2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)：第15講 力學(xué)實驗 -專項訓(xùn)練 【含答案】

2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)：第15講力學(xué)實驗-專項訓(xùn)練1.讀出圖中游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù):游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm;螺旋測微器的讀數(shù)為mm.

2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,小王同學(xué)組裝了如圖甲所示裝置.(1)小王將長木板的一端適當(dāng)墊高,在不掛砝碼盤的情況下,使小車靠近打點計時器.先接通電源,后用手輕撥小車,小車便拖動紙帶在木板上運動.若打點計時器在紙帶上打出的計時點越來越疏(從打出的點的先后順序看),則應(yīng)將長木板底下的小木塊墊得比原先(填“高”或“低”)些.重復(fù)以上操作步驟,直到打點計時器在紙帶上打出一系列間隔均勻的計時點.小王稱量出小車的質(zhì)量為200.0g,應(yīng)選擇圖乙中的(填“A”“B”或“C”)作牽引小車的懸掛物.

(2)操作過程中,小王回想起學(xué)習(xí)運動學(xué)時也用到該實驗裝置做了“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”,這個實驗中(填“需要”或“不需要”)完成以上(1)的操作.

(3)圖丙為實驗得到的一條紙帶(每兩點間有四個點未畫出),則其對應(yīng)的加速度a=m/s2(電源頻率為50Hz,保留兩位有效數(shù)字).

(4)小王保持懸掛的重物質(zhì)量不變,研究小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系.小王改變小車的質(zhì)量M,得到小車的加速度a,并描繪a-1M圖線后,發(fā)現(xiàn)圖線在1M值較大的區(qū)間發(fā)生彎曲,其他區(qū)間為直線,他分析認為可能是由于細繩拉力不再等于懸掛物重力引起的,于是調(diào)整了研究參數(shù),結(jié)果得到了一條完整的直線,他的調(diào)整可能是A.描繪a與1MB.描繪a與1MC.描繪a與(M+m)的關(guān)系圖線D.描繪a與mM3.[2024·余姚中學(xué)模擬](1)在下列實驗中,需要用到打點計時器的有(填選項前的字母).

A.“探究平拋運動的特點”的實驗B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗C.“用單擺測量重力加速度”的實驗D.“探究向心力大小表達式”的實驗(2)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,實驗裝置如圖甲所示.按照正確操作得到如圖乙所示的紙帶.其中打O點時釋放物體,計數(shù)點A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點.已知打點計時器的電源頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.80m/s2.①實驗桌上放著如圖丙所示的三個物體M、N、P,則實驗裝置中的重物應(yīng)選擇(選填“M”“N”或“P”).

②在紙帶OB段,重物的重力勢能減少量為J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

③為了計算在OB段重物的動能增加量,需得到打點計時器打B點時重物的速度大小vB.下列計算B點速度大小的方法正確的是(填選項前的字母).

A.vB=2B.vB=gtOBC.vB=x4.[2024·效實中學(xué)模擬]用如圖所示裝置研究平拋運動.將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上.鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出,落在水平擋板MN上.由于擋板靠近硬板一側(cè)較低,鋼球落在擋板上時,鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點.移動擋板,重新釋放鋼球,如此重復(fù),白紙上將留下一系列痕跡點.(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié),直到斜槽末端切線.每次讓小球從同一位置由靜止釋放,是為了平拋.

(2)下列說法正確的是.

A.小球與斜槽間有摩擦?xí)箤嶒灥恼`差增大B.斜槽軌道傾角越大,實驗誤差會越小C.擋板高度應(yīng)該等間距變化D.如果用空心鋼球代替實心鋼球做實驗,會增大實驗誤差(3)為定量研究,取平拋運動的起始點為坐標(biāo)原點,建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標(biāo)系.首先將鋼球靜置于Q點,鋼球的(選填“最上端”“最下端”或“球心”)對應(yīng)白紙上的位置即為原點;然后再確定(選填“x軸”或“y軸”).

(4)為了得到平拋物體的運動軌跡,同學(xué)們還提出了以下三種方案,其中可行的是.

A.從細管水平噴出穩(wěn)定的細水柱,拍攝照片,即可得到平拋運動軌跡B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運動軌跡C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,將會在白紙上留下筆尖的平拋運動軌跡5.[2024·諸暨中學(xué)模擬](1)某小組做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗.①如圖甲為實驗操作過程中記錄的畫面,請指出該小組操作過程存在的兩處錯誤:A.;

B..

②在該實驗中,下列操作或思考可行的是.

A.同一次實驗,不允許結(jié)點O的位置變動B.確定力的方向時,可以用鉛筆沿著細繩畫線C.若只有一個彈簧測力計也能完成探究D.可以用細繩代替橡皮筋(2)如圖乙所示,在鐵架臺的水平橫桿上等間距地懸掛6根完全相同的彈簧,依次在彈簧下端懸掛0、1、2、3、4、5個鉤碼,發(fā)現(xiàn)彈簧末端近似在一條傾斜直線上.以下結(jié)論正確的是.

A.彈簧彈力與彈簧長度成正比B.傾斜直線越陡表示該彈簧抗拒形變的“本領(lǐng)”越小C.換一組更“硬”的彈簧,直線的傾斜程度更平緩D.按照上述規(guī)律不斷增加彈簧和鉤碼,各彈簧末端一定都在此傾斜直線附近6.[2023·效實中學(xué)模擬]“探究向心力大小的表達式”實驗裝置如圖所示.(1)采用的實驗方法是(填選項前的字母).

A.控制變量法B.等效法C.模擬法(2)在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下,逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動,此時左、右標(biāo)尺露出的紅白相間等分標(biāo)記之比等于兩小球的(選填“線速度大小”“角速度的二次方”或“周期的二次方”)之比;在加速轉(zhuǎn)動手柄過程中,左、右標(biāo)尺露出紅白相間等分標(biāo)記之比(選填“不變”“變大”或“變小”).

參考答案與詳細解析1.11.40.922(0.921~0.923均可)[解析]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為4×0.1mm=0.4mm,所以最終讀數(shù)為11.4mm;螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm,可動刻度讀數(shù)為42.2×0.01mm=0.422mm,所以最終讀數(shù)為0.922mm.2.(1)低B(2)不需要(3)0.20(4)A[解析](1)打點計時器在紙帶上打出的計時點越來越疏,說明小車做加速運動,木板的一端抬得過高,則應(yīng)將長木板底下的小木塊墊得比原先低些.要使得懸掛物的重力等于小車的牽引力,必須要使得懸掛物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,小王稱量出小車的質(zhì)量為200.0g,應(yīng)選擇圖乙中的B作為牽引小車的懸掛物.(2)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,只需要小車做加速運動即可,不需要補償阻力,即這個實驗中不需要完成以上(1)的操作.(3)因每兩點間有四個點未畫出,可知T=0.1s,則其對應(yīng)的加速度a=xDG-xAD9T2=(6.50-2.60)-(2.60-0.50)9×0.12×10-2(4)對小車和懸掛物整體有mg=(M+m)a,故a=mgM+m,作圖時應(yīng)作出a-1M+m圖像,3.(1)B(2)①P②0.453③C[解析](1)“探究平拋運動的特點”的實驗中,物體的運動軌跡是曲線,打點計時器只能用來研究直線運動,所以用不到打點計時器,故A錯誤;“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,需要測量加速度的大小,所以需要用到打點計時器,故B正確;“用單擺測量重力加速度”的實驗中,需要用刻度尺測擺長和用停表測周期,不需要打點計時器,故C錯誤;“探究向心力大小表達式”的實驗中,需要用天平測質(zhì)量和通過向心力演示儀讀出角速度之比、半徑之比、向心力之比,不需要打點計時器,故D錯誤.(2)①紙帶下端所掛物體應(yīng)該體積小而質(zhì)量大,從而受到阻力影響較小,同時不要選用砝碼、鉤碼這類易受損的精密器材,只能用圖中的P.②在紙帶OB段,重物的重力勢能減少量為Ep=mgh=200×10-3×9.80×23.10×10-2J≈0.453J.③計算B點速度大小,應(yīng)根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度,即vB=xACtAC,故C正確;不能利用vB=2gxOB和vB=gtOB,因為這兩個式子已經(jīng)默認機械能守恒了,實驗的驗證性目的不存在了,4.(1)水平初速度相等(2)D(3)球心y軸(4)AB[解析](1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié),直到斜槽末端切線水平,以保證小球能水平飛出.每次讓小球從同一位置由靜止釋放,是為了平拋運動初速度相等.(2)斜槽的作用是使小球獲得水平初速度,小球與斜槽間是否有摩擦以及斜槽軌道傾角大小都不會影響實驗結(jié)果,故A、B錯誤;擋板的作用是阻擋小球以獲得一些平拋運動過程中的位置點跡,對擋板高度變化并無等間距要求,故C錯誤;空心鋼球受空氣阻力影響較大,所以用空心鋼球代替實心鋼球做實驗,會增大實驗誤差,故D正確.(3)由題意“鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點”知鋼球的球心對應(yīng)白紙上的位置即為原點,確定原點后,再根據(jù)鉛垂線確定y軸.(4)從細管水平噴出穩(wěn)定的細水柱,拍攝照片,可得到平拋運動軌跡,故A符合題意;用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置,平滑連接各位置,可得到平拋運動軌跡,故B符合題意;將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,筆尖與紙面之間無擠壓并不會留下痕跡,故不可得到平拋運動軌跡,故C不符合題意.5.(1)①A.細繩未與彈簧中心軸共線B.細繩太短②AC(2)BC[解析](1)①由圖甲可知,該小組操作過程存在的兩處錯誤是,細繩未與彈簧中心軸共線和細繩太短.②為了保證效果相同,同一次實驗過程中O點位置不允許變動,故A正確;確定力的方向時,采用兩點確定一條直線的方法,不能沿細繩畫線,故B錯誤;若只有一只彈簧測力計,為了完成該實驗,需用手拉住一條細繩,用彈簧測力計拉另一條細繩,互成角度地拉橡皮條,使結(jié)點到達O點,且至少需要3次把橡皮條結(jié)點拉到O點,第一次用細繩代替拉力F1,用彈簧測力計測量F2,第二次用細繩代替拉力F2,用彈簧測力計測量F1,第三次彈簧測力計直接拉橡皮條,測量F',故C正確;兩個彈簧測力計共同作用時,與一個彈簧測力計作用效果相同,必須使作用效果相同,若用細繩代替橡皮筋,不能保證效果相同,故D錯誤.(2)根據(jù)題意,以不掛鉤碼的彈簧底端為原點,建立坐標(biāo)系,如圖所示,可知,y表示彈簧的形變量,設(shè)相鄰彈簧水平間距為x0,傾斜直線與x軸夾角為θ,由圖可知,當(dāng)掛1個鉤碼時,形變量為x0tanθ,當(dāng)掛2個鉤碼時,形變量為2x0tanθ,…,當(dāng)掛5個鉤碼時,形變量為5x0tanθ,綜上所述可知,彈簧彈力與彈簧形變量成正比,故A錯誤;綜上所述有nmg=knx0tanθ,可得tanθ=mgkx0,可知傾斜直線越陡,勁度系數(shù)k越小,表示該彈簧抗拒形變的“本領(lǐng)”越小,換一組更“硬”的彈簧,即k變大,則θ變小,直線的傾斜程度更平緩,故B、C正確;按照上述規(guī)律不斷增加彈簧和鉤碼,當(dāng)超過彈簧的彈性限度時,彈簧末端不在此傾斜直線附近,故6.(1)A(2