统考版2025届高考物理二轮复习闯关导练热点15力学实验含解析

PAGE8-热点15力学试验1．如图甲所示是用主尺最小分度为1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件内径的实物图，图乙是游标部分放大后的示意图，则该工件的内径为________cm.用螺旋测微器测一金属杆的直径，结果如图丙所示，则杆的直径是________mm.2．[2024·太原一模]某试验小组用图甲所示的装置验证动量守恒定律．试验时，先将金属小球A从斜槽上某一固定位置由静止释放，A从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次．把相同半径的塑料小球B放在与斜槽末端等高的支柱上，让A仍从斜槽上同一位置由静止释放，与B碰撞后，A、B分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次．图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，M、P、N分别为小球落点的痕迹，小立柱与斜槽末端的距离等于小球的直径．(1)下列说法正确的是________．A．斜槽的末端必需水平B．须要测量斜槽末端距地面的高度C．图中M点是未放小球B时小球A的落点痕迹D．图中P点是未放小球B时小球A的落点痕迹(2)用螺旋测微器测量小球的直径时示数如图乙所示，则小球的直径d＝________mm.(3)试验中测出小球的直径及M、P、N与O点的距离分别用d、OM、OP、ON表示，若碰撞过程中动量守恒，则两小球的质量之比为________(用所给符号表示)．3．用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止起先自由下落．某次试验中，让质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图乙所示，O是打下的第一个点，取离O点较远的相邻的三个实际点A、B、C为计数点．已知m＝0.1kg，打点计时器每隔0.02s打一个点．(1)关于该试验的几个操作，下列说法正确的是________．A．若运用电火花打点计时器，则应当接到4V～6V的沟通电源上B．若某条纸带的起先两个明显点迹之间的距离大于2mm，可能是先释放重物，再接通电源打出的一条纸带，这是操作不规范造成的C．若某条纸带的起先两个明显点迹之间的距离小于2mm，则说明不是在打下第一个点迹的同时释放的纸带，但只要操作正确仍可以认为打下第一个点时速度为零，这条纸带是可以运用的D．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝eq\r(2gh)计算出瞬时速度vE．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v(2)在打点O到B过程中物体重力势能的削减量为______J，动能的增加量为______J．(g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字)4．用图1所示装置探究功与速度变更的关系，进行的主要操作步骤如下：a．不挂橡皮筋，调整木板的倾斜程度，使小车拖动纸带匀速运动；b．将小车拉至靠近计时器处，接通计时器电源，放开小车；c．加挂一条、两条相同的橡皮筋，重复b步骤．(1)某次试验中打出的一条纸带如图2所示，D之前各点间的距离不相等，E之后各点间的距离都相等．若使误差最小，下列计算小车匀速运动的速度的表达式最好的是(T为打点周期)________(填选项前的字母)．A．v＝eq\f(DE,T)B．v＝eq\f(GH,T)C．v＝eq\f(DF,2T)D．v＝eq\f(EH,3T)(2)若挂一条橡皮筋时E点之后各点之间的距离为x1，挂两条时E点之后各点之间的距离为x2，则x1：x2＝________.(3)若测得A、B、C、D四点之间的距离分别为xAB、xBC、xCD，则________(填选项前的字母序号)．A．xBC－xAB＝xCD－xBCB．xBC－xAB<xCD－xBCC．xBC－xAB>xCD－xBC5．[2024·宜昌夷陵中学、襄阳五中、钟祥一中联考]为探讨物体所受空气阻力与物体运动速度的关系，小鲁约小明在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀有的平直马路上．小鲁打开汽车天窗，将如图甲所示装置固定在汽车车顶，木板始终保持水平．小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直马路上各匀速行驶一段距离，小鲁将汽车不同行驶速度对应的弹簧测力计的示数依次记录在下表中．汽车速度v/(m·s－1)5101520弹簧测力计示数F/N0.200.823.30(1)如图乙所示，为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下的弹簧测力计刻度盘的照片，此时弹簧测力计示数为________N.(2)如图甲试验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是减小________对试验结果的影响．(3)分析上表中的试验数据，则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时，车速为________m/s.(计算结果保留2位有效数字)6．[2024·陕西汉中九校联考]在探究加速度与力关系的试验中，小明同学设计了如图甲所示(俯视图)的试验方案：将两个小车放在水平木板上，前端分别系一条细线跨过定滑轮与砝码盘相连，后端各系一细线．(1)平衡摩擦力后，在保证两小车质量相同、盘中砝码质量不同的状况下，用一黑板檫把两条细线同时按在桌子上，抬起黑板擦时两小车同时起先运动，按下黑板擦时两小车同时停下来．小车前进的位移分别为x1、x2，由x＝eq\f(1,2)at2，知eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)，测出砝码和砝码盘的总质量m1、m2，若满意________________，即可得出小车的质量肯定时，其加速度与拉力成正比的结论．若小车的总质量符合远大于砝码和砝码盘的总质量的需求，但该试验中测量的误差仍旧较大，其主要缘由是_______________________________________________________________________________________________________________________________.(2)小军同学换用图乙所示的方案进行试验：在小车的前方安装一个拉力传感器，在小车后面固定纸带并穿过打点计时器．由于安装了拉力传感器，下列操作要求中不须要的是________．(填选项前的字母)A．测出砝码和砝码盘的总质量B．将木板垫起适当角度以平衡摩擦力C．跨过滑轮连接小车的细线与长木板平行D．砝码和砝码盘的总质量远小于小车和传感器的总质量(3)测出小车质量M并保持不变，变更砝码的质量分别测得小车加速度a与拉力传感器示数F，利用测得的数据在坐标纸中画出a­F图线A如图丙所示；若小军又以eq\f(1,M)为斜率在图象上画出图线B如图丙所示，利用图象中给出的信息，可求出拉力传感器的质量为________．7．[2024·安徽省江南十校高三二模]为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下试验：①将电动小车、纸带和打点计时器等按如图甲所示安装；②接通打点计时器电源(其打点周期为0.02s)；③使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止在斜面上后再关闭打点计时器电源(小车在整个运动中所受阻力恒定)．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示，请你分析纸带数据，回答下列问题(结果均保留两位有效数字)．(1)该电动小车运动的最大速度为________m/s.(2)关闭小车电源后，小车的加速度大小为________m/s2.(3)若小车的质量为0.4kg，则小车的额定功率是________W.热点15力学试验1．答案：2.3102.700解析：游标卡尺的主尺读数为23mm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×2mm＝0.10mm.所以最终读数为：主尺读数＋游标尺读数＝23mm＋0.10mm螺旋测微器的固定刻度读数2.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0＝0.200mm，所以最终读数为：固定刻度读数＋可动刻度读数＝2.5mm＋0.2002．答案：(1)AD(2)7.500(7.498～7.502)(3)eq\f(ON－d,OP－OM)解析：(1)斜槽的末端必需水平才能保证两小球离开斜槽后做平抛运动，A正确；本试验是依据平抛运动的规律验证动量守恒定律，须要测量的是A、B两小球抛出的水平距离，因为抛出高度相同落地时间一样，验证时等式两端会把时间消去，所以与高度无关，B错误；碰撞后A球速度小，B球速度大，因为落地时间一样，所以M点是碰撞后A球落点，N点是B球落点，而P点就是没有发生碰撞时A球的落点，C错误，D正确．(2)螺旋测微器读数为7.5mm＋0.000mm＝(3)依据试验原理可知mAv0＝mAv1＋mBv2，因为下落时间一样，所以mAOP＝mAOM＋mB(ON－d)，所以两小球质量之比为eq\f(ON－d,OP－OM).3．答案：(1)BC(2)0.390.36解析：(1)电火花打点计时器则应当接到220V的沟通电源上，A选项错误；h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×(0.02)2m＝2mm，假如某根纸带的起先两个明显点迹之间的距离大于2mm，说明在打第一个点时有向下的初速度，可能是先释放重物，再接通电源，B选项正确；假如某根纸带的起先两个明显点迹之间的距离小于2mm，而用夹子释放的重物不行能会有向上的速度，只可能时间t<0.02s，而有可能是在打下第一个点后，过了一段时间再释放的纸带，第一、二两个点之间运动的时间可能小于0.02s，但是它的初速度还是零，这根纸带是可以运用的，C选项正确；不能通过v＝eq\r(2gh)、v＝gt计算瞬时速度v，用了这个公式，就相当于已经用了机械能守恒，D、E选项错误．(2)由ΔEp＝mgh＝0.1×9.8×0.4J≈0.39J.v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(45.59－34.79×10－2,0.04)m/s＝2.7m/s，ΔEk＝eq\f(1,2)mv2－0≈0.36J.4．答案：(1)D(2)1︰eq\r(2)(3)C解析：(1)若使误差最小，计算小车匀速运动的速度时可用EH之间的平均速度，即v＝eq\f(EH,3T)，故选D.(2)由动能定理W＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,T)))2∝x2，因用一条橡皮筋时对小车做功为W，两条橡皮筋时对小车做功为2W，则eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1,x2)))2＝eq\f(1,2)，则eq\f(x1,x2)＝eq\f(1,\r(2)).(3)小车在脱离橡皮筋之前随弹力的减小做加速度减小的加速运动，依据Δx＝aT2可知，相邻相等时间内的位移之差渐渐减小，则xBC－xAB>xCD－xBC，故选C.5．答案：(1)1.80(2)摩擦力(3)17解析：(1)由图可知弹簧测力计示数为1.80N.(2)用小车而不用木块，可将滑动摩擦变为滚动摩擦，放在表面平滑的木板上，降低了接触面的粗糙程度，所以可以减小小车受到的摩擦力．(3)当车速稳定时，依据二力平衡条件可知，此时弹簧测力计的示数表示小车所受空气阻力的大小，对表中的数据分析有eq\f(0.20,52)＝eq\f(0.82,102)＝eq\f(1.80,152)＝eq\f(3.30,202)＝0.008，说明空气阻力的大小与速度大小的平方成正比，故当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时车速v＝eq\r(\f(2.40,0.008))m/s＝17m/s.6．答案：(1)eq\f(m1,m2)＝eq\f(x1,x2)黑板擦按下后小车不会立即停下，测量的位移不是实际加速位移(2)AD(3)eq\f(F0,a0)－M解析：(1)由位移公式x＝eq\f(1,2)at2知，小车从静止起先做匀加速直线运动时，时间相等的状况下加速度与位移成正比，依据牛顿其次定律有小车质量肯定时，加速度与拉力成正比，拉力是用砝码及砝码盘的总重力代替的(即加速度与砝码及砝码盘总重力成正比)，所以若满意eq\f(m1,m2)＝eq\f(x1,x2)，则加速度与拉力大小成正比；若小车的总质量远大于砝码和砝码盘的总质量，但该试验中测量的误差仍旧较大，分析试验中客观缘由，则应是位移测量出现了问题，比如黑板擦按下后小车不会立即停下．(2)若安装了拉力传感器，则拉力不须要测量了，当然也不必满意砝码和砝码盘的总质量远小于小车和传感器的总质量；也不必测出砝码和砝码盘的总质量(是用它们的总重力代替拉力的)，但仍需平衡摩擦力，细线要与长木板平行．(3)依据牛顿其次定律有a＝eq\f(1,m)·F，对图象A有a0＝eq\f(1,M＋m)F0，可得拉力传感器的质量为m＝eq\f(F0,a0)－M.7．答案：(1)2.0(2)4.0(3)3.2解析：(1)依据纸带可知，当所打的点点距匀称时，表示小车匀速运动，此时速度最大，故有