通用版2020版高考物理大二复习专题强化练十六力学实验及创新含解析

1、 专题强化练(十六) 力学实验及创新 (满分:100分 时间:45分钟) 8题每题13分,共题每题12分,5100分(共8小题,1) 4.(考点1)(2019河北邯郸模拟)某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时1,打点计O,再依次选,他把某一点记作6时器所用电源的频率是50 Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带ABCDEF,如图甲所示。、和、 个点作为计数点,分别标以、 DE.D DC. 、则在打两点相距2270 cm,点时小车的速度是(1)由实际的纸带测得90 cm,、两点相距 m/s。tv请在图乙中作出小坐标系中描好点,然后根据数据在,-(2)该同学分别算出打各点时小车的速度2

2、 a= vt m/s图象,并求出小车的加速度车的。- .=v= 14m/s。解析(1)D tv -图象如图所示。(2) 2=a= 。5m/s由图象的斜率知 v t.5 (2)-答案(1)1图象见解析图4M.表考点1)(2019天津检测)小王同学在探究加速度与力、质量的关系时,小车及砝码的质量用2(m 小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。沙桶及沙的质量用表示,示 mM 可近似认为绳对小车的拉时与的大小关系满足,(1)往沙桶中加入一定量的沙子当 选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的力大小等于沙桶和沙的重力;(在释放小车 电源,在纸带上打出一系列的点。 (2)在平衡摩擦力后,他用打点计时器打

3、出的纸带的一段如图甲所示,该纸带上相邻两个计数点间还 50 Hz,则小车的加速度大小是有4个点未标出,打点计时器使用交变电流的频率是 2 B 当打点计时器打结果保留三位有效数字点时小车的速度是) m/s。(,m/s Fa小张和小关系图线如图乙所示-,(3)小张同学用同一装置做实验,他们俩在同一坐标系中画出的 。,哪一个物理量是不同的 王同学做实验 mgMFma=F=Ma=;时,?解析(1)小车实际的加速度为拉力,绳子拉力为因此只有当,才近似等于 实验中应先接通电源再释放小车。 -2 .a=, (2)390m/s0 .v= 0。377m/sB 因此小张和小王同学做实验所用的小车及砝码,(3)图线

4、的斜率为小车及砝码的总质量的倒数 的总质量不同。 .M .m 之前(3)(2)03903770答案(1)小车及砝码的总质量?.横轴,将画有坐标轴(考点2)(2017全国卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验3Qxy固所示。将橡皮筋的一端1 mm),最小刻度表示的纸贴在水平桌面上,如图为轴,纵轴为(a)轴AyPyB 轴上的橡皮筋处于原长。定在点时轴上的),点(位于图示部分之外另一端,位于FAPyO的大小可由测力计读出。(1)用一只测力计将橡皮筋的此时拉力端沿轴从,点拉至坐标原点 F N,。的大小为 测力计的示数如图(b)所示 OAPP点。再次将,橡皮筋撤去(2)(1)中的拉力,端拉至端回

5、到点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋由测力计的示数读出两个拉力的大小分(a)中两条虚线所示的方向,此时观察到两个拉力分别沿图.F=F.= 别为42 N和56 N。21 OFF的图示,、然后按平行为作用点,在图(a)(的力)用5 mm长度的线段表示1 N,以中画出力21F; 四边形定则画出它们的合力合 (a) 图 (b) 图FF F F F的大小的夹角的正切值为与拉力( N,)的大小为。若与拉力合合合 及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。 .0N; 2N,则示数为(b)解析(1)题图中弹簧测力计的精度为04.F.F根据平行四边对应的长度为228cm,1cm,

6、对应的长度为(2)用5mm长的线段表示1N的力,12FFFF.F.及测出的长度为1如图9cm,则的大小为3、8N,形定则作出的图形如答案图所示;合合合FFF.的夹角的正切与拉力的长度约0则1cm,此三角形可近似看作直角三角形,构成的三角形,合0 .= 050。值tan . FFF . .05 和答案(1)40(2)()、如图所示()380合12 .,某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。实验完成后广西钦州三模)4如图甲(考点2)(2019且,该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验,如图乙所示。图中小球半径均相同、质量均已知BBmm 、两点在同一水平线上。,BA 实验中还必须测量的物理量(1)

7、若采用图甲所示的装置, 是。 。,(2)若采用图乙所示的装置下列说法正确的是 BMBNBPBO 和、A.必须测量的距离、BMBPBN 和、B.必须测量的距离 C.,若则表明此碰撞动量守恒 D.若,则表明此碰撞动量守恒 故可以用水平位移代替速度进行验,(1)如果采用图甲所示装置,由于小球平抛运动的时间相等解析ONOPOM; 、证,实验需要测量:的距离、从而根据根据下落的高度可确定飞行时间,(2)如果采用图乙所示装置时,利用水平距离相等BMBPBOBN,和故不需要测量高度可以表示出对应的水平速度,从而确定动量是否守恒,的距离、BPBNBM的距离,故A错误,B需要测量正确、和;小球碰后做平抛运动,速

8、度越快,下落高度越小, PMNmv=mv+mv,而,落点为,两球相碰后,落点分别为根据动量守恒定律有和:单独一个球下落时BAA21 2 =v=v=h=gtt=v=v 得,;根据,代入动量守恒表达式可得,则可解得:速度,21 ,故C正确,D错误。故选BC。 OMOPON BC 、答案(1)(2)、的距离.(考点3)(2019山东聊城二模)5某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”。在P固定在桌子边,其中滑轮滑轮水平的圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮1PP可沿桌边移动。 、32 : 步骤如下OPP; ,调整滑轮位置并使结点、静止A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码32

9、OO; 用同一标度作出三个拉力的图示点为起点点的位置和三根绳子的方向,以,B.在白纸上描下OPP量点为起点的平行四边形的对角线,绳的两个力为邻边作平行四边形作出以C.以绕过滑轮,、32; 出对角线的长度P ,D.检验对角线的长度和绕过滑轮方向是否在一条直线上。绳拉力的图示的长度是否一样mm则第三根绳所挂的钩,另一根绳挂的钩码质量为(1)第一次实验中,若一根绳挂的钩码质量为2 M 应满足关系 码质量。 PP 绳的结点,使结点平衡(2)第二次实验时,改变滑轮、,的位置和相应绳上钩码的数量32 O ,若桌面倾斜(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的点重合。实验中, 选填“会”或“不会”

10、)影响实验的结论。 ( mgmgmm两绳不2则两绳子的拉力分别为,:,、(1)解析若一根绳挂的质量为另一根绳挂的质量为,2Fmg-mgFmg+mgmgFmg;三力的合力为零,的范围是:22则第三根绳,即两绳子拉力的合力共线,3mgFmgmMm。第三根绳挂的钩码质量拉力范围为3,3 3 (2)本实验不是先用一根绳拉,然后用两根绳去拉,使一根绳拉力的作用效果与两根绳拉力的作OO点的位置可以改变。若桌面不水平,绳中拉力仍等于点,用效果相同,而是三根绳都直接拉所以钩码重力,对实验以及实验结论无影响。 mMm 不会 (2)(1)答案不必3.(考点3)(2019湖北荆州二模)6用如图所示的装置测量弹簧的弹

11、性势能。将弹簧放置在水平气垫OOBC位置各安装一个光电门,计时器(点右侧的图中未画出、导轨上,左端固定,右端在)点;在与BCsA,两个光电门相连。先用米尺测得再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置、,两点间距离BCtAOx。 ,然后由静止释放,计时器显示遮光片从用米尺测量到之间的距离所用的时间、 v= (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是。 为求出弹簧的弹性势能(2),还需要测量填字母序号) 。( 当地重力加速度 B.弹簧原长A. 的质量含遮光片)C.滑块( 。 (3)若气垫导轨左端比右端略高,弹性势能的测量值与真实值比较将(填字母序号) 相等 B.偏小C.A.偏大 BC段的平均速度表示离

12、开时的速度。有滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动,故可以用解析(1) v=; 应测量,故应求出物体的动能,根据动能表达式可知弹簧的弹性势能等于物体增加的动能(2)C; 滑块的质量。故选因此那么测得的速度偏大,导致通过两光电门的时间将减小(3)若气垫导轨左端比右端略高, 。弹性势能的测量值也偏大。故选A (3)A 答案(2)C(1) .实验装置如图所示。气)某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律7,(考点3)(2019安徽黄山二模MA挡光导轨垫导轨倾斜固定在水平桌面上,点处有一带挡光片的滑块,滑块与挡光片的总质量为d连接滑块的一段细线与导轨滑块通过细线跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩码相连片的宽度为

13、,BAm挡点。导轨上滑块恰好能静止于,每个钩码的质量为平行,点处固定一个光电门。开启气泵,gLL 小于钩码到定滑轮的距离。光片到光电门的距离为)(。已知当地重力加速度为 d=. 选则该同学用的游标卡尺是(1)该同学用游标卡尺测出挡光片的宽度分度0(952 cm, 填“ 0”“ 0”或“50”)。 tA则滑已知光电门记录挡光片挡光时间为点静止开始运动,(2)某时刻只撤去钩码2,让滑块从, B 点的瞬时速度为)(块通过用题目中所给的物理符号表示。 BA需要验证的,1(3)在滑块从组成的系统机械能守恒点运动到点的过程中,为了验证滑块与钩码 )(用题目中所给的物理符号表示。关系式为 .分游标1mm;2

14、01mm,精度09mm解析(1)10分游标卡尺将等分成10份,每份09mm,和主尺一格差0.49mm05mm;50每份卡尺将19mm等分成20份,0分游标卡尺将95mm,和主尺一格差0精度05mm,0.主尺读数加上等分成5098mm,和主尺一格差002mm,0精度0,02mm;游标卡尺读数的方法份,每份.d=.用的游标卡尺是所以该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度09952cm52mm,不需估读游标读数, 50分度。 v=B 。则滑块通过点的瞬时速度为极短时间内的平均速度等于瞬时速度(2), mgMgA=让滑块sin只撤去钩码:22,;,(3)开启气泵滑块恰好能静止于,点根据平衡条件则有-mgL=

15、mgL=MgLAE动能的增加量系统重力势能的减小量为sin,从点静止开始运动,p 22M+mM+m=Ev,为了验证滑块与钩码(1为:)组成的系统机械能守恒,(需要验证的关系式)k 2M+mmgL=EE。即)(为 ,pk 2m+M mgL= (3)答案(1)50(2)() .木板上固定两个完用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系,8)(考点3)(2019广东肇庆二模CAB木板放在安装、相连,全相同的遮光条用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计,PD 有定滑轮和光电门的轨道上,轨道放在水平桌面上,滑轮质量、摩擦不计。为小桶(内有沙子), 实验中轨道应倾斜一定角度,这样做的目的是 。(1) d= 用游标卡尺测量遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度 cm。(2) : (3)实验主要步骤如下LM; ,测量两遮光条间的距离测量木板(含遮光条)的质量按图甲所示正确连接器材,F及遮,记录弹簧测力计示数将木板左端与轨道左端对齐,静止释放木板,木板在细线拉动下运动ABtBAt通过光电门的过程中木板动能的变化量则遮光条先后经过光电门的时间为、光条、,21FdttLM= E= W 、表示(,合外力对木板做功。以上两空用字母、) 、2k合1 EW 的操作、的大小,比较,可得出实验结论。,在小桶中增