2021屆高考物理二輪復習課時練（有答案）：力學實驗

力學實驗課時訓練

1.為探究某新材料的部分特性，一學習小組設計了如下實驗：在水平桌面上平

放一直尺，緊靠刻度線的一側放大小相同的實心鐵球/（黑色）和新材料實心球

8（白色），讓/球以某一速度向靜止的6球運動，碰撞前后的頻閃照片如圖所示。

已知頻閃儀每隔0.04s閃光一次，鐵的密度為7.8g/cm3,請回答下列問題：

AB

1111HHi|HlVjV11i^i11111111111111111111111111A11111111|Qi1111111111

Ocm1020304050607080

⑴碰撞前Z球速度大小為m/s；

（2）8球材料的密度為g/cm:（結果均保留兩位有效數(shù)字）

2.圖甲為“用DIS研究加速度和力的關系”的實驗裝置。

⑴小車上安裝的是位移傳感器的（選填“發(fā)射器”或“接收器”）部

分。在保持小車的不變的情況下，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量,

將數(shù)據(jù)輸入計算機，得到如圖乙所示的小廠關系圖線。

（2）分析發(fā)現(xiàn)圖線在縱軸上有明顯的截距（物不為零），這是因為o

（3）圖線力6段基本是一條直線，而a'段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因

是。

A.實驗的次數(shù)太多

B.小車與軌道之間存在摩擦

C.鉤碼的總質量明顯地大于小車的總質量

（4）釋放小車之前就啟動記錄數(shù)據(jù)的程序，在多次實驗中，如果鉤碼的總質量不

斷地增大，a'曲線將不斷地延伸，那么該曲線所逼近的漸近線的方程為

3.某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置來測量物體從高處下落時所受到的空氣

阻力。實驗時，將直徑為"、質量為力的小鋼球從某高度下落，小鋼球先后通過

光電門力、B,數(shù)字計時器測出鋼球通過光電門A8的時間分別為垢風

n?鋼球

卜光電門4

2~~主尺3cm

11

鐵架臺111.1yti叫卅中用fH+r尸"

l.b司I。5101520

數(shù)字計時器

r光電門8

甲乙

(1)用游標卡尺測量鋼球的直徑如圖乙所示，其讀數(shù)為mnio

(2)用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度，測出光

電門之間的距離為〃，當?shù)氐闹亓铀俣葹間,可求出鋼球下落過程中受到空氣

的平均阻力F=(用題中所給物理量符號來表示)。

4.圖甲是驗證機械能守恒定律的裝置，氣墊導軌上安裝了1、2兩個光電門，滑

塊上固定一豎直遮光條，滑塊用細線繞過定滑輪與鉤碼相連，細線與導軌平行。

光電門2光電門1遮光條

定滑輪氣弋導軌V9沿窣L

III1」111I111I31I

連氣源

鉤碼II調(diào)用旋鈕P調(diào)函鈕Q

甲

0234cm

li川h山向岫油T1m"川?

0

乙

(1)用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度為mm。

(2)在調(diào)整氣墊導軌水平時，滑塊不掛鉤碼和細線，接通氣源后，給滑塊一個初

速度，使它從軌道右端向左運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時間大于通過光電門

2的時間。為使氣墊導軌水平，可采取的措施是o

A.調(diào)節(jié)尸使軌道左端升高一些

B.調(diào)節(jié)尸使軌道左端降低一些

C.遮光條的寬度應適當大一些

D.滑塊的質量增大一些

⑶正確進行實驗操作，測出滑塊和遮光條的總質量也鉤碼質量加，遮光條的寬

度用d表示，已知重力加速度為g?，F(xiàn)將滑塊從圖示位置由靜止釋放。

①若滑塊經(jīng)過光電門2時鉤碼未著地，測得兩光電門中心間距〃由數(shù)字計時器

讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為爾t2,則驗證機械能守恒定律的表

達式是o

②若滑塊經(jīng)過光電門2時鉤碼已著地，為驗證機械能守恒定律，已測得鉤碼初始

位置離地的高度力，還需測量的一個物理量是0

5.某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。

(1)實驗中必要的措施是o

A.細線必須與長木板平行

B.先接通電源再釋放小車

C.小車的質量遠大于鉤碼的質量

D.平衡小車與長木板間的摩擦力

(2)他實驗時將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打

出的部分計數(shù)點如圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出)。0

3.59cm,&=4.41cm,&=5.19cm,s,=5.97cm,&=6.78cm,ss=7.64cm,

則小車的加速度a=m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點計時器在打

6點時小車的速度%=m/so（結果均保留兩位有效數(shù)字）

（\A?B?C??D?E?F?G、）

S

3§4--345*6--§6-

6.(1)光電門兩側的光電孔內(nèi)分別安裝了紅外線的發(fā)光管和接收管，當擋光片經(jīng)

過光電門時，記下光電門擋光時間At0若擋光片的寬度為d,則擋光片經(jīng)過光

電門的平均速度為，這個速度可以被看作瞬時速度的條件是

(2)在“用DIS研究機械能守恒定律”的實驗中，光電門用來測量擺錘經(jīng)過不同

位置的瞬時速度，實驗裝置如圖(a)所示。

(a)

①關于在這個實驗中光電門的使用，下列說法正確的是o

A.調(diào)節(jié)擺線長，使擺錘擺動時擺線能通過光電孔

B.測量中，光電門始終固定在某個確定的位置

C.擺錘釋放器的位置要隨光電門的位置變化而作相應的調(diào)整

D.每次改變光電門的位置，要用測平器使光電門的光電孔與所測點位于同一水

平線

②在某次實驗數(shù)據(jù)基礎上，作出的擺錘在下擺過程中動能、重力勢能隨高度h

變化的圖像如圖(b)所示，則其中(選填"I”或“II”)是擺錘動能隨

高度力變化的圖線，該圖線斜率大小等于。

7.2019年9月，我國成功完成了76km/h高速列車實車對撞實驗，標志著我國

高速列車被動安全技術達到了世界領先水平。某學習小組受此啟發(fā)，設計了如下

碰撞實驗，探究其中的能量損耗問題，實驗裝置如圖甲所示。

實驗準備了質量分別為0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑塊從B、C,滑塊/右

側帶有自動鎖扣，左側與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連，滑塊反。左側

均帶有自動鎖扣，打點計時器的電源頻率f=50Hzo

調(diào)整好實驗裝置后，在水平氣墊導軌上放置4、8兩個滑塊，啟動打點計時器，

使滑塊4以某一速度與靜止的滑塊6相碰并黏合在一起運動，紙帶記錄的數(shù)據(jù)如

圖乙所示；用滑塊。替代滑塊氏重復上述實驗過程，紙帶數(shù)據(jù)如圖丙所示。

根據(jù)紙帶記錄的數(shù)據(jù)，滑塊力與6碰撞過程系統(tǒng)損失的動能為J,滑塊

4與C碰撞過程系統(tǒng)損失的動能為Jo(計算結果均保留兩位有效數(shù)字)

根據(jù)實驗結果可知，被碰物體質量增大，系統(tǒng)損失的動能(選填“增

大”“減小”或“不變”)。

甲

8.某同學設計了如圖(a)所示的裝置來研究機械能是否守恒。輕質細線的上端固

定在。點，下端連接圓柱形的擺錘尸，在擺錘擺動的路徑上，固定了四個光電門

/、B、aD。實驗時，分別測出四個光電門到懸點〃的高度差力，從某一高度釋

放擺錘，利用光電門測出擺錘經(jīng)過四個光電門的速度。重力加速度為g。

(b)

(1)利用光電門測量速度時，可以測量擺錘的直徑作為o若擺

錘直徑的測量值比實際值偏小，則擺錘動能的測量值比實際值__________o

(2)該同學認為：測得擺錘的質量為加，可由公式4=一/“助計算出擺錘在力、B、

a〃四個位置的重力勢能。他這樣計算重力勢能的依據(jù)是o

⑶另一同學在得到擺錘經(jīng)過四個光電門的速度/和光電門距離懸點。的高度差

力后，作出如圖(b)所示的自力圖線。若擺動過程中機械能守恒，則該直線的斜

率為。決定圖線與縱軸交點位置的因素有

答案

1.(1)5.0(2)5.2

2.(1)發(fā)射器總質量(2)軌道左側墊起高度太大(平衡摩擦力過度)(3)C

(4)a=g

W2_22

CRLA

3.(1)11.75②mg-m----------―

Z/7

4.(1)13.50(2)A