2021届高考物理二轮复习课时练（有答案）：力学实验

力学实验课时训练

1.为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验：在水平桌面上平

放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球/（黑色）和新材料实心球

8（白色），让/球以某一速度向静止的6球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。

已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，铁的密度为7.8g/cm3,请回答下列问题：

AB

1111HHi|HlVjV11i^i11111111111111111111111111A11111111|Qi1111111111

Ocm1020304050607080

⑴碰撞前Z球速度大小为m/s；

（2）8球材料的密度为g/cm:（结果均保留两位有效数字）

2.图甲为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。

⑴小车上安装的是位移传感器的（选填“发射器”或“接收器”）部

分。在保持小车的不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量,

将数据输入计算机，得到如图乙所示的小厂关系图线。

（2）分析发现图线在纵轴上有明显的截距（物不为零），这是因为o

（3）图线力6段基本是一条直线，而a'段明显偏离直线，造成此误差的主要原因

是。

A.实验的次数太多

B.小车与轨道之间存在摩擦

C.钩码的总质量明显地大于小车的总质量

（4）释放小车之前就启动记录数据的程序，在多次实验中，如果钩码的总质量不

断地增大，a'曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为

3.某实验小组用如图甲所示的实验装置来测量物体从高处下落时所受到的空气

阻力。实验时，将直径为"、质量为力的小钢球从某高度下落，小钢球先后通过

光电门力、B,数字计时器测出钢球通过光电门A8的时间分别为垢风

n©钢球

卜光电门4

2~~主尺3cm

11

铁架台111.1yti叫卅中用fH+r尸"

l.b司I。5101520

数字计时器

r光电门8

甲乙

(1)用游标卡尺测量钢球的直径如图乙所示，其读数为mnio

(2)用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出光

电门之间的距离为〃，当地的重力加速度为g,可求出钢球下落过程中受到空气

的平均阻力F=(用题中所给物理量符号来表示)。

4.图甲是验证机械能守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑

块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。

光电门2光电门1遮光条

定滑轮气弋导轨V9沿窣L

III1」111I111I31I

连气源

钩码II调用旋钮P调函钮Q

甲

0234cm

li川h山向岫油T1m"川।

0

乙

(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度为mm。

(2)在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初

速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门

2的时间。为使气垫导轨水平，可采取的措施是o

A.调节尸使轨道左端升高一些

B.调节尸使轨道左端降低一些

C.遮光条的宽度应适当大一些

D.滑块的质量增大一些

⑶正确进行实验操作，测出滑块和遮光条的总质量也钩码质量加，遮光条的宽

度用d表示，已知重力加速度为g。现将滑块从图示位置由静止释放。

①若滑块经过光电门2时钩码未着地，测得两光电门中心间距〃由数字计时器

读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为尔t2,则验证机械能守恒定律的表

达式是o

②若滑块经过光电门2时钩码已着地，为验证机械能守恒定律，已测得钩码初始

位置离地的高度力，还需测量的一个物理量是0

5.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。

(1)实验中必要的措施是o

A.细线必须与长木板平行

B.先接通电源再释放小车

C.小车的质量远大于钩码的质量

D.平衡小车与长木板间的摩擦力

(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打

出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。0

3.59cm,&=4.41cm,&=5.19cm,s,=5.97cm,&=6.78cm,ss=7.64cm,

则小车的加速度a=m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打

6点时小车的速度%=m/so（结果均保留两位有效数字）

（\A•B•C••D•E・F•G、）

S

3§4--345*6--§6-

6.(1)光电门两侧的光电孔内分别安装了红外线的发光管和接收管，当挡光片经

过光电门时，记下光电门挡光时间At0若挡光片的宽度为d,则挡光片经过光

电门的平均速度为，这个速度可以被看作瞬时速度的条件是

(2)在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，光电门用来测量摆锤经过不同

位置的瞬时速度，实验装置如图(a)所示。

(a)

①关于在这个实验中光电门的使用，下列说法正确的是o

A.调节摆线长，使摆锤摆动时摆线能通过光电孔

B.测量中，光电门始终固定在某个确定的位置

C.摆锤释放器的位置要随光电门的位置变化而作相应的调整

D.每次改变光电门的位置，要用测平器使光电门的光电孔与所测点位于同一水

平线

②在某次实验数据基础上，作出的摆锤在下摆过程中动能、重力势能随高度h

变化的图像如图(b)所示，则其中(选填"I”或“II”)是摆锤动能随

高度力变化的图线，该图线斜率大小等于。

7.2019年9月，我国成功完成了76km/h高速列车实车对撞实验，标志着我国

高速列车被动安全技术达到了世界领先水平。某学习小组受此启发，设计了如下

碰撞实验，探究其中的能量损耗问题，实验装置如图甲所示。

实验准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块从B、C,滑块/右

侧带有自动锁扣，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连，滑块反。左侧

均带有自动锁扣，打点计时器的电源频率f=50Hzo

调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置4、8两个滑块，启动打点计时器，

使滑块4以某一速度与静止的滑块6相碰并黏合在一起运动，纸带记录的数据如

图乙所示；用滑块。替代滑块氏重复上述实验过程，纸带数据如图丙所示。

根据纸带记录的数据，滑块力与6碰撞过程系统损失的动能为J,滑块

4与C碰撞过程系统损失的动能为Jo(计算结果均保留两位有效数字)

根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能(选填“增

大”“减小”或“不变”)。

甲

8.某同学设计了如图(a)所示的装置来研究机械能是否守恒。轻质细线的上端固

定在。点，下端连接圆柱形的摆锤尸，在摆锤摆动的路径上，固定了四个光电门

/、B、aD。实验时，分别测出四个光电门到悬点〃的高度差力，从某一高度释

放摆锤，利用光电门测出摆锤经过四个光电门的速度。重力加速度为g。

(b)

(1)利用光电门测量速度时，可以测量摆锤的直径作为o若摆

锤直径的测量值比实际值偏小，则摆锤动能的测量值比实际值__________o

(2)该同学认为：测得摆锤的质量为加，可由公式4=一/“助计算出摆锤在力、B、

a〃四个位置的重力势能。他这样计算重力势能的依据是o

⑶另一同学在得到摆锤经过四个光电门的速度/和光电门距离悬点。的高度差

力后，作出如图(b)所示的自力图线。若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜

率为。决定图线与纵轴交点位置的因素有

答案

1.(1)5.0(2)5.2

2.(1)发射器总质量(2)轨道左侧垫起高度太大(平衡摩擦力过度)(3)C

(4)a=g

W2_22

CRLA

3.(1)11.75②mg-m----------―

Z/7

4.(1)13.50(2)A