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示．(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，其示數(shù)為________cm；(2)將質量為50g的鉤碼逐個掛在彈簧Ⅰ的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量x和所掛鉤碼的質量m，可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)kⅡ＝________N/m；(取重力加速度g＝9.8m/s2)(3)圖丙中，當彈簧Ⅰ的伸長量超過17cm時其圖線為曲線，由此可知，掛上第________個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對測量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)________(填“有”或“沒有”)影響(彈簧Ⅱ的彈性限度足夠大)．【答案】(1)11.50(2)28(3)5沒有2、氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦?，F(xiàn)用帶豎直擋板C、D的氣墊導軌和滑塊A、B探究碰撞中的不變量，實驗裝置如圖所示。采用的實驗步驟如下：a．用天平分別測出A、B的質量mA、mB；b．調整氣墊導軌，使導軌處于水平；c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上；d．用刻度尺測出A的左端至擋板C的距離L1；e．按下電鈕放開卡銷，同時分別記錄A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B分別碰撞C、D時計時結束，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2。(1)實驗中還應測量的物理量及其符號是___________。(2)作用前A、B質量與速度乘積之和為________；作用后A、B質量與速度乘積之和為__________________________。(3)作用前、后A、B質量與速度乘積之和并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因有__________________________________________________________________________________(至少答出兩點)?！敬鸢浮?1)B的右端至D的距離L2(2)0mAeq\f(L1,t1)－mBeq\f(L2,t2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或mB\f(L2,t2)－mA\f(L1,t1)))(3)產(chǎn)生誤差的原因：①L1、L2、t1、t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測量誤差；②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；③滑塊并不是做標準的勻速直線運動，滑塊與導軌間有少許摩擦力；④氣墊導軌可能不完全水平。3、某同學用如圖甲所示的實驗裝置研究勻變速直線運動．實驗步驟如下：A．安裝好實驗器材；B．讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復幾次．選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點；C．測出x1、x2、x3、…結合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務：(1)實驗中，除打點計時器(含紙帶、復寫紙)，小車，一端附有滑輪的長木板，細繩，鉤碼，導線及開關外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有________．(填選項代號)A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調的直流電源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重錘G．彈簧秤H．滑動變阻器(2)如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖4－7乙所示，則x1、x2、x3的關系是________，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是________．(3)如果小車做勻加速直線運動，測出前六段相等時間內的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則小車的加速度a的表達式為：__________________________．【答案】(1)AD(2)x3－x2＝x2－x1eq\f(x2＋x3,10t)(3)a＝eq\f(（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）,225t2)4、橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內，伸長量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實踐都表明k＝Yeq\f(S,L)，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料力學上稱之為楊氏模量．(1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應該是()A．NB．mC．N/mD．Pa(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應用如圖所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值．首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度L＝20.00cm，利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D＝4.00mm，那么測量工具a應該是__________，測量工具b應該是________．(3)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄.拉力F/N 5 10 15 20 25伸長量x/cm 1.6 3.2 4.7 6.4 8.0請作出F－x圖象，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________N/m.(4)這種橡皮筋的Y值等于________．【答案】(1)D(2)毫米刻度尺螺旋測微器(3)圖象見解析圖3.1×102(4)5×106Pa解析：(1)在彈性限度內，彈力F與伸長量x成正比，F(xiàn)＝kx，由題意可知k＝eq\f(YS,L)，則F＝kx＝Yeq\f(S,L)·x，解得楊氏模量Y＝eq\f(FL,xS)，各物理量取國際單位得楊氏模量的單位是N/m2＝Pa，D正確．(2)根據(jù)精確度判斷可知a為毫米刻度尺，b為螺旋測微器．(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，描點、連線，可得F－x圖象如圖所示．根據(jù)斜率的物量意義表示勁度系數(shù)k，可知k＝eq\f(F,x)≈3.1×102N/m.【答案圖】(4)根據(jù)Y＝eq\f(kL,S)，求得，Y≈5×106Pa.5、“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖甲所示．(1)某次實驗中，彈簧測力計的指針位置如圖10－9甲所示．其中，細繩CO對O點的拉力大小為________N；(2)請將圖甲中細繩CO和BO對O點兩拉力的合力F合畫在圖乙上．由圖求出合力的大小F合＝________N(保留兩位有效數(shù)字)；(3)某同學對彈簧測力計中彈簧的勁度系數(shù)是多少很感興趣，于是，他將刻度尺與彈簧測力計平行放置，如圖丙所示，利用讀得的數(shù)據(jù)，他得出了彈簧的勁度系數(shù)．那么，該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m(保留兩位有效數(shù)字)．【答案】(1)2.60(2)如下圖所示5.1(3)606、如圖：某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系．彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小，再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.(1)木塊的加速度可以用d、t表示為a＝________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是________(一種即可)．(2)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關系．下列圖象能表示該同學實驗結果的是________。(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________。A．可以改變滑動摩擦力的大小B．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)C．可以比較精確地測出摩擦力的大小D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度【答案】(1)eq\f(2d,t2)保持F1不變，重復實驗多次測量，求平均值(2)C(3)BC7、某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關系”設計了如下實驗，他的操作步驟如下：(1)按圖連接實驗裝置，其中小車質量M＝0.20kg，鉤碼總質量m＝0.05kg.(2)釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f＝50Hz)，打出一條紙帶．(3)他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1＝0.041m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.3