【高考復(fù)習(xí)指導(dǎo)】2022屆高三物理二輪復(fù)習(xí)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練-專題十二-力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

專題十二力學(xué)試驗(yàn)與創(chuàng)新限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練[單獨(dú)成冊(cè)](時(shí)間：45分鐘)1.(2021·高考浙江卷)如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt.測(cè)得遮光條的寬度為Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度．為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是()A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測(cè)量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角解析：選A.eq\f(Δx,Δt)表示的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度，遮光條的寬度Δx越窄，則記錄遮光時(shí)間Δt越小，eq\f(Δx,Δt)越接近滑塊通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，選項(xiàng)A正確．2．(2022·福建廈門質(zhì)檢)某同學(xué)用如圖甲所示的螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑時(shí)，他應(yīng)先轉(zhuǎn)動(dòng)________到F靠近小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)________到F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)________使F固定后讀數(shù)(填儀器部件字母符號(hào))．正確操作后，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑是________mm.解析：用螺旋測(cè)微器測(cè)小球直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕D使測(cè)微螺桿F靠近被測(cè)小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H使測(cè)微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm.答案：DHG6.7003．(2021·高考福建卷)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的試驗(yàn)．(1)圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為__________cm；(2)本試驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)轉(zhuǎn)變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是________________；(填選項(xiàng)前的字母)A．逐一增掛鉤碼，登記每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重B．任憑增減鉤碼，登記增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要緣由是________________．解析：(1)彈簧伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度為14.66cm，則伸長(zhǎng)量Δl＝14.66cm－7.73cm＝6.93cm.(2)逐一增掛鉤碼，便于有規(guī)律地描點(diǎn)作圖，也可避開因任憑增加鉤碼過(guò)多超過(guò)彈簧的彈性限度而損壞彈簧．(3)AB段明顯偏離OA，伸長(zhǎng)量Δl不再與彈力F成正比，是超出彈簧的彈性限度造成的．答案：(1)6.93(2)A(3)彈簧受到的拉力超過(guò)了其彈性限度4．(2021·河南六市二聯(lián))某課外活動(dòng)小組利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．(1)某同學(xué)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一小球的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則小球的直徑d＝________cm.(2)如圖乙所示，彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過(guò)光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出小球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為ΔtA、ΔtB.用刻度尺測(cè)出光電門A、B間的距離h，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球直徑為d，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，在誤差范圍內(nèi)，若公式________________成立，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒(用題中給出的物理量符號(hào)表示)．解析：(1)游標(biāo)卡尺示數(shù)為10mm＋0.05×4mm＝10.20mm＝1.020cm.(2)小球在A點(diǎn)動(dòng)能EkA＝eq\f(1,2)m(eq\f(d,ΔtA))2，B點(diǎn)動(dòng)能EkB＝eq\f(1,2)m(eq\f(d,ΔtB))2，動(dòng)能增加量：ΔEk＝EkA－EkB＝eq\f(1,2)m[(eq\f(d,ΔtA))2－(eq\f(d,ΔtB))2]，小球由A到B重力勢(shì)能削減量ΔEp＝mgh，在誤差允許范圍內(nèi)，若滿足ΔEk＝ΔEp，即(eq\f(d,ΔtA))2－(eq\f(d,ΔtB))2＝2gh，就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒．答案：(1)1.020(2)(eq\f(d,ΔtA))2－(eq\f(d,ΔtB))2＝2gh5．(2021·高考山東卷)某同學(xué)通過(guò)下述試驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則．試驗(yàn)步驟：①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向．②如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測(cè)量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長(zhǎng)度l)．每次將彈簧秤示數(shù)轉(zhuǎn)變0.50N，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：F/(N)00.501.001.502.002.50l/(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F＝2.50N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O′，橡皮筋的拉力記為FOO′.④在秤鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示．用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出F－l圖線，依據(jù)圖線求得l0＝________cm.(2)測(cè)得OA＝6.00cm，OB＝7.60cm，則FOA的大小為________N.(3)依據(jù)給出的標(biāo)度，在圖中作出FOA和FOB的合力F′的圖示．(4)通過(guò)比較F′與________的大小和方向，即可得出試驗(yàn)結(jié)論．解析：(1)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用平滑的曲線(直線)將各點(diǎn)連接起來(lái)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)．如圖甲所示，由圖線可知與橫軸的交點(diǎn)l0＝10.0cm.(2)橡皮筋的長(zhǎng)度l＝OA＋OB＝13.60cm，由圖甲可得F＝1.80N，所以FOA＝FOB＝F＝1.80N.(3)利用給出的標(biāo)度作出FOA和FOB的圖示，然后以FOA和FOB為鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線即為合力F′，如圖乙．(4)FOO′的作用效果和FOA、FOB兩個(gè)力的作用效果相同，F(xiàn)′是FOA、FOB兩個(gè)力的合力，所以只要比較F′和FOO′的大小和方向，即可得出試驗(yàn)結(jié)論．答案：(1)如圖甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.70～1.90均正確)(3)如圖乙所示(4)FOO′6.(2022·江西南昌一模)某試驗(yàn)小組用圖1試驗(yàn)裝置探究合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系．鐵架臺(tái)豎直固定放置在水平桌面上，將長(zhǎng)木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺(tái)豎直鐵桿上，使長(zhǎng)木板傾斜放置，長(zhǎng)木板P處放置一光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊通過(guò)光電門時(shí)擋光時(shí)間．試驗(yàn)步驟是：①用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊的擋光寬度L，用天平測(cè)量滑塊的質(zhì)量m.②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調(diào)整長(zhǎng)木板在鐵架臺(tái)上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)．在鐵架臺(tái)豎直桿上登記此位置Q1，用刻度尺測(cè)出Q1到水平面的高度H.③保持P位置不變，長(zhǎng)木板一端放置在鐵架臺(tái)豎直桿Q2上．用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t1.④保持P位置不變，重新調(diào)整長(zhǎng)木板一端在鐵架臺(tái)上的放置位置，重復(fù)步驟③數(shù)次．Ⅰ.滑塊沿長(zhǎng)木板由Q2運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程中，用測(cè)量的物理量回答下列問(wèn)題(已知重力加速度為g)：(1)滑塊通過(guò)光電門的速度v＝________；(2)滑塊動(dòng)能的變化量ΔEk＝________；(3)滑塊克服摩擦力做的功Wf＝________；(4)合力對(duì)滑塊做的功W合＝________.Ⅱ.某同學(xué)以鐵架臺(tái)豎直桿上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標(biāo)，以滑塊通過(guò)光電門的擋光時(shí)間的平方倒數(shù)eq\f(1,t2)為縱坐標(biāo)，依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)中描點(diǎn)畫出如圖2所示直線，直線延長(zhǎng)線沒(méi)有過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其緣由主要是________________．解析：本題考查探究合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系試驗(yàn)．Ⅰ.(1)滑塊通過(guò)光電門的速度v近似等于通過(guò)光電門時(shí)的平均速度，則v＝eq\f(L,t1)；(2)滑塊動(dòng)能的變化量ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)meq\f(L2,t\o\al(2,1))；(3)由題意，μmgcosθ＝mgsinθ，設(shè)斜面長(zhǎng)為x，則滑塊克服摩擦力做功Wf