高考物理二轮复习专题练：运动学、力学实验

高考物理二轮复习专题练：运动学、力学实验高考物理二轮复习专题练：运动学、力学实验1.用如图甲所示装置做“验证动能定理”的实验。实验时，通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落，小铁球依次通过两个光电门a、b，测得遮光时间分别为和，两光电门中心点间的高度差为h。（1）用游标卡尺测得小铁球直径的示数如图乙所示，则小铁球的直径______；（2）小铁球通过光电门a的速度为_______，通过光电门b的速度为________（用测量的物理量符号表示）。（3）若已知当地重力加速度为g，则验证动能定理的表达式为：________（用测量的物理量符号表示）。2.小羽同学用图甲所示装置验证动量守恒定律（水平地面依次铺有复写纸和白纸）。实验时，先让入射球，多次从斜轨上C位置静止释放；然后，把被碰小球静置于轨道末端，再将入射小球从斜轨上C位置静止释放，与小球相撞，多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到小球的平均落点M、P、N，图中O点为小球抛出点在水平地面上的垂直投影。（1）关于此碰撞实验，下列说法正确的是______（多项选择题）A．复写纸和白纸依次铺好后，实验过程白纸的位置不能再移动B．需要测量A球或B球的直径C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D．需要测量A球和B球的质量和（2）为了减少实验误差，有同学提出斜槽倾斜部分轨道应尽量光滑，你认为这种说法对吗？并再提出一种减少实验误差的方法：________。（3）如图乙所示，测量出平均水平位移OM、OP、ON的长度、、，若两球相碰前后的总动量守恒，碰撞属于弹性碰撞，则其表达式可表示为：________。3.某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。（1）为完成本实验，下列器材中必须有的是__________；A.天平B.4~6V低压直流电源C.刻度尺D.秒表（2）安装好实验装置后开始实验，实验中以下操作必需的一项是_________；A.托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量B.调整滑轮的高度，使细线与长木板平行C.将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起D.选择尽可能光滑的长木板做实验（3）实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，若在误差范围内满足_______（填写表达式，用图中物理量表示），则可认为小车做匀变速直线运动。4.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___。(2)本实验采用的科学方法是___。A．理想实验法B等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法5．（6分）“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。（1）本实验采用的科学方法是 A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法（2）图乙中的F与F＇两力中，方向一定沿AO方向的是（3）关于实验下列说法正确的是A.拉橡皮条的细绳短一些，实验效果较好B.拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置0时，拉力F1和F2的夹角越大越好D.在同一实验中O点位置不能变6.某同学设计了一个用气垫导轨和光电门等装置测量重力加速度的方案。实验装置结构如图所示。在某次测量中，他用刻度尺测得气垫导轨两端AB间的高度差为h、长度为L。与光电门相连的计时器记录下如下数据：挡光片通过第一个光电门的挡光时间为t1，挡光片通过第二个光电门的挡光时间为t2，通过两光电门之间的时间为t。然后，他又测量滑块上的挡光片宽度为d。完成下列填空。（1）两个光电门间的距离______（填：“近一些”或“远一些”）有利于减小误差；（2）重力加速度计算表达式为g=______（用题中所给字母表示）；（3）考虑到滑块在运动过程中会受到一定的空气阻力，因此，当地的实际重力加速度会______（填：“略大于”或“略小于”）测量值。7.某同学用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动，细线平行于水平桌面，遮光片的宽度为d，用手（图中未画出）托住托盘，滑块静止，光电门竖直中线到遮光片竖直中线的距离为L。现将手拿开，测得遮光片通过光电门的时间为t。（1）若用游标卡尺测量遮光片的宽度时，示数如图乙所示，则遮光片的宽度为______。（2）遮光片的竖直中线通过光电门时的速度大小为_______。（用题中涉及的物理量表示）（3）滑块运动的加速度大小为_______。（用题中涉及的物理量表示）8.如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，有直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B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，当地的重力加速度为g。则：

（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d=_______mm。（2）已知t、H和重力加速度g及小球的直径d，若小球下落过程中机械能守恒，则需满足以下表达式：_______。（3）另一同学用上述实验装置通过改变光电门位置，用h表示金属小球到光电门时的下落距离，用v表示金属小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图丙所示的v2-h图像，则当地的实际重力加速度为g=_______m/s2。9.利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电频率为50Hz，实验步骤如下：①按图甲所示安装实验装置，其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向；②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动；③挂上砝码盘，接通电源后再释放小车，由纸带求出小车的加速度；④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同外力作用下的加速度。根据以上实验过程，回答下列问题：（1）对于上述实验，下列说法中正确的是__________。A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B.弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小C.实验过程中砝码处于超重状态D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量（2）某次实验打下一条纸带如图乙，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，其中x1=13.43cm、x2=19.44cm、x3=25.46cm、x4=31.47cm、x5=37.50cm、x6=43.52cm，由纸带可知小车运动的加速度为_______m/s2（结果保留三位有效数字）。

（3）以弹簧测力计示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出a-F图像是一条直线，如丙图所示，已知图线与横坐标的夹角为，图线的斜率为k，则小车的质量为________。A.B.C.D.10.某同学将小车左端与纸带相连，纸带穿过打点计时器，过滑轮用物引，测得小车的加速度为，将小车左侧的纸带取下，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，来测量加速度，如图所示（实验的其他条件不变）让重物落下，开始测量小车的加速度。直至小车接触到制动器后结束测量。在智能手机上显示了如图所示的画面，图中纵轴为加速度，横轴为时间，且智能手机测量的是以小车的前进方向为正方向的加速度，小车停止前的加速度超过了图表的显示范围。

（1）智能手机测得小车的加速度约为______（保留两位有效数字）；（2）智能手机和打点计时器测得的加速度有明显差异，主要原因是______________；（3）根据图像可知小车与制动器碰撞前的速度约为_______（保留三位有效数字）。11.小明同学为了测量某长方体透明物质的折射率，用黑纸制作了一个顶角为60°的圆锥形纸筒，在顶点固定一发光二极管（可看成点光源），用支架悬挂在桌面上方，如图所示。然后进行了如下操作：A．用游标卡尺测量出待测长方体的厚度dB．在桌面上铺一张白纸，接通电源使二极管发光，用铅笔描出在白纸上被照亮的光斑边缘；C．把被测长方体平放在白纸上，调整支架使圆锥纸筒上下移动，直到照在白纸上的光斑再次充满已经描下的区域，测量出圆锥纸筒移动的距离，记为hD．计算出该材料的折射率nE．改变初始时圆锥纸筒距离白纸的高度，重复步骤B、C、D，求出折射率的平均值。根据上述实验过程，回答下列问题：（1）用游标卡尺测量厚度时，卡尺的示数如图所示，则透明长方体的厚度为d=______cm。（2）在步骤C中，了达到实验要求，应该向______（选填“上”或“下”）调整圆锥纸筒。12.某兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根，轻绳分别固定于，两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源发出的光线与小球的球心在同一水平线上。实验时将小球拉至使其球心与轻杆处于同一水平面处，两轻绳刚好伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。（1）该兴趣小组用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为______mm。（2）关于该实验，下列说法中正确的是______。A.固定小球的两根轻绳一定要互相垂直B.应选用密度较大的小球做实验C.必须用天平测出小球的质量D.若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，经计算，小球重力势能的减少量一定大于动能的增加量（3）如果测得小球自然下垂时球的上沿到轻杆的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为。若当地重力加速度为g、小球的直径为d，当实验所得数据满足关系式______时，可以验证机械能是守恒的。13.小球在液体中运动时要受到液体的摩擦阻力，这种阻力称为粘滞力或内摩擦力。在一般情况下，半径为r的小球以速度v在液体中运动时，所受的液体阻力可用斯托克斯公式表示，式中称为液体的粘滞系数（也叫“内摩擦因数”，其国际单位为），r为小球半径，v为小球运动的速度。某兴趣小组根据所掌握的知识，搜集器材设计了如图甲所示的实验，测定某液体的粘滞系数，实验操作如下：①将无线防水速度传感器安装在足够长量筒底部，传感器与计算机（图中未画出）建立联系，待测液体注满量筒；②用螺旋测微器测定小球直径D；③根据小球材质和液体种类查出它们的密度分别为和；④用镊子将小球轻放在液体中让其在液体中下落，同时用计算机记录小球下落速度随时间变化的v-t图像如图乙中曲线a；⑤改变液体的温度，重复④步骤操作，得到不同的v-t图像如图乙中曲线b、c。（1）螺旋测微器读数如图丙所示，小球直径D=______mm；（2）查得小球的密度，液体的密度，测得小球匀速下落速度，则该液体的粘滞系数_______（重力加速度g取10m/s2，结果保留三位有效数字）；（3）已知当温度升高时，液体的粘滞系数减小，由此可判断图线a、b、c对应的液体温度Ta、Tb、Tc的关系是_______。14.如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引质量为M的小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高，在不挂重物且______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A.计时器不打点B.计时器打点（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A､B､C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A､B､C……各点到O点的距离为、、……如图所示。实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功______，打B点时小车的速度______。（3）以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图所示的图像。由此图像可得随W变化的表达式为______。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是______。（4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映关系的是______。A.B.C.D.15．（6分）某同学用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动，细线平行于水平桌面，遮光片的宽度为d，用手（图中未画出）托住托盘，滑块静止，光电门竖直中线到遮光片竖直中线的距离为L。现将手拿开，测得遮光片通过光电门的时间为t。（1）若用游标卡尺测量遮光片的宽度时，示数如图乙所示，则遮光片的宽度为__________mm。（2）遮光片的竖直中线通过光电门时的速度大小为__________。（用题中涉及的物理量表示）（3）滑块运动的加速度大小为__________。（用题中涉及的物理量表示）16.某同学用如图所示的装置测量滑块与长木板之间的动摩擦数。将木板固定在水平桌面上，木板左端固定一个挡板，挡板与滑块之间有一个轻质弹簧，轻质弹簧与挡板固定连接，滑块靠近弹簧。长木板上安装有两个光电门。

（1）用螺旋测微器测量素光片的宽度，如图所示，其读数为d=________mm；（2）给滑块装上遮光片，向左推动滑块，压缩弹簧到适当位置，由静止松手，滑块离开弹赞后分别通过P、Q两位置光电门，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上遮光片通过光电门的时间和，改变弹簧的压缩程度进行多次实验，并计算得出多组滑块通过P点和Q点的速度v1和v2，根据下表中的数据在坐标纸上描绘描点连线，作出图象_______。

v2（m2·s-1）1234562.803.614.414.806.457.580.601.412.253.654.235.40若重力加速度为g=9.8m/s2，用刻度尺测出PQ间的距离l=45.0cm，由图象可得，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________（结果保留两位小数）。高考物理二轮复习专题练：运动学、力学实验1.【答案】①.5.5②.③.④.（写成也给分）2.【答案】