2020年高考物理二輪復(fù)習(xí)練習(xí)：題型研究二力學(xué)實(shí)驗(yàn)題保分練(Word版含解析)

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)題保分練1. (2019重慶南開(kāi)中學(xué)模擬)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，某小組的主要 實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.將一張白紙用圖釘固定在水平木板上，然后將橡皮條的一端固定 在水平木板上的 A點(diǎn)，另一端系上兩根細(xì)繩套，先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別 勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置 O,如圖所示；B.用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)的位置O,并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和兩根細(xì)繩套的方向，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F;C.只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F'和細(xì)繩方向；D.比較F'與F,看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相同。根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)完成下

2、列有關(guān)內(nèi)容。(1)實(shí)驗(yàn)步驟 C缺少的實(shí)3內(nèi)容是 。(2)如圖所示，初始時(shí)刻/ BOC<90°,保持結(jié)點(diǎn)O的位置不動(dòng)，OB繩方向不變，將 OC 繩逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至水平，則Fob, Foc。(填力大小的變化情況)解析：(1)實(shí)驗(yàn)步驟C缺少的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是：將結(jié)點(diǎn)拉到位置0。(2)對(duì)點(diǎn)0受力分析，受到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和橡皮條的拉力，保持結(jié)點(diǎn)0的位置及0B繩方向不變，其中橡皮條長(zhǎng)度不變， 其拉力大小方向都不變， 則0B的拉力一直增大， 0C的拉力先減小后增大。答案：(1)將結(jié)點(diǎn)拉到位置 0 (2)增大 先減小再增大2. (2019華南師大附中三模)為了測(cè)量手機(jī)電池的質(zhì)量，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖

3、甲所示的 實(shí)驗(yàn)裝置，把兩塊質(zhì)量相等的手機(jī)電池用輕質(zhì)細(xì)棉線固定在帶有遮光條的滑塊的兩側(cè)，接通氣源，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平。把細(xì)線的一端固定在滑塊上，另一端跨過(guò)定滑輪固定在鉤碼上。遮無(wú)條光也門(mén)2 光電門(mén)i氣墊導(dǎo)軌看/滑塊.-L| J 1 1 L I 1 LL I T*丁對(duì)應(yīng)兒二 二(1)小明用圖乙中的螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光條的寬度L =mm。(2)將附帶手機(jī)電池的滑塊由圖甲所示位置從靜止釋放，在鉤碼的牽引下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間為Ati= 7.2X10 (2019江蘇淮安聯(lián)考)如圖所示，一端固定滑輪的長(zhǎng)木板放在桌面上，將光電門(mén)固定在木板上的 B點(diǎn)，用重物通過(guò)細(xì)線拉小車(chē)

4、，且重物與力的傳感器相連，若利用此實(shí)驗(yàn)裝置做“探究合外力做的功與物體動(dòng)能改變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”，小車(chē)質(zhì)量為M,保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量 m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次小車(chē)都從同一位置 A由靜止釋放(g取10 m/s2)。 s,通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為 用2= 2.3X10-3 s,遮光條從開(kāi)始遮擋第一個(gè)光電門(mén)到開(kāi)始遮擋第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為 At= 0.592 s,則手機(jī)電池經(jīng)過(guò)光電門(mén) 1時(shí)的瞬時(shí)速度vi=m/s,經(jīng)過(guò)光 電門(mén)2時(shí)的瞬時(shí)速度 V2 =ms,手機(jī)電池的加速度 a=m/s2。(以上計(jì)算結(jié) 果保留兩位小數(shù))(3)已知鉤碼的質(zhì)量為m1,滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m2,重力加速度為g,則一塊手機(jī)電池的

5、質(zhì)量為 m =(用m、m2、g和a表示)。解析：(1)遮光條寬度 L=5 mm+ 0.0X0.01 mm= 5.000 mm。 L5.000X 10 3(2)滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度為V1=7T= 7 s 3 m/s = 0.69 m/ s,通過(guò)光電門(mén)2的' 'Z17.2 X 10速度為5.000X 10 32.3X10飛 m/s = 2.17 m/ s,V2 V1a=At2.17 0.690.592m/s2= 2.50 m/ s2。對(duì)鉤碼、滑塊、遮光條和手機(jī)電池整體，由牛頓第二定律得：mg= (m+m2 + 2m)a,m1g m+m2解得 m = -。2a 2答案：(1)5.0

6、00 (2)0.69 2.17 2.50m2am1+ m2-2-(1)完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)， (填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。(2)在正確規(guī)范操作后，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了需要讀出傳感器的示數(shù)F,測(cè)出小車(chē)質(zhì)量 M,通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t及遮光條的寬度 d,還需要測(cè)量的物理量是 。由實(shí)驗(yàn)得到合外 力對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)動(dòng)能改變量的關(guān)系式為 (用測(cè)得的物理量表示)。解析：(1)本實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，如果存在摩擦力，則細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力就不是小車(chē) 所受的合外力，則合外力的功無(wú)法具體計(jì)算。d1(2)小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的速度為v = F 根據(jù)動(dòng)能7E理：Fx = -Mv2- 0,所以還需要測(cè)重的量是A、B的間距x,根據(jù)上式可

7、得：合外力對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)動(dòng)能改變量的關(guān)系式為Fx1 d _答案：需要 (2)A、B的間距x Fx=2M d 24. (2019廣州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬)一個(gè)同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧長(zhǎng)度改變量 的關(guān)系，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在離地面高度為h的光滑水平桌面上， 沿著與桌子邊緣垂直的方 向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一個(gè)小鋼球接觸。當(dāng)彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示。讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，不計(jì)空氣阻力，小鋼球在空中飛行后落在水平地面上，水平距離為s。(1)請(qǐng)你推導(dǎo)出彈簧的彈性勢(shì)能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、小鋼

8、球飛行的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式：Ep=。(2)彈簧的壓縮量x與對(duì)應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:彈簧的壓縮量x/cm1.001.502.002.503.003.50小鋼球飛行的水平距離s/cm1.011.502.012.493.013.50根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧的壓縮量 x之間的關(guān)系為解析：(1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有 s= vt, h = 1gt2,得丫 =4叵。由機(jī)械能守恒定律得Ep=122h22 ms2gmv = 4h 。(2)Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系為Ep與x2成正比。猜測(cè)的理由：由表中數(shù)據(jù)可看出，2在誤差范圍內(nèi)，x正比于s,又

9、Ep = 21mv2=n4hg,所以Ep正比于x2。答案：(Dm" (2)Ep與x2成正比5. (2019煙臺(tái)期末)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”：在 長(zhǎng)木板上放置甲、乙兩輛小車(chē)，長(zhǎng)木板下墊有小木塊用以平衡兩小車(chē)受到的摩擦力，甲車(chē)的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，紙帶穿過(guò)位于甲車(chē)后方的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。某時(shí)刻接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源， 推動(dòng)甲車(chē)使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與原來(lái)靜止在前方的乙車(chē)相碰并粘在一起，然后兩車(chē)?yán)^續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz。(1)現(xiàn)得到如圖2所示的打點(diǎn)紙帶，A為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)， 測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的 距離 AB=8.

10、40 cm, BC= 10.50 cm, CD = 9.08 cm, DE = 6.95 cm,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有 四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)。則應(yīng)選 段計(jì)算甲車(chē)碰前的速度；應(yīng)選 段計(jì)算甲車(chē)和乙車(chē)碰后的共同速度(選填A(yù)B" BC” CD"或DE")。國(guó)2(2)用天平測(cè)得甲車(chē)及橡皮泥的質(zhì)量為mi = 0.40 kg,乙車(chē)的質(zhì)量為 m2=0.20 kg,取甲、乙兩車(chē)及橡皮泥為一個(gè)系統(tǒng)，由以上測(cè)量結(jié)果可求得碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量為 kg m/s,碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量為 kgn/ s。解析：(1)推動(dòng)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故小車(chē)有個(gè)加速過(guò)程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 即在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相

11、同，故BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段， 故選BC計(jì)算碰前的速度；碰撞過(guò)程是一個(gè)做變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而A和B碰后共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移，故應(yīng)選 DE段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度。（2）由題意可知，BC= 10.50 cm = 0.105 0 m ; DE = 6.95 cm = 0.069 5 m；碰前小車(chē)的速度為：V1 = BC= 0.105 0 m/s = 1.05 m/s； t 0.02X 5'碰前的總動(dòng)量為：p=m1v1 =0.420 kg m/s；碰后小車(chē)的共同速度為：V2= DE= 黑箕 m/s = 0.695 m/ s；碰后的動(dòng)量為：p' = （m

12、 +m2）v2= 0.417 kg mIs。答案：（1）BC DE （2）0.42 0.42（或 0.417）6. (2019天津?yàn)I海新區(qū)三模)某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重 力加速度。(1)請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)(指出一處即可)： O(2)該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個(gè)打點(diǎn) A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得點(diǎn) A至ij B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5。若打點(diǎn)的周期為T(mén),則打E點(diǎn)時(shí)重物速度的表達(dá)式為 ve=;若分別計(jì)（v2）與距離（h）的關(guān)系圖線,算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫(huà)出速度的二次方如圖丙所示，

13、則重力加速度g =m/s2。解析：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論vE=XDF=h2Th2, v2=2gh,速度的二次方（v2）與距離（h）的關(guān)系圖線的斜率為18.8,所以g=9.4 m/s2。答案：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用了直流電或釋放重物前重物未靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2）*比9.47. （2019六盤(pán)水模擬）如圖甲所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)“探究滑動(dòng)摩擦力大小與物體間壓力的關(guān)系”的原理圖。彈簧秤一端固定于P點(diǎn)，自由端系一細(xì)線，與銅塊水平連接。拉動(dòng)長(zhǎng)木板，彈簧秤的讀數(shù) T總等于銅塊與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦力fo在銅塊上添加祛碼，改變壓力N,測(cè)出每次對(duì)應(yīng)的 T,記

14、錄每次添加祛碼的質(zhì)量 m與T值如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234添加祛碼質(zhì)量（m/kg）0.20.40.60.8彈簧秤讀數(shù)（T/N）2.52.94.0某同學(xué)在第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧秤的示數(shù)如圖乙，忘記了讀數(shù)，請(qǐng)你讀出該同學(xué)第彈簧秤的讀數(shù)為 No乙（填“線性關(guān)系”或（g= 10 m/s2,且保留（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力的大小成“非線性關(guān)系”）。（3）通過(guò)表中數(shù)據(jù)可知，銅塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因素為 兩位有效數(shù)字）。解析：（1）該同學(xué)第3次彈簧秤的讀數(shù)為 3.5 No(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力的大小成線性關(guān)系。(3)設(shè)銅塊的質(zhì)量為 M,則 T= MMg + mg),則 2.5

15、= p(Mg+0.2X10); 4.0= MMg + 0.8X10);聯(lián)立解得 尸0.25。答案：(1)3.5(2)線性關(guān)系(3)0.258. (2019江西八校聯(lián)考)如圖所示，某同學(xué)利用電子秤、輕質(zhì)材料做成的凹形軌道，研 究小球通過(guò)凹形軌道的運(yùn)動(dòng)，由于小球質(zhì)量遠(yuǎn)大于凹形軌道的質(zhì)量，下面計(jì)算中可以忽略凹形軌道的質(zhì)量，已知凹形軌道最下方為半徑為R的圓弧軌道，重力加速度為 go(1)把凹形軌道放在電子秤上，小球放在軌道最低點(diǎn)，電子秤讀數(shù)為m1。(2)讓小球從離軌道最低點(diǎn)高H處由靜止釋放，當(dāng)小球通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，用手機(jī)抓拍出電子秤讀數(shù)為m2。(3)根據(jù)電子秤兩次讀數(shù)可知，小球通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度為 ,這說(shuō)明小球 通過(guò)凹形軌道最低點(diǎn)時(shí)處于 (填“超重” “失重”或“平衡”)狀態(tài)。Fnm"(4)