高考物理模拟题分类训练(02期)专题12力学实验(学生版).docx
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1、专题12 力学实验 1(2021届福建省厦门外国语高三质检)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,实验装置如图所示。(1)若有乒乓球、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所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为_ 。(结果保留2位有效数字)2(
2、2021届广东省东莞市光明中学高三模拟)某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置,轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接),压缩弹簧并锁定,然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径),金属管水平固定在离地面一定高度处,如图所示。解除弹簧锁定,则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射。现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,并探究弹射过程所遵循的规律,实验小组配有足够的基本测量工具,并按下述步骤进行实验:用天平测出两球质量分别为m1、m2;用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;解除弹簧锁定弹出两球,记录下两球在水平地面上的落点M、N。根据该小组
3、同学的实验,回答下列问题:(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需要测量的物理量有_;A弹簧的压缩量xB两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2C小球直径D两球从弹出到落地的时间t1、t2(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为_;(3)用测得的物理量来表示,如果满足关系式_,则说明弹射过程中系统动量守恒。3(2021届广东省东莞市光明中学高三模拟)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系如图23(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k= N/m(g取9.80m/s2
4、)砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图23(b)所示:调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小 用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为 重复中操作,得到v与x的关系如图23(c)由图可知,v与x成 关系由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的 成正比4(2021届广东省佛山市高三质检)某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。(1)为完成本实验,下列器材中必须有的是(填编号)_;天平 46V低
5、压直流电源 刻度尺 秒表(2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是_;A托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量B调整滑轮的高度,使细线与长木板平行C将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起D释放小车前,小车应尽可能靠近打点计时器放置E选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验(3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示,已知打点计时器所用交流电频率为f,若_(填写表达式,用题及图中物理量表示),则可认为匀变速直线运动具有_的特点(提示:填有关速度或位移的特点)。5(2021届广东省梅州市兴宁市一中高三模拟)某实验小组用如图(a)的实验装置校对流量计盛水容器上端开口,下端有横截面一定的细管(
6、厚度可忽略)与流量计相连(流量计可测得每秒流出液体的体积)打开开关让水沿水平方向喷出,为保证流速恒定,实验时不断给容器加水保持液面稳定,已知当地的重力加速度为g请完善如下实验步骤(1)安装器材前用螺旋测微器测量细管的直径如图(b),其直径为d=_mm;(2)按图(a)安装好实验器材,测定喷口到地面的竖直距离y,再打开开关让水喷出;(3)待水流运动稳定后,读出流量计读数:测量_,计算水喷出时的初速度;(4)测得水喷出时的初速度为v,则液体的流量表达式Q=_,代入具体数值可计算出实际流量(5)将实际流量值与读数值比较,进行流量计校对6(2021届广东省新高考八省大联考高三模拟)实验室中有5根一模一
7、样的弹簧,小明想测量这批弹簧的劲度系数,将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上,如图甲所示,1号弹簧不挂钩码,2号挂1个钩码,3号挂2个钩码,依此类推,钩码均相同。计算结果保留3位有效数字。(1)为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量x的关系,小明以1号弹簧末端指针中点为原点,做出竖直的y轴及水平的x轴,其中y轴代表_,x轴代表_(选填“F”或“x”)。(2)为测量弹簧的伸长量,小明取来一把米尺,竖直放置在地上,米尺的100 cm刻度刚好与1号弹簧末端指针中点在同一水平线上,测量2号弹簧末端指针中点位置时,如图乙所示,则此时弹簧伸长量为_cm。7(2021届海南省海南中学高三模拟)某同学用如图所示的实验
8、装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下:(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_(填“相等”或“不相等”)时,可认为气垫导轨水平;(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d,测量结果如图所示,则挡光片的宽度d=_mm;(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门
9、的遮光时间t1、t2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=_,滑块动量改变量的大小p=_;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)(6)该同学又用该装置来验证砝码和砝码盘以及滑块所组成的系统机械能守恒。实验中,接通气源,滑块由静止释放后,除了要测量(2)(4)中的物理量外,还需要测量的物理量是_(用文字和符号表示)。在实验误差允许范围内,m1和m2满足的表达式_(用上述测量的物理量符号及重力加速度g表示)成立,则系统机械能守恒。8(2021届河北省衡水市第一中学高三模拟)某同学借助频闪照相机
10、研究小球的平抛运动。已知照相机的频闪频率为10Hz,得到的照片如图所示,已知小球的直径d=2.36cm,请你根据图中坐标纸相关的数据,完成以下问题。(结果保留3位有效数字)(1)小球平抛运动的初速度v0=_;(2)当地的重力加速度g=_。9(2021届河北省选择性考试模拟演练)为验证力的平行四边形定则,某同学准备了以下器材:支架,弹簧,直尺,量角器坐标纸,细线,定滑轮(位置可调)两个,钩码若干。支架带有游标尺和主尺,游标尺(带可滑动的指针)固定在底座上,主尺可升降,如图1所示。实验步骤如下:(1)仪器调零。如图1,将已测量好的劲度系数k为5.00N/m的弹簧悬挂在支架上,在弹箦挂钩上用细线悬挂
11、小钩码做为铅垂线,调节支架竖直。调整主尺高度,使主尺与游标尺的零刻度对齐。滑动指针,对齐挂钩上的O点,固定指针。(2)搭建的实验装置示意图如图2.钩码组mA=40g,钩码组mB=30g,调整定滑轮位置和支架的主尺高度,使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针。实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面。此时测得=36.9,=53.1,由图3可读出游标卡尺示数为_cm,由此计算出弹簧拉力的增加量F=_N。当地重力加速度g为9.80m/s2。(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图框中做出,用平行四边形定则做出合力F_。(4)依次改变两钩码质量,重复以上步骤,比较F和F的大小和方向,得出结论。实验
12、中铅垂线上小钩码的重力对实验结果_(填写“有”或“无”)影响。10(2021届湖北省选择性考试模拟演练)某同学利用如图(a)所示的装置测量滑块与长金属板之间的动摩擦因数和当地重力加速度。金属板固定于水平实验台上,一轻绳跨过轻滑轮,左端与放在金属板上的滑块(滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条)相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=6个,每个质量均为m0=0.010kg。实验步骤如下:在金属板上适当的位置固定光电门A和B,两光电门通过数据采集器与计算机相连。用电子秤称量出滑块和遮光条的总质量为M=0.150kg。将n(依次取n=1,2,3,4,5,6)个钩码挂在轻绳右端,其余
13、N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块,并使轻绳与金属板平行。接通光电门,释放滑块。计算机自动记录:i.遮光条通过光电门A的时间t1;ii.遮光条通过光电门B的时间t2;iii.遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间t12;经数据处理后,可得到与n对应的加速度a并记录。回答下列问题:(1)在n=3时,t1=0.0289s,t2=0.0160s,t12=0.4040s。i.忽略遮光条通过光电门时速度的变化,滑块加速度的表达式为a1=_,其测量值为_m/s2(计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到=34.60s-1,=62.50s-1);ii.考虑遮光条通过光电门时速度的变化,滑块加
14、速度的测量值a2_a1(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)利用记录的数据拟合得到a-n图象,如图(b)所示,该直线在横轴上的截距为p、纵轴上的截距为q。用已知量和测得的物理量表示滑块与长金属板之间动摩擦因数的测量值=_,重力加速度的测量值g=_(结果用字母表示)。11(2021届湖北省武汉市洪山高级中学高三模拟)图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图,滑块上装有宽度为d(很小)的遮光条,滑块在钩码作用下先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t,用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,示数如图
15、乙,则_cm;(2)实验时,滑块从光电门1的右侧某处由静止释放,记录遮光条通过光电门1的时间。保持其它实验条件不变,只调节光电门2的位置,滑块每次都从同一位置由静止释放,记录几组x(单位为m)及其对应的t(单位为s),作出图像如图丙,图像不过原点的原因是_,滑块加速度的大小_。(计算结果保留一位有效数字)12(2021届湖北省华中师大附中高三质量测评)某同学用如图所示的实验装置验证动能定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为的遮光条)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下:开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光条经过两个光电门的遮光时间大约相等时,可认
16、为气垫导轨水平;用天平测砝码与砝码盘的总质量、滑块(含遮光条)的质量,用刻度尺测量、两光电门的距离;用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光条经过、两处的光电门的遮光时间、。已知重力加速度为,在遮光条随滑块从运动到的过程中。(1)如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力对滑块做功的测量值_;拉力对滑块做功的测量值_拉力对滑块做的功(填“大于”“等于”或“小于”);要使与大约相等,满足的条件是_。(2)不考虑遮光条宽度的影响,滑块动能的增量_;考虑遮光条宽度的影响,滑块动能的增量为,则_(填
17、“ ”“ = ”或“ ”“”或“=”),造成这种结果的主要原因是:_。15(2021届湖南省娄底市春元中学高三模拟)甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c,下端用细线挂一重物Q,弹簧测力计b的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。(1)图中弹簧测力计a的示数为_N;(2)下列不必要的实验要求是(_)(请填写选项前对应的字母)A应测量重物Q所受的重力 B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止
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