新高考物理一轮复习跟踪练习专题2.3　本专题实验（原卷版）

专题2.3本专题实验【练】1、（2022·湖南怀化·一模）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即SKIPIF1<0，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明SKIPIF1<0，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是______。A．N

B．m

C．N/m

D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图1所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．首先利用刻度尺测得橡皮筋的长度L＝20.00cm，利用测量工具测得橡皮筋未受到拉力时的直径SKIPIF1<0，那么测量工具应该是______。（3）做出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图象，如图2所示，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数，那么，这种橡皮筋的Y值等于______（只要填写Y的数值并保留两位有效数字）2、（2022·湖南·模拟预测）某同学想测量两根材料不同、粗细不同、长度不同的轻弹簧的劲度系数，他设计了如图（a）所示的实验装置。实验操作步骤如下：①将一根粗细均匀的杆竖直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；②将轻弹簧A套在竖直杆上，将轻弹簧B套在弹簧A外面，弹簧A与杆之间以及弹簧B与弹簧A之间均有一定间隙；③将刻度尺竖直固定在弹簧左侧，读出此时弹簧A、B的长度；④将金属圆环套在竖直杆上并轻轻放在弹簧上，待圆环平衡后从刻度尺上读出弹簧A、B的长度；⑤逐渐增加金属圆环（与此前所加的金属圆环完全相同）个数，重复步骤④；⑥根据实验数据得出弹簧上方所加金属圆环的个数n及弹簧A对应的形变量x，通过计算机拟合出如图（b）所示的SKIPIF1<0图像；⑦用天平测量出一个金属圆环的质量为100g，实验过程中未超过弹簧的弹性限度，重力加速度g取SKIPIF1<0。回答下列问题：（1）弹簧A、B的劲度系数分别为SKIPIF1<0___________N/m，SKIPIF1<0___________N/m；（2）若把弹簧A、B串接在一起，将一端固定在天花板上，另一端悬挂一重力为G的物块，则物块静止时两弹簧的伸长量之和SKIPIF1<0___________（用SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、G表示）。3、（2022·湖北·黄冈中学二模）某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=0.55kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k。取重力加速度g=10m/s2，其操作如下：a、将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度SKIPIF1<0；b、将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度SKIPIF1<0，如图甲所示；c、在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢的拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为74°，测出弹簧Q的长度SKIPIF1<0及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示；（1）由图可得L1=__________cm；则弹簧P的劲度系数k=________N/m；（2）当L2=___________cm，SKIPIF1<0__________时，就验证了力的平行四边形定则。4、（2022·全国·高三专题练习）某实验小组用如图所示装置探究力的合成与分解。木板上固定一张画有角度刻度线的白纸，调节木板竖直且零刻度线水平，轻质弹簧测力计a和b通过细线连接系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录O点的位置和细线的方向。（1）图中弹簧测力计a的示数为______N；（2）初始连接弹簧测力计a的细线与60°重合，连接弹簧测力计b的细线处于水平，现让弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，保持结点在圆心O处、两弹簧测力计间的夹角不变，直到连接弹簧测力计a的细线方向水平为止，此过程中弹簧测力计a的示数_____、弹簧测力计b的示数________。（均选填“变大”“不变”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）5、（2022·天津南开·三模）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，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图，F为用平行四边形定则做出的合力。（1）本实验中“等效替代”的含义是________；A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代（2）图乙中的F与SKIPIF1<0两力中，方向一定沿AO方向的是________；（3）实验中用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有________；A．两细绳的方向B．橡皮筋的原长C．两弹簧秤的示数D．结点O的位置（4）本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差________。A．两个分力F1、F2间的夹角越小越好B．两个分力F1、F2的大小要适当大些C．拉橡皮筋的细绳要稍短一些D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度（5）在实验中，如果将细绳换成橡皮筋，那么实验结果将________（填“变”或“不变”）6、（2022·湖南·模拟预测）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。在橡皮条另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。（1）下列哪些方案可以选出适合完成实验的弹簧测力计_______；A．两弹簧测力计置于水平桌面对拉时弹簧测力计读数相等B．两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉时弹簧测力计读数相等C．用两个弹簧测力计测量同一物体的重力时读数相等但略小于物体实际重力D．用两个弹簧测力计测量同一物体的重力时读数相等且等于物体实际重力（2）在某次测量时弹簧测力计的示数如图所示，则此时弹簧测力计的拉力为________N，实验中必须要做的标记或者记录的信息有___________；A．拉伸后橡皮条的长度B．拉伸后结点的位置C．力F的大小和方向D．力F1、F2的夹角（3）下列关于的实验要求中正确的是________。A．木板只能放在水平面上不能竖直固定B．细线应尽可能长一些C．细线CO与BO之间的夹角应尽可能大于90°D．在一次实验中测量力F和力F1、F2时，一定要使O点静止在同一位置7、（2022·天津·模拟预测）某同学用图a所示装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。（1）请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上___________；A．以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度SKIPIF1<0；C．将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；E．由m-l图像，进一步找出弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系。（2）图b为根据实验测得数据标出的对应点，在图b中作出钩码质量m与弹簧长度l间的关系图线___________；（3）由图像可知，弹簧下端不挂钩码时，指针A处所对刻度尺上的刻度SKIPIF1<0___________cm；（4）此弹簧的劲度系数SKIPIF1<0___________N/m。（g取10SKIPIF1<0，结果保留三位有效数字）8、（2022·广东·模拟预测）用如图甲所示的装置来探究胡克定律，轻质弹簧的左端与固定在墙上的拉力传感器连接，在右端水平拉力F的作用下从原长开始沿水平方向缓慢伸长，弹簧与水平面不接触，通过刻度尺可以读出弹簧的伸长量X，通过拉力传感器可以读出F，多次测量F、X做出F-X图像如图乙所示，回答下列问题：（1）伸长量达到某个点后图像变弯曲，原因可能是___________；（2）弹簧的劲度系数为___________；（3）弹簧的伸长量分别为X2和X1时，拉力传感器的示数之差为___________。9、（2022·新疆·模拟预测）某实验小组采用如图甲所示的装置探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，测得弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图乙所示。（1）由图乙可得，该弹簧的劲度系数k=___________N/m；（2）该实验小组用此实验装置对两根不同的弹簧a和b进行探究，得到弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图丙所示。以下表述正确的是()A．弹簧a的原长一定比弹簧b的大B．弹簧a的劲度系数一定比弹簧b的大C．弹簧a的自重一定比弹簧b的大D．以上说法均不对10、（2022·宁夏六盘山高级中学模拟预测）甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点SKIPIF1<0，下端用细线挂一重物Q，弹簧测力计b的一端用细线系于SKIPIF1<0点，手持另一端向左拉，使结点SKIPIF1<0静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录SKIPIF1<0点的位置和拉线的方向。（1）图SKIPIF1<0中弹簧测力计a的示数为___________N。（2）下列不必要的实验要求是___________SKIPIF1<0请填写选项前对应的字母SKIPIF1<0。A．弹簧测力计应在使用前校零B．拉线方向应与木板平面平行C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使SKIPIF1<0点静止在同一位置（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到SKIPIF1<0点，两弹簧测力计读数分别为SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到SKIPIF1<0点时读数为SKIPIF1<0，通过作图法验证平行四边形定则时，图SKIPIF1<0中符合实际情况的是_____。11、（2022·北京·日坛中学模拟预测）某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0为细绳。（1）本实验中两次拉橡皮条的过程，主要体现的科学方法是__________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（2）在做本实验时，下列操作中错误的是___________。A．同一次实验过程中O点位置不允许变动B．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮调另一端拉到O点D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取SKIPIF1<0，以便于算出合力的大小（3）某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为__________N。（4）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中___________是SKIPIF1<0、SKIPIF1<0合力的理论值（填“F”或“SKIPIF1<0”）。（5）实验中，如果将细绳换成橡皮筋，O点沿SKIPIF1<0、SKIPIF1<0方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果________发生变化。（选填“会”或“不会”）（6）实验结束后，小明同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力F与弹簧长度L的关系”，绘出如图丁所示图像，则弹簧测力计的劲度系数为__________SKIPIF1<0。12、（2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测）某实验小组利用如图所示的实验器材验证力的平行四边形定则。在圆形水平桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮，其中滑轮P1固定在桌边，滑轮P2、P3可沿桌边移动。将三根绳子系在同一点O，每根绳子的另一端各挂一定数量的砝码（每个砝码的质量均为m），当系统达到平衡时，记录每根绳上的砝码数量便可得出三根绳子的拉力大小，按照正确步骤进行操作，完成实验。回答下列问题：（1）下列说法正确的是______A．必须以OP2、OP3绳的拉力为相邻边作平行四边形B．若三根绳互成120°角，则三根绳所挂钩码数量相等C．以OP2、OP3绳的拉力作平行四边形，所夹对角线（合力理论值）大小与OP1拉力大小相同，则验证了力的平行四边形定则D．三根绳可以用橡皮筋代替（2）实验时，若O点的位置不在圆桌中心______（填“会”或“不会”）影响实验结论。（3）若三个滑轮不在同一水平面上，且高度偏差较大______（填“能”或“不能”）在白纸上准确记录力的大小和方向。13、（2022·湖南·高考真题）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为SKIPIF1<0；（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度SKIPIF1<0，记录数据如下表：序号12345硬币数量SKIPIF1<0/枚510152025长度SKIPIF1<010.5112.0213.5415.0516.56（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；______（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为______SKIPIF1<0；（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______SKIPIF1<0（计算结果保留3位有效数字）。14、（2022·浙江·高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为______m/s2（保留两位有效数字）。②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。A．换成质量更小的小车

B．调整长木板的倾斜程度C．把钩码更换成砝码盘和砝码

D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，①下列