統(tǒng)考版2023高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化訓(xùn)練13力學(xué)實(shí)驗(yàn)

專題強(qiáng)化訓(xùn)練13力學(xué)實(shí)驗(yàn)1．[2022·全國乙卷]用雷達(dá)探測一高速飛行器的位置．從某時(shí)刻(t＝0)開始的一段時(shí)間內(nèi)，該飛行器可視為沿直線運(yùn)動(dòng)，每隔1s測量一次其位置，坐標(biāo)為x，結(jié)果如下表所示：t/s0123456x/m050710941759250533294233回答下列問題：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng)，判斷的理由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)當(dāng)x＝507m時(shí)，該飛行器速度的大小v＝________m/s；(3)這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小a＝________m/s2(保留2位有效數(shù)字)．2．[2022·北京押題卷]實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與物體受力的關(guān)系，保持小車的質(zhì)量M不變，通過改變槽碼的個(gè)數(shù)來改變小車所受的拉力F，通過處理紙帶上打出的點(diǎn)來測量小車的加速度a.(1)如圖是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條紙帶，紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T＝0.10s，由圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算出小車的加速度大小為________m/s2.(2)小明同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了a-F圖象，如圖所示，該圖線斜率的物理意義是________________________；該圖線不通過原點(diǎn)的原因可能是_______________________．(3)小芳同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范．作出了a-F圖象，隨槽碼個(gè)數(shù)的增加，圖線上都發(fā)生了彎曲，該同學(xué)作出的圖象最接近如圖中的________．(選填“甲”或“乙”)3．[2022·江西高三三模]某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)步驟：①測量一批橡皮泥的重力，記作G：②將裝有橡皮泥的滑塊(滑塊質(zhì)量未知)放在水平木板上，通過水平細(xì)繩與固定彈簧測力計(jì)相連，如圖所示．在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F；③改變滑塊上橡皮泥的重力，重復(fù)步驟②.實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如表所示：G/N1.001.502.002.503.003.50F/N0.390.510.590.610.810.90完成下列作圖和填空：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)系上作出F-G圖線．(2)由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保留兩位有效數(shù)字)．4．如圖為一同學(xué)利用壓力傳感器探究彈力與彈簧伸長量關(guān)系的裝置示意圖，水平放置的壓力傳感器上疊放著連接輕彈簧的重物，左側(cè)固定有豎直刻度尺．靜止時(shí)彈簧上端的指針指示如圖所示，表格中記錄此時(shí)壓力傳感器的示數(shù)為6.00N；豎直向上緩慢地拉動(dòng)彈簧，分別記錄指針示數(shù)和對應(yīng)的傳感器示數(shù)如表中所示．傳感器示數(shù)FN(N)6.004.003.001.000指針示數(shù)x(cm)14.6015.8118.1919.40(1)補(bǔ)充完整表格中直尺的讀數(shù)________；(2)在以傳感器示數(shù)FN為縱軸、指針示數(shù)x為橫軸的坐標(biāo)系中，描點(diǎn)畫出FN-x圖象，并根據(jù)圖象求得彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．5．[2022·湖南株洲一模]某同學(xué)將小車左端與紙帶相連，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車通過滑輪用重物牽引，測得小車的加速度為0.72m/s2.將小車左側(cè)的紙帶取下，將具有加速度測量功能的智能手機(jī)固定在小車上來測量加速度(實(shí)驗(yàn)的其他條件不變)，如圖甲所示，讓重物落下，開始測量小車的加速度，直至小車接觸到制動(dòng)器后結(jié)束測量．在智能手機(jī)上顯示了如圖乙所示的畫面，圖中縱軸為加速度，橫軸為時(shí)間，且智能手機(jī)測量的是以小車的前進(jìn)方向?yàn)檎较虻募铀俣?，小車停止前的加速度超過了圖表的顯示范圍．(1)智能手機(jī)測得的小車的加速度約為________m/s2(保留2位有效數(shù)字)．(2)智能手機(jī)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測得的加速度有明顯差異，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)根據(jù)圖乙可知小車與制動(dòng)器碰撞前的速度約為__________m/s(保留3位有效數(shù)字)．6．[2022·福建廈門三模]某研究小組采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：一根不可伸長的細(xì)線一端系一直徑為d的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定于O點(diǎn)，記下小球靜止時(shí)球心的位置A，并在A處放置一個(gè)光電門．現(xiàn)將小球拉至距A高度為h處，由靜止釋放，記下小球通過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，重力加速度為g.(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d＝________mm；(2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為________(用d、g、h、t表示)；(3)撤去光電門，在O點(diǎn)安裝一力傳感器測細(xì)線拉力，記下小球靜止時(shí)力傳感器的示數(shù)F0，再將小球拉至距A高度為h處由靜止釋放，記下小球擺動(dòng)過程中力傳感器的最大示數(shù)F，則還需再測量________(限1個(gè)物理量)，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．7．[2022·北京押題卷]如圖1所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系．圖1中的O點(diǎn)為小球拋出點(diǎn)在記錄紙上的垂直投影．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先使A球多次從斜軌上位置P靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置E.然后，把半徑相同的B球靜置于水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復(fù)上述A球與B球相碰的過程，分別找到碰后A球和B球落點(diǎn)的平均位置D和F.用刻度尺測量出水平射程OD、OE、OF.測得A球的質(zhì)量為mA，B球的質(zhì)量為mB.圖1(1)實(shí)驗(yàn)中，通過測量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球碰撞前后的速度．①實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件有________．A．兩球的質(zhì)量必須相等B．軌道末端必須水平C．A球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放②“通過測量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”可行的依據(jù)是________________．A．運(yùn)動(dòng)過程中，小球的機(jī)械能保持不變B．平拋運(yùn)動(dòng)的下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平射程與速度大小成正比(2)當(dāng)滿足表達(dá)式__________________時(shí)，即說明兩球碰撞中動(dòng)量守恒；如果再滿足表達(dá)式________________時(shí)，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞.(用所測物理量表示)(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)采用另一方案：使用半徑不變、質(zhì)量分別為16mA、13mA、12mA的B球．將A球三次從斜軌上位置P靜止釋放，分別與三個(gè)質(zhì)量不同的B球相碰，用刻度尺分別測量出每次實(shí)驗(yàn)中落點(diǎn)痕跡距離O點(diǎn)的距離OD、OE、OF，記為x1、x2、x3.將三組數(shù)據(jù)標(biāo)在x1-x3圖中．從理論上分析，圖2圖2專題強(qiáng)化訓(xùn)練13力學(xué)實(shí)驗(yàn)1．解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求得第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)、第5s內(nèi)、第6s內(nèi)飛行器的位移分別為x1＝507m、x2＝587m、x3＝665m、x4＝746m、x5＝824m、x6＝904m，在誤差允許的范圍內(nèi)，相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差近似相等，即滿足Δx＝aT2，可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng)．(2)對于勻加速直線運(yùn)動(dòng)，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，所以當(dāng)x＝507m時(shí)，該飛行器速度的大小v＝10942m/s＝547m/s.(3)根據(jù)逐差法可知這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小a＝x36-x033T2＝答案：(1)在誤差允許的范圍內(nèi)，相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差近似相等(2)547(3)792．解析：(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，即Δx＝aT2可得a＝x24-x022T2＝8.8×(2)根據(jù)牛頓第二定律可得F＝ma變形有a＝Fm(3)隨著F的增大，不滿足M?m時(shí)，此時(shí)有mg－F＝ma，F(xiàn)＝Ma解得加速度為a＝mgm+M，因此加速度會(huì)偏小，a-F圖象，最后會(huì)略微向答案：(1)0.4(2)小車質(zhì)量的倒數(shù)沒有平衡阻力或平衡阻力不足(3)甲3．解析：(1)依題意，根據(jù)題表格中的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)連線如圖所示(2)待彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)F＝f＝μ(G木＋G)可知，圖線的斜率表示滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則μ＝0.90-0.40N3.50-1.00答案：(1)見解析圖(2)0.20(0.18～0.22均可)4．解析：(1)直尺的最小刻度為1mm，根據(jù)直尺的讀數(shù)規(guī)則可知，估讀到最小刻度的下一位，故讀數(shù)為12.20cm.(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)做出圖象，如圖所示由題意可知FN＋F＝mg，則FN＝mg－kΔx，即FN＝mg－k(x－x0)，得圖象的斜率絕對值為彈簧的勁度系數(shù)，由圖象可知k＝ΔFNΔx＝6答案：(1)12.20(2)見解析圖83.3(82.0～83.8都算正確)5．解析：(1)由圖乙可以讀出加速度大約為0.60m/s2.(2)智能手機(jī)測得的加速度明顯比打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測得的加速度小，原因是小車上放置了智能手機(jī)，整體的質(zhì)量增加，使整體所受的摩擦力增大，整體受到的合外力減小，則整體的加速度減?。?3)從圖乙可以看出從2.5s到4.3s小車一直以大小約為0.60m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閍-t圖與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度變化量，所以Δv＝aΔt＝0.60×1.8m/s＝1.08m/s，故小車與制動(dòng)器碰撞前的速度約為1.08m/s.答案：(1)0.60(2)小車上放置了智能手機(jī)，整體的質(zhì)量增加，使整體所受的摩擦力增大，整體受到的合外力減小，則整體的加速度減小(3)1.086．解析：(1)主尺上的示數(shù)為12mm，游標(biāo)尺上的第2條刻度線和主尺的某一刻度線對齊，分度值為0.1mm，所以最后讀數(shù)為12mm＋2×0.1mm＝12.2mm.(2)小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v＝d對小球下擺過程，由機(jī)械能守恒定律可得mgh＝12mv2＝12由此得出，只需驗(yàn)證gh＝12(3)由圖可知小球在最低點(diǎn)時(shí)，由繩子的拉力和重力的合力提供向心力，可得F－F0＝mv則12mv2＝12(F－F0)L＝mgh＝F故還需要測量細(xì)線的長度L，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．答案：(1)12.2(2)gh＝12dt27．解析：(1)①為防止碰后小球A反彈，應(yīng)使A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，軌道末端必須水平，故B正確；為保證小球A到軌道末端時(shí)的速度相等，A球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放，故C正確．故選BC.②小球做平拋運(yùn)動(dòng)的過程，有h＝12gt2，x＝v整理得t＝2hg，x＝v2hg，發(fā)現(xiàn)，平拋運(yùn)動(dòng)的下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平射程與速度大小成正比．(2)因?yàn)榭捎眯∏蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球拋出時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒有mAv0＝mAv1