2020高考物理二轮复习精品资料专题15 力学实验名校组合测试题（学生版）

2020高考物理二轮复习精品资料专题15 力学实验名校组合测试题（学生版）

‎2020高考物理二轮复习精品资料专题15 力学实验名校组合测试题（学生版） ‎ ‎2．小球做直线运动时的频闪照片如图13－2所示，已知频闪周期T＝0.1 s，小球相邻位置的间距分别为OA＝‎6.51 cm，AB＝‎5.59 cm，BC＝‎4.70 cm，CD＝‎3.80 cm，DE＝‎2.89 cm，EF＝‎2.00 cm.小球在位置A时的速度大小vA＝________m/s；小球运动的加速度大小a＝________m/s2.(保留两位有效数字)‎ 图13－2‎ ‎3．请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验中”，取一待测弹簧，将弹簧________测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录________________．改变钩码个数，重复上述步骤．‎ 某同学在图13－3坐标中根据外力F与弹簧形变x的数据标出了五个点．请你在图中描绘出相应的F－x图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为________N/m.(保留两位有效数字)‎ ‎　　　　图13－3‎ ‎4．17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律．受此启发，一学习小组的同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：‎ A．有的同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比．‎ B．他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设．‎ C．通过实验取得如下数据：‎ 长度 ‎　　　　 拉力 ‎　 伸长 直径　　‎ ‎250 N ‎500 N ‎750 N ‎1000 N ‎1 m ‎2.52 mm ‎0.4 mm ‎0.8 mm ‎1.2 mm ‎1.6 mm ‎2 m ‎2.52 mm ‎0.8 mm ‎1.6 mm ‎2.4 mm ‎3.2 mm ‎1 m ‎3.57 mm ‎0.2 mm ‎0.4 mm ‎0.6 mm ‎0.8 mm D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善．‎ ‎(1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是________、________；‎ ‎(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给予修正．‎ ‎5．图13－4是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点．加速度大小用a表示．‎ 图13－4‎ ‎(1)OD间的距离为______cm.‎ ‎(2)图13－5是根据实验数据绘出的x－t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________________________________________________________________________，‎ 其大小为______m/s2(保留三位有效数字)．‎ 图13－5‎ ‎6．某同学用如图13－6所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．‎ 图13－6‎ ‎(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.‎ ‎(2)下列不必要的实验要求是 ________(请填写选项前对应的字母)．‎ A．应测量重物M所受的重力 B．弹簧测力计应在使用前校零 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 ‎(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．‎ ‎7．(1)物体的加速度(a)同时跟合外力(F)和质量(m)两个因素有关．研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是____________________________．‎ ‎(2)某同学的实验方案如图13－7所示，她想用沙桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法而带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：‎ ‎①用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是__________________________；‎ ‎②使沙桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于____________________．‎ 图13－7‎ ‎(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：‎ A．利用公式a＝计算；‎ B．根据a＝利用逐差法计算．‎ 两种方案中，你认为选择方案________比较合理．‎ ‎(4)该同学在 “保持小车质量M不变，探究a与F的关系”时记录了实验数据，并将数据在坐标系中描点，作出a－F图象，如图13－8所示；由图线求出小车的质量等于________________kg(保留两位有效数字)．‎ 图13－8‎ ‎8．用拉力传感器和速度传感器“探究加速度a与物体合外力F的关系”的实验装置示意图如图13－9甲所示．实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F的大小，在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器1和2，记录小车到达A、B两位置时的速率为vA、vB.‎ 图13－9‎ ‎(1)调整长木板的倾斜角度，以平衡小车受到的摩擦力，在不挂钩码的情况下，轻推小车，看小车是否做______运动；‎ ‎(2)用本题中设定的物理量写出加速度的表达式：a＝________；‎ ‎(3)从理论上来看“a－F”图象是过原点的一条直线，本次实验得到的图线却如图乙所示，其中的原因是____________________________________________．‎ ‎ (1)在实验器材方面，该同学选择了打点计时器、每片质量为‎150 g的片码总共10片以及滑块、木板、滑轮各一个、细线若干．除此以外，根据本实验所要测量的物理量，你认为在下列备选仪器中还需要________________ (填写字母代号即可)．‎ A．秒表 B．毫米刻度尺 C．学生用直流电源 D．学生用交流电源 ‎(2)图13－11是为了测量滑块的加速度而实验得来的一条纸带．从比较清晰的O点开始，该同学每数5个点取一个计数点，它们分别为A、B、C、D、E、F等，测量出各相邻计数点之间的距离如图所示．根据这条纸带，求出这次实验时滑块的加速度为________________m/s2(结果保留到小数点后两位)．‎ 图13－11‎ ‎(3)在实验的数据处理过程中，该同学以片码m的质量为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图13－12所示的实验图线．理论和实验均已证明，在滑动的条件下，a和m是一次函数关系，即可以写成a＝km＋c(式中的k和c为常数)的形式，其中k＝______________________，c＝________________；结合本实验图线得出的滑块与木板间的动摩擦因数μ＝______________.‎ 图13－12‎ ‎10．“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图13－13甲或乙所示的方案来进行．甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定律．‎ 图13－13‎ ‎(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好一些，理由是________．‎ ‎(2)图13－14是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1‎ ‎ s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的．简要写出判断依据________．‎ 图13－14‎ ‎11.某实验小组设计了如图13－15甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图乙所示．滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________.(重力加速度g取‎10 m/s2)‎ 图13－15‎ ‎12．如图13－16甲所示的光电门传感器是测定瞬时速度大小的仪器，其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间Δt，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小．‎ ‎(1)为了减小测量瞬时速度的误差，应该选择宽度比较________(选填“宽”或“窄”)的挡光板．‎ ‎(2)如图乙所示是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放．‎ 图13－16‎ ‎①如图13－17所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d＝________mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔Δt＝0.02 s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为________m/s；‎ 图13－17‎ ‎②实验中设小车的质量为m1，重物的质量为m2，则在m1与m2满足关系________时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；‎ ‎③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间Δt，并算出小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车的加速度与力之间的关系．处理数据时应作出________(选填“v－m‎2”‎或“v2－m‎2”‎)图象；‎ ‎④某同学在③中作出的线性图象不过坐标原点，其可能的原因是__________________________．‎ ‎ (2)水滴经过D点时的速度大小vD＝________ m/s.‎ ‎(3)若将滴水时间间隔减小为现在的一半，某次频闪时恰好有一滴水在初始位置，请将该时刻观察到的所有水滴所处位置的刻度值按自上而下的顺序填在横线上_____________________________．‎ ‎(4)若将现在的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察的奇特现象为________________________________________________________________________.‎ ‎14．某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端每增加一个‎50g的砝码时，指针示数分别记作L1‎ ‎、L2、……、L7。‎ ‎（1）下表记录的是该同学测出的8个值：‎ 代表符号 L0‎ L1‎ L2‎ L3‎ L4‎ L5‎ L6‎ L7‎ 刻度数值/cm ‎1.70‎ ‎3.40‎ ‎5.10‎ ‎6.85‎ ‎8.60‎ ‎10.30‎ ‎12.10‎ ‎14.05‎ 根据表中数据，用“逐差法”计算出每增加‎50g砝码时弹簧平均伸长量ΔL的数值为ΔL= cm。‎ ‎（2）根据以上数据，求出弹簧的劲度系数k= N/m。（g取‎9.8m/s2）‎ ‎15．某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝。他们的实验装置如下图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器，物块从斜面上某处由静止释放，物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是 ；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制 图象。‎ ‎16．（1）某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如下图所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则滑块的加速度可以表示为a= （用题中所给物理量表示）。‎ ‎（2）该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是 ，机械能守恒的表达式为 。‎ ‎17.某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如下图所示的一条纸带，已知打点计时器使用电源频率为50Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为 s。如果用S1、S2、S3、S4、S5、S6来表示从O点开始各相邻两个计数点间的距离，用T表示两相邻记数点的时间间隔，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a= （用符号写出表达式，不要求计算）。打F点时物体的速度大小为vF= m/s。（答案均要求保留3位有效数字）‎ ‎18．某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：‎ ‎（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示｡‎ 实验次数 物体质量m(kg)‎ 物体的加速度a(m/s2)‎ 物体质量的倒数1/m(1/kg)‎ ‎1‎ ‎0.20‎ ‎0.78‎ ‎5.00‎ ‎2‎ ‎0.40‎ ‎0.38‎ ‎2.50‎ ‎3‎ ‎0.60‎ ‎0.25‎ ‎1.67‎ ‎4‎ ‎0.80‎ ‎0.20‎ ‎1.25‎ ‎5‎ ‎1.00‎ ‎0.16‎ ‎1.00‎ ‎①根据表中的数据，在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象｡‎