2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化雙擊訓(xùn)練 專題十八 力學(xué)實(shí)驗(yàn) A卷1.某同學(xué)利用如圖甲所示裝置進(jìn)行“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)。（1）下列說法正確的有_______。A.實(shí)驗(yàn)開始前，需要墊高長木板右端到合適高度，平衡摩擦力B.鉤碼質(zhì)量需要滿足遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C.小車釋放的位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離滑輪D.先接通電源，后釋放小車（2）實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶，設(shè)紙帶上計數(shù)點(diǎn)的間距為和，如圖乙為用米尺測量該紙帶上的和的情況，從圖中可讀出__________cm，已知打點(diǎn)計時器的頻率為50 Hz，由此求得加速度的大小_________。2.某同學(xué)利用如圖甲所示裝置做“探究彈簧彈力大小與其形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（1）某次在彈簧下端掛上鉤碼后，彈簧下端處的指針在刻度尺上的指示情況如圖乙所示，此時刻度尺的讀數(shù)_______。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖丙的坐標(biāo)紙上已描出了多次測量的彈簧所受彈力大小F跟彈簧長度x之間的函數(shù)關(guān)系點(diǎn)，請作出圖線。（3）根據(jù)所作出的圖線，可得該彈簧的勁度系數(shù)_______N/m。（保留兩位有效數(shù)字）3.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個彈簧測力計拉橡皮條的另一端到某一點(diǎn)并記下該點(diǎn)的位置O；再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套，用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮條。（1）某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項(xiàng)：A.兩根細(xì)繩必須等長B.橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C.在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行D.在用兩個彈簧測力計同時拉細(xì)繩時要注意使兩個彈簧測力計的讀數(shù)相等E.在用兩個彈簧測力計同時拉細(xì)繩時必須將橡皮條的另一端拉到用一個彈簧測力計拉時記下的位置O其中正確的是_______。（填入相應(yīng)的字母）（2）實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，和為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。①圖乙中的F與兩力中，方向一定沿方向的是_________。②本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_____________。A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法4.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置測定重力加速度，小鋼球從固定擋板A位置開始自由下落，測出小鋼球通過光電門B的時間為，間的距離為h.（1）現(xiàn)用游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑d，示數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑____cm.（2）小鋼球通過光電門B時的速度_______；測定重力加速度的表達(dá)式________（用實(shí)驗(yàn)中測得的物理量符號表示）.（3）為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，可以____________（寫出減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的一種方法）.5.某學(xué)習(xí)小組為了測當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，根?jù)已有器材，設(shè)計如下實(shí)驗(yàn).一較長鐵質(zhì)窄薄板用細(xì)線懸掛，在其下端附近，固定一小電動機(jī)，電動機(jī)轉(zhuǎn)軸固定一毛筆，電動機(jī)可使毛筆在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動.調(diào)整薄板與毛筆尖端的距離，可使毛筆在薄板上留下清晰的細(xì)線，如圖甲所示.啟動電動機(jī)，待毛筆連續(xù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動后，燒斷細(xì)線，薄板豎直下落.圖乙是實(shí)驗(yàn)后留有清晰細(xì)線的薄板.取底端某清晰的線記為O，每隔4條細(xì)線取一計數(shù)線，分別記為.將毫米刻度尺零刻線對準(zhǔn)O，依次記錄位置讀數(shù)為10.57 cm、30.9 cm、60.96 cm、100.78 cm，已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000 r/min.（1）以上刻度尺讀數(shù)有一數(shù)值記錄不規(guī)范，正確記錄值應(yīng)為________cm.（2）相鄰計數(shù)線之間的時間間隔為________s.（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>_______.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）6.如圖是研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，桌面上的小球經(jīng)壓縮狀態(tài)的彈簧彈開后，飛出桌面做平拋運(yùn)動。撞到帶有白紙和復(fù)寫紙的豎直長木板上，并留下痕跡A。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，木板依次后退水平距離相同，都為x，小球撞在木板上，留下痕跡，測量點(diǎn)到同一點(diǎn)O的距離，其中O點(diǎn)與小球拋出時圓心位置等高。（1）關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是_______。A.重復(fù)實(shí)驗(yàn)時，必須將彈簧壓縮到同一位置，再釋放小球B.桌面必須嚴(yán)格保證水平C.桌面必須盡量光滑，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)D.一定會有（2）利用題目中所給數(shù)據(jù)，可得到平拋運(yùn)動的初速度為_______（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g）。7.如圖甲所示是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的“探究動能定理'”的實(shí)驗(yàn)裝置.他們將光電門固定在直軌道上的O點(diǎn)，將拉力傳感器固定在質(zhì)量為M的小車上，用不可伸長的細(xì)線通過一個定滑輪將小車與鉤碼相連，鉤碼的質(zhì)量為m，用拉力傳感器記錄小車所受拉力F的大小，通過光電門記錄遮光條通過光電門時的遮光時間t，結(jié)合遮光條的寬度d計算出小車通過光電門時的速度.（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示，則_________cm.（2）用不同的鉤碼通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置（與O點(diǎn)之間的距離為的G點(diǎn)）由靜止釋放.用該實(shí)驗(yàn)方案______（填“需要”或“不需要”）滿足M遠(yuǎn)大于m；____________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；只要已知量和測得量滿足關(guān)系式____________，即可得出做功與速度變化的關(guān)系.8.某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時，提出了如圖1所示的甲、乙兩種方案.甲方案為利用重物自由落體運(yùn)動進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為利用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn).（1）該小組內(nèi)同學(xué)對兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個大家認(rèn)為誤差相對較小的方案，你認(rèn)為該小組應(yīng)選擇的方案是__________，理由是___________.（2）若該小組采用甲方案的裝置打出了一條紙帶如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時間間隔為0.02 s，則根據(jù)紙帶可計算出B點(diǎn)的速度大小為________m/s.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）該小組內(nèi)同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出的圖象如圖3所示，根據(jù)圖象可計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>_____.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

          
答案以及解析1.答案：（1）CD（2）5.50（5.48~5.52均可）；2.40（2.38~2.42均可）解析：（1）此實(shí)驗(yàn)只要使小車勻加速運(yùn)動即可，則實(shí)驗(yàn)開始前，不需要平衡摩擦力，鉤碼質(zhì)量也不需要滿足遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，A、B錯誤；小車釋放的位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離滑輪，且先接通電源，后釋放小車，從而能充分利用紙帶，C、D正確。（2）由刻度尺讀出；，根據(jù)，解得。2.答案：（1）1.85 cm（11.83~11.87cm均可）（2）圖像見解析圖（3）49解析：（1）由圖示刻度尺可知，其分度值為1 mm，其示數(shù)為：11.85 cm；（2）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖像如圖所示：（3）由圖示圖像可知，彈簧的勁度系數(shù)為：。3.答案：（1）CE（2）①②B解析：（1）細(xì)繩的作用是能顯示出力的方向，所以不必等長，故A錯誤；兩細(xì)繩拉橡皮條時，只要確保拉到同一點(diǎn)即可，橡皮條不一定在兩細(xì)繩夾角的平分線上，故B錯誤、E正確；在拉彈簧測力計時必須要求彈簧測力計與木板平面平行，否則會因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖谟绊懥Φ拇笮。?/span>C正確；為了更加準(zhǔn)確地記錄力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，兩個彈簧測力計的讀數(shù)不一定相等，D錯誤。（2）F是通過作圖的方法得到合力的理論值，由于誤差的存在F和方向并不重合；合力與分力是等效替代的關(guān)系，所以本實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代法。4.答案：（1）0.855（2）；（3）增大間距（或換直徑更小的球）解析：（1）鋼球直徑.（2）小鋼球通過光電門B時的速度；根據(jù)，解得重力加速度的表達(dá)式.（3）為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，可以增大間距或換直徑更小的球.5.答案：（1）30.90（2）0.1（3）9.75解析：（1）記錄結(jié)果應(yīng)估讀到毫米的下一位，正確讀數(shù)應(yīng)為30.90 cm.（2）電動機(jī)轉(zhuǎn)速為，所以每隔0.02 s畫線一次，相鄰計數(shù)線之間的時間間隔為0.1 s.（3）利用求重力加速度，即.6.答案：（1）AB（2）解析：（1）重復(fù)實(shí)驗(yàn)時，必須將彈簧壓縮到同一位置，再釋放小球，以保證每次彈出的初速度都相同，選項(xiàng)A正確；桌面必須嚴(yán)格保證水平，以保證小球做平拋運(yùn)動，選項(xiàng)B正確；桌面光滑與否與實(shí)驗(yàn)精度無關(guān)，只要彈出時速度相同即可，選項(xiàng)C錯誤；由于豎直板的初始位移與拋出點(diǎn)的距離不一定也是x，則四點(diǎn)的時間間隔不一定相同，則不一定會有，選項(xiàng)D錯誤。（2）由平拋運(yùn)動的規(guī)律可知：，解得。7.答案：（1）0.575（2）不需要；需要；解析：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm，游標(biāo)尺上第15個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標(biāo)尺讀數(shù)為，所以最終讀數(shù)為主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù).（2）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中要將細(xì)線的拉力作為小車所受的合外力，所以需要平衡摩擦力；因?yàn)槔鞲衅骺梢灾苯訙y出細(xì)線的拉力，故不用將鉤碼的重力大小視為細(xì)線的拉力大小，故不需要滿足M遠(yuǎn)大于m；要探究動能定理，需要滿足關(guān)系式.8.答案：（1）甲；采用乙方案時，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機(jī)械能不守恒，故乙方案不能用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（2）1.37（3）9.75（9.70~9.90均正確）解析：（1）采用乙方案時，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機(jī)械能不守恒，故乙方案不能用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.而采用甲方案時，空氣阻力較小，可以忽略，重物自由下落的過程中機(jī)械能守恒，可以用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.（2）B點(diǎn)的速度大小等于兩點(diǎn)間的平均速度的大小，即.（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律，即重力勢能的減少量等于動能的增加量，所以有，即，則圖象的斜率，又通過圖象獲得圖線的斜率，所以當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>.





 

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