押辽宁卷第11题-力学实验-高考物理临考题号押题(辽宁卷)(原卷版)

押辽宁卷第11题力学实验力学实验模型很多，总结近年全国卷及各地区卷力学实验真题特点，会发现虽然各实验目的不同，但具有大概相同的内核：即都离不开力、长度、速度、加速度的测量，这些相同点会反复出现在各模型当中。主要考点如下：考点细分力学实验（高频）验证机械能守恒验证动量守恒验证平抛运动探究加速度与物体受力、物体质量的关系力学实验（需要关注）测量重力加速度探究向心力大小与半径、角速度、质量关系1.把力测出来方法仪器器材相关实验基本法测力计、力传感器探究两个互成角度的力的合成规律等平衡法测力计、天平探究弹簧弹力与形变量的关系等替代法天平探究加速度与物体受力、物体质量的关系2.让物体动起来方法操作相关实验牵引法重物拉线跨过定滑轮牵引小车或滑块在轨道上运动测量做直线运动物体的瞬时速度，探究加速度与物体受力、物体质量的关系等弹射法物体在压缩的弹簧作用下由静止射出验证机械能守恒定律等落体法重物自由落体验证机械能守恒定律，测量重力加速度等自滑法物体由静止无初速度释放后沿斜面下滑探究平抛运动的特点，验证动量守恒定律等3.把速度测出来方法主要仪器器材操作相关实验纸带法交流电源、打点计时器、刻度尺测出计数点间距，由打出某点前后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度测量做直线运动物体的瞬时速度，探究加速度与物体受力、物体质量的关系，验证机械能守恒定律，验证动量守恒定律等光电门法光电门、螺旋测微器或游标卡尺测出遮光条的宽度及遮光时间，由遮光时间内的平均速度代替物体经过光电门时的速度平抛法竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度验证动量守恒定律等弹簧、刻度尺、天平探究弹性势能等圆周法竖直平面内的圆弧轨道、力传感器、天平等力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度验证机械能守恒定律等反过来由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系等4.把加速度测出来方法原理与操作相关实验公式法利用纸带或频闪照片，以最常见的6段位移为例，逐差法计算加速度的公式为a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)研究匀变速直线运动，探究加速度与物体受力、物体质量的关系，测量重力加速度等由物体运动轨道上的两光电门分别测出两个时刻的速度及对应位移，根据v2－v02＝2ax计算加速度图像法算出选定计数点的速度，建立v­t图像，由图像斜率计算加速度根据eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at建立eq\f(x,t)­t图像，由图像斜率计算加速度，但要注意，加速度等于图像斜率的2倍，此外纵轴截距表示初速度1．（2021年·辽宁卷）某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目，对“流体的阻力（f）跟物体相对于流体的速度（v）有关”这一说法产生了兴趣，通过查阅资料得知：对于球形物体，二者间存在定量关系f=kv，k为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图（a）所示装置测量k。具体操作如下：在柱状玻璃容器中注入某透明液体，将小球在液面处由静止释放，当小球运动到0刻度线处开始计时，每下落10cm记录一次时间，得到多组下落高度h与时间t的数据，作出h-t图像如图（b）中实线所示。（1）由h-t图像可知，从计时开始小球近似做___________运动。（2）已知液体密度ρ=8.0×102kg/m3，小球体积V=5.0×10-10m3、质量m=4.0×10-6kg，结合h-t图像可得k=___________kg/s（浮力不能忽略，取重力加速度g=9.8m/s2）。（3）若再用一个体积相同、密度较大的球，重复上述实验，所得h-t图像也是一条直线，则该直线可能是图（b）中的___________虚线。2．（2022年·辽宁卷）某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔。（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为，记录时间间隔的数据如表所示，编号1遮光带2遮光带3遮光带…73.0438.6730.00…根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为___________（结果保留两位有效数字）；（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为，则重力加速度___________（用d、表示）；（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：___________。1．如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。（1）要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是__________。（2）为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做__________运动。（3）测得滑块B的质量为，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量为__________（保留2位有效数字），滑块A碰后的图线为__________（选填“②”“③”“④”）。2．某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求重力加速度。（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度______________（结果保留3位有效数字）。（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度对应的坐标点，并作出图线。（3）根据图3，实验测得的重力加速度______________（结果保留3位有效数字）。（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。3.某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。（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h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。4.利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小和，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空：（1）调节导轨水平．（2）测得两滑块的质量分别为和。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A。（3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等。（4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和。（5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示。123450.490.671.011.221.390.150.210.330.400.460.310.330.330.33（6）表中的________（保留2位有效数字）。（7）的平均值为________，（保留2位有效数字）。（8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为_______（用和表示），本实验中其值为_______（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。5.在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）。

①下列说法正确的是_______。A.实验所用斜槽应尽量光滑B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0=_______。A．B．C．D．③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_______。6.在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中：（1）摆线质量和摆球质量分别为m线和m球，摆线长为l，摆球直径为d，则A.m线>>m球，l<<d；B.m线>>m球，l>>d；C.m线<<m球，l<<d；D.m线<<m球，l>>d；(2)小明在测量后作出的T2——l图像如图所示，则他测得的结果是g=m/s2。（保留2为小数）（3）为了减小实验误差，应该从最高点还是最低点开始计时，请简述理由。7.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，小车装有砝码，现做如下探究：（1）下列对实验操作的判断正确的是_________（填字母代号）。A．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B．在调节长木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的小盘通过定滑轮拴在小车上C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源D．每次改变小车质量时，不需要重新调节长木板倾斜度（2）为使砝码及小盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码及小盘的总质量_________（选填“近似等于”“远大于”或“远小于”）小车和小车上砝码的总质量。（3）在研究a与M的关系时，已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。处理数据时以小车加速度的倒数1a为纵轴、小车和车上砝码的总质量M为横轴，作出1a−M图像如下图所示。已知当地重力加速度大小为g8.某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，水平气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块P、Q。（1）如图乙所示用螺旋测微器测量遮光板宽度d=_________mm。（2）测得P、Q的质量分别为m1和m2，左、右遮光板的宽度分别为d1和d2。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2，则动量守恒应满足的关系式为________（用t1、t2、（3）若左、右遮光板的宽度相同，第（2）问中动量守恒应满足的关系式简化为_____________（用题中字母表示）。9.某研究小组利用DIS实验装置验证机械能守恒定律。如图（a），内置有光电门的摆锤通过轻杆与转轴O相连，摆锤通过遮光片时可记录遮光时间。实验时，摆锤从M点由静止释放，依次记录其通过每个遮光片所对应的时间t。用刻度尺测出每个遮光片距最低点N的竖直高度为h，摆锤质量为m，重力加速度为g。（1）实验前，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b），则d=__________mm。（2）若以最低点N为零势能面，选用字母m、h、d、t、g表示物理量，则经过某个遮光片时，摆锤的重力势能Ep=_________，动能Ek=________；对比通过各遮光片处摆锤的机械能（3）为了更直观的处理数据，研究小组绘制了摆锤摆下过程中动能、重力势能及机械能随高度变化的图像如图（c）所示，其中重力势能Ep10．某校举办科技节活动，一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置，如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内O点，细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静止时，根据悬绳与竖直方向的夹角θ，便可得到小车此时的加速度。（1）为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，该选手利用单摆进行测量，每当摆球经过最低点时记数一次，从计数1到51用时40秒，则该单摆周期为____________s；若已知单摆摆长为l，周期为T，则计算当地重力加速度的表达式为g＝____________；（2）该加速度测量仪的刻度____________。（填“均匀”或“不均匀”）11.某同学采用如图a所示的装置测量瞬时速度。将气垫导轨一端垫高，在低端装上光电门，带遮光条的滑块从高端由静止释放，宽度为d的遮光条通过光电门光线的遮光时间为t，当d足够小时，可用平均速度v=请完成下列实验内容：（1）某次实验，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d、如图b，则d=_____cm；（2）改变并测量遮光条的宽度，重复实验，每次释放滑块时，保证遮光条的前端对应同一位置，记录遮光时间t，求出对应的平均速度v，根据得到的实验数据，在图c的坐标系中描点；（3）根据所描的点，在图c中作出了v随t变化的图线_________；（4）结合v-t线，可求得遮光条宽度d趋于0时，经过光电门光线的瞬时速度v=________m/s。（保留三位小数）12．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球同时做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力套筒下降，从而露出套筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）演示器塔轮皮带可上下拨动，目的是为了改变两小球做圆周运动的______。A．角速度

B．质量

C．半径（2）探究向心力的大小F和角速度ω的关系时，应将皮带套在两塔轮半径______（填“不同”或“相同”）的轮盘上，并______。A．选用相同的铁球放在A、B处B．选用相同的铁球放在A、C处C．选用相同大小的铁球、铝球分别放在A、B处D．选用相同大小的铁球、铝球分别放在A、C处（3）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，左边塔轮与右边塔轮的半径之比为2：1，则匀速转动时发现左、右两边标尺上露出的红白相间的等分格数之比为______。（4）通过本实验可以得到的结果有______。A．在ω和r一定的情况下，F与m成正比B．在m和r一定的情况下，F与ω成反比C．在m和ω一定的情况下，F与r成反比D．在m和r一定的情况下，F与ω2成正比13.某实验小组为了测定小物块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置，力传感器可以测出轻绳的拉力大小，滑轮及轻绳质量不计，重力加速度g已知。实验步骤如下：①按图甲所示装置安装实验器材，图中长木板保持水平；②在砂桶内放入一定质量的砂子，小物块靠近打点计时器，接通打点计时器的电源，释放小物块，打出一条纸带，同时记录力传感器的读数；③利用纸带计算小物块的加速度；④改变砂桶内砂子的质量，重复步骤②③；⑤以小物块加速度a为纵坐标，力传感器读数F为横坐标，作出图像如图乙所示。（1）测得图乙中直线斜率为k，纵截距为−b，则长木板动摩擦因数为________；小物块质量为________（用k、b、g表示）；（2）先将长木板倾斜一定角度以平衡摩擦力，然后多次改变砂桶内砂子的质量，作出小车加速度a与砂和砂桶总质量m的图线如图丙所示，则图中am14.甩手时很容易将手上的水甩掉，某实验小组对此进行了“关于甩手动作的物理原理研究”。方案如下：（一）利用手机连拍功能测量甩手时指尖的向心加速度a（1）利用手机连拍功能（每隔125s拍一张照片）得到甩手动作的过程如图甲。其中，A、B、C三点是甩手动作最后3张照片指尖的位置。可建立如下运动模型：开始阶段，指尖从A点以肘关节M为圆心做圆周运动，指尖到B的瞬间，立刻以腕关节N（视为已经静止）为圆心做圆周运动，最终到达（2）照片中，实验者手臂自然下垂时肩膀到指尖的长度为13cm，而相应的实际长度为65（3）照片中A、B两点间距离为5.2cm，则A、B两点的实际距离为_____cm；由此可以计算指尖实际在A、B间运动的平均速度为_________ms，并粗略认为这就是指尖过B点的线速度。同理，得到BN的实际距离为17cm；计算指尖在B处的向心加速度为a（二）利用手机中加速度传感器测量甩手时指尖的向心加速度a（4）按如图乙方式握住手机，调整手机位置，使加速度传感器尽量靠近手腕，重复与（1）相同的甩手动作，手机显示手腕部位N的向心加速度为32m（5）通过测量图甲可知：AB的弧长大约是N点在相同时间内通过弧长的2.2倍，B点做圆周运动的半径NB大约是N点做圆周运动半径MN的35，可得指尖在腕关节N静止之后的向心加速度为a′向（6）若该手机中加速度传感器的实际位置到肘关节M的距离比NM略大，则将导致a′15．某同学用如图所示的装置探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系。用一根细线系住钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，直径为d的钢球静止于A点，将光电门固定在A的正下方。钢球底部竖直地