2023学年高考物理二轮复习第一部分专题复习训练5_12力学实验真题对点练含解析.doc

力学实验 1．(2023年年高考·课标全国卷Ⅰ)如图5－12－18(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针． 图5—12—18 现要测量图5－12－18(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图5－12－18(b)所示，其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为______N/m(保留3位有效数字)． 解析：标尺的游标为20分度，精确度为0.05 mm，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37 mm＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm. 弹簧形变量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825 cm， 砝码平衡时，mg＝kx，所以劲度系数 k＝＝ N/m≈53.7 N/m 答案：3.775　53.7 2．(2023年年高考·课标全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图5－12－19(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图5－12－19(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) 图5—12—19 (1)由图5－12－19(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的． (2)该小组同学根据图5－12－19(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图5－12－19(b)中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留2位有效数字) 解析：(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的．(2)滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝＝ s．根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为vA＝≈0.19 m/s.由Δx＝aT2和逐差法可得，小车运动的加速度大小为a＝≈0.037 m/s2. 答案：(1)从右向左　(2)0.19　0.037 3．(2023年年高考·课标全国卷Ⅱ)某同学用图5－12－20(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图5－12－20(b)中弹簧秤的示数读出． 图5—12—20 砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 回答下列问题： (1)f4＝________N； (2)在图5－12－20(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线； (3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝__________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________； (4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________．(保留2位有效数字) 解析：(1)由图(b)可读出弹簧秤的示数f4＝2.75 N. (3)摩擦力表达式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg. (4)图线的斜率k＝＝＝3.9 N/kg. 解得μ≈0.40. 答案：(1)2.75　(2)如图5—12—21所示 图5—12—21 (3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40 4．(2023年年高考·课标全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上，如图5－12－22(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长． (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O.此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图5－12－22(b)所示，F的大小为________N. (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图5－12－22(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N. (ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图5－12－22(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合； 图5—12—22 (ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________． 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则． 解析：(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N. (2)(ⅰ)利用平行四边形定则作图；(ⅱ)由图可知F合＝4.0 N，从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05. 答案：(1)4.0　(2)(ⅰ)如图5—12—23所示 (ⅱ)4.0　0.05 图5—12—23 5．(2023年年高考·课标全国卷Ⅰ)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图5－12－24所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是________点，在打出C点时物块的速度大小为________m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________m/s2(保留2位有效数字)． 图5—12—24 解析：分析可知，物块沿倾斜长木板做匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度vC＝＝m/s＝0.233 m/s；根据逐差法可知，物块下滑的加速度a＝＝m/s2＝0.75 m/s2. 答案：(1)A　(2)0.233　(3)0.75 6．(2023年年高考·课标全国卷Ⅱ)如图5－12－25所示，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源，纸带等．回答下列问题： 图5—12—25 (1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝____________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示) (2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ＝30°.接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图5－12－26所示．图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)．重力加速度为9.80 m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数)． 图5—12—26 解析：(1)由mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得：μ＝① (2)由逐差法a＝得： SⅡ＝(76.39－31.83)×10－2 m， T＝0.1 s，SⅠ＝(31.83－5.00)×10－2 m， 故a＝ m/s2＝1.97 m/s2， 代入①式，得：μ＝＝0.35 答案：(1)　(2)0.35 7．(2023年年高考·课标全国卷Ⅲ)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验．实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照．已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片． (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________．(填正确答案标号) A．米尺 B．秒表 C．光电门 D．天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法． 答：__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ (3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，则该地的重力加速度大小为g＝________m/s2.(保留2位有效数字) 解析：此实验用数码相机替代打点计时器，故实验原理是相同的，仍然需要米尺来测量点与点之间的距离；就本实验而言，因为是不同照片，所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离；加速度求解仍然用逐差法计算，注意是bc与ab之间的距离差． 答案：(1)A (2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺． (3)9.7　g＝＝9.7 m/s2 - 8 -