2023学年高考物理二轮复习专题6高中物理实验第1讲力学实验练习.doc

第1讲 力学实验 1．(2023年年武汉模拟)用如图所示的装置来验证动量守恒定律．滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D(或E)，计时器开始计时；挡光条到达光电门C(或F)，计时器停止计时．实验主要步骤如下： a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB； b．给气垫导轨通气并调整使其水平； c．调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L； d．A、B之间紧压一轻弹簧(与A、B不粘连)，并用细线拴住，如图静置于气垫导轨上； e．烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间tA、tB. (1)实验中还应测量的物理量x是______________________(用文字表达)． (2)利用上述测量的数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________(用题中所给的字母表示)． (3)利用上述数据还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能Ep＝__________________(用题中所给的字母表示)． 【答案】【答案】(1)光电门E、F间的水平距离　 (2)mA－mB＝0　(3)mA2＋mB2 2．(2023年年安徽蚌埠一模)某同学利用图1所示的装置探究“外力一定时，加速度与质量的关系”．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，小车的质量未知． 　　　　 　　　　　　图1　　　　　　　　　　　　图2　　　　　　　　　　图3 (1)实验之前要平衡小车所受的阻力，具体的步骤是：吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________________的点． (2)按住小车，在吊盘中放入适当质量的物块，并在小车中放入质量已知的砝码，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是____________． (3)打开打点计时器电源，释放小车，得到如图2所示的纸带，图示为五个连续点之间的距离(单位：cm)，则小车的加速度a＝_________m/s2.(结果保留两位小数) (4)改变小车中的砝码质量多次试验，得到不同的纸带，记录砝码的质量m，并根据纸带求出不同的m对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，作出－m关系图线如图3所示，设图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车的质量为______________． 【答案】(1) 间隔均匀　(2) 远小于小车的质量 (3)3.25　(4) 【解析】(1)平衡摩擦力后，用手轻拨小车，小车应做匀速直线运动，打点计时器打出一系列间隔均匀的点． (2)设小车质量为M，车上砝码质量为m, 吊盘和盘中物块的质量和为m2，小车所受拉力为F，对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得F＝(M＋m)a；对吊盘和盘中物块受力分析，由牛顿第二定律可得m2g－F＝m2a；解得F＝·m2g，化简得F＝·m2g，当m2≪M时，改变车上砝码质量m，小车所受拉力近似不变．故为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是远小于小车的质量． (3)图示为五个连续点T＝0.02s，小车的加速度为： a＝＝× 10－2 m/s2＝3.25 m/s2. (4)认为拉力不变，则a＝，变形得＝＋.图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为b，则k＝，b＝，解得M＝. 3．(2023年年江西新余质检)某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则，在竖直放置、贴有白纸的木板上固定的两个轻质小滑轮，细线AB和OC连接于O点，细线AB绕过两滑轮，D、E是细线与光滑滑轮槽的两个切点，在细线末端A、B、C三处分别挂有不同数量的相同钩码，设所挂钩码个数分别用N1、N2、N3表示，挂上适当数量的钩码，当系统平衡时进行相关记录，改变所挂钩码的数量，重复进行多次实验． (1)下列关于本实验操作的描述，正确的有________． A．需要利用天平测出钩码的质量 B．∠EOD不宜过大 C．两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上 D．每次实验都应使细线的结点O处于同一位置 (2)每次实验结束后，需要记录的项目有N1、N2、N3的数值和___________． 【答案】(1)BC　(2)OC、OD、OE三段细线的方向 4．(2023年年安徽合肥三模)为了探究力对初速度为零的物体做功与物体获得速度的关系，某实验小组采用如图甲所示的装置进行实验． (1)实验小组按正确的操作，将木板一端倾斜来平衡摩擦力，打出如上三条纸带，其中符合实验要求的是(选填纸带的字母编号)_______． (2)下列关于橡皮筋及其做功的说法正确的是______． A．橡皮筋做功的值不需要测量 B．增加规格相同的橡皮筋条数，使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C．在小车运动的过程中，橡皮筋一直对其做功 D．将橡皮筋的长度拉伸为原来的两倍，橡皮筋做的功增加了两倍 (3)在操作正确的前提下，其中打出的一条纸带如图乙所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的______________部分进行测量． (4)在某次实验中，实验小组误将木板水平放置，小车在橡皮筋作用下由静止开始运动，当小车运动到某一位置，橡皮筋恰好处于原长状态．下列说法正确的是______．　 A．此时小车速度最大 B．此时小车加速度最大 C．此后小车开始做匀速直线运动 D．当小车速度最大时，橡皮筋一定处于拉伸状态 【答案】(1)B　(2)AB　(3)HI、HK或IK均可　(4)D 5．(2023年年咸阳二模)如图甲所示，用细线竖直拉着包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为20.0 mm,44.0 mm，68.0 mm，92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm，已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样，根据以上内容，回答下列问题： 　　　 　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙 (1)图乙中的________端是圆柱体的悬挂端(填“左”或“右”)； (2)根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD＝________m/s；圆柱棒竖直下落的加速度为________m/s2. 【答案】(1)左　(2)1.60　9.60 【解析】(1)圆柱棒竖直自由下落，速度越来越大，因此毛笔所画出的记号之间的距离越来越大，因此左端的记号是后画上的，所以左端是悬挂端． (2)电动机的转速n＝1 200 r/min，所以周期T＝＝ min＝0.05 s，匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度，vD＝ m/s2＝1.60 m/s，加速度为a＝＝ m/s2＝9.60 m/s2. 6．(2023年年甘肃二模)某同学用电火花计时器(其打点周期T＝0.02 s)来测定自由落体的加速度． (1)下列器材中，不需要的是________(只需填选项字母)． A．直尺 B．4～6 V交流电源 C．天平 D．纸带 (2)实验中取纸带上的一段，点1、2、3、…、9为连续打出的，如图所示，由此测得加速度的大小为______m/s2.(计算结果保留2位有效数字) (3)当地的重力加速度大小为9.8 m/s2，测量值与实际值有差异的主要原因是___________________________． 【答案】(1)BC　(2)9.7　(3)受摩擦阻力、空气阻力的影响 7．(2023年年东莞模拟)一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系”的实验，采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中作出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x的图象如图乙所示．(重力加速度g＝10 m/s2) (1)利用乙中图象，可求得该弹簧的劲度系数为________N/m. (2)利用乙中图象，可求得小盘的质量为______kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实值______(填“偏大”“偏小”或“相同”)． 【答案】(1)200　 (2)0.1　相同 8．(2023年年山西名校模拟)某同学利用如图乙所示的实验装置验证机械能守恒定律，某物块通过细线绕过光滑的小定滑轮拴着放在水平轨道上的小车(可视为质点)，在轨道的A点和B点分别安装有一光电门，小车上有一宽度为d的挡光片，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图甲所示，现把小车拉到水平面上的某点由静止释放，挡光片通过A位置的挡光时间为t1，通过B位置的挡光时间为t2.为了证明小车通过A、B过程中系统的机械能守恒，还需要进行一些实验测量和列式证明． (1)挡光片的宽度d＝________________mm. (2)在下列实验测量步骤中，必要的数据测量有________________ A．用天平测出小车的质量m1和物块的质量m2 B．测出小车通过A、B两光电门之间所用的时间Δt C．测出滑轮上端离水平轨道的高度h D．测出小车在A、B位置时绳子与水平方向夹角θ1和θ2 (3)若该同学用d和t的比值来反映小车经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足_____________________________关系式(用上述物理量表示)，即能证明小车和物体组成的系统机械能守恒． 【答案】(1)5.15　(2)ACD (3)m2＋m1＝m1g - 6 -