老高考舊教材適用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題6物理實(shí)驗(yàn)分層突破練13力學(xué)實(shí)驗(yàn)

專(zhuān)題分層突破練13力學(xué)試驗(yàn)A組1.(2024山東省試驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)料)(1)某同學(xué)買(mǎi)了一輛電動(dòng)自行車(chē),騎了一段時(shí)間后發(fā)覺(jué)電動(dòng)車(chē)減震彈簧的減震效果不好。該同學(xué)將減震彈簧卸下,然后把彈簧平放在桌面上,用刻度尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0,他將刻度尺零刻度對(duì)準(zhǔn)彈簧一端,另一端位置如圖甲所示,讀數(shù)為cm。

甲(2)該同學(xué)想測(cè)量減震彈簧的勁度系數(shù)。他先把彈簧豎直放在水平桌面上,在上端壓上一只10kg的啞鈴,每增加一只啞鈴均登記此時(shí)啞鈴的個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的彈簧的長(zhǎng)度L,如下表所示。請(qǐng)你在圖乙坐標(biāo)圖中描點(diǎn),作出F-L圖線(xiàn),并通過(guò)圖線(xiàn)確定該彈簧勁度系數(shù)為k=N/m(g取10m/s2)。

F/N100200300400L/cm5.004.504.003.80乙2.(2024河南商丘三模)某同學(xué)做探討勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的試驗(yàn)裝置如圖甲所示,得到一條清楚的紙帶如圖乙所示,并在紙帶上選取A、B、C、D、E共5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。甲乙(1)關(guān)于本試驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是。(填選項(xiàng)前字母)

A.釋放紙帶的同時(shí),接通電源B.先接通電源打點(diǎn),后釋放紙帶運(yùn)動(dòng)C.先釋放紙帶運(yùn)動(dòng),后接通電源打點(diǎn)D.紙帶上的點(diǎn)跡越密集,說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)的速度越大(2)小車(chē)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB=m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)小車(chē)的加速度大小為a=m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

3.(2024湖北黃岡中學(xué)二模)某同學(xué)在家中找到兩根一樣的輕彈簧P和Q、裝有水總質(zhì)量m=0.55kg的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細(xì)繩等器材,設(shè)計(jì)如下試驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則,同時(shí)測(cè)出彈簧的勁度系數(shù)k。重力加速度g取10m/s2,其操作如下:a.將彈簧P上端固定,讓其自然下垂,用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長(zhǎng)度l0=12.50cm;b.將礦泉水瓶通過(guò)細(xì)繩連接在彈簧P下端,待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長(zhǎng)度l1,如圖甲所示;c.在細(xì)繩和彈簧Q的掛鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油,將細(xì)繩搭在掛鉤上,緩慢地拉起彈簧Q,使彈簧P偏離豎直方向夾角為74°,測(cè)出彈簧Q的長(zhǎng)度l2及其軸線(xiàn)與豎直方向夾角為θ,如圖乙所示。已知sin74°=0.96。(1)由圖可得l1=cm;則彈簧P的勁度系數(shù)k=N/m。

(2)當(dāng)l2=cm,θ=時(shí),就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

4.(2024黑龍江哈爾濱一模)某探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究小車(chē)質(zhì)量不變時(shí)其加速度與力的關(guān)系,該小組在試驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的裝置,圖中A為小車(chē),B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,C為力傳感器(測(cè)繩子的拉力),P為小桶(內(nèi)有砂子),M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長(zhǎng)的木板。不計(jì)繩子、滑輪的質(zhì)量及繩子與滑輪間的摩擦。(1)本試驗(yàn)是否須要平衡摩擦力后再做試驗(yàn)?(選填“是”或“否”)。是否要求小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量?(選填“是”或“否”)。

(2)已知溝通電源的頻率為50Hz,某次試驗(yàn)得到的紙帶如圖乙所示,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a=m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

B組5.(2024遼寧沈陽(yáng)模擬)某試驗(yàn)小組做探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系的試驗(yàn),試驗(yàn)裝置如圖所示。試驗(yàn)過(guò)程中有平衡摩擦力的步驟,并且設(shè)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功以整數(shù)倍增大,即分別為W0、2W0、3W0、4W0…(1)除了圖中已有的試驗(yàn)器材外,還須要溝通電源、導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、(填測(cè)量工具)。(2)試驗(yàn)中首先通過(guò)調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力,目的是(填寫(xiě)字母代號(hào))。

A.釋放小車(chē)后小車(chē)能做勻加速運(yùn)動(dòng)B.增大橡皮筋對(duì)小車(chē)的彈力C.使橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功在數(shù)值上等于合力對(duì)小車(chē)做的功D.使小車(chē)獲得較大的動(dòng)能(3)在正確操作狀況下打出了一條紙帶,從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一部分,如圖所示。已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則小車(chē)獲得的最大速度vm=m/s(保留三位有效數(shù)字)。

(4)幾名同學(xué)在試驗(yàn)中分別得到了若干組橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)獲得的最大速度vm的數(shù)據(jù),并利用數(shù)據(jù)繪出了下列給出的四個(gè)圖像,你認(rèn)為其中正確的是。

6.某同學(xué)查到彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧的形變量x之間的關(guān)系為Ep=12kx2(1)如圖甲所示,將一彈簧豎直懸掛在鐵架臺(tái)的水平橫桿上,一指針固定在彈簧下端,刻度尺豎直固定在彈簧一側(cè),刻度尺零刻線(xiàn)與彈簧上端點(diǎn)對(duì)齊。測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí),指針指示刻度如圖乙所示,則彈簧原長(zhǎng)L0=cm。

(2)他依次在彈簧下端掛上鉤碼,同時(shí)測(cè)得彈簧靜止時(shí)相應(yīng)的形變量,記錄鉤碼質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)的彈簧形變量x的數(shù)據(jù),得到的x-m圖像如圖丙所示。(3)重力加速度g取9.8m/s2,由圖像可得彈簧的勁度系數(shù)為k=N/m。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)測(cè)得一帶指針的小滑塊質(zhì)量為m0=150.0g。(5)他將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平,彈簧一端固定在氣墊導(dǎo)軌左側(cè),刻度尺固定在氣墊導(dǎo)軌上方,如圖丁所示。丁(6)啟動(dòng)充氣泵,用小滑塊將彈簧壓縮x0=4.00cm后由靜止釋放,彈簧將小滑塊彈出,對(duì)小滑塊在氣墊導(dǎo)軌上滑行的過(guò)程進(jìn)行頻閃照相,頻閃頻率為20Hz,讀出小滑塊與彈簧分別后連續(xù)的四張照片指針指示位置的刻度值,記錄在下表中。x1x2x3x432.80cm37.83cm42.75cm47.80cm則小滑塊離開(kāi)彈簧后獲得的動(dòng)能Ek=J;依據(jù)表達(dá)式Ep=12kx2,結(jié)合前面所得k值可得彈簧的彈性勢(shì)能Ep=J(7)變更彈簧的初始?jí)嚎s量,多次重復(fù)以上步驟進(jìn)行驗(yàn)證。7.(2024云南師大附中模擬)某同學(xué)用如圖甲所示試驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,選用半徑均為r,質(zhì)量不同的小球A、B進(jìn)行試驗(yàn),用兩根輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)將小球懸掛起來(lái),天花板懸點(diǎn)到球的懸點(diǎn)的線(xiàn)長(zhǎng)均為L(zhǎng),將A球拉起一個(gè)合適的角度,測(cè)出細(xì)線(xiàn)偏離豎直方向的夾角θ,靜止釋放A球去撞擊B球,測(cè)出A球被反彈后速度為零時(shí)細(xì)線(xiàn)偏離豎直方向的夾角θ1和B球彈起后速度為零時(shí)細(xì)線(xiàn)偏離豎直方向的夾角θ2。(1)在A、B球的選擇中,mA(選填“<”“>”或“=”)mB。

(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑如圖乙所示,則天花板上兩懸點(diǎn)間的距離應(yīng)為cm。(3)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是(用題中所給字母r、L、mA、mB、θ、θ1、θ2表示)。

答案：1.答案(1)5.50(2)作圖見(jiàn)解析20000解析(1)厘米刻度尺要估讀到0.01cm,刻度尺讀數(shù)為5.50cm。(2)描點(diǎn)作圖如圖所示,圖像的斜率肯定值表示勁度系數(shù),即k=100-300(2.答案(1)B(2)0.26(3)0.40解析(1)由于小車(chē)速度較快,且運(yùn)動(dòng)距離有限,打出的紙帶長(zhǎng)度也有限,為了能在長(zhǎng)度有限的紙帶上盡可能多地獲得間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn),試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,后釋放紙帶,A、C錯(cuò)誤,B正確;紙帶上的點(diǎn)跡越密集,說(shuō)明相同時(shí)間內(nèi)的位移越小,故紙帶運(yùn)動(dòng)的速度越小,D錯(cuò)誤。(2)小車(chē)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB=xAC2T=52(3)利用逐差法,可得小車(chē)的加速度大小為a=(s3+s4)-(3.答案(1)17.50110(2)18.5053°解析(1)由題圖甲知,刻度尺上1cm之間有10個(gè)小格,所以一個(gè)小格代表1mm,即刻度尺的分度值為1mm,則題圖甲所示的長(zhǎng)度為l1=17.50cm;依據(jù)平衡條件可知,彈簧彈力F=mg=5.5N,則彈簧勁度系數(shù)k=FΔx=(2)由力的平行四邊形定則作圖如圖所示,彈簧P的大小與礦泉水瓶重力相等,則α=θ=53°,由幾何學(xué)問(wèn)知mgsin53°=k(l24.答案(1)是否(2)0.90解析(1)為使繩子的拉力等于小車(chē)受到的合力,應(yīng)平衡摩擦力;由于繩子一端連接能夠測(cè)繩子拉力的力傳感器,繩子的拉力可以干脆讀出,所以不須要小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量。(2)圖乙中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t=5T=5f=0.10s,依據(jù)Δx=at2可求得小車(chē)的加速度a=0.90m/s25.答案(1)刻度尺(2)C(3)1.22(4)D解析(1)還須要刻度尺,以測(cè)量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。(2)調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力,目的是使橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功,在數(shù)值上等于合力對(duì)小車(chē)做的功,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。(3)由紙帶上數(shù)據(jù)可知,CG之間小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度最大,小車(chē)獲得的最大速度為vm=CG4T=4×(4)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)的動(dòng)能關(guān)系為W=12mvm2,整理得vm6.答案(1)15.07(15.05~15.09)(3)98(6)0.0750.078解析(1)刻度尺最小分度為1mm,所以讀數(shù)為15.07cm。(3)由kx=mg得x=gkm,x-m圖像的斜率表示gk,(6)時(shí)間間隔為T(mén)=1f=0.05s,由表格中數(shù)據(jù)可知小滑塊離開(kāi)彈簧后獲得的速度為v=Δx1+Δx2+Δx33T=(37.83cm-32.80cm)+(42.75cm-37.83cm)+(47.807.答案(1)<(2)1.450(3)mA1-cosθ=-mA1解析(1)設(shè)碰前A的速度為v0,碰后A、B的速度分別為v1、v2,碰撞過(guò)程由動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律分別可得mAv0=mAv1+mBv