高考物理模拟题分类训练(01期)专题11力学实验(学生版).docx
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1、专题11 力学实验 1(2021届福建省福州市协作校高三联考)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有_。(填选项代号)A电压合适,频率为50 Hz的交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E.天平(2)他实验时打出了一条纸带。电源频率f=50Hz,在点迹间隔合适处找一个开始点记为O,然后每隔4个计时点(每隔5个空)作为一个计数点,取5个计数点计作O、A、B、C、D,测量出各个计数点到O的距离,他按打点先后顺序每5点取1个计数点,得到了以下几个计数点。根据
2、纸带计算“C”点瞬时速度大小vC=_m/s;纸带运动的加速度大小a= _m/s2。(结果均保留2位有效数字)2(2021届福建省福州市协作校高三联考)某实验小组利用如图甲所示装置进行“探究动能定理”的实验。(1)为了让滑块受到的拉力等于其合力,实验时首先要做的步骤是_,长木板表面粗糙对实验结果是否有影响?_(选填“是”或“否”)。(2)在实验操作正确的情况下,分析多组数据发现,拉力对滑块做的功总是大于滑块动能的变化量,原因是_。(3)另一同学改变实验装置,利用气垫导轨(摩擦力可不计)、拉力传感器和光电门计时器等装置,如图乙所示,将拉力传感器和挡光片固定在滑块上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑
3、轮与钩码相连,让滑块在细线的拉力作用下从静止开始运动,用拉力传感器记录滑块受到拉力的大小为F,滑块上装有宽为d的挡光片。实验中,用天平称出滑块(带挡光片)的质量为m,计时器显示挡光片经过光电门的时间分别为t。下列说法中正确的是_。(填选项代号)A实验中,需要垫高气垫导轨右端来“平衡摩擦力”B实验中,应满足滑块(带挡光片)的质量远大于钩码的质量C适当减小挡光片的宽度,可以减小实验的误差D减小滑块静止时挡光片至光电门之间的距离,可以减小实验的误差3(2021届福建省莆田一中高三期中)某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的,沿木板滑行,这时,橡皮筋对
4、小车做的功记为W当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致),每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打的纸带上的点计算出(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和_电源(填“交流”或“直流”);(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力,则下面操作正确的是(_)A放开小车,能够自由下滑即可B放开小车,能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的
5、位置,下列说法正确的是(_)A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线4(2021届福建省莆田一中高三期中)如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是可以通过仅测量_,来间接解决这个问题;A小球开始释放的高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的水平位移(2)用天平测量两个小球的质量m1、m2。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放;然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入
6、射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复,分别找到小球的平均落点M、P、N,并测量出平均水平位移OM、OP、ON。若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_(用上述中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为_(用上述中测量的量表示);(3)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量斜面顶点到M、P、N三点的距离分别为。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
7、_(用所测物理量的字母表示)。5(2021届福建省三明市一中高三期中)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点,已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度g取9.8 m/s2,那么(1)根据图上所得的数据,应取图中O点到_点来验证机械能守恒定律(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量Ep_ J,动能增加量Ek_J(结果取三位有效数字)6(2021届福建省三明市一中高三期中)某物理兴趣小组的同学做“
8、研究平抛运动”实验时被分成了两组,其中一组让小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格的边长为10cm,重力加速度g取10m/s2。其中C点处的位置坐标被污迹覆盖。(1)若以拍摄的第1个点为坐标原点,分别以水平向右和竖直向下为x、y轴的正方向建立直角坐标系,则被拍摄到的小球在C点的位置坐标为_;(2)小球的初速度大小为_m/s;(3)另一小组的同学正确进行了实验步骤并正确描绘了小球做平抛运动的轨迹,测量并记录轨迹上的不同点的坐标值。根据所记录的数据,以y为纵轴、x2为横轴在坐标纸上画出对应的图像,发现图像为过原点的直线,并测出直线的斜率为2,则平抛运动的
9、初速度v0=_m/s。(结果可用根号表示)7(2021届福建省三明市一中高三期中)为“验证牛顿第二定律”,某同学设计了如下实验方案:A实验装置如图甲所示,一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮,另一端挂一质量为m0.5kg的钩码。用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起,调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;B保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,连接纸带,接通打点计时器的电源,然后让滑块沿长木板滑下,打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题:(1)图乙中纸带的_端与滑块相连(选填“左”或“右”)。(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出,打点计时器接频
10、率为50Hz的交流电源,根据图乙求出滑块的加速度a_m/s2。(3)不计纸带与打点计时器间的阻力,滑块的质量M_kg(g取9.8 m/s2,结果保留3位有效数字)。8(2021届广东省华南师大附中高三综合测试)某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。(1)他进行了下面几个操作步骤:A按照图示的装置安装器件B将打点计时器接到电源的“直流输出”上C用天平测出重锤的质量D先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带E.测量纸带上各点与第一个计数点间的距离F.根
11、据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的步骤是_,操作错误的步骤是_。(填步骤前的字母符号)(2)他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图所示。其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据,计算打点到C点时重锤的速度应该选择_(填“BD段”,“AE段”)来计算,打C点时重锤的速度=_m/s,用m表示重锤质量,可算出动能增加量为_,重力势能减少量为_,两量在实验_范围内_,验证了机械能守恒定律。(g=9.8m/s2,计算结果保留3位有效数字)9某同学用如图所示的装置探究加速度与力和质量的关系。一斜面固定在足够高的水平
12、桌面边缘,斜面足够长,斜面上一辆总质量为m1(含里面放着的若干个质量均为m0的钩码)的小车通过轻绳跨过斜面顶端的固定滑轮与质量为m2的钩码相连。斜面底端固定的位移传感器可以测定小车离斜面底端的位移x,并可以用计算机描述出at图像和xt2图像(t为小车运动时间),还可以计算图像的斜率。某时刻,调节斜面倾角,当倾角为时,释放小车和钩码,给小车沿斜面向上的初速度,测得运动后的小车的xt图像在误差允许的范围内为一条倾斜的直线。小车受斜面的阻力与车对斜面的压力成正比,不计其他的阻力,重力加速度为g,则(1)小车受斜面的阻力与车对斜面的压力之比等于_;(2)从小车里每次拿出不同数量的钩码挂到m2的下方,测
13、得每次由静止释放小车的xt2图像在误差允许的范围内均为倾斜的直线。那么当转移n个钩码时,若小车的加速度a大小为_,则验证了加速度与力和质量的关系是符合牛顿运动定律的;(3)在(2)的实验中,当转移的钩码个数n=2时,则小车的xt2图像的斜率等于_。10(2021届广东省六校联盟高三联考)某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内,劲度系数为k的弹簧,形变量为x时弹性势能为Ep=kx2,为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以下步骤进行实验:A水平桌面上放一长木板,其左端固定一弹簧,通过细绳与小车左端相连,小车的右端连接打点计时器的纸带;B将弹簧拉
14、伸x后用插销锁定,测出其伸长量x;C打开打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定,小车在弹簧作用下运动到左端;D选择纸带上某处的A点测出其速度v;E取不同的x重复以上步骤多次,记录数据并利用功能关系分析结论。实验中已知小车的质量为m,弹簧的劲度系数为k,则:(1)长木板右端垫一小物块,其作用是_;(2)如图乙中纸带上S1=3.50cm,S2=5.42cm,S3=1.14cm,T=0.02s,由此可以算出小车匀速直线运动时候的速度大小为_m/s(结果保留两位小数);(3)若Ep=kx2成立,则实验中测量出物理量x与m、k、v关系式是x=_。11(2021届广东省汕头市金山中学高三期中)如图所示,
15、水平桌面上固定着斜面体A,斜面体的曲面末端与桌面的右边缘平齐,且切线沿水平方向,现要设计一个实验测出小铁块B自斜面顶端由静止开始下滑到底端的过程中,摩擦力对小铁块做功Wf 。实验器材可根据实验需要自选:(1)实验中需要的器材还有:_、_、重锤线、白纸和复写纸。(2)已知重力加速度为g,实验中要需要测量的物理量除了斜曲面顶端离桌面高度H、桌面离地高度h外,还需要测量的物理量有: _ 。(写出还需测量的物理量并使用英文字母符号表示)(3)用第(2)问中已知的和测量的物理量符号写出Wf的表达式:_。12(2021届广东省汕头市金山中学高三期中)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将刻度尺
16、固定在铁架台的横杆上(刻度尺的零刻度线在上端),光电门固定在刻度尺的下端刻度为x2的位置,接通光电门的电源,让一个高度为d的圆柱形重锤从光电门正上方刻度为x1的位置由静止释放,重锤下落并穿过光电门,已知重锤下落的距离比重锤的高度大得多。(1)某次实验中,测得重锤通过光电门时的遮光时间为,若重锤的质量用m表示,查得当地重力加速度为。则重锤由静止释放到穿过光电门的整个过程中重锤的动能增加量为_,重锤的重力势能减小量为_。(2)改变释放重锤时重锤与光电门间的距离x,多次进行实验,记录每次实验重锤通过光电门时的遮光时间,该同学想用图象处理数据,为使所得图象为一条直线,应作下列_图象(填选项代号)。A
17、B C D(3)若(2)问中所得图象斜率为k,可得当地重力加速度_。将此测量值与比较,若偏差不大,亦可验证小球机械能守恒。(4)本实验因下列原因产生的误差,属于系统误差的是_。A刻度尺读数时出现的误差B用重锤通过光电门的平均速度代替重锤到达光电门处的瞬时速度产生的误差C小球下落过程受空气阻力影响产生的误差13(2021届广东实验中学高三阶段测试)小李同学利用图装置验证机械能守恒定律时,打出如图所示的纸带,已知打点计时器频率为。(1)下列关于该实验说法正确的是_。A纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用B为了验证机械能守恒,必须选择纸带上打出的第一个点作为起点C将电磁打点计时器改成电火花计时
18、器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦D可以选择较轻的物体作为重物以延长下落的时间,实验效果更好(2)根据图中纸带的数据,打下点时重物的速度为_(结果保留2位小数)。(3)小明同学用两个形状完全相同,但质量不同的重物和分别进行实验,测得几组数据,并作出图象,如图所示,由图象可判断的质量_的质量(选填“大于”或“小于”)。14(2021届广东实验中学高三阶段测试)某同学为测定当地重力加速度g,设计如图甲所示实验。(1)将宽度为d的遮光条固定在小车上,测得小车和遮光条的总质量为M,将右瑞固定有定滑轮的长木板左端垫高,使小车能够在长木板上匀速滑下;(2)细线平行于木板平面且跨过滑轮,一端与小车相连,另一
19、端挂上6个钩码,已知每个钩码的质量为m,且恰好有M4m;(3)将小车从距离光电门为x处由静止释放,读出遮光条通过光电门的挡光时间t1,则遮光条通过光电门时小车的速度v1_,小车的加速度a1_;(4)接着每次实验时取下一个悬挂的钩码放到小车里,再从同一位置由静止释放小车,记录悬挂钩码的个数n,测得每次遮光片通过光电门的挡光时间为t,测出多组数据,并绘出n图象如图乙所示,已知图线斜率为k,则当地重力加速度g_(用字母d、x、k表示)。15(2021届河北衡水中学高三二调)某同学设计如图所示的实验装置来探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系,弹射器固定放置在水平桌面上,右端与桌面平滑连接。弹簧被压缩l后
20、释放,将质量为m的小球弹射出去,小球离开桌面后做平抛运动,测出小球平抛运动的水平位移为x,竖直位移为h。请回答下列问题:(重力加速度为g)(1)为了减小实验误差,弹射器的内壁和桌面应尽可能光滑,同时弹射器出口端距离桌子右边缘应该_(填“近些”或“远些”)。(2)小球做平抛运动的初速度v0=_,小球被释放前弹簧的弹性势能EP=_(用m、g、x、h表示)。(3)在实验中测出多组数据,并发现x与l成正比,则关于弹簧弹性势能EP与形变量l的关系式,正确的是_。(填正确的字母标号)AEPl BEP CEP(l)2 DEP16(2021届河北衡水中学高三二调)图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置
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