2024年高考物理二轮复习专题分层突破训练16力学实验

专题分层突破练16…力学实验…

A组基础巩固练

1.(2023福建福州二模汝I图中所示，利用向心力演示器，探究做圆周运动的小球当质量、半径一定时，

所需向心力大小尸与角速度to之间的关系。

甲

乙

住吧

丙

(1)如图乙所示,若传动皮带套在塔轮第二层，左、右塔轮半径&、R2之比为2：1,则塔轮转动时4、C

两处的角速度之比为o

(2)图中标尺上黑白相间的等分格显示如图丙，则A、C两处银球所受向心力大小之比约

为O

(3)由此实验,得到的结论是_______________________________________________________

2.(2023浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中

(1)用图甲装置进行探究，下列说法正确的是o

A.只能探究平抛运动水平分运动的特点

B.需改变小锤击打的力度,多次重复实验

C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点

(2)用图乙装置进行实验，下列说法正确的是。

A.斜槽轨道“必须光滑且其末端水平

B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动

C.小钢球从斜槽M上同一位置由静止滚下

（3）用图内装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖

直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点由静止滚下，撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平

向右移动北重及实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴），，各

点迹坐标值分别为.力、），2、心、以。测得钢球直径为4则钢球平抛初速度内为。

岛

B（D偌

%吟超

□GW)恁

3.（2023湖南永州三模）某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振

动周期，记录数据如下：

l/m0.50.80.91.01.2

T/s1/21.791.922.022.22

T2/s22.023.2()3.694.084.93

（1）试以/为横坐标、尸为纵坐标，在坐标纸中作出尸」图线，户利用此图线求出重力加速度g=

mH（结果保留3位有效数字）。

（2）某同学在某次实验中，将每次测得的周期了及测得的摆长/代入公式计算重力加速度的值,但每次

的测定值总是偏大,其原因可能是o

A.计算摆长时，只考虑了摆线的长度,没有加上摆球的半径

B.数摆动次数时，在计时的同时，就开始数1,误将29次全振动记成了30次

C.摆线上端未牢固地固定，振动中出现了松动导致摆线长度变长了

4.（2023全国甲卷）某同学利用如图中所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关

系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，钩码卜落,带动小车运动，打点计时

器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示。

甲

1690±12.40.

(1)已知打出图乙中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s,以打出A点时小车位置为初始位置,将打出

B、。、D、E、〃各点时小车的位移AA•填到表中,小车发生位移所用时间和平均速度分别为和讥

表中AXAO=cm,v/10=cm/So

位移区间ABACADAEAF

Avfcm6.6014.60A%。34.9047.30

vAcms'1)66.073.0•AD87.394.6

(2)根据表中数据得到小车平均速度至随时间4的变化关系,如图内所示。在图因中补全实验点。

75

n

65：：：：：：：：：：：：

■0■・■

55

00.10J0.30.40.50.6A//1

丙

(3)从实验结果可知，小车运动的万-△，图线可视为一条直线，此直线用方程万乂△什》表示,其中七

cm/s2,/?=cm/So(结果均保留3位有效数字)

(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车瞬时速度大小

VA=，小车的加速度大小4=o(结果用字母晨6表示)

B组素能提升练

5.(2022全国甲卷)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为孙的滑块4与质量为研的

静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后4和8的速度大小P.和1%进而

(1)调节导轨水平。

(2)测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为_

kg的滑块作为4

(3)调节B的位置，使得A与8接触时4的左端到左边挡板的距离si与B的右端到右边挡板的距离S2

相等。

(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩

码上升高度/?的关系，如图丙所示。由图丙可知，随着人增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变天，主要原

因是_。

7.(2023湖南长沙雅礼中学月考)某同学利用如图甲所示的装置测量小车和智能手机的质量，智能手机

可以利用手机软件直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为小的钩码，用智能手机测出小车运

动的加速度改变钩码的质量风进行多次测量;作出a与〃2(g-a)的图像如图乙所示，已知图像中真线

的截距为"斜率为乜不计空气阻力，重力加速度为g。

看能手机

(1)以下说法正确的是;

A.钩码的质最应该远小于智能手机和小车的质品

B.细绳应该始终与长木板平行

C.不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑

D.细线的拉力等于钩码的重力

(2)根据图像可得，小车和手机的质量为;

(3)再利用手机软件测出斜面倾角为〃，则小车和智能手机沿木板运动过程中受摩擦力的大小

为。

专题分层突破练16力学实验

1.答案(1)1:2

(2)1：4

(3)当质量、半径一定时，所需向心力大小尸与角速度的二次方〃成正比关系

解析(1)左、右塔轮边缘的线速度相等，则根据厂切尺可得"=等="从、。两处的角速度之比

o»22

为1：2。

(2)根据图中标尺上黑白相间的等分格显示可知工、C两处钢球所受向心力大小之比约为1:

4o

(3)由此实验，得到的结论是当质量、半径一定时，所需向心力大小尸与角速度的二次方疗成正

比关系。

2.答案⑴B(2)C(3)D

解析(1)两球同时落地，只能探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，选项A、C错误;实验

时，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，选项B正确。

(2)研究平抛运动，斜槽末端必须水平，但轨道没必要光滑，选项A错误;描绘平抛运动的轨迹，没必

要将挡板N等间距移动，选项B错误;为了保证平抛运动的初速度一定，小钢球从斜槽M上同一

位置由静止滚下，选项C正确。

(3)钢球抛出的水平距离箱故vo=(x-0岛，选项A、B错误;钢球抛出的水平距离

4mg",故帖o=(4x-g)选项C错误,D正确。

3.答案(1)作图见解析9.48(9.40~9.60均可)

(2)B

解析(1)根据图表中数据描点连线可得图线如下图所示;单摆的周期公式7=2兀可得

(2)计算摆长时，只考虑了摆线的长度,没有加上摆球的半径.会导致摆长偏小，则重力加速度测量

值偏小,A错误;数摆动次数吐在计时的同时，就开始数1,误将29次全振动记成了3()次,会导致

周期测量值偏小，则重力加速度测量值偏大,B正确;摆线上端未牢固地固定,振动中出现了松动导

致摆线长度变长了，则记录值比实际偏小,使重力加速度测量值偏小,C错误。

4.答案⑴24.0080.0

(2)如解析图所示

(3)71.558.7

(4)/72k

解析(1)AXA/)=AA，8+AX8C+AACO=24.00cm

vAD=以边=80.0cm/So

以。

(2)如图所示。

二

w・••

・

•S•8♦

l•:-:■•三

l•・=

=・=

:•・=

•

•**

•=

tti・•=

・•=

・•=

三

••《=

•三

:0.20.30.40.50.6A//.

⑶连接上图中各点，由图像得截距为58.7,则〃=58.7'、cm/s?=71.5cm/s2o

U.o-U

(4)由得万=彳=u()+1c〃，则VA=b,a=2ko

5.答案(2)0.304

(6)0.31

(7)0.32

(8户常0.34

解析(2)要使两滑块碰撞后运动方向相反，应使质量小的滑块碰撞质量大的滑块,应选取质量为

0.304kg的滑块作为Ao

(6)由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得上出=?=0.31。

V2h

(7芦的平均值为().32。

也

(8)发生弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得

|姑0=-，〃|也+〃?21'2

1212।12

产皿/=产必+-W2V2

联立解得

-V产f专一加解得生=竽2代入数据解得以句二公

?3+租2nii+m?V72?niV2

6.答案⑴k{L-UVu-\卜叱嗤"rnSh4

(2)见解析

2

解析⑴从打出A点到打出尸点时间内，弹簧的弹性势能减少量为AEP^=1k(L-L0)-1k(L-L0-

七了,整理有㈤叵/儿/；打尸点时钩码的速度为u尸绊,由于在误差允许的范围内，

认为释放钩码的同时打出4点，则钩码动能的增加量为A&[mi>2-0=巴喳里:钩码的重力势能

/8/

增加量为DEpt=mgli4o

(2)钩码机械能的增加量，即铉码动能和重力势能增加量的总和,若无阻力做功，则弹簧弹性势能的

减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着"增加，两条由线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲