統(tǒng)考版2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)闖關(guān)導(dǎo)練熱點(diǎn)15力學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析

PAGE8-熱點(diǎn)15力學(xué)試驗(yàn)1．如圖甲所示是用主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度的游標(biāo)卡尺測量一工件內(nèi)徑的實(shí)物圖，圖乙是游標(biāo)部分放大后的示意圖，則該工件的內(nèi)徑為________cm.用螺旋測微器測一金屬桿的直徑，結(jié)果如圖丙所示，則桿的直徑是________mm.2．[2024·太原一模]某試驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律．試驗(yàn)時，先將金屬小球A從斜槽上某一固定位置由靜止釋放，A從斜槽末端飛出后落到水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次．把相同半徑的塑料小球B放在與斜槽末端等高的支柱上，讓A仍從斜槽上同一位置由靜止釋放，與B碰撞后，A、B分別在記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次．圖中O點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，M、P、N分別為小球落點(diǎn)的痕跡，小立柱與斜槽末端的距離等于小球的直徑．(1)下列說法正確的是________．A．斜槽的末端必需水平B．須要測量斜槽末端距地面的高度C．圖中M點(diǎn)是未放小球B時小球A的落點(diǎn)痕跡D．圖中P點(diǎn)是未放小球B時小球A的落點(diǎn)痕跡(2)用螺旋測微器測量小球的直徑時示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d＝________mm.(3)試驗(yàn)中測出小球的直徑及M、P、N與O點(diǎn)的距離分別用d、OM、OP、ON表示，若碰撞過程中動量守恒，則兩小球的質(zhì)量之比為________(用所給符號表示)．3．用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，將打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止起先自由下落．某次試驗(yàn)中，讓質(zhì)量為m的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡，如圖乙所示，O是打下的第一個點(diǎn)，取離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的相鄰的三個實(shí)際點(diǎn)A、B、C為計數(shù)點(diǎn)．已知m＝0.1kg，打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一個點(diǎn)．(1)關(guān)于該試驗(yàn)的幾個操作，下列說法正確的是________．A．若運(yùn)用電火花打點(diǎn)計時器，則應(yīng)當(dāng)接到4V～6V的溝通電源上B．若某條紙帶的起先兩個明顯點(diǎn)跡之間的距離大于2mm，可能是先釋放重物，再接通電源打出的一條紙帶，這是操作不規(guī)范造成的C．若某條紙帶的起先兩個明顯點(diǎn)跡之間的距離小于2mm，則說明不是在打下第一個點(diǎn)跡的同時釋放的紙帶，但只要操作正確仍可以認(rèn)為打下第一個點(diǎn)時速度為零，這條紙帶是可以運(yùn)用的D．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝eq\r(2gh)計算出瞬時速度vE．用刻度尺測出物體下落高度h，由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v(2)在打點(diǎn)O到B過程中物體重力勢能的削減量為______J，動能的增加量為______J．(g取9.8m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)4．用圖1所示裝置探究功與速度變更的關(guān)系，進(jìn)行的主要操作步驟如下：a．不掛橡皮筋，調(diào)整木板的傾斜程度，使小車拖動紙帶勻速運(yùn)動；b．將小車?yán)量拷嫊r器處，接通計時器電源，放開小車；c．加掛一條、兩條相同的橡皮筋，重復(fù)b步驟．(1)某次試驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖2所示，D之前各點(diǎn)間的距離不相等，E之后各點(diǎn)間的距離都相等．若使誤差最小，下列計算小車勻速運(yùn)動的速度的表達(dá)式最好的是(T為打點(diǎn)周期)________(填選項前的字母)．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)若掛一條橡皮筋時E點(diǎn)之后各點(diǎn)之間的距離為x1，掛兩條時E點(diǎn)之后各點(diǎn)之間的距離為x2，則x1：x2＝________.(3)若測得A、B、C、D四點(diǎn)之間的距離分別為xAB、xBC、xCD，則________(填選項前的字母序號)．A．xBC－xAB＝xCD－xBCB．xBC－xAB<xCD－xBCC．xBC－xAB>xCD－xBC5．[2024·宜昌夷陵中學(xué)、襄陽五中、鐘祥一中聯(lián)考]為探討物體所受空氣阻力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系，小魯約小明在一個無風(fēng)的周末開汽車來到郊外一段人車稀有的平直馬路上．小魯打開汽車天窗，將如圖甲所示裝置固定在汽車車頂，木板始終保持水平．小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直馬路上各勻速行駛一段距離，小魯將汽車不同行駛速度對應(yīng)的彈簧測力計的示數(shù)依次記錄在下表中．汽車速度v/(m·s－1)5101520彈簧測力計示數(shù)F/N0.200.823.30(1)如圖乙所示，為小魯同學(xué)在車速穩(wěn)定在15m/s時用手機(jī)拍下的彈簧測力計刻度盤的照片，此時彈簧測力計示數(shù)為________N.(2)如圖甲試驗(yàn)裝置中用小車而不是木塊，并將其放在表面平滑的木板上，目的是減小________對試驗(yàn)結(jié)果的影響．(3)分析上表中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，則當(dāng)彈簧測力計的讀數(shù)穩(wěn)定在2.40N時，車速為________m/s.(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)6．[2024·陜西漢中九校聯(lián)考]在探究加速度與力關(guān)系的試驗(yàn)中，小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示(俯視圖)的試驗(yàn)方案：將兩個小車放在水平木板上，前端分別系一條細(xì)線跨過定滑輪與砝碼盤相連，后端各系一細(xì)線．(1)平衡摩擦力后，在保證兩小車質(zhì)量相同、盤中砝碼質(zhì)量不同的狀況下，用一黑板檫把兩條細(xì)線同時按在桌子上，抬起黑板擦?xí)r兩小車同時起先運(yùn)動，按下黑板擦?xí)r兩小車同時停下來．小車前進(jìn)的位移分別為x1、x2，由x＝eq\f(1,2)at2，知eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)，測出砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m1、m2，若滿意________________，即可得出小車的質(zhì)量肯定時，其加速度與拉力成正比的結(jié)論．若小車的總質(zhì)量符合遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量的需求，但該試驗(yàn)中測量的誤差仍舊較大，其主要緣由是_______________________________________________________________________________________________________________________________.(2)小軍同學(xué)換用圖乙所示的方案進(jìn)行試驗(yàn)：在小車的前方安裝一個拉力傳感器，在小車后面固定紙帶并穿過打點(diǎn)計時器．由于安裝了拉力傳感器，下列操作要求中不須要的是________．(填選項前的字母)A．測出砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量B．將木板墊起適當(dāng)角度以平衡摩擦力C．跨過滑輪連接小車的細(xì)線與長木板平行D．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量(3)測出小車質(zhì)量M并保持不變，變更砝碼的質(zhì)量分別測得小車加速度a與拉力傳感器示數(shù)F，利用測得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中畫出a-F圖線A如圖丙所示；若小軍又以eq\f(1,M)為斜率在圖象上畫出圖線B如圖丙所示，利用圖象中給出的信息，可求出拉力傳感器的質(zhì)量為________．7．[2024·安徽省江南十校高三二模]為測一遙控電動小車的額定功率，進(jìn)行了如下試驗(yàn)：①將電動小車、紙帶和打點(diǎn)計時器等按如圖甲所示安裝；②接通打點(diǎn)計時器電源(其打點(diǎn)周期為0.02s)；③使電動小車以額定功率加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止在斜面上后再關(guān)閉打點(diǎn)計時器電源(小車在整個運(yùn)動中所受阻力恒定)．在上述過程中，打點(diǎn)計時器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖乙所示，請你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．(1)該電動小車運(yùn)動的最大速度為________m/s.(2)關(guān)閉小車電源后，小車的加速度大小為________m/s2.(3)若小車的質(zhì)量為0.4kg，則小車的額定功率是________W.熱點(diǎn)15力學(xué)試驗(yàn)1．答案：2.3102.700解析：游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為23mm，游標(biāo)尺上第2個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×2mm＝0.10mm.所以最終讀數(shù)為：主尺讀數(shù)＋游標(biāo)尺讀數(shù)＝23mm＋0.10mm螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)2.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×20.0＝0.200mm，所以最終讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)＋可動刻度讀數(shù)＝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證兩小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動，A正確；本試驗(yàn)是依據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律驗(yàn)證動量守恒定律，須要測量的是A、B兩小球拋出的水平距離，因?yàn)閽伋龈叨认嗤涞貢r間一樣，驗(yàn)證時等式兩端會把時間消去，所以與高度無關(guān)，B錯誤；碰撞后A球速度小，B球速度大，因?yàn)槁涞貢r間一樣，所以M點(diǎn)是碰撞后A球落點(diǎn)，N點(diǎn)是B球落點(diǎn)，而P點(diǎn)就是沒有發(fā)生碰撞時A球的落點(diǎn)，C錯誤，D正確．(2)螺旋測微器讀數(shù)為7.5mm＋0.000mm＝(3)依據(jù)試驗(yàn)原理可知mAv0＝mAv1＋mBv2，因?yàn)橄侣鋾r間一樣，所以mAOP＝mAOM＋mB(ON－d)，所以兩小球質(zhì)量之比為eq\f(ON－d,OP－OM).3．答案：(1)BC(2)0.390.36解析：(1)電火花打點(diǎn)計時器則應(yīng)當(dāng)接到220V的溝通電源上，A選項錯誤；h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×(0.02)2m＝2mm，假如某根紙帶的起先兩個明顯點(diǎn)跡之間的距離大于2mm，說明在打第一個點(diǎn)時有向下的初速度，可能是先釋放重物，再接通電源，B選項正確；假如某根紙帶的起先兩個明顯點(diǎn)跡之間的距離小于2mm，而用夾子釋放的重物不行能會有向上的速度，只可能時間t<0.02s，而有可能是在打下第一個點(diǎn)后，過了一段時間再釋放的紙帶，第一、二兩個點(diǎn)之間運(yùn)動的時間可能小于0.02s，但是它的初速度還是零，這根紙帶是可以運(yùn)用的，C選項正確；不能通過v＝eq\r(2gh)、v＝gt計算瞬時速度v，用了這個公式，就相當(dāng)于已經(jīng)用了機(jī)械能守恒，D、E選項錯誤．(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)若使誤差最小，計算小車勻速運(yùn)動的速度時可用EH之間的平均速度，即v＝eq\f(EH,3T)，故選D.(2)由動能定理W＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,T)))2∝x2，因用一條橡皮筋時對小車做功為W，兩條橡皮筋時對小車做功為2W，則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1,x2)))2＝eq\f(1,2)，則eq\f(x1,x2)＝eq\f(1,\r(2)).(3)小車在脫離橡皮筋之前隨彈力的減小做加速度減小的加速運(yùn)動，依據(jù)Δx＝aT2可知，相鄰相等時間內(nèi)的位移之差漸漸減小，則xBC－xAB>xCD－xBC，故選C.5．答案：(1)1.80(2)摩擦力(3)17解析：(1)由圖可知彈簧測力計示數(shù)為1.80N.(2)用小車而不用木塊，可將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，放在表面平滑的木板上，降低了接觸面的粗糙程度，所以可以減小小車受到的摩擦力．(3)當(dāng)車速穩(wěn)定時，依據(jù)二力平衡條件可知，此時彈簧測力計的示數(shù)表示小車所受空氣阻力的大小，對表中的數(shù)據(jù)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，說明空氣阻力的大小與速度大小的平方成正比，故當(dāng)彈簧測力計的讀數(shù)穩(wěn)定在2.40N時車速v＝eq\r(\f(2.40,0.008))m/s＝17m/s.6．答案：(1)eq\f(m1,m2)＝eq\f(x1,x2)黑板擦按下后小車不會立即停下，測量的位移不是實(shí)際加速位移(2)AD(3)eq\f(F0,a0)－M解析：(1)由位移公式x＝eq\f(1,2)at2知，小車從靜止起先做勻加速直線運(yùn)動時，時間相等的狀況下加速度與位移成正比，依據(jù)牛頓其次定律有小車質(zhì)量肯定時，加速度與拉力成正比，拉力是用砝碼及砝碼盤的總重力代替的(即加速度與砝碼及砝碼盤總重力成正比)，所以若滿意eq\f(m1,m2)＝eq\f(x1,x2)，則加速度與拉力大小成正比；若小車的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量，但該試驗(yàn)中測量的誤差仍舊較大，分析試驗(yàn)中客觀緣由，則應(yīng)是位移測量出現(xiàn)了問題，比如黑板擦按下后小車不會立即停下．(2)若安裝了拉力傳感器，則拉力不須要測量了，當(dāng)然也不必滿意砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量；也不必測出砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量(是用它們的總重力代替拉力的)，但仍需平衡摩擦力，細(xì)線要與長木板平行．(3)依據(jù)牛頓其次定律有a＝eq\f(1,m)·F，對圖象A有a0＝eq\f(1,M＋m)F0，可得拉力傳感器的質(zhì)量為m＝eq\f(F0,a0)－M.7．答案：(1)2.0(2)4.0(3)3.2解析：(1)依據(jù)紙帶可知，當(dāng)所打的點(diǎn)點(diǎn)距勻稱時，表示小車勻速運(yùn)動，此時速度最大，故有