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

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)題保分練1.(2019 重慶南開中學(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，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)彈簧測力計(jì)，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù) F和細(xì)繩方向；D.比較 F與 F,看它們在實(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，請完成下列有關(guān)內(nèi)容。(

2、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/BOC90,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)對點(diǎn) 0 受力分析，受到兩個(gè)彈簧測力計(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)為了測量手機(jī)電池的質(zhì)量，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)

3、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，另一端跨過定滑輪固定在鉤碼上。光也門2光電門i氣墊導(dǎo)軌看/滑塊.-L|J11LI1LLIT*遮無條丁對應(yīng)兒二二(1)小明用圖乙中的螺旋測微器測得遮光條的寬度 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兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過光電門 1 的時(shí)間為 Ati=7,2X103s,通過光電門 2 的時(shí)間為用2=2,3X10-3s,遮光條從開始遮擋第一個(gè)光電門到開始遮擋第二個(gè)光電門的時(shí)間為 At=0.592s,則手機(jī)電池經(jīng)過

4、光電門 1 時(shí)的瞬時(shí)速度 vi=m/s,經(jīng)過光電門 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)電池的質(zhì)量為 m=(用 m、m2、g 和 a 表示)。解析：(1)遮光條寬度 L=5mm+0.0 x0.01mm=5.000mm。L5.000X103(2)滑塊通過光電門 1 的速度為 V1=7T=7s3m/s=0.69m/s,通過光電門 2 的Z17.2X103(2019 江蘇淮安聯(lián)考)如圖所示，一端固定滑輪的長木板放在桌面上，將光電門固定在木板上的 B 點(diǎn)，用重物通

5、過細(xì)線拉小車，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)”，小車質(zhì)量為 M,保持小車質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量 m 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次小車都從同一位置 A 由靜止釋放(g 取 10m/s2)。速度為V2=*=5.000X1032.3X10 飛m/s=2.17m/s,V2V1a=At2.170.690.592m/s2=2.50m/s2。對鉤碼、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,mgm+m2解得 m=-。2a2答案：(1)5,000(2)0,692.172.50(1)完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)，(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦

6、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,測出小車質(zhì)量 M,通過光電門的擋光時(shí)間 t 及遮光條的寬度 d,還需要測量的物理量是。由實(shí)驗(yàn)得到合外力對小車做的功與小車動(dòng)能改變量的關(guān)系式為(用測得的物理量表示)。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)線對小車的拉力就不是小車所受的合外力，則合外力的功無法具體計(jì)算。mj2am1+m2-2-d1（2）小車通過光電門的速度為 v=；p 根據(jù)動(dòng)能 7E 理：Fx=-Mv23-0,所以還需要測重的量是 A、B 的間距 x,根據(jù)上式可得：合外力對小車做的功與小車動(dòng)能改變量的關(guān)系式為 Fx1d.答案：（1）需要（2）A、B 的

7、間距 xFX=2Md24. （2019 廣州外國語學(xué)校模擬）一個(gè)同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(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。解析：（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有 s=vt,h=；gt2,得丫=4叵。由機(jī)械能守恒定律得 Ep=122h22ms2gmv=4h。（2）Ep與彈簧的壓縮量 x 之間

8、的關(guān)系為 Ep與 x2成正比。猜測的理由：由表中數(shù)據(jù)可看出，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)，測得點(diǎn) A 至 ijB、C、D、E、F 的距離分別為 h1、h2、h3、h4、h5o若打點(diǎn)的周期為 T,則打 E 點(diǎn)時(shí)重物速度的表達(dá)式為VE=;若分別計(jì)（1）請你推導(dǎo)出彈簧的彈性勢能 Ep與小鋼球質(zhì)量 m、桌面離地面高度 h、小鋼球飛行的水平距離 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

9、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)，請你猜測彈簧的彈性勢能 Ep與彈簧的壓縮量 x 之間的關(guān)系為前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，紙帶穿過位于甲車后方的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，推動(dòng)甲車使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與原來靜止在前方的乙車相碰并粘在一起，然后兩車?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 50Hz。(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)，測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離AB=8.40cm,BC=10.50cm,CD=9.08cm,DE=6.95cm,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)算甲車碰

10、前的速度；應(yīng)選段計(jì)算甲車和乙車碰后的共同速度(選填 ABBC”CD或 DE)。國2(2)用天平測得甲車及橡皮泥的質(zhì)量為 mi=0.40kg,乙車的質(zhì)量為 m2=0.20kg,取甲、乙兩車及橡皮泥為一個(gè)系統(tǒng)，由以上測量結(jié)果可求得碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量為 kgm/s,碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量為 kgn/s。解析：(1)推動(dòng)小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，故小車有個(gè)加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過的位移相同，故 BC 段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選 BC 計(jì)算碰前的速度；碰撞過程是一個(gè)做變速運(yùn)動(dòng)的過程，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)通過相同的位移，故應(yīng)選 DE 段來計(jì)算碰后共同

11、的速度。（2）由題意可知，BC=10.50cm=0.1050m;DE=6.95cm=0.0695m；碰前小車的速度為：VI=BC=0.1050m/s=1.05m/s;t0.02X5碰前的總動(dòng)量為：p=m1v1=0.420kgm/s;碰后小車的共同速度為：丫2=券=黑黑 m/s=0.695m/s；碰后的動(dòng)量為：p=（m+m2）v2=0.417kgmIs。答案：（1）BCDE（2）0.420.42（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)裝置測量重力加速度。(1)請指出該同學(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)：算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)

12、系中畫出速度的二次方如圖丙所示，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=9.4m/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）*h39.47.（2019 六盤水模擬）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)長木板，彈簧秤的讀數(shù) T 總等于銅塊與長木板間的滑動(dòng)摩擦力 fo在銅塊上

13、添加祛碼，改變壓力N,測出每次對應(yīng)的 T,記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)，請你讀出該同學(xué)第彈簧秤的讀數(shù)為 No乙（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）通過表中數(shù)據(jù)可知，銅塊與長木板之間的動(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 3.5No（V2）與距離（h）的關(guān)系圖線,（填“線性關(guān)系”或（g=10m/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

14、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=MMg+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 m1o(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，小球通過軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度為,這說明小球通過凹形軌道最低點(diǎn)時(shí)處于(填“超重”“失重”或“平衡”)狀態(tài)。(4)小球從離軌道最低點(diǎn)高 H 處由靜止釋放到通過最低點(diǎn)的過程中克服摩擦力做功為解析：(3)以小球?yàn)檠芯繉ο?，根?jù)牛頓第二定律得:據(jù)題有：FN=m2g聯(lián)立可得：gR。小球通過凹形軌道最低點(diǎn)時(shí)有向上的加速度，處于超重狀態(tài)。(4)小球從離軌道最低點(diǎn)高 H 處由靜止釋放到通過最低點(diǎn)的過程中，由功能原理知，小1c