2023江苏版物理高考第二轮复习--专题十七 实验 (一).pdf
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1、2023江苏版物理高考第二轮复习专 题 十 七 实 验高频考点考点一力学实验限 时 270分 钟,正 答 率:/270基础1.(2022全国乙,22,5 分)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)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/s 0 1 2 3 4 5x/m 0 507 1 09 4 1 759 2 5053 3 2964 23 3回答下列问题: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:_ _ ,当 x=507 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
2、a=m/s“保留2 位有效数字)。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)54 7(3)792.(2022湖南,1 1,6 分)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图(a)所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下:2(【1511 6 11 7 11 811()1r手=-=x橡皮筋支架刻度尺第1页 共6 9页图(a)(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05 g;(2)将硬币以5 枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡皮筋的长度I,记录数据如下表:序号 1 2 3 4 5硬币数量n/枚5 1 0 1 5 20 25长度
3、1/cm 1 0.51 1 2.021 3.54 1 5.051 6.56 根据表中数据在图 上描点,绘制图线;(4)取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示,此时橡皮筋的长度为 cm;第2页 共6 9页(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 g(计算结果保留3 位有效数字).答 案 见解析(4)1 5.3 5(1 5.3 4 1 5.3 6)1 27解 析(3)根据表中数据描点连线如图所示;3.(201 7课 标 I I,22,6 分)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光
4、电计时器。图(b)运动方向实验步骤如下:如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t;第3页 共6 9页用A s 表示挡光片沿运动方向的长度 如图(b)所示,力表示滑块在挡光片遮住光线的A t 时间内的平均速度大小,求出方;将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤、;多次重复步骤;利用实验中得到的数据作出正 t 图,如图(c)所示。完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用V、表示挡
5、光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则万与V.、a 和 t 的 关 系 式 为 正.由图 可求得,vA=c m/s,a=cm/。(结果保留3 位有效数字)答 案 *At(2)52.1 1 6.34.2021 天津,9(1),6分 某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置,将录像中时间间隔为T 的连续7 幅画面合成到同一张图中,示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为Xi、X2、跖 X.U X5、心写出小球在位置1 的 速 度 表 达 式,第4页 共6 9页要求充分利用测量数据,写出小球运动过程中的加速度表达式在测量小球相邻位
6、置间距时由于实验者读数产生的误差是 误差。(填“偶然”或“系统”)答 案 V产 鬻偶然a(力6+。5+必)-(%3+%2+41)9产5.(2021广东,1 1,7分)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为3 0。,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数L,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。n 1
7、2 3 4 5L/cm 8.04 1 0.03 1 2.05 1 4.07 1 6.1 161 8.09 利 用 L,=LL (i=l,2,3)计算弹簧的压缩量:3=6.03 cm,A L2=6.08 cm,A L3=cm,压缩量的平均值瓯/4+彳2+山3=cm;(2)上述瓦是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量;(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.8 0 m/s2,该弹簧的劲度系数为 N/m (结果保留3位有效数字)0答案(1)6.04 6.05(2)3 (3)4 8.66.201 8浙江1 1月选考,1 7(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,两个相同的小车放在光滑水平板上,前端
8、各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放重物。小车的停和动通第5页 共6 9页过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制,如图1所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。小车黑板擦M=200g细线运直方向小车图2m=150 g请指出图2 中塔误之处调整好实验装置后,在某次实验中测得两小车的位移分别是Xi和 X2,则两车的加速度之比为。答案 拉小车的细绳与木板没有平行;小盘和重物的总质量m没有远小于小车的质量M 小 :xz7.(2019课标IH,22,5 分)如图(a),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、
9、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:电磁打点计时器(1)铁块与木板间动摩擦因数=(用木板与水平面的夹角重力加速度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使0=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(b)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/s l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)。单位cm第 6 页 共 6 9 页图(b)答 案(1)国 华 (2)0.3 5gcosO8.(201
10、7浙江4 月选考,1 7,5 分)在“研究平抛运动”实验中,(1)图 1 是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法。坐标原点应选小球在斜槽末端点时的 位置。图1A.球心 B.球的上端 C.球的下端(多选)在此实验中,下 列 说 法 正 确 的 是.A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y 轴的方向根据重垂线确定 图 2是利用图1 装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是,图2A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端不水平(4)图 3 是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正
11、确的是.第7页 共6 9页图3答 案(1)B (2)B D (3)C (4)B9.(2021 全国乙,22,5 分)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s 发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。纸板图(a)图(b)完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A 时,其速度的水平分量大小
12、为 m/s,竖直分量大小为m/s;根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为 m/s2o第8页 共6 9页答案(1)1.0 2.0(2)9.71 0.2022届 T8 联考(2),1 2某实验小组采用如图所示的装置“探究外力做功与物体速度变化关系”,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器(1)实验中木板需要倾斜一定的角度,这样做的目的是 OA.使释放小车后,小车能匀加速下滑B.增大小车下滑的加速度C.可使得橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功(2)实验中先后用1 条、2 条、3 条橡皮筋合并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第一次只挂1 条橡
13、皮筋时橡皮筋对小车做的功记为Wi,第二次挂2 条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为21%,橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出,将多次测量的数据绘制成图像。小组中三位同学分别完成了实睑并绘制了 图像画出的图像分别为图中的、三条图线,其 中 实 验 操 作 正 确 的 情 况 下,得 到 的 图 像 是(选 填、)。(3)造成(2)中图像里实验结果不正确的原因可能是A.打点计时器所使用的交流电频率发生波动B.未正确平衡摩擦力第9页 共6 9页C.某次用刻度尺测量两计数点间距时,不小心看错了答 案(DC (3)BH.(2020课标山,22,6分)某同学利用图(a)所示装置验证
14、动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。已知打出图 中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从 图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度 大 小VB:m/s,打 出P点时小车的速度大小VP=m/s。(结果均保留2位小数)若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图 给出的数据中求得的物理量为。答 案0.3 6 1.8 0 B、P之间的距离1 2.(2021海南,1 5,1 0分)为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守回某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、
15、滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验。此外可使用的实验器材还有:天平、游标卡尺、刻度尺。某同学设计了如下的实验步骤,其中不必、睾的步骤是.在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门1、I I,并连接数字毫秒计;第1 0页 共6 9页用天平测量滑块和遮光条的总质量明用游标卡尺测量遮光条的宽度d;通过导轨上的标尺测出A、B 之间的距离1;调整好气垫导轨的倾斜状态;将滑块从光电门I 左侧某处,由静止开始释放,从数字毫秒计读出滑块通过光电门I、I I 的时间A tu t z;用刻度尺分别测量A、B 点到水平桌面的高度hl、h2;改变气垫导轨倾斜程度,重复步骤,完成多次测量。(2)用游标卡尺测量遮光条的宽
16、度d 时,游标卡尺的示数如图所示,则 d=m m;某次实验中,测得A t U.60 m s,则滑块通过光电门I 的瞬时速度v尸 m/s(保留3 位有效数字);0 12 3主尺11“i.i.1.14,1,111 1.1 1111(m)在误差允许范围内,若h,-h2=(用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示,已知重力加速度为g),则认为滑块下滑过程中机械能守恒;(4)写出两点产生误差的主要原因:_.答案 (2)5.00 0.4 3 1(3)(金一点)(4)下滑过程中存在空气阻力;遮光条太宽,平均速度代替瞬时速度误差大;测量高度时读数有误差(任写两点,言之有理即可)1 3.(2021 江苏,1
17、 1,1 6分)实验用气垫导轨装置验证动量定理,滑块M=200.0 g,槽码m=50.0 ge遮光条通过时间为匕和 以及两次通过光电门的时间A t。第1 1页 共6 9页(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图所示,其宽度d=m m0(2)打开气泵,待气流稳定后调节气垫导轨,直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止,其目的是_O多次改变光电门2的位置进行测量,得至!A t和 v的数据如表:t/s0.7210.79 00.8 540.9 1 30.9 68 v/(m s )1.3 81.521.641.751.8 6请根据表中数据,在方格纸上作出 v和 t图线。(4)查得当地的重力加速度g=9.8 m/
18、s)根据动量定理,A v-A t图线斜率的理论值是 m/s2o(5)实验结果发现,A v-A t图线斜率的实验值总小于理论值,产生这一误差的两个可能原因是 O第1 2页 共6 9页A.选用的槽码质量偏小B.细线与气垫导轨不完全平行C.每次释放滑块的位置不同D.实验中A t 的测量值偏大答 案(1)1 0.20(2)调节导轨水平(3)如图所示(4)1.9 6(5)B D1 4.(2022全国甲,23,1 0分)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为股的滑块A 与质量为m?的静止滑块B 在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A 和 B 的速度大小V.和 也 进而分析碰撞过程是否
19、为弹性碰撞。完成下列填空:气垫导轨(1)调节导轨水平。(2)测得两滑块的质量分别为0.51 0 k g和 0.3 04 k go要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为k g的滑块作为A。调节B 的位置,使得A与 B 接触时,A 的左端到左边挡板的距离s 与 B 的右端到右边挡板的距离s z相等。第1 3页 共6 9页(4)使 A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B 碰撞,分别用传感器记录A 和 B 从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的 时 间 匕和 t2o 将 B放回到碰撞前的位置,改 变 A的初速度大小,重复步骤(4)0多次测量的结果如下表所示。12345ti/s0.4 9 0.671.0
20、11.221.3 9t2/s0.1 50.21 0.3 3 0.4 00.4 6k V 20.3 1k20.3 3 0.3 3 0.3 3(6)表 中 的 k2=(保留2 位有效数字)。生的平均值为(保留2 位有效数字)。1 7 2 -(8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由”判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则也V2V2的 理 论 表 达 式 为(用 m.和 m?表示),本 实 验 中 其 值 为(保留2位有效数字);若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。答 案(2)0.3 04 (6)0.3 1 (7)0.3 2(8)等
21、也 0.3 42m l1 5.(2022山东,1 3,6 分)在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发,某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;加速度连气源、滑块气垫导轨小 传 感 器r1!000000Q00QQ0Q0Q。00图甲第1 4页 共6 9页将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于0 点,A 点到0 点的距离为5.00 cm,拉动滑块使其左端处于A 点
22、,由静止释放并开始计时;计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a 随时间t 变化的图像,部分图像如图乙所示。0 0.10 0.20 030 0.40 0.50 0.60 0.70图丙回答以下问题(结果均保留两位有效数字):(1)弹簧的劲度系数为 N/m.该同学从图乙中提取某些时刻F 与 a 的数据,画出a-F 图像如图丙中I 所示。由此可得滑块与加速度传感器的总质量为 k g。(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的a-F 图像H ,则待测物体的质量为 k g。答 案(1)1 2(2)0.20(3)0.1 31 6.(2022广东,1 1,7 分)某实验小组
23、为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图所示的装置,实验过程如下:第1 5页 共6 9页(h)(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。(2)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图 所示,小球直径d=m m。测量时,应(选填 A”或 B ,其中A 为“先释放小球,后接通数字计时器”,B 为“先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t 和(4)计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失
24、A E=(用字母m、d、t i和 t?表小)0若适当调高光电门的高度,将会(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。答 案(2)7.8 8 5(3)B /喘-目(5)增大1 7.(2020江苏单科,1 1,1 0分)疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图1所示。第1 6页 共6 9页图1(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是(2)下 列 主 要 操 作 步 骤 的 正 确 顺 序 是(填写各步骤前的序号)把刻度尺竖直固定在墙上捏住小球,从
25、刻度尺旁静止释放手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置打开手机摄像功能,开始摄像(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图2 所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为;s,刻度尺的分度值是1 n un,由此测得重力加速度为 m/s)O-图2(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,(选 填“仍能”或“不能”)用问中的方法测出重力加速度。答 案(1)小 钢 球(2)(3)9.6(9.59.7 都算对)(4)仍能1 8.2020浙江7 月选考,1 7,3 分 做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,图1 甲是教材中
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