高考物理三轮冲刺 高考题型二 专项练1 力学实验(含解析)
最新【通用版】高考物理专题训练《力学实验》(含解析)
通用版高考物理专题训练（含解析）专题一、力学实验第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。
考纲要求1、掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。
2、了解打点计时器的构造，会使用打点计时器；会计算纸带上各点的瞬时速度；会利用纸带计算加速度；会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度。
3、学会用列表法、图象法等处理实验数据。
命题规律1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。
在力学部分，考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺，大多数时候是填空题，注意估读和误差分析。
2、力学中有多个实验都要用到打点计时器,能否正确使用打点计时器,并根据纸带进行正确的数据运算，是能否完成这些实验的关键，利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其它物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如：计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。
3、图象法是一种重要的实验数据处理方法．图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点．当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。
第二部分精选试题1．某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。
如图为测定风力的实验装置图。
其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)。
(1)已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质童为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系为F=_______。
2021年高考物理三轮冲刺卷解答题专练(二)(Word解析版)
2021年高考三轮冲刺卷解答题专练（二）物理试卷1．如图所示，绝缘轨道CDGH 位于竖直平面内，圆弧段DG 的圆心角为37θ=︒，DG 与水平段CD 、倾斜段GH 分别相切于D 点和G 点。
CD 段粗糙，DGH 段光滑。
在H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为4110N/C E ⨯=、水平向右的匀强电场中，一质量3410kg m -=⨯、带电量6310C q -=+⨯的小滑块在C 处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD 段的中点P 处时速度恰好为零。
已知CD 段长度0.8m L =，圆弧DG 的半径0.2m r =；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。
210m/s g =，cos370.8︒=，sin 370.6︒=，求：（1）滑块与CD 段之间的动摩擦因数μ； （2）滑块在CD 段上运动的总路程；（3）滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能。
【答案】（1）0.25；（2）2.4 m ；（3）0.018 J ，0.002 J 【详解】（1）滑块由C 处释放，经挡板碰撞后第一次滑回P 点的过程中，由动能定理得1022L qEmg L L μ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭ 解得0.253Eqmgμ== （2）滑块在CD 段上受到的滑动摩擦力0.01N mg μ=电场力0.03N Eq =滑动摩擦力小于电场力，故不可能停在CD 段，滑块最终会在DGH 间来回往复运动，到达D 点的速度为0。
全过程由动能定理得0EqL mgs μ-=解得 2.4m s =（3）GH 段的倾角为37°，因为cos sin 0.024N Eq mg θθ==则加速度a =0。
所以滑块与绝缘挡板碰撞的最大动能为滑块第一次运动到G 点的动能。
对C 到G 过程由动能定理得()()max sin cos 0.018J k E Eq L r mgL mg r r θμθ=+---=滑块最终在DGH 间来回往复运动，碰撞绝缘挡板时有最小动能。
2020届通用高考物理三轮冲刺高考题型二专项练力学实验含解析
专项练1 力学实验1.下图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端;③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。
图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为s M、s P、s N。
依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足m1m2(选填“>”“=”或“<”);(2)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中点,m2的落点是图中点;(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的;(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用实验中测得的数据来表示,只需比较与是否相等即可。
2.(2019广东揭阳高三模拟)某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。
该小组将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。
实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是;(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量,对本实验影响(选填“有”或“没有”);(3)实验时,下列物理量中必须测量的是。
A.长木板的长度LB.重物的质量mC.小车的总质量M(4)实验中,力的传感器的示数为F,打出的纸带如图乙。
将打下的第一个点标为O,在纸带上依次取A、B、C三个计数点。
高考物理实验复习力学实验(含三年真题及部分答案)
高考实验专题复习一力学实验（附参考答案）实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:（一）打点计时器的使用（二）毫米刻度尺的使用（三）速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差.三、经典讲练【例题】（2010广东理综）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.（1）已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为⑵ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x= ;C点对应的速度是（计算结果保留三位有效数字）.fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s邻两计数点间还有 4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题：① 为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________（3）滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 _____________ （填偏大”或偏小”）解析：⑴ 逐差法"求解：S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律，m 3g- ym g=（m 2+m 3）a答案 （1）0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 （2）①CD ②天平 （3）网_（m2+m3）a 偏大m 2g五、真题训练1. （2013浙江）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。
高考物理三轮冲刺非选择题规范练：力学实验拓展与创新(解析版)
2020届高考物理三轮冲刺非选择题规范练力学实验拓展与创新1、某兴趣小组想测量一卷弹性可忽略的尼龙线可承受的最大拉力，他们选择使用拉力传感器和钢卷尺来完成实验.他们首先从整卷线上剪下一段样品线(重力不计)，穿上一个质量很小且光滑度很高的小环，然后将线两端分别固定在两根竖直杆上的两个适当位置A、B，如图所示，用拉力传感器拉住小环，竖直向下逐渐增大拉力，直到将线拉断.(1)第一次实验测量时，发现传感器的示数已经很大了但仍没有拉断尼龙线，他们分析发现尼龙线的长度不合适，应当将尼龙线长度________(填“加长”或“缩短”).(2)正确调整后进行第二次实验，竖直向下拉光滑小环，逐渐增大拉力，当观察到传感器示数为F时细线被拉断.(3)该兴趣小组要想得到尼龙线可承受的最大拉力，还需要测量的物理量是__________(并写出相应的符号).(4)写出计算承受最大拉力的表达式，F m＝__________.2、某同学验证动能定理的实验装置如图甲所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t，d 表示遮光片的宽度，L表示A、B两点间的距离．滑块与导轨间没有摩擦，用g表示重力加速度．(1)该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图6乙所示，遮光片的宽度d＝________cm.(2)该同学首先调整导轨倾角，易拉罐内盛上适量细沙，用细绳通过滑轮连接在滑块上．让滑块恰好在A点静止．剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为________(用题目中所给的物理量符号表示)．(3)为验证从A→B过程中滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系，需要验证的关系式为________________(用题目中所给的物理量符号表示)．3、某同学用如图所示的实验装置测量滑块和木板之间的动摩擦因数，滑块上有一宽度为l的挡光片.(1)他首先测量滑块的加速度.该同学设计的思路是将滑块从距离光电门不同位置处由静止释放，用毫米刻度尺测量出该距离x，用光电门测出对应挡光片的挡光时间t.测出多组x、t的数据.该同学在直角坐标系中作出1t2－x的图象，如果作出的图象为直线，图线的斜率为k，则滑块运动的加速度大小a＝________________.(2)实验中一共挂了三个钩码，如果每个钩码的质量为m，滑块的质量为5m，根据题中所给的数据可求出滑块与木板之间的动摩擦因数μ＝________________.(已知重力加速度为g)4、下图甲所示是测量圆盘转动的角速度的实验装置.水平放置的圆盘绕通过圆心的竖直轴匀速转动，圆盘转动时其边缘上固定的挡光片从光电门的狭缝中经过时，光电数字计时器可显示出光线被遮住的时间.图乙是用螺旋测微器测量挡光片的宽度，读数为________mm；图丙是用游标卡尺测量圆盘的直径，读数为________cm；若光电数字计时器显示的时间为50.0 ms，则圆盘匀速转动的角速度为________rad/s(保留两位有效数字).5、如下图下面几个实验都用到了打点计时器．①运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验②运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验③运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”实验④运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”实验(1)运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦阻力．(2)如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分，若所用交流电的频率为50 Hz，图中刻度尺的最小分度为1 mm，请问该条纸带是以四个实验中实验________(填实验的代码①②③④)得到的．(3)由如图丁的测量，打C点时纸带对应的速度为______ m/s(保留3位有效数字)．6、某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图甲所示．其主要实验步骤如下：a．用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图4乙所示；b．读出导轨标尺的总长L0，并用直尺测出导轨标尺在竖直方向的高度H0；c．读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s；d．由静止释放滑块，从数字计时器(图甲中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t.回答下列问题：(1)由图4乙读出l＝________ mm.(2)________(选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量M.(3)多次改变光电门位置，即改变距离s，重复上述实验，作出1t2随s的变化图象，如图4丙所示，当已知量t0、s0、l、H0、L0和当地重力加速度g满足表达式1t02＝________时，可判断滑块下滑过程中机械能守恒．7、气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用两个光电门以及滑块A和B来探究动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m Bb．调整气垫导轨，使导轨处于水平c．给B一个水平向左的初速度，记录B通过光电门2的挡光时间为t Bd．B与静止在导轨上的A发生碰撞后，A向左运动通过光电门1的挡光时间为t A，B向右运动通过光电门2的挡光时间为t B′(1)实验中测得滑块B上遮光条的宽度为d B，还应测量的物理量是____________________．(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式__________________成立，即可验证动量守恒定律．8、学习了“机械能守恒定律”之后，某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系”实验.他们的方法如下：(1)如图甲所示，将轻弹簧上端连在固定于铁架台的力传感器上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出.用刻度尺测量弹簧的原长和伸长后的长度，从而确定伸长量.测量数据如表格所示.伸长量x/(×10－2 m) 2.00 4.00 6.008.0010.00弹力F/N 1.60 3.19 4.75 6.388.02(2)以x为横坐标，F为纵坐标，请你在图乙中描绘出弹力与伸长量关系的图线.并由图线求得该弹簧的劲度系数k＝________(保留两位有效数字).(3)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图丙所示.调整导轨至水平，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的时间近似相等.(4)用天平称得滑块的质量m＝300 g.(5)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为________________.(6)多次重复(5)中的操作，在弹簧弹性限度内得到v与x的数据整理如下表所示：(7)结合上面测出的劲度系数k和滑块质量m，可得到表达式：________________.(8)由上述实验可得的结论： _____________________.答案与解析1、解析：(1)对小环受力分析，如图所示.根据平衡条件得2F T cos θ＝F，解得F T＝F2cos θ，当尼龙线的长度缩短时，两尼龙线之间的夹角增大，则cos θ减小，故在相同大小的力F作用下，拉力F T增大，更容易达到尼龙线的最大拉力，故应缩短尼龙线的长度.(3)(4)设两杆之间的距离d，两杆之间细线的有效长度l，由几何关系得cos θ＝l2－d2l，则F m＝Fl2l2－d2.答案：(1)缩短(3)两杆之间的距离d，尼龙线的长度l(4)Fl2l2－d22、解析：(1)宽度d＝(11＋0.4)mm＝11.4 mm＝1.14 cm.(2)由于滑块在A点静止，因此滑块的下滑分力等于易拉罐及细沙的总重力mg，又由于斜面与滑块间无摩擦，因此滑块下滑时，其受到的合外力等于mg .(3)本实验应该验证mgL ＝12Mv 2，而到达B 点时的速度v ＝dt ，代入可得mgL ＝12M (dt)2.答案：(1)1.14 (2)mg (3)mgL ＝12M d 2t23、解析 (1)滑块到达光电门处的速度v ＝lt，滑块从释放点运动到光电门处，由运动学公式有2ax ＝v 2，联立解得1t 2＝2a l 2x ，可知1t2－x图象的斜率k ＝2a l 2，解得a ＝kl 22.(2)因为不满足钩码的质量远小于滑块的质量，故需要对钩码和滑块整体受力分析，根据牛顿第二定律得3mg －μ×5mg ＝8m ×kl 22，解得μ＝35－4kl 25g.答案：(1)kl 22(2)35－4kl 25g4、解析 由螺旋测微器读出挡光片的宽度为d ＝7.5 mm ＋48.0×0.01 mm ＝7.980 mm ；由游标卡尺读数得圆盘的直径D ＝202 mm ＋5×0.1 mm ＝202.5 mm ＝20.25 cm.圆盘角速度ω＝θt ，而θ＝dπD ×2π，综合两式并代入数据可得ω＝2dDt ＝2×7.980×10－320.25×10－2×50.0×10－3rad/s ＝1.6rad/s.答案：7.980 20.25 1.65、解析：(1)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，小车存在阻力，对其规律的研究没有影响，因此不需要平衡摩擦力．(2)根据推论公式Δx ＝aT 2可以判断物体做匀变速直线运动，并求出加速度a ＝x CE －x AC4T2≈9.80 m/s 2，由加速度大小可知，纸带属于验证机械能守恒定律的实验得到的．(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，v C ＝x BD t BD ＝0.136－0.0760.04m/s ＝1.50 m/s.答案：(1)不需要 (2)④(3)1.50(1.49～1.52均可)6、解析：(1)游标尺上共有20小格，精确度为0.05 mm ，用游标卡尺测量挡光条的宽度l ＝8 mm ＋0.05×4 mm ＝8.20 mm.(2)欲验证机械能守恒定律，即Mgs sin θ＝12M (l t)2，θ为气垫导轨与水平面间的夹角，只需验证gs sin θ＝12(l t )2，可见没有必要测量滑块和挡光条的总质量M .(3)由几何知识得sin θ＝H 0L 0，当s ＝s 0，t ＝t 0时，有1t 02＝2gH 0s 0L 0l2.答案：(1)8.20 (2)没有 (3) 2gH 0s 0L 0l27、解析：(1)由于滑块上遮光条的宽度除以滑块通过光电门的时间即为滑块通过光电门时的速度，所以还应测量的物理量是滑块A 上遮光条的宽度d A .(2)由于系统水平方向所受合外力为0，故系统水平方向动量守恒，在碰撞前系统的动量为m B d B t B，取向左为正方向，故在碰撞后系统的动量为m A d A t A －m B d B t B ′，则根据动量守恒有：m B d B t B ＝m A d A t A －m B d Bt B ′，即可验证动量守恒定律．答案：(1)滑块A 上遮光条的宽度d A(2)m B d B t B ＝m A d A t A －m B d Bt B ′解析：(2)根据数据画出的F －x 图象如图：根据图象可得k ＝ΔFΔx＝80 N/m.(5)释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能.(7)根据测出的数据，归纳可得12kx 2＝12mv 2.(8)由上述实验可得的结论：在实验误差允许的范围内，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比.答案：(2)见解析图 80 N/m(80～85均可)(5)滑块的动能(7)kx 2＝mv 2或者12kx 2＝12mv 2(8)在实验误差允许的范围内，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比。
高考物理专项复习《力学实验》含答案
高考物理专项复习《力学实验》含答案1．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F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。
理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
（1）在国际单位中，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，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。
（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。
（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。
（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。
历年(2019-2023)高考物理真题专项(力学实验)练习(附答案)
历年（2019-2023）高考物理真题专项（力学实验）练习 一、实验题（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为为初始位置，将打出B、C、D、E位移区间AB AC AD AE AF()x 6.60 14.60 x∆34.90 47.30Δcm（3）从实验结果可知，小车运动的v-表示，其中k=________2cm/s，b=（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出度大小A v=________，小车的加速度大小作者的备注：此处绘图粗糙，连接遮光片小车与托盘砝码的绳子应与桌面平行；原卷中已说明，遮光片与小车位于气垫导轨上（视为无摩擦力）4．（2023ꞏ辽宁ꞏ统考高考真题）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA 为水平段。
选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为1m 和2m (12m m >)。
将硬币甲放置在斜面一某一位置，标记此位置为B 。
由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O 点到停止处的滑行距离OP 。
将硬币乙放置在O 处，左侧与O 点重合，将甲放置（1）实验中，拉动木板时__________（填“必须”或“不必”）保持匀速。
（2）用A m 和B m 分别表示木块A 和重物B 的质量，则m 和A B 0m m m n μ、、、、所满足的关系式为m =__________。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。
首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。
高考复习(物理)专项练习：力学实验【含答案及解析】
专题分层突破练16力学实验A组1.(2021浙江衢州高三二模)(1)图甲中,探究求合力的方法、研究平抛运动两实验均需使用的器材是(填写器材名称)。
甲(2)在探究求合力的方法实验中,通过对拉的方法来选择两个弹簧测力计。
方案一为两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉,方案二为两弹簧测力计置于水平桌面对拉,下列说法正确的是。
A.弹簧测力计使用前必须进行调零B.实验时,两个弹簧测力计的量程需一致C.若方案一的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用D.若方案二的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用(3)在探究求合力的方法的实验中,某实验小组使用的弹簧测力计量程为0~5.00 N,将橡皮条一端固定,先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端拉到某一位置,标记为O点,紧靠细绳标记A、B两点,并记录弹簧测力计读数;然后用一只弹簧测力计将其拉至O点,标记紧靠细绳的C点,并记录弹簧测力计读数,该小组完成的部分实验数据记录在图乙中。
乙①按实验要求完成作图。
②结合图乙,分析实验过程与结果,下列措施对减小实验误差有益的是。
A.适当增加橡皮条的原长B.适当增大两细绳的夹角C.增大A、B两点到O点的距离D.增大弹簧测力计的拉力2.(2021江西赣州高三一模)图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。
实验步骤如下:甲乙①用天平测量物块和遮光片的总质量m'、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d,用刻度尺测量两光电门之间的距离s;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字计时器分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt A和Δt B,求出加速度a;④多次重复步骤③,求a的平均值a;⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
回答下列问题:(1)下列说法正确的是。
A.此实验需要平衡摩擦力B.此实验需要遮光片的宽度d尽量小些C.此实验需要满足m'远大于mD.此实验需要两光电门之间的距离s尽量小些(2)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的读数如图乙所示,其读数为 cm。
力学试验(解析版)--2024年新高考物理二轮热点题型
力学试验目录一、必修实验【题型一】 纸带类问题【题型二】弹簧、橡皮条类实验【题型三】 平抛实验二.选修实验【题型四】单摆实验【题型五】碰撞实验三．力学创新实验一、必修实验【题型一】纸带类问题【解题指导】1.平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑。
2.三个关键点(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点；计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。
要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。
(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源。
打点稳定后，再释放纸带。
(3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、截距等的物理意义。
1(2023上·四川绵阳·高三绵阳中学校考开学考试)某同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动，实验时将打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带如图乙所示。
(1)实验时必要的措施是。
(填正确选项前的字母标号)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)图乙中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点(每相邻两个计数点间还有四个点未画出)，已知s1=7.08cm，s2=7.70cm，s3=8.29cm，s4=8.91cm，s5=9.50cm，s6=10.11cm，则小车的加速度大小为m/s2。
(结果保留两位有效数字)【答案】AB/BA0.61【详解】(1)[1]AB ．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平，同时为了打点稳定，应先开电源再放小车，故AB 正确；C ．本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，只要能让小车做匀加速运动即可，故C 错误；D ．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，因此只要摩擦力恒定即可，不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，故D 错误。
2021届高考物理三轮冲刺专练：力学计算题(解析版)
力学计算题1．弹珠游戏装置可以简化如下图。
轻质弹簧一端固定，另一端紧靠着一个弹珠（与弹簧不栓接）。
轻推弹珠，弹簧被压缩；释放后，弹珠被弹簧弹出，然后从A点进入竖直圆轨道（水平轨道和竖直圆轨道平滑相接）。
已知弹珠的质量m=20g（可视为质点），圆轨道的半径R=0.1m，忽略弹珠与轨道间的一切摩擦，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：(1)若弹珠以v =2.2m/s的速度从A点进入竖直圆轨道，它能否顺利通过圆轨道的最高点B？请说明理由。
(2)在O点左侧有一个小盒子，盒子上开有小孔，孔口C点与圆轨道的圆心O等高，并与O点的水平距离为2R，要想让弹珠能从C点掉入盒子中，弹簧被压缩后需要储存多大的弹性势能E P？2．如图所示是一架吊机将卡车上某货物起吊到轮船过程的示意图。
已知该货物质量为500kg，货物在卡车上初位置A和最终到轮船上位置B的离地高度均为2m，A、B之间的距离为28m，被吊起的最大高度为20m。
假设货物只在竖直方向和水平方向运动，且速度变为零后再向另一方向运动，在运动过程中加速和减速的最大加速度均为22m/s，在水平方向的最大速度为2m/s，不计空气阻力。
求：(1)若要使货物运送时间最短，求上升过程中的最大速度；(2)货物从A到B过程中的总时间；(3)货物上升过程中的最大牵引力。
3．在某一长直的赛道上，有一辆赛车A前方x0=200m处有一辆赛车B正以v B=10m/s的速度匀速前进，这时赛车A从静止出发以2m/s2的加速度追赶，试求：(1)赛车A追上赛车B之前两车之间的距离最远是多少米？(2)赛车A何时追上赛车B？此时赛车A的速度为多大？(3)当赛车A刚追上赛车B时，赛车A立即刹车，使赛车A以4m/s2的加速度做匀减速直线运动，问两车再经过多长时间第二次相遇？（设赛车A可以从赛车B旁经过而不发生相撞）4．如下图所示为长沙市地标建筑——国金中心，其内置观光电梯，到达位于高层的餐厅的游客可以360 鸟瞰长沙。
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专项练1 力学实验1.下图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端;③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。
图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为s M、s P、s N。
依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足m1m2(选填“>”“=”或“<”);(2)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中点,m2的落点是图中点;(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的;(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用实验中测得的数据来表示,只需比较与是否相等即可。
2.(2019广东揭阳高三模拟)某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。
该小组将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。
实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是;(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量,对本实验影响(选填“有”或“没有”);(3)实验时,下列物理量中必须测量的是。
A.长木板的长度LB.重物的质量mC.小车的总质量M(4)实验中,力的传感器的示数为F,打出的纸带如图乙。
将打下的第一个点标为O,在纸带上依次取A、B、C三个计数点。
已知相邻计数点间的时间间隔为T,测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1、x2、x3。
则从打O点到打B点过程中,探究结果的表达式是:(用题中所给字母表示)。
3.(2019福建厦门外国语学校高三最后模拟)某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律,在铁架台上安装有一电磁铁(固定不动)和一光电门(可上下移动),电磁铁通电后将钢球吸住,然后断电,钢球自由下落,并通过光电门,计时装置可测出钢球通过光电门的时间。
(1)用10分度的游标卡尺测量钢球的直径,示数如图乙所示,可知钢球的直径D= cm。
(2)多次改变光电门的位置,测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h(h≫D),并计算出小球经过光电门时的速度v,若空气阻力可以忽略不计,则下列关于v2-h的图象正确的是。
(3)钢球通过光电门的平均速度(选填“大于”或“小于”)钢球球心通过光电门的瞬时速度。
4.某同学利用图甲所示的装置探究“外力一定时,加速度与质量的关系”。
图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源,小车的质量未知。
(1)实验之前要平衡小车所受的阻力,具体的步骤是,吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列的点。
(2)按住小车,在吊盘中放入适当质量的物块,并在小车中放入质量已知的砝码,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是。
(3)打开打点计时器电源,释放小车,得到如图乙所示的纸带,图示为五个连续点之间的距离(单位:cm),则小车的加速度a= m/s2。
(结果保留两位小数)(4)改变小车中的砝码质量多次试验,得到不同的纸带,记录砝码的质量m,并根据纸带求出不同的m 对应的加速度a,以m为横坐标,为纵坐标,做出-m关系图线如图丙所示,设图中直线的斜率为k,纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车的质量为。
5.某同学利用如图所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。
A.平衡小车与长木板间的摩擦力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.细线必须与长木板平行(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz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)。
s1=3.59 cm,s2=4.42 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm。
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B点时小车的速度v B= m/s。
(结果均保留三位有效数字)(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
6.如图所示,某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。
A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负。
A连接质量不计的细绳,并可沿固定的圆弧形轨道移动。
B固定不动,通过光滑铰链连接一轻杆,将细绳连接在杆右端O点构成支架,调整使得O点位于圆弧形轨道的圆心处,保持杆沿水平方向。
随后按如下步骤操作:①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ;②对两个传感器进行调零;③用另一绳在O点悬挂住一个钩码,记录两个传感器读数;④取下钩码,移动传感器A ,改变θ角,重复上述步骤①②③④,得到图示数据表格a 。
(1)根据表格a,可知A 传感器对应的是表中的力 (选填“F 1”或“F 2”),并求得钩码质量为 kg(保留一位有效数字);(2)换用不同钩码做此实验,重复上述实验步骤,得到数据表格b 。
则表格b 中30°所对应的F 2空缺处数据应为 N;表格a F 1/N 1.001 0.580 … 1.002 …F 2/N -0.868 -0.291… 0.865 … θ 30° 60° … 150° …表格bF 1/N 1.103 … …F 2/N … …θ 30° 60° …(3)(单选)实验中,让A 传感器沿圆心为O 的圆弧形(而不是其他的形状)轨道移动的主要目的是 。
A.方便改变A 传感器的读数B.方便改变B 传感器的读数C.保持轻杆右端O 的位置不变D.方便改变细绳与杆的夹角θ7.(2019江苏七市二模)利用图甲所示装置探究物体的加速度与所受合外力的关系,小车质量约300 g,另配置质量20 g的钩码5个,质量500 g的砝码1个。
(1)实验中,平衡摩擦力的具体做法是(选填“挂上”或“移去”)钩码,长木板右端用垫块抬高,调至适当高度,接通电源,轻推小车,使纸带上打出的点间距相等。
(2)实验通过添加钩码改变小车的受力。
关于小车,下列说法中正确的有。
A.当钩码质量远小于小车总质量时,可认为小车所受合外力与钩码重力大小相等B.开始实验时,应将砝码放入小车C.小车内放入砝码后需重新平衡摩擦力D.实验中不需要测出小车的质量(3)实验中打出一条纸带,如图乙所示,从某清晰点开始取计数点,分别标为0、1、2、3、4、5、6,测量点0到点3的距离为d1,点0到点6的距离为d2,已知相邻计数点间的时间间隔均为T,则加速度a=。
高考题型二实验题专项练1力学实验1.答案 (1)> (2)M N(3)m1=m1+m2(4)m1s P m1s M+m2S N解析 (1)为了防止入射球碰后反弹,一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量;(2)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后m1球的落地点是M点,m2球的落地点是N点;(3)碰撞前,小球m1落在图中的P点,设其水平初速度为v1。
小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中的M点,设其水平初速度为v1',m2的落点是图中的N点,设其水平初速度为v2。
设斜面BC与水平面的倾角为α,由平抛运动规律得:s M sinα=gt2,s M cosα=v1't解得:v1'=同理可解得:v1=,v2=,所以只要满足:m1v1=m2v2+m1v1',即:m1=m1+m2,则说明两球碰撞过程中动量守恒;如果满足小球的碰撞为弹性碰撞,则应满足:m1m1v1'2+m2代入以上速度表达式可知,应满足公式为:m1s P=m1s M+m2s N;故需要验证:m1s P和m1s M+m2s N相等。
2.答案 (1)平衡摩擦力(2)没有(3)C(4)F x2=M2解析 (1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使细线的拉力等于其合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力;(2)由于有力传感器测量绳的拉力,则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量,即对实验没有影响;(3)由题可知,小车的合力即为力传感器的示数,由纸带可求得小车运动某段距离时对应的速度,由原理F合x=Mv2-,所以一定要测量的物理量为小车的质量,故C正确;(4)从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=Fx2,B点的速度v B=,小车动能的增加量ΔE k=M2,探究结果的表达式是:Fx2=M2。
3.答案 (1)0.96(2)B(3)小于解析 (1)游标卡尺的主尺读数为:0.9cm,游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.1×6mm=0.6mm,所以最终读数为:0.96cm;(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故:v=根据机械能守恒的表达式有:mgh=mv2,那么关于v2-h的图象应该是一条过原点的倾斜直线,故B正确;(3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度。
4.答案 (1)间隔均匀(2)远小于小车的质量(3)3.25(4)解析 (1)平衡摩擦力后,用手轻拨小车,小车应做匀速直线运动,打点计时器打出一系列间隔均匀的点。
(2)设小车质量为M,车上砝码质量为m,吊盘和盘中物块的质量和为m2,小车所受拉力为F,对小车和砝码受力分析,由牛顿第二定律可得F=(M+m)a;对吊盘和盘中物块受力分析,由牛顿第二定律可得m2g-F=m2a;解得:F=·m2g,化简得:F=·m2g,当m2≪M时,改变车上砝码质量m,小车所受拉力近似不变。
故为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是远小于小车的质量。
(3)打点周期T=0.02s,小车的加速度a==×10-2m/s2=3.25m/s2(4)认为拉力不变,则a=,化简得:。
图中直线的斜率为k,纵轴上的截距为b,则k=,b=,解得:M=。