(统考版)2023高考物理二轮专题复习习题-专题强化训练13力学实验.docx

专题强化训练13力学实验12022·全国乙卷用雷达探测一高速飞行器的位置从某时刻(t0)开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1 s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：t/s0123456x/m05071 0941 7592 5053 3294 233回答下列问题：(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：_；(2)当x507 m时，该飞行器速度的大小v_ m/s；(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a_ m/s2(保留2位有效数字)22022·北京押题卷实验小组用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力的关系，保持小车的质量M不变，通过改变槽码的个数来改变小车所受的拉力F，通过处理纸带上打出的点来测量小车的加速度a.(1)如图是某次实验时得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T0.10 s，由图中数据可计算出小车的加速度大小为_ m/s2.(2)小明同学根据实验数据作出了a ­ F图象，如图所示，该图线斜率的物理意义是_；该图线不通过原点的原因可能是_(3)小芳同学实验操作规范作出了a ­ F图象，随槽码个数的增加，图线上都发生了弯曲，该同学作出的图象最接近如图中的_(选填“甲”或“乙”)32022·江西高三三模某实验小组利用如图所示的实验装置，测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验步骤：测量一批橡皮泥的重力，记作G：将装有橡皮泥的滑块(滑块质量未知)放在水平木板上，通过水平细绳与固定弹簧测力计相连，如图所示在A端向右拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，记录弹簧测力计的示数F；改变滑块上橡皮泥的重力，重复步骤.实验记录的数据如表所示：G/N1.001.502.002.503.003.50F/N0.390.510.590.610.810.90完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标系上作出F ­ G图线(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_(保留两位有效数字)4如图为一同学利用压力传感器探究弹力与弹簧伸长量关系的装置示意图，水平放置的压力传感器上叠放着连接轻弹簧的重物，左侧固定有竖直刻度尺静止时弹簧上端的指针指示如图所示，表格中记录此时压力传感器的示数为6.00 N；竖直向上缓慢地拉动弹簧，分别记录指针示数和对应的传感器示数如表中所示传感器示数FN(N)6.004.003.001.000指针示数x(cm)14.6015.8118.1919.40(1)补充完整表格中直尺的读数_；(2)在以传感器示数FN为纵轴、指针示数x为横轴的坐标系中，描点画出FN ­ x图象，并根据图象求得弹簧的劲度系数为_ N/m(结果保留3位有效数字)52022·湖南株洲一模某同学将小车左端与纸带相连，纸带穿过打点计时器，小车通过滑轮用重物牵引，测得小车的加速度为0.72 m/s2.将小车左侧的纸带取下，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上来测量加速度(实验的其他条件不变)，如图甲所示，让重物落下，开始测量小车的加速度，直至小车接触到制动器后结束测量在智能手机上显示了如图乙所示的画面，图中纵轴为加速度，横轴为时间，且智能手机测量的是以小车的前进方向为正方向的加速度，小车停止前的加速度超过了图表的显示范围(1)智能手机测得的小车的加速度约为_ m/s2 (保留2位有效数字)(2)智能手机和打点计时器测得的加速度有明显差异，主要原因是_.(3)根据图乙可知小车与制动器碰撞前的速度约为_ m/s (保留3位有效数字)62022·福建厦门三模某研究小组采用了如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验的主要步骤是：一根不可伸长的细线一端系一直径为d的金属小球(可视为质点)，另一端固定于O点，记下小球静止时球心的位置A，并在A处放置一个光电门现将小球拉至距A高度为h处，由静止释放，记下小球通过光电门时的挡光时间t，重力加速度为g.(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d_ mm；(2)验证机械能守恒定律的表达式为_(用d、g、h、t表示)；(3)撤去光电门，在O点安装一力传感器测细线拉力，记下小球静止时力传感器的示数F0，再将小球拉至距A高度为h处由静止释放，记下小球摆动过程中力传感器的最大示数F，则还需再测量_(限1个物理量)，即可验证机械能守恒定律72022·北京押题卷如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E.然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F.用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF.测得A球的质量为mA，B球的质量为mB.图1(1)实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度实验必须满足的条件有_A两球的质量必须相等B轨道末端必须水平CA球每次必须从轨道的同一位置由静止释放“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是_A运动过程中，小球的机械能保持不变B平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比(2)当满足表达式_时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式_时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞. (用所测物理量表示)(3)某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为16mA、13mA、12mA的B球将A球三次从斜轨上位置P静止释放，分别与三个质量不同的B球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离O点的距离OD、OE、OF，记为x1、x2、x3.将三组数据标在x1 ­ x3图中从理论上分析，图2中能反映两球相碰为弹性碰撞的是_图2专题强化训练13力学实验1解析：(1)根据表中数据可以求得第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内、第5 s内、第6 s内飞行器的位移分别为x1507 m、x2587 m、x3665 m、x4746 m、x5824 m、x6904 m，在误差允许的范围内，相邻相等时间内的位移之差近似相等，即满足xaT2，可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动(2)对于匀加速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，所以当x507 m时，该飞行器速度的大小v1 0942 m/s547 m/s.(3)根据逐差法可知这段时间内该飞行器加速度的大小ax36x033T24233175917599 m/s279 m/s2.答案：(1)在误差允许的范围内，相邻相等时间内的位移之差近似相等(2)547(3)792解析：(1)根据匀变速直线运动的推论，即xaT2可得ax24x022T28.8×1027.2×1020.202 m/s20.4 m/s2(2)根据牛顿第二定律可得Fma变形有aFm，可知，该图线斜率的物理意义是小车质量的倒数，当合外力不为零时，加速度为零，则为没有平衡阻力或平衡阻力不足(3)随着F的增大，不满足Mm时，此时有mgFma，FMa解得加速度为amgm+M，因此加速度会偏小，a ­ F图象，最后会略微向下弯曲，故选甲答案：(1)0.4(2)小车质量的倒数没有平衡阻力或平衡阻力不足(3)甲3解析：(1)依题意，根据题表格中的数据，描点连线如图所示(2)待弹簧测力计示数稳定后，弹簧测力计的示数等于滑块与木板间的滑动摩擦力，根据Ff(G木G)可知，图线的斜率表示滑块与木板间的动摩擦因数，则0.900.40N3.501.00N0.20.答案：(1)见解析图(2)0.20(0.180.22均可)4解析：(1)直尺的最小刻度为1 mm，根据直尺的读数规则可知，估读到最小刻度的下一位，故读数为12.20 cm.(2)根据表格数据做出图象，如图所示由题意可知FNFmg，则FNmgkx，即FNmgk(xx0)，得图象的斜率绝对值为弹簧的劲度系数，由图象可知kFNx60.194 00.122 0 N/m83.3 N/m.答案：(1)12.20(2)见解析图83.3 (82.083.8都算正确)5解析：(1)由图乙可以读出加速度大约为0.60 m/s2.(2)智能手机测得的加速度明显比打点计时器测得的加速度小，原因是小车上放置了智能手机，整体的质量增加，使整体所受的摩擦力增大，整体受到的合外力减小，则整体的加速度减小(3)从图乙可以看出从2.5 s到4.3 s小车一直以大小约为0. 60 m/s2的加速度做匀加速运动，因为a ­ t图与坐标轴围成的面积表示速度变化量，所以vat0.60×1.8 m/s1.08 m/s，故小车与制动器碰撞前的速度约为1.08 m/s.答案：(1)0.60(2)小车上放置了智能手机，整体的质量增加，使整体所受的摩擦力增大，整体受到的合外力减小，则整体的加速度减小(3)1.086解析：(1)主尺上的示数为12 mm，游标尺上的第2条刻度线和主尺的某一刻度线对齐，分度值为0.1 mm，所以最后读数为12 mm2×0.1 mm12.2 mm.(2)小球经过光电门时的速度为vdt对小球下摆过程，由机械能守恒定律可得mgh12mv212mdt2由此得出，只需验证gh12dt2.(3)由图可知小球在最低点时，由绳子的拉力和重力的合力提供向心力，可得FF0mv2L则12mv212(FF0)LmghF0h故还需要测量细线的长度L，即可验证机械能守恒定律答案：(1)12.2(2)gh12dt2(3)细线的长度L7解析：(1)为防止碰后小球A反弹，应使A的质量大于B的质量，A错误；为保证小球做平抛运动，轨道末端必须水平，故B正确；为保证小球A到轨道末端时的速度相等，A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，故C正确故选BC.小球做平抛运动的过程，有h12gt2，xvt整理得t 2hg，xv 2hg，发现，平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比故选B.(2)因为可用小球做平抛运动的水平射程来代替小球抛出时的速度，根据动量守恒有mAv0mAv1mBv2mAOEmAODmBOF若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒，有12mAv0212mAv12+12mBv22即mAOE2mAOD2mBOF2(3)因为碰撞前，球A的速度不变，则球A单独落地时的x2一直不变根据mAx2mAx1mBx3mAx22mAx12 +mBx32,整理得x1mAmB2mAx3因为三组数据中球B的质量不同，故x1 ­ x3图象中，三个数据点与原点连线的斜率不同，且代入数据得斜率分别为k1512，k213，k314，故选A.答案：(1)BCB(2)mAOEmAODmBOFmAOE2mAOD2mBOF2(3)A