2022年高考物理二輪復習 特色專題訓練 力學實驗題巧練（二）

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1、2022年高考物理二輪復習 特色專題訓練 力學實驗題巧練（二） 1.某課外科技活動小組學習了平行四邊形定則后，利用DIS實驗裝置研究“力的合成與分解”，如圖所示A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負．A連接質(zhì)量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿．將細繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作： ①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ； ②對兩個傳感器進行調(diào)零； ③用另一繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù)； ④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角重復上述實驗步驟，得到如下表格.

2、 F1 4.004 2.320 … 4.008 … F2 －3.472 －1.164 … 3.460 … θ 30° 60° … 150° … (2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零，對此操作說明正確的是________． A．因為事先忘記了調(diào)零 B．何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響 C．為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響 D．可以完全消除實驗的誤差 2．在“研究勻變速直線運動”的實驗中，某同學設計的實驗裝置如圖甲所示． (1)請指出該同學在實驗操作中存在的兩處錯誤： ①__________________；②__________________．

3、 (2)該同學經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點，測得h1、h2、h3、h4、h5.若打點的周期為T，則打E點時速度為vE＝________；若分別計算出各計數(shù)點對應的速度數(shù)值，并在坐標系中畫出v2與h的關系圖線，如圖丙所示，則小車的加速度a＝________m/s2. 3．如圖甲所示，用橫梁、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關系． (1)把彈簧上端固定在橫梁上，下端懸吊不同重力的鉤碼，用刻度尺測量有關長度，實驗中需要測量的物理量有： _______________________________________________

4、_________________________. (2)關于實驗注意事項，以下哪項是沒有必要的？(填入字母序號)________． A．懸吊鉤碼后，在鉤碼靜止后再讀數(shù) B．盡量減小彈簧和橫梁之間的摩擦 C．彈簧的受力不超過它的彈性限度 (3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為 ________N/m.圖線不過原點的原因是 ________________________________________________________________________． 4. 某同學利用光電門傳感器設計了一個研究小物體自由下落時機械能是

5、否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器．實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A處傳感器的擋光時間為t1，通過B處傳感器的擋光時間為t2，重力加速度為g.為了證明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明． (1)下列必要的實驗測量步驟是________． A．用天平測出運動小物體的質(zhì)量m B．測出A、B之間的豎直距離h C．測出小物體釋放時離桌面的高度H D．用秒表測出運動小物體由A到B所用時間Δt (2)若該同學用d和t1、t2的比值分別來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度，并設想如果能滿足_______________

6、_____關系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的． 5．(xx·廈門質(zhì)檢)關于驗證機械能守恒定律的實驗．請回答下列問題： (1)利用打點計時器打出紙帶，請將下列步驟按合理順序排列________(填選項前字母)． A．釋放紙帶　　　　　　　 B．接通電源 C．取下紙帶 D．切斷電源 (2)在打出的紙帶上選取連續(xù)的三個點A、B、C，如圖所示．測出起始點O到A點的距離為s0，A、B兩點間的距離為s1，B、C兩點間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關系式 _____________________________________________

7、___________________________ ________，即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的(已知當?shù)刂亓铀俣葹間，使用交流電的周期為T)． (3)下列敘述的實驗處理方法和實驗結(jié)果，正確的是________． A．該實驗中不用天平測重物的質(zhì)量，則無法驗證機械能守恒定律 B．該實驗選取的紙帶，測量發(fā)現(xiàn)所打的第一點和第二點間的距離為1.7 mm，表明打點計時器打第一點時重物的速度不為零 C．為了計算方便，本實驗中選取一條理想紙帶，然后通過對紙帶的測量、分析，求出當?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?，再代入表達式：mgh＝mv2進行驗證 D．本實驗中，實驗操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足

8、夠精確，實驗結(jié)果一定是mgh略大于mv2，不可能出現(xiàn)mv2略大于mgh的情況 6．(1)圖甲為某同學做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗裝置示意圖，一端帶有定滑輪的木板直接放在水平桌面上，細線與長木板平行．在研究小車(含砝碼)質(zhì)量不變，加速度和作用力的關系時，他先后五次改變砂和砂桶的總質(zhì)量，測出相應的加速度a.在第一次測量時，砂和砂桶的總質(zhì)量為m1，小車質(zhì)量M＝20m1，以后每次在砂桶里增加質(zhì)量為Δm的砂子，已知Δm＝.若把砂和砂桶的總重力作為小車所受合力F的大小，按這五組數(shù)據(jù)畫出的a－F圖象可能是下列圖乙中的________． (2)第(1)題圖象中圖線不過坐標原點的原因是__

9、____________，若對此采取了糾正，該實驗還存在一個較大的系統(tǒng)誤差，是由砂和砂桶的總重力不等于小車受到的拉力引起的．設砂和砂桶的總重力為F測，小車真正受到的拉力為F真．若定義×100%為拉力測量的百分誤差，現(xiàn)要求百分誤差不大于5%，則當小車的總質(zhì)量為200 g時，砂和砂桶的總質(zhì)量最大不能超過________g. 7．某同學用如圖甲所示裝置做“探究功與速度變化的關系”的實驗，他通過成倍增加位移的方法來進行驗證．方法如下：將光電門固定在水平軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，保持小車(帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門的距離進行多次實驗，每次實驗時要求小車都由靜止釋放

10、. (1)用游標卡尺測出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm. (2)如果每次實驗時遮光條通過光電門的時間為t，小車到光電門的距離為s，通過描點作出線性圖象來反映合力做的功與動能改變量的關系，則所作圖象關系是________時才能符合實驗要求． A．s－t　　　B．s－t2　　C．s－t－1　　D．s－t－2 (3)下列實驗操作中必要的是________． A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運動 B．必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 C．必須保證小車由靜止狀態(tài)開始釋放 8．(xx·武漢市武昌區(qū)高三調(diào)研)如圖所示，上、下兩個完全相

11、同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，上軌道可上下平移，在兩軌道相對于各自軌道末端高度相同的位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關，兩個小球同時開始運動．離開圓弧軌道后，A球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，則： (1)B球進入水平軌道后將做________________運動；改變上軌道的高度，多次重復上述實驗過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是：_______________________________________________________________

12、_________. (2)某次實驗恰按圖示位置釋放兩個小球，兩個小球相碰的位置在水平軌道上的P點處，已知固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長均為9 cm，則可計算出A球剛到達P點時的速度大小為________m/s.(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 力學實驗題巧練(二) 1．解析：(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應的是表中力F1，平衡時，mg＝F1·sin θ，當θ＝30°時，F(xiàn)1＝4.004 N，可求得m≈0.2 kg.(2)在掛鉤碼之前，對傳感器進行調(diào)零，目的是消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響，故C正確． 答案：(1)F1　0.2　(2)C 2．

13、解析：(1)兩處錯誤是①打點計時器應該接交流電源，②開始時小車應該靠近打點計時器．(2)vE＝，根據(jù)公式v2－v＝2ax可知，題圖丙中圖線的斜率等于2a得a＝5.4 m/s2. 答案：(1)①打點計時器應該接交流電源?、陂_始時小車應該靠近打點計時器　(2)　5.4 3．解析：(1)根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧受不同外力所對應的長度．(2)胡克定律只在彈性限度內(nèi)才成立；實驗時應在鉤碼靜止、形變量穩(wěn)定時讀數(shù)；彈簧和橫梁之間的摩擦力對本實驗沒有影響，所以選B.(3)根據(jù)題圖乙中圖線的斜率等于k，取題圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個點，利用ΔF＝kΔx，可得k＝2

14、00 N/m；圖線不過原點是由于彈簧具有自重，使得彈簧不加外力時就有形變量． 答案：(1)彈簧原長、彈簧受不同外力所對應的長度　(2)B　(3)200　彈簧存在自重 4．解析：(1)本實驗需要驗證小物體由A運動到B過程中，小物體減少的重力勢能mghAB和增加的動能m(v－v)在誤差允許范圍內(nèi)是否近似相等，即(v－v)≈ghAB，故無需測量小物體的質(zhì)量和小物體釋放時離桌面的高度H，A、C項錯誤；需要測量A、B之間的豎直距離，B項正確；速度是通過光電門測量的，因此無需用秒表測出運動小物體由A到B所用時間Δt，D項錯誤．(2)由題意知小物體經(jīng)過兩光電門的速度分別為和，代入(v－v)≈ghAB可知

15、，如果能滿足－≈2gh即可證明小物體自由下落過程中機械能守恒． 答案：(1)B　(2)(d/t2)2－(d/t1)2≈2gh 5．解析：(1)打點計時器使用時，先接通電源，后釋放紙帶；計時器不能長時間持續(xù)工作，使用完畢應立即關閉電源，故操作次序應為BADC.(2)由勻變速直線運動規(guī)律可知，紙帶上打B點時重物的速度vB＝，重物帶動紙帶由O運動到B過程中，重物減少的重力勢能為mg(s0＋s1)，重物增加的動能為mv，驗證機械能守恒定律，二者應在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，將vB代入整理可得：8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2.(3)由8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2可知，驗證機械能

16、是否守恒與重物質(zhì)量無關，A項錯誤；若紙帶從靜止開始運動，紙帶在0.02 s內(nèi)的位移h＝gt2≈2 mm；若初速度不為零，則位移應大于2 mm，B項錯誤；易知C項錯誤；實驗中，不可避免地要克服摩擦力做功，因此勢能的減少量mgh一定大于動能的增加量mv2，D項正確． 答案：(1)BADC　(2)8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2　(3)D 6．解析：(1)設小車與桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ，由牛頓第二定律可得F－μMg＝Ma，解得a＝－μg，A、B錯．若F較大時，不滿足M?m，此時應用牛頓第二定律求解加速度時，繩子的彈力F不可近似認為等于砂和砂桶的重力，而是小于砂和砂桶的重力，故加速度值與

17、a＝－μg相比減小，C對，D錯．(2)由于未平衡摩擦力，故導致砂與砂桶重力較小時，小車未加速運動，a－F圖象上表現(xiàn)為不過原點，與橫軸有一定截距；由題意可知F測＝mg，設整體的加速度為a，由于摩擦力已被平衡，故繩的拉力為F真，由牛頓第二定律可得F真＝Ma，mg－F真＝ma，解得：F真＝，由題意可知百分誤差×100%＝×100%≤5%，代入質(zhì)量M＝200 g，解得：m≤10 g. 答案：(1)C　(2)沒有平衡小車所受的摩擦力　10 7．解析：(1)由游標卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為：10 mm＋0.05×15 mm＝1.075 cm. (2)由題意可知，該同學是通過成倍改變位移來改變做功的，設

18、重物對小車的拉力為F，對小車有： Fs＝m，即有：s∝，則D正確． (3)由(2)可知，公式中的F是指小車所受到的合力，而且在整個實驗過程中保持不變，所以在該實驗中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關系也不會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0，則會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，選項C正確． 答案：(1)1.075　(2)D　(3)C 8．解析：(1)觀察到A球正好砸在B球上，說明兩球在水平方向上，在相等的時間內(nèi)，運動的位移相等，又因為B球進入水平軌道后將做勻速直線運動，從而說明A球(或平拋運動)的水平分運動是勻速直線運動．(2)由平拋運動規(guī)律可得：x＝v0t，h＝gt2，可得：v0＝x；由動能定理可得：mv2－mv＝mgh，聯(lián)立可得：v＝＝ ＝4.5 m/s. 答案：(1)勻速(直線)　A球(或平拋運動)的水平分運動是勻速直線運動　(2)4.5