老高考舊教材適用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題6物理實驗分層突破練13力學(xué)實驗

專題分層突破練13力學(xué)試驗A組1.(2024山東省試驗中學(xué)模擬預(yù)料)(1)某同學(xué)買了一輛電動自行車,騎了一段時間后發(fā)覺電動車減震彈簧的減震效果不好。該同學(xué)將減震彈簧卸下,然后把彈簧平放在桌面上,用刻度尺測出彈簧的原長L0,他將刻度尺零刻度對準(zhǔn)彈簧一端,另一端位置如圖甲所示,讀數(shù)為cm。

甲(2)該同學(xué)想測量減震彈簧的勁度系數(shù)。他先把彈簧豎直放在水平桌面上,在上端壓上一只10kg的啞鈴,每增加一只啞鈴均登記此時啞鈴的個數(shù)和對應(yīng)的彈簧的長度L,如下表所示。請你在圖乙坐標(biāo)圖中描點,作出F-L圖線,并通過圖線確定該彈簧勁度系數(shù)為k=N/m(g取10m/s2)。

F/N100200300400L/cm5.004.504.003.80乙2.(2024河南商丘三模)某同學(xué)做探討勻變速直線運動規(guī)律的試驗裝置如圖甲所示,得到一條清楚的紙帶如圖乙所示,并在紙帶上選取A、B、C、D、E共5個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出),已知打點計時器的頻率為50Hz。甲乙(1)關(guān)于本試驗,下列說法正確的是。(填選項前字母)

A.釋放紙帶的同時,接通電源B.先接通電源打點,后釋放紙帶運動C.先釋放紙帶運動,后接通電源打點D.紙帶上的點跡越密集,說明紙帶運動的速度越大(2)小車經(jīng)過B點時的速度大小為vB=m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)小車的加速度大小為a=m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

3.(2024湖北黃岡中學(xué)二模)某同學(xué)在家中找到兩根一樣的輕彈簧P和Q、裝有水總質(zhì)量m=0.55kg的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細(xì)繩等器材,設(shè)計如下試驗驗證力的平行四邊形定則,同時測出彈簧的勁度系數(shù)k。重力加速度g取10m/s2,其操作如下:a.將彈簧P上端固定,讓其自然下垂,用刻度尺測出此時彈簧P的長度l0=12.50cm;b.將礦泉水瓶通過細(xì)繩連接在彈簧P下端,待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測出此時彈簧P的長度l1,如圖甲所示;c.在細(xì)繩和彈簧Q的掛鉤上涂抹少許潤滑油,將細(xì)繩搭在掛鉤上,緩慢地拉起彈簧Q,使彈簧P偏離豎直方向夾角為74°,測出彈簧Q的長度l2及其軸線與豎直方向夾角為θ,如圖乙所示。已知sin74°=0.96。(1)由圖可得l1=cm;則彈簧P的勁度系數(shù)k=N/m。

(2)當(dāng)l2=cm,θ=時,就驗證了力的平行四邊形定則。

4.(2024黑龍江哈爾濱一模)某探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究小車質(zhì)量不變時其加速度與力的關(guān)系,該小組在試驗室設(shè)計了一套如圖甲所示的裝置,圖中A為小車,B為打點計時器,C為力傳感器(測繩子的拉力),P為小桶(內(nèi)有砂子),M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長的木板。不計繩子、滑輪的質(zhì)量及繩子與滑輪間的摩擦。(1)本試驗是否須要平衡摩擦力后再做試驗?(選填“是”或“否”)。是否要求小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?(選填“是”或“否”)。

(2)已知溝通電源的頻率為50Hz,某次試驗得到的紙帶如圖乙所示,圖中相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點未畫出,由該紙帶可求得小車的加速度a=m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

B組5.(2024遼寧沈陽模擬)某試驗小組做探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的試驗,試驗裝置如圖所示。試驗過程中有平衡摩擦力的步驟,并且設(shè)橡皮筋對小車做的功以整數(shù)倍增大,即分別為W0、2W0、3W0、4W0…(1)除了圖中已有的試驗器材外,還須要溝通電源、導(dǎo)線、開關(guān)、(填測量工具)。(2)試驗中首先通過調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力,目的是(填寫字母代號)。

A.釋放小車后小車能做勻加速運動B.增大橡皮筋對小車的彈力C.使橡皮筋對小車做的功在數(shù)值上等于合力對小車做的功D.使小車獲得較大的動能(3)在正確操作狀況下打出了一條紙帶,從中截取了測量物體最大速度所用的一部分,如圖所示。已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s,則小車獲得的最大速度vm=m/s(保留三位有效數(shù)字)。

(4)幾名同學(xué)在試驗中分別得到了若干組橡皮筋對小車做的功W與小車獲得的最大速度vm的數(shù)據(jù),并利用數(shù)據(jù)繪出了下列給出的四個圖像,你認(rèn)為其中正確的是。

6.某同學(xué)查到彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的形變量x之間的關(guān)系為Ep=12kx2(1)如圖甲所示,將一彈簧豎直懸掛在鐵架臺的水平橫桿上,一指針固定在彈簧下端,刻度尺豎直固定在彈簧一側(cè),刻度尺零刻線與彈簧上端點對齊。測量彈簧原長時,指針指示刻度如圖乙所示,則彈簧原長L0=cm。

(2)他依次在彈簧下端掛上鉤碼,同時測得彈簧靜止時相應(yīng)的形變量,記錄鉤碼質(zhì)量m和對應(yīng)的彈簧形變量x的數(shù)據(jù),得到的x-m圖像如圖丙所示。(3)重力加速度g取9.8m/s2,由圖像可得彈簧的勁度系數(shù)為k=N/m。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)測得一帶指針的小滑塊質(zhì)量為m0=150.0g。(5)他將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平,彈簧一端固定在氣墊導(dǎo)軌左側(cè),刻度尺固定在氣墊導(dǎo)軌上方,如圖丁所示。丁(6)啟動充氣泵,用小滑塊將彈簧壓縮x0=4.00cm后由靜止釋放,彈簧將小滑塊彈出,對小滑塊在氣墊導(dǎo)軌上滑行的過程進(jìn)行頻閃照相,頻閃頻率為20Hz,讀出小滑塊與彈簧分別后連續(xù)的四張照片指針指示位置的刻度值,記錄在下表中。x1x2x3x432.80cm37.83cm42.75cm47.80cm則小滑塊離開彈簧后獲得的動能Ek=J;依據(jù)表達(dá)式Ep=12kx2,結(jié)合前面所得k值可得彈簧的彈性勢能Ep=J(7)變更彈簧的初始壓縮量,多次重復(fù)以上步驟進(jìn)行驗證。7.(2024云南師大附中模擬)某同學(xué)用如圖甲所示試驗裝置驗證動量守恒定律,選用半徑均為r,質(zhì)量不同的小球A、B進(jìn)行試驗,用兩根輕質(zhì)細(xì)線將小球懸掛起來,天花板懸點到球的懸點的線長均為L,將A球拉起一個合適的角度,測出細(xì)線偏離豎直方向的夾角θ,靜止釋放A球去撞擊B球,測出A球被反彈后速度為零時細(xì)線偏離豎直方向的夾角θ1和B球彈起后速度為零時細(xì)線偏離豎直方向的夾角θ2。(1)在A、B球的選擇中,mA(選填“<”“>”或“=”)mB。

(2)用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑如圖乙所示,則天花板上兩懸點間的距離應(yīng)為cm。(3)驗證動量守恒定律的表達(dá)式是(用題中所給字母r、L、mA、mB、θ、θ1、θ2表示)。

答案：1.答案(1)5.50(2)作圖見解析20000解析(1)厘米刻度尺要估讀到0.01cm,刻度尺讀數(shù)為5.50cm。(2)描點作圖如圖所示,圖像的斜率肯定值表示勁度系數(shù),即k=100-300(2.答案(1)B(2)0.26(3)0.40解析(1)由于小車速度較快,且運動距離有限,打出的紙帶長度也有限,為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲得間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點,試驗時應(yīng)先接通電源,后釋放紙帶,A、C錯誤,B正確;紙帶上的點跡越密集,說明相同時間內(nèi)的位移越小,故紙帶運動的速度越小,D錯誤。(2)小車經(jīng)過B點時的速度大小為vB=xAC2T=52(3)利用逐差法,可得小車的加速度大小為a=(s3+s4)-(3.答案(1)17.50110(2)18.5053°解析(1)由題圖甲知,刻度尺上1cm之間有10個小格,所以一個小格代表1mm,即刻度尺的分度值為1mm,則題圖甲所示的長度為l1=17.50cm;依據(jù)平衡條件可知,彈簧彈力F=mg=5.5N,則彈簧勁度系數(shù)k=FΔx=(2)由力的平行四邊形定則作圖如圖所示,彈簧P的大小與礦泉水瓶重力相等,則α=θ=53°,由幾何學(xué)問知mgsin53°=k(l24.答案(1)是否(2)0.90解析(1)為使繩子的拉力等于小車受到的合力,應(yīng)平衡摩擦力;由于繩子一端連接能夠測繩子拉力的力傳感器,繩子的拉力可以干脆讀出,所以不須要小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(2)圖乙中相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為t=5T=5f=0.10s,依據(jù)Δx=at2可求得小車的加速度a=0.90m/s25.答案(1)刻度尺(2)C(3)1.22(4)D解析(1)還須要刻度尺,以測量紙帶上計數(shù)點間的距離。(2)調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力,目的是使橡皮筋對小車做的功,在數(shù)值上等于合力對小車做的功,故C正確,A、B、D錯誤。(3)由紙帶上數(shù)據(jù)可知,CG之間小車做勻速直線運動,速度最大,小車獲得的最大速度為vm=CG4T=4×(4)橡皮筋對小車做的功W與小車的動能關(guān)系為W=12mvm2,整理得vm6.答案(1)15.07(15.05~15.09)(3)98(6)0.0750.078解析(1)刻度尺最小分度為1mm,所以讀數(shù)為15.07cm。(3)由kx=mg得x=gkm,x-m圖像的斜率表示gk,(6)時間間隔為T=1f=0.05s,由表格中數(shù)據(jù)可知小滑塊離開彈簧后獲得的速度為v=Δx1+Δx2+Δx33T=(37.83cm-32.80cm)+(42.75cm-37.83cm)+(47.807.答案(1)<(2)1.450(3)mA1-cosθ=-mA1解析(1)設(shè)碰前A的速度為v0,碰后A、B的速度分別為v1、v2,碰撞過程由動量守恒定律及能量守恒定律分別可得mAv0=mAv1+mBv