2022年高考物理二轮复习热点专题巩固练力 学 实 验（解析版）.docx

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1、力 学 实 验（解析版）【专题考向】近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。【知识、方法梳理】纸带的三大应用(1)由纸带确定时间(2)求瞬时速度：如图所示，打n点时的速度vn。 (3)用“逐差法”求加速度：如图所示，有连续的偶数段数据：a。【热点训练】1、某同学利用游标卡尺和螺

2、旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为_cm，高度为_mm。解析：图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm。主尺读数为12 mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐，故测量结果为12 mm4×0.05 mm12.20 mm1.220 cm。螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm36.0×0.01 mm6.860 mm。【答案】1.2206.8602、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

3、。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(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(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)(1)由图(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(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为_m/s，加速度大小为_m/s2。(结果均保留两位有效数字)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

4、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 s0.67 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 m/s0.19 m/s。根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a0.037 m/s2，因此加速度的大小为0.037 m/s2。【答案】(1)从右向左(2)0.190.0373、某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确。(1)乙图中

5、F1、F2、F、F四个力，其中力_(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的。实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是_(填正确选项前字母)。A两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小B橡皮条沿同一方向伸长C橡皮条伸长到同一长度D橡皮条沿同一方向伸长同一长度(2)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为_ N。解析：(1)F在以F1与F2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的。该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，选项A、B、C错误，D正确。(2)根据丙图读出力的值为9.0 N。【

6、答案】(1)FD(2)9.0(8.89.2均可) 4、某同学利用图示装置，验证以下两个规律： 两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等；系统机械能守恒。P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上，物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c代表三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放。(1)为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必须测量的物理量有_。AP、Q、R的质量MB两个定滑轮的距离dCR的遮光片到c的距离HD遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，需要验证的表达式为_

7、。(3)若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则验证表达式为_。(4)若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为_。解析：(1)验证系统机械能守恒，需验证的表达式是MgHMvP2MvQ2MvR2，可知质量M可以约去，对实验结果不会有影响，因此不需要测量P、Q、R的质量M，A错误；根据验证的表达式可知，两个定滑轮的距离d不需要测量，B错误；根据验证的表达式可知，需要测量R的遮光片到c的距离H，这样才能计算出系统减少的重力势能，C正确；根据验证的表达式可知，要测量P、Q、R三个物块遮光片的速度，速度v，因此需要测量遮光片的宽度x，D正确。(2)物块P的速度vP，物块Q的速度vQ，因此

8、分析出P、Q的速度大小相等，即需要验证表达式t1t2。(3)物块R的速度vR，要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则需要验证表达式vR·vP，将vP、vR代入得。(4)整个系统减少的机械能是EMgH，增加的机械能是EM，要验证机械能守恒，则EE，即验证表达式gH。【答案】(1)CD(2)t1t2(3) (4)gH5、如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(Hd)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：

9、(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d_mm。(2)小球经过光电门B时的速度表达式为_。(3)多次改变高度H，重复上述实验，作出 随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_时，可判断小球下落过程中机械能守恒。(4)实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量Ep，增加下落高度后，则EpEk将_(选填“增加”、“减小”或“不变”)。解析：(1)小球的直径d7 mm0.05 mm×57.25 mm；(2)小球经过光电门B时的速度表达式为v；(3)若机械能守恒，则满足mgHmv2m2，整理可得：H，由图线可知，当满足H0时，可判

10、断小球下落过程中机械能守恒；(4)因小球下落时受空气阻力作用，故使得动能增加量Ek总是稍小于重力势能减小量Ep；若增加下落高度后，则空气阻力做功增加，则EpEk将增加。【答案】(1)7.25(2)(3)H0或2gH0td2(4)增加6、如图甲所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，G1和G2为两个光电门，A、B均为弹性滑块，质量分别为mA、mB，且mA大于mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：调节气垫导轨成水平状态；轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为t1；A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3. 回答下列问题：(1)用螺旋测微器测

11、得遮光片的宽度如图乙所示，读数为_ mm；(2)实验中选择mA大于mB的目的是_；(3)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为：_。解析：(1)遮光片的宽度为d1 mm19.5×0.01 mm1.195 mm。(2)A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹。(3)滑块经过光电门时挡光时间极短，则平均速度可近似代替滑块的瞬时速度，则碰前A的速度vA，碰后A的速度vA，碰后B的速度vB；弹性碰撞，系统动量守恒，有：mAvAmAvAmBvB，化简可得表达式：。【答案】(1)1.195(1.1931.197均可) (2)碰撞中滑块A不反弹 (3)7、某同学在做

12、“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400 N/m的轻质弹簧AA，将弹簧的一端A固定在竖直墙面上不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图所示(俯视图)。在实验过程中，保持弹簧AA伸长0.01 m不变。 (1)若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数是_ N。(2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将_，弹簧秤乙的读数大小将_。解析：(1)根据弹簧秤的读数方法可知，乙的读数为3.00 N；(2)若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OA

13、与OC的夹角，如图中实线变到虚线，由图可知弹簧秤甲的读数将一直变小，而弹簧秤乙的读数将先变小后变大。【答案】(1)3.00(2)一直变小先变小后变大8、某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，P为连接数字计时器的光电门且固定在B点。实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度，让它沿木板从左侧向右运动，小滑块通过光电门P后最终停在木板上某点C。已知当地重力加速度为g。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d_ cm。(2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t外，下列物理量中还需测量的有_。A木

14、板的长度L1B木板的质量m1C小滑块的质量m2D木板上BC间的距离L2(3)滑块与木板间的动摩擦因数_(用题中所涉及的物理量的符号表示)。解析：(1)由题图乙所示游标卡尺可以知道，主尺示数为0.3 cm，游标尺示数为15×0.05 mm0.75 mm，游标卡尺读数d0.3 cm0.075 cm0.375 cm。(2)滑块通过光电门的速度为：v根据动能定理有：m2gL20m2v2要测量动摩擦因数，需要知道木板上BC间的距离L2，所以选D。(3)根据动能定理有：m2gL20m2v2计算得出：。【答案】(1)0.375(2)D(3)9、利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示

15、，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度v，实验时滑块在A处由静止开始运动。(1)某次实验测得倾角30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为Ek_，系统的重力势能减少量可表示为Ep_，在误差允许的范围内，若EkEp，则可认为系统的机械能守恒；(用题中所给字母表示)(2)按上述实验方法，某同学改变A、B间的距离，得到滑块到B点时对应的速度，作出v2d图象如图乙所示，并测得Mm，则重力加速度g_ m/s2。解析：(1)滑块到达B处时的速度v，则系统动能的增加量Ek(Mm)v2系统重力势能的减小量EpmgdMgdsin 30°(m)gd。(2)根据系统机械能守恒得：(Mm)v2(m)gd则v2题图乙图线的斜率|k| m/s24.8 m/s2又Mm解得g9.6 m/s2。【答案】(1)(m)gd(2)9.6