【原創(chuàng)】2022屆高考二輪專題訓(xùn)練復(fù)習(xí)練習(xí)題 物理（十）力學(xué)實驗

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   1．物理老師帶領(lǐng)同學(xué)們準(zhǔn)備復(fù)習(xí)整理力學(xué)實驗，(1)有圖甲實驗器材，他還另準(zhǔn)備了一些實驗儀器：帶滑輪的軌道，小桶，細(xì)線若干。則根據(jù)這些器材可以進(jìn)行哪些實驗__________。(2)甲同學(xué)利用上述器材做了實驗，圖乙是其中的一組數(shù)據(jù)，圖中的數(shù)據(jù)記錄的是從起始點(diǎn)到該計數(shù)點(diǎn)的位移（單位cm），每個計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)，求出紙帶加速度為__________m/s2（保留兩位有效數(shù)字），則根據(jù)自己所學(xué)知識，判斷此紙帶可能屬于下述四個選項中的哪個實驗__________。A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系B．探究小車速度隨時間變化的規(guī)律C．探究求合力的方法D．探究做功與物體速度變化的關(guān)系【答案】(1)研究小車的勻變速直線運(yùn)動，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，探究做功和速度變化的關(guān)系，驗證機(jī)械能守恒定律    (2)0.50    ABD    【解析】(1)根據(jù)圖甲實驗器材以及帶滑輪的軌道，小桶，細(xì)線等器材，我們可以進(jìn)行“研究小車的勻變速直線運(yùn)動”“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”“探究做功和速度變化的關(guān)系”“驗證機(jī)械能守恒定律”等試驗。(2)由勻變速直線運(yùn)動推論和逐差法， 其中x1＝18.82－17.42cm＝1.40cm，x2＝20.71－18.82cm＝1.89cm，x3＝23.11－20.71cm＝2.40cm，x4＝25.99－23.11cm＝2.88cm，x5＝29.38－25.99cm＝3.39cm，x6＝33.26－29.38cm＝3.88cm，帶入可得，C中試驗不需要用紙帶測速度的，ABD三個試驗中都要用打點(diǎn)計時器和紙帶測速度，故C錯誤，ABD正確。2．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置研究勻變速直線運(yùn)動，細(xì)線平行于水平桌面，遮光片的寬度為d，用手（圖中未畫出）托住托盤，滑塊靜止，光電門豎直中線到遮光片豎直中線的距離為L。現(xiàn)將手拿開，測得遮光片通過光電門的時間為t。(1)若用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度時，示數(shù)如圖乙所示，則遮光片的寬度為______ 。(2)遮光片的豎直中線通過光電門時的速度大小為_______。（用題中涉及的物理量表示）(3)滑塊運(yùn)動的加速度大小為_______。（用題中涉及的物理量表示）【答案】(1)6.4    (2)    (3)    【解析】(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可得，圖乙所示的遮光片的寬度為。(2)經(jīng)過光電門時，位移為遮光片寬度d，時間為t，平均速度為，由于t很小，平均速度近似等于過光電門時的瞬時速度，即有。(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式可得，解得。3．(1)如圖甲為某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌“測當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g”的實驗裝置。①主要實驗步驟如下：A．將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平B．利用螺旋測微器測出遮光條的寬度，如圖乙所示，該遮光條寬度d＝________mmC．用天平稱出鉤碼的質(zhì)量m、滑塊（含傳感器和遮光條）的總質(zhì)量MD．將滑塊移至圖示位置，測出遮光條到光電門的距離sE．打開氣源，釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的擋光時間t②在滑塊從靜止釋放到遮光條運(yùn)動到光電門的過程中，系統(tǒng)動能增加量的測量值為ΔEk＝_________；③通過改變s重復(fù)實驗得到多組數(shù)據(jù)，作出了圖像，測得圖像斜率為k，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝________；(2)另一同學(xué)仍用該裝置，探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。該同學(xué)根據(jù)第(1)問的數(shù)據(jù)可得物體運(yùn)動加速度a＝_______（用d、t、s表示），該同學(xué)根據(jù)傳感器的讀數(shù)直接得出了拉力F，則a與F的關(guān)系圖象最符合本實驗實際情況的是_______。【答案】(1)1.200            (2)    A    【解析】(1)螺旋測微器固定刻度讀數(shù)是1mm，可動刻度讀數(shù)是20.0×0.01mm＝0.200mm，故結(jié)果為1.200mm；系統(tǒng)動能增加量，，帶入可得，由機(jī)械能守恒可得，得出，則，得。(2)根據(jù) ，將，v0＝0帶入可得，傳感器的讀數(shù)直接得出了拉力F，滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動不受摩擦力作用，F就是滑塊所受的合外力，沒有系統(tǒng)誤差，所以圖像應(yīng)該是一條通過原點(diǎn)的傾斜的直線，選A。4．某同學(xué)用如圖所示的裝置測量滑塊與長木板之間的動摩擦數(shù)。將木板固定在水平桌面上，木板左端固定一個擋板，擋板與滑塊之間有一個輕質(zhì)彈簧，輕質(zhì)彈簧與擋板固定連接，滑塊靠近彈簧。長木板上安裝有兩個光電門。(1)用螺旋測微器測量素光片的寬度，如圖所示，其讀數(shù)為d＝________mm；(2)給滑塊裝上遮光片，向左推動滑塊，壓縮彈簧到適當(dāng)位置，由靜止松手，滑塊離開彈贊后分別通過P、Q兩位置的光電門，與光電門相連的計時器分別記錄下滑塊上遮光片通過光電門的時間Δt1和Δt2，改變彈簧的壓縮程度進(jìn)行多次實驗，并計算得出多組滑塊通過P點(diǎn)和Q點(diǎn)的速度v1和v2，根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描繪描點(diǎn)連線，作出v12－v22圖象。v2（m2·s－1）123456v122.803.614.414.806.457.58v220.601.412.253.654.235.40(2)若重力加速度為g＝9.8 m/s2，用刻度尺測出PQ間的距離l＝45.0 cm，由v12－v22圖象可得，滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為___________（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。【答案】(1)4.704    (2)見解析圖    (3)0.25    【解析】(1)螺旋測微器讀數(shù)為。(2)根據(jù)描點(diǎn)法可得v12－v22圖象，如圖所示。(3)根據(jù)速度位移公式得，根據(jù)牛頓第二定律得，聯(lián)立得，可得圖象的縱軸截距，得，結(jié)合圖像解得。5．三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動規(guī)律的實驗：(1)甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地。改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明______。(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC＝BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v0相等?，F(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的末端射出。實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是______。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明______。(3)丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動的照片，圖中每個小方格的邊長為L＝1.25 cm，則由圖可求得拍攝時每______s曝光一次，該小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為____m/s。（g取9.8 m/s2）(4)下列哪個因素不會使“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗誤差增大______。A．小球與斜槽之間有摩擦B．安裝斜槽時其末端切線不水平C．建立坐標(biāo)系時，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D．根據(jù)曲線計算平拋運(yùn)動的初速度時，在曲線上取作計算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較近【答案】(1)平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動    (2)P球擊中Q球    平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動        0.7    (3)A    【解析】(1)B球做自由落體運(yùn)動，改變平拋運(yùn)動的初速度，發(fā)現(xiàn)兩球仍同時落地，說明豎直方向兩球運(yùn)動情況相同，即平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動。(2)改變兩球高度差P球總能擊中Q球，說明兩球水平方向運(yùn)動情況相同，因Q球做勻速直線運(yùn)動，說明平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動。根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律，則有，，代入數(shù)值可解得，。(3)小球與斜槽之間有摩擦力不影響實驗的誤差，只要保證小球從同一位置由靜止釋放，使得平拋運(yùn)動的初速度相同，故A正確；安裝斜槽時末端不水平，會導(dǎo)致初速度不水平，使得誤差增大，故B錯誤；建立坐標(biāo)系時，應(yīng)該以小球在斜槽末端在豎直板上球心的投影為坐標(biāo)原點(diǎn)，以末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)使得誤差增大，故C錯誤；為了減小測量的誤差，在曲線上所取的計算點(diǎn)離原點(diǎn)遠(yuǎn)一些，故D錯誤。6．某實驗小組利用如圖（a）所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究動能定理，軌道兩端固定有位移傳感器和力傳感器，光電門固定在A點(diǎn)。已知重力加速度為g。實驗過程如下：(1)用天平測得滑塊（包括遮光條）的質(zhì)量為m，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度為d。(2)先測動摩擦因數(shù)。不安裝彈簧，給滑塊一初速度，讓滑塊沿軌道從A的左端向右運(yùn)動，遮光條通過光電門時計時器記錄的時間為Δt1，測出滑塊停止的位置與A點(diǎn)的距離為x0，則滑塊與軌道間動摩擦因數(shù)μ＝___。（用題中所給已知或已測的物理量表示）。(3)將彈簧一端連接力傳感器，另一端連接滑塊，將滑塊拉到O點(diǎn)由靜止釋放，從釋放滑塊到遮光條通過光電門的過程中，傳感器顯示出彈簧彈力F隨滑塊位移x的變化情況如圖（b）所示，FO、FA分別表示滑塊在O點(diǎn)、A點(diǎn)時彈簧彈力的大小，xA表示O到A的位移大小，遮光條通過光電門時記錄的時間為Δt2，則此過程中合外力做的功W合＝_________，動能改變量ΔEk＝_________（用題中所給已知或已測的物理量表示）。(4)改變滑塊釋放點(diǎn)O的位置，重復(fù)步驟(3)，多次測量研究合外力做的功W合與動能改變量ΔEk的關(guān)系，即探究動能定理。【答案】(2)    (3)        【解析】(2)滑塊通過光電門時的速度，據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，解得。(3)彈簧彈力做的功，摩擦力做的功，則，遮光條通過光電門計時器的速度，動能改變量。7．為測冰鞋滑冰板與冰面間的動摩擦因數(shù)，幾位同學(xué)在一粗糙程度相同的水平滑冰場上配合著進(jìn)行了如下操作和測量：如圖所示，甲乙同學(xué)穿冰鞋對面站立靜止，迅速相互推一下對方，保持不變姿勢沿同一直線向相反方向運(yùn)動到靜止；另外兩位同學(xué)用手機(jī)秒表計時軟件分別測出甲乙運(yùn)動時間t甲、t乙，用卷尺測出甲乙通過的距離d甲、d乙。已知甲乙同學(xué)質(zhì)量（含冰鞋）分別為m甲、m乙重力加速度g。(1)甲同學(xué)冰鞋滑冰板與冰面間的動摩擦因數(shù)μ甲＝________。(2)由于有空氣阻力，甲同學(xué)冰鞋滑冰板與冰面間動摩擦因數(shù)真實值μ甲真_______μ甲。（選填“>”或“<”或“＝”）(3)這幾位同學(xué)想用測得和已知的物理量驗證甲乙同學(xué)迅速相互推的過程中動量守恒。請回答：能不能驗證？________（選填“能”或“不能”）。若能，寫出驗證的表達(dá)式；若不能，補(bǔ)充還需要測量的物理量。________。【答案】(1)或    (2)＜    (3)能        【解析】(1)對甲同學(xué)，解得，由牛頓第二定律，解得。(或甲乙同學(xué)互推前后，由動量守恒可得，可得，由可得)。(2)由于有空氣阻力，甲同學(xué)冰鞋滑冰板與冰面間的真實的摩擦力要比測量時小，因此動摩擦因素也小，所以。(3)能。甲乙同學(xué)互推前后，由動量守恒可得，可得，所以。8．某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的充氣源，輕推滑塊使其在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動；然后將安裝有遮光條的滑塊P由傾斜軌道上某位置靜止釋放，經(jīng)過氣墊導(dǎo)軌左側(cè)的光電門1后與滑塊Q發(fā)生碰撞，并粘合在一起，最終通過光電門2。已知滑塊P、Q的質(zhì)量分別為m、M，回答下列問題：(1)用螺旋測微器測量遮光條的寬度如圖乙所示，則寬度d＝___________mm。(2)若滑塊P經(jīng)過光電門1、光電門2時，遮光條的擋光時間分別為△t1、Δt2，則兩滑塊碰后的總動量為___________，若碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，則關(guān)系式___________成立；該碰撞過程損失的機(jī)械能為___________（用測量的物理量符號表示）【答案】(1)1.881    (2)            【解析】(1)由題圖乙可知螺旋測微器的讀數(shù)為。(2)由題意可知，碰前滑塊P的速度為，碰后兩滑塊整體的速度為，則碰前系統(tǒng)的總動量為，碰后系統(tǒng)的總動量為，若碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，則有，即，該碰撞過程損失的機(jī)械能為。9．某物理興趣小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。在足夠大的水平平臺上的A點(diǎn)放置一個光電門，其右側(cè)摩擦很小，可忽略不計，左側(cè)為粗糙水平面。當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?/span>g。采用的實驗步驟如下：A．在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片；B．用天平分別測出小滑塊a（含擋光片）和小球b的質(zhì)量ma、mb；C．在a和b間用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧（與a、b不連接），靜止放置在平臺上；D．細(xì)線燒斷后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動；E．記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間t；F．小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面的B點(diǎn)，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點(diǎn)之間的水平距離s；G．改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測量。(1)用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為______mm。(2)針對該實驗裝置和實驗結(jié)果，同學(xué)們做了充分的討論。討論結(jié)果如下：①該實驗要驗證“動量守恒定律”，則只需驗證a、b兩物體彈開后的動量大小相等，即______＝______（用上述實驗所涉及物理量的字母表示）；②若該實驗的目的是求彈簧的最大彈性勢能，則彈簧的的彈性勢能為______（用上述實驗所涉及物理量的字母表示）；③改變彈簧壓縮量，多次測量后，該實驗小組得到xa與的關(guān)系圖象如圖丙所示，圖線的斜率為k，則平臺上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)大小為______（用上述實驗數(shù)據(jù)字母表示）。【答案】(1)3.80    (2)ma    mbs        μ＝    【解析】(1)擋光片的寬度。(2)應(yīng)該驗證，而a球通過光電門可求，而b球離開平臺后做平拋運(yùn)動，根據(jù)，，整理可得，因此動量守恒定律的表達(dá)式為，彈性勢能大小為，代入數(shù)據(jù)整理得，根據(jù)動能定理可得，而，聯(lián)立整理得，由題可得，可得動摩擦因數(shù)。      
1.【答案】×××【解析】××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××