2021届高考物理二轮复习专题六物理试验试验题题型专练一力学试验

1、实验题题型专练(一)力学实验1.某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系的实验，实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度X,数据记录如表所示。钩码个数01234567弹力F/N0弹簧伸长的长度x/cm0(1)根据表中数据在图甲中作出F-x图线:甲乙(2)根据F- x图线可以求得弹簧的劲度系数为 N/m；(3)估测弹簧弹力为5 N时弹簧的弹性势能为 Jo (4) 一位同学做此实验时得到 如图乙所示的Fx图线，说明此同学可能出现了哪种错误？ 。解析(1)根据描点法可得出对应的F- x图象，如下图：(2)根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，那么可知k=0-74

2、 N/m = 50 N/m下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。田N(3)根据图象的性质以及 W= Fx可知，图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功，根1据功能关系可知，等于弹簧的弹性势能，故 日=2X5X0.099 5 J =0.25 J ;(4)由图可知，当力到达某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限 度。答案(1)见解析图 (2)50(3)0.25(4)已超出了弹簧的弹性限度2.用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系，实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a。细线 小车打点计时器下载后可

3、自行编辑修改，页脚下载后可删除。丙(1)关于实验操作，以下说法正确的选项是 。A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2)图乙为实验中打出纸带的一局部，从比拟清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A B C D E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。所用电源的频率为50 Hz,打B点时小车的速度 vb=m/s,小车的加速度2 a=m/s 。(3)改变细线下端钩码的个数，得到a F图

4、象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是。解析(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否那么拉力不会等于合力，故A正确；在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故 B 错误；由于平衡摩擦力之后有，Mgin 0 = M呼os 0 ,故tan 0 = 。所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；打点计时器要“早来晚走即实验开场时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放小车，而当实验完毕时应先控制小车停下再停顿打点计时器，故D正确；(2)打点计时器电源频率为 50 Hz,那么

5、纸带上相邻计数点间的时间间隔为T= 5X0.02 s= 0.1 s o根据 A x = aT2 可得：xce xac= a(2 T)2。下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。Xce Xac小车运动的加速度为a= 仃0.163 6 - 0.063 2 - 0.063 2220m/s = 0.93 m/sXac 0.063 2, ,B点对应的速度：vb= = m/s = 0.316 m/s ;2T0.2(3)随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足 M? m因此图线上端出现 弯曲现象。(3)随所挂钩码质量 m的增大，不能满足 M? m3 .为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某

6、同学利用DIS设计了一个实验，装置如图甲所示，图中 A为电磁铁，B为光电门，有一直径为 d、质量为m的金属小球通过 电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于 B处的光电门，测得 AB间的距离为H,光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t ,单位是毫秒。当地的重力加速度为g取9.8 m/s 2,且小球直径d远小于A B间的距离H。电磁铁B光Ftl门接计时器LTd1 用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，那么d=1(2)屡次改变图度H,重复上述实验，作出 yH的变化图象如图丙所不，该图线斜率的理论值k =(ms) 2 - m 1。(保存二位有效数字)(3)实验中发现动能增加量A

7、R总是稍小于重力势能减少量A巳，可能的原因是(任意答出一条原因即可)。答案(1)4.700 X 10 3 (2)0.89(3)受到空气阻力或者H测量值偏大(任意答出一条下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。原因即可)4 .某实验小组利用如下图装置进展“探究动能定理'的实验，实验步骤如下:A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动;B.翻开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小vi和V2；C.重新挂上细绳和钩码,改变钩码的个数，重复A到B的步骤。轻质滑

8、轮速度传感器1小车/速度传感器2垫块答复以下问题：(1)按上述方案做实验，长木板外表粗糙对实验Z果是否有影响？ (填“是或 否')；(2)假设要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有 ;A.悬挂钩码的总质量 mB.长木板的倾角 0C.两传感器间的距离lD.小车白质量M下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为： 。(重力加速度为g)解析(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，取下钩码 后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板外表粗糙对实验结果没有影响。(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化

9、量，那么有：mgl=；MV- 2mV,所以要测量悬挂钩码的总质量m两传感器间的距离l和小车的质量 M答案 (1)否 (2)ACD (3) mgl = 1MVgMV5.如下图的装置中，质量为 RA的钢球A用细线悬挂于 O点，质量为RB的钢球B放在离 地面高度为H的小支柱N上。O点到A球球心的距离为L。使悬线在 A球释放前伸直，且线 与竖直线的夹角为 a , A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OCB移到与竖直线夹角为3处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D,保持a角度不变，屡次重复上述实验，白纸上记录到多个 B球的落点。(1)图中x应是B球初始位置到 的水平

10、距离.(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得 等物理量。(3)用测得的物理量表不'：rava=； mv' a=； mv' b=。解析(1) B球离开小支柱后彳平抛运动，x是B球做平抛运动的水平位移，即：B球初下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。始位置到平均落地点的水平距离。(2、3)小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得RAgL(1-cos a ) = gmvA 0,解得：va=42gL(1 cosoj,那么： Pa= mvA= my2gL(1 cosa),小球A与小球B碰撞后继续运动， 在A碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒,1, 2械能寸

11、恒th律得： mgL(1 cos (3) = O-2rava ,解得： V = 2gL(1 cos_iT), PA' = rnvAz = rm2gL(1 cos_T);碰前小球B静止，那么Pb= 0;碰撞后B球做平抛运动，由机12水平方向：S= vb t ,竖直方向：H= 2gt ,解得：vb' = x, I*,那么碰后B球的动量：Pb' = rwb=实验需要测量的量有：RA； RB； a ； B ； H; L; X。答案(1) B球平均落点(2) RA、RB、a、 §、H L、X(3) m<2gL(1 cos_o(J ; m2gL(1 cos_T);6

12、.某学习小组在“研究匀变速直线运动的实验中，用如下图的气垫导轨装置来测滑 块的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为 d,板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2。窄遮光下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。光电门遮坨板(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为V1 =, V2=。在计算瞬时速度时应用的物理方法是 (填“极限法 ”微元法或“控制变量法)。(2)滑块的加速度可以表示为a =(用题中所给物理量表示)。(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是 和。机

13、械能守恒的表达式为 (用题中所给物理量和测量的物理量 表木)。解析(1)滑块通过两个光电门的速度等于滑块通过光电门这极短时间内的平均速度， 一一 一、，、， d-d ，、什，一 一一、 一一,故瞬时速度分别为 J和二，时间取得越短，平均速度越接近瞬时速度，故米用了极限法。t 1 t 2(2)根据运动学公式2aL=v2v1,代入可求得加速度 a=。2L 12 11(3)要验证机械能守恒定律就要看沙桶重力势能的减少量和系统动能的增加量是否相等，因此需要测量沙桶的质量和滑块的质量，机械能守恒定律的表达式为入d d ,答案京-极限法(2)d2 117"2 一 22L t2t1滑块的质量M沙桶

14、的质量 m12 11mgL= 2"(M m)d 正一肃7 .探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W、2WA 3WA 4W-下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。(1)实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是 (填写字母代号)。A.为了释放小车后小车能做匀加速运动8 .为了增大橡皮筋对小车的弹力C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D.为了使小车获得较大的动能(2)图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一m/s(保存局

15、部，相邻两点打点时间间隔为0.02 s ,那么小车获得的最大速度Vm=三位有效数字(3)几名同学在实验中分别得到了假设干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度Vm的数据，并利用数据绘出了图丙给出的四个图象，你认为其中正确的选项是 解析(1)本实验目的是探究合外力做功与物体速度的关系，平衡摩擦力后，橡皮筋对 小车做的功等于合外力对小车做的功。一 22.44X10 ，一 一一(2) Vm= 0-02m/s = 1.22 m/s,小车做加速度变化的加速运动，当匀速时，速度取下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。大。(3)由叭忙v款口 D正确。答案(1)C(2)1.22(3)D8.如图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下:物块细线N光电门R轻帚轮匚重:物甲用天平测量物块和遮光片的总质量M重物白质量用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s：调整轻滑轮，使细线水平;让物块从光电门 A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门和光电门B所用的时间Ati和At2,求出加速度a；屡次重复步骤，求加速度的平均值a ；根据上述实验数据求出动摩擦因数答复以下问题:(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的分度值为1 mm)的示数如图乙所示，其读数为cm;(2)物块的加速度 a可用d、s、Ati和A12表示为a=(3)动摩擦因数(1可用M