高考復(fù)習(xí)二輪專項(xiàng)練習(xí)物理專題分層突破練16力學(xué)實(shí)驗(yàn)

專題分層突破練16力學(xué)實(shí)驗(yàn)A組1.(2021浙江衢州高三二模)(1)圖甲中,探究求合力的方法、研究平拋運(yùn)動兩實(shí)驗(yàn)均需使用的器材是(填寫器材名稱)。

甲(2)在探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)中,通過對拉的方法來選擇兩個彈簧測力計(jì)。方案一為兩彈簧測力計(jì)豎直懸掛在鐵架臺上對拉,方案二為兩彈簧測力計(jì)置于水平桌面對拉,下列說法正確的是。

A.彈簧測力計(jì)使用前必須進(jìn)行調(diào)零B.實(shí)驗(yàn)時,兩個彈簧測力計(jì)的量程需一致C.若方案一的兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)相等,則可正常使用D.若方案二的兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)相等,則可正常使用(3)在探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組使用的彈簧測力計(jì)量程為0~5.00N,將橡皮條一端固定,先用兩只彈簧測力計(jì)將橡皮條另一端拉到某一位置,標(biāo)記為O點(diǎn),緊靠細(xì)繩標(biāo)記A、B兩點(diǎn),并記錄彈簧測力計(jì)讀數(shù);然后用一只彈簧測力計(jì)將其拉至O點(diǎn),標(biāo)記緊靠細(xì)繩的C點(diǎn),并記錄彈簧測力計(jì)讀數(shù),該小組完成的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在圖乙中。乙①按實(shí)驗(yàn)要求完成作圖。②結(jié)合圖乙,分析實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果,下列措施對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是。

A.適當(dāng)增加橡皮條的原長B.適當(dāng)增大兩細(xì)繩的夾角C.增大A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離D.增大彈簧測力計(jì)的拉力2.(2021江西贛州高三一模)圖甲為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下:甲乙①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量m'、重物的質(zhì)量m,用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d,用刻度尺測量兩光電門之間的距離s;②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平;③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字計(jì)時器分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB,求出加速度a;④多次重復(fù)步驟③,求a的平均值a;⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ?；卮鹣铝袉栴}:(1)下列說法正確的是。

A.此實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力B.此實(shí)驗(yàn)需要遮光片的寬度d盡量小些C.此實(shí)驗(yàn)需要滿足m'遠(yuǎn)大于mD.此實(shí)驗(yàn)需要兩光電門之間的距離s盡量小些(2)測量d時,某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的讀數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為cm。

(3)請用m'、m、d、s、ΔtA、ΔtB和重力加速度g表示動摩擦因數(shù),μ=。

3.(2021天津高三模擬)用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。甲乙(1)對測量原理的理解正確的是。

A.由g=4π2lT2可知,T一定時B.由g=4π2lT2可知,l一定時,C.單擺的振動周期T和擺長l可用實(shí)驗(yàn)測定,由g=4π(2)若測量得到的g值偏大,可能是因?yàn)椤?/p>

A.組裝單擺時,選擇的擺球質(zhì)量偏大B.測量擺長時,將懸線長作為單擺的擺長C.測量周期時,把n次全振動誤認(rèn)為是(n+1)次全振動(3)下表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分處理。組次123456擺長l/cm40.0050.0060.0080.00100.00120.0050次全振動時間t/s63.074.077.589.5100.0109.5周期T/s1.261.481.551.792.19周期的二次方T2/s21.592.012.403.204.80請計(jì)算第5組實(shí)驗(yàn)中的T2=s2。

(4)將上表數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),可得到圖乙所示的lT2圖像,圖線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),斜率k=0.25m/s2。由此求得重力加速度g=m/s2。(π2=9.87,答案保留3位有效數(shù)字)

B組4.(2021江蘇南通高三二模)用如圖甲所示的裝置探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系,把右端帶有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,小車的左端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶,右端連接細(xì)線,細(xì)線繞過定滑輪掛有托盤和砝碼,通過墊塊調(diào)節(jié)木板左端高度以平衡摩擦力。甲(1)下列實(shí)驗(yàn)操作中正確的有。

A.先釋放小車后接通電源B.調(diào)整定滑輪使細(xì)線與長木板平行C.平衡摩擦力時必須移去紙帶D.平衡摩擦力時必須移去托盤和砝碼(2)某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶如圖乙所示,測得計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4與計(jì)數(shù)點(diǎn)0間的距離分別為x1=3.60cm、x2=9.61cm、x3=18.01cm、x4=28.81cm。已知打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)周期為0.02s,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個計(jì)時點(diǎn)未畫出,則小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

乙(3)實(shí)驗(yàn)中保持托盤和砝碼的總質(zhì)量為20g不變,改變小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量m,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出紙帶,算出相應(yīng)的加速度a,數(shù)據(jù)如下表所示,請?jiān)趫D丙中根據(jù)描出的點(diǎn)作出a1m圖像。由圖像可得出的結(jié)論是。

a/(m·s2)2.401.991.431.251.110.770.620.480.24m/kg0.060.080.120.140.160.240.300.400.801m/kg16.6712.508.337.146.254.173.332.501.25丙丁(4)某小組在實(shí)驗(yàn)中作出1am圖像如圖丁所示,圖像斜率的物理意義是;若圖像縱截距為b,斜率為k,則托盤和砝碼的總質(zhì)量為(用字母b、k表示)5.(2021河北卷)某同學(xué)利用圖甲中的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體的機(jī)械能變化量與外力做功的關(guān)系。所用器材有:一端帶滑輪的長木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計(jì)時器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺。g取9.80m/s2。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:甲①安裝器材,調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個鉤碼,如圖甲所示;②接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間,并計(jì)算出滑塊通過兩個光電門時的速度;③保持繩下端懸掛4個鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個鉤碼,記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)上述步驟;④完成5次測量后,計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量m、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼)總動能的增加量ΔEk及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量ΔE,結(jié)果如下表所示。m/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5870.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3930.4900.6860.785(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字)。

(2)步驟④中的表格所缺數(shù)據(jù)為。

(3)以m為橫軸,ΔE為縱軸,選擇合適的標(biāo)度,在圖乙中繪出ΔEm圖像。乙若忽略滑輪和繩子之間的摩擦力做功,求滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為。(保留兩位有效數(shù)字)

6.(2021廣西柳州高三一模)某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn),操作步驟如下:Ⅰ.先將光滑斜槽軌道的末端調(diào)至水平,在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙,并將該木板立于靠近槽口處,使小球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,撞到木板在記錄紙上留下壓痕O;Ⅱ.將木板向右平移適當(dāng)距離,再使小球a從原固定點(diǎn)由靜止釋放,撞到木板在記錄紙上留下壓痕;Ⅲ.把半徑相同的小球b(ma<mb)靜止放在斜槽軌道水平段的右邊緣,讓小球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,與小球b相碰后,a球沿軌道反彈后返回,兩球撞在木板上留下壓痕。將這些壓痕標(biāo)記為A、B、C,已知b球的壓痕為C。(1)本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量是。

A.小球a、b的質(zhì)量ma、mbB.小球a、b的半徑rC.斜槽軌道末端到木板的水平距離xD.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C的距離y1、y2、y3(2)放上被碰小球b,兩球相碰后,小球a在圖中的壓痕點(diǎn)為(選填“A”或“B”)。

(3)用本實(shí)驗(yàn)中所測得的物理量來驗(yàn)證兩球碰撞過程動量守恒,其表達(dá)式為。

7.(2021天津河?xùn)|高三一模)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示,在鐵架臺鐵夾上固定好一個力傳感器,一根細(xì)線上端連接在力傳感器上,下端系在小球上,把小球拉離平衡位置一個角度,由靜止釋放小球,力傳感器可記錄在小球擺動過程中細(xì)線拉力大小,記下力傳感器的最大示數(shù)F。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn),下列說法正確的有。

A.可以直接用彈簧測力計(jì)代替力傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B.細(xì)線要選擇伸縮性小的C.球盡量選擇密度大的(2)為完成實(shí)驗(yàn),需要測量小球自由靜止時力傳感器的示數(shù)F0,還需要測量的物理量有。

A.釋放小球時的位置與自由靜止位置的高度差hB.小球下落至平衡位置時的時間C.擺長lD.小球的質(zhì)量m(3)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒,需要滿足的等式是(用已知量和測量量的符號表示)。

參考答案專題分層突破練16力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.答案(1)刻度尺(2)AD(3)①如圖所示②BC解析(1)探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)中,需要使用刻度尺作力的圖示;研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中,需要使用刻度尺測量物體的位移,即兩個實(shí)驗(yàn)中都要使用刻度尺。(2)彈簧測力計(jì)在使用前必須進(jìn)行調(diào)零;實(shí)驗(yàn)中使用的兩個彈簧測力計(jì),其量程可以不同;方案一中豎直懸掛時,由于彈簧受到重力作用,所以若兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)相等,則水平測量拉力時讀數(shù)必然不同,所以不能使用;若方案二的兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)相等,則可正常使用。故選A、D。(3)增加橡皮條的原長對實(shí)驗(yàn)沒有影響;圖中兩分力的夾角較小,根據(jù)平行四邊形的特點(diǎn),適當(dāng)增大兩細(xì)繩的夾角,可以使作圖更精確,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差;繩子的作用是顯示出力的方向,增大A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,可以提高分力方向的精確度,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差;彈簧測力計(jì)的量程為0~5.00N,圖中合力已經(jīng)達(dá)到了4.80N,所以不能再增大彈簧測力計(jì)的拉力。故選B、C。2.答案(1)B(2)1.020(3)m解析(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是測量物塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù),所以在實(shí)驗(yàn)過程中不需要平衡摩擦力,A錯誤;利用光電門來測量瞬時速度,遮光片的寬度d越小,測的瞬時速度的誤差越小,B正確;實(shí)驗(yàn)原理中,可以利用整體法來求μ,所以不需要滿足m'遠(yuǎn)大于m,C錯誤;在數(shù)據(jù)處理時,加速度為a=vB2-vA22s,兩光電門之間的距離s越大(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù)×分度值=1cm+4×0.05mm=1.020cm。(3)利用平均速度表示瞬時速度,有物塊經(jīng)過光電門A的速度為vA=d物塊經(jīng)過光電門B的速度為vB=d由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可得a=v由牛頓第二定律可得mgμm'g=(m+m')a聯(lián)立解得μ=mm3.答案(1)C(2)C(3)4.0(4)9.87解析(1)重力加速度與單擺無關(guān),由單擺周期公式T=2πl(wèi)g可知g=4π2lT2,測出單擺的擺長l與周期T(2)由單擺周期公式T=2πl(wèi)g可知g=4π2lT2,單擺周期與擺球質(zhì)量無關(guān),組裝單擺時,選擇的擺球質(zhì)量偏大不會導(dǎo)致g的測量值偏大,A錯誤;測量擺長時,將懸線長作為單擺的擺長,所測擺長l偏小,所測g偏小,B錯誤;測量周期時,把n次全振動誤認(rèn)為是(n+1)次全振動,所測周期T偏小(3)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,完成50次全振動需要的時間為100.0s,則周期T=2.0s,所以T2=4.0s2。(4)由單擺周期公式T=2πl(wèi)g可知l=g4π2T2,lT2圖像的斜率k=g4π2,解得g=4.答案(1)BD(2)2.40(3)如圖所示合力一定時,當(dāng)托盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量時,小車和車內(nèi)沙子的加速度與質(zhì)量成反比(4)托盤和砝碼的總重力的倒數(shù)b解析(1)應(yīng)先通電再釋放小車,A錯誤。調(diào)整定滑輪使細(xì)線與長木板平行,以保證小車在運(yùn)動過程中合力不變,B正確。平衡摩擦力時必須連接紙帶,C錯誤。平衡摩擦力時必須移去托盤和砝碼,使小車重力分力等于摩擦力,D正確。(2)小車的加速度a=x4-2x2(2×0.(4)根據(jù)牛頓第二定律可知,圖像斜率的物理意義是托盤和砝碼的總重力的倒數(shù)。設(shè)托盤和砝碼的總質(zhì)量為m',受力分析可得m'g=(m'+m)a,即1a=1m'gm+1g,所以1m'5.答案(1)0.980(2)0.588(3)如圖所示0.40解析(1)ΔEp=4m'gh=4×50×103×9.8×0.5J=0.980J。(2)ΔE=ΔEpΔEk=0.980J0.392J=0.588J。(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖即可;由題意可知,滑塊和木板之間的摩擦力做功即為系統(tǒng)損失的機(jī)械能,則有μmgl=ΔE,根據(jù)圖像得μ=0.40。6.答案(1)AD(2)B(3)may解析(1)設(shè)a單獨(dú)滾下經(jīng)過斜槽軌道末端的速度為v,兩球碰撞后a、b的速度分別為va和vb,由于碰撞后a球沿軌道反彈后返回,若兩球碰撞動量守恒,則mav=mava+mbvb根據(jù)平拋規(guī)律得v=xt=xva=xt=xvb=xt=x化簡可得may所以可知,本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量是小球a、b的質(zhì)量ma、mb,以及紙上O點(diǎn)到A、B、C的距離y1、y2、y3。故選A、D。(2)由(1)中分析可知,放上被碰小球b,兩球相碰后,小球a在圖中的壓痕點(diǎn)為B。(3)由(1)中分析可知,用本實(shí)驗(yàn)中所測得的物理量來驗(yàn)證兩球碰撞過程動量守恒,其表達(dá)式為may17.答案(1)BC(2)AC(3)F0h=12l(FF0解析(1)彈簧測力計(jì)代