2021年新高考物理模拟题分项汇编(第五期)专题13力学实验(解析版)
《2021年新高考物理模拟题分项汇编(第五期)专题13力学实验(解析版)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021年新高考物理模拟题分项汇编(第五期)专题13力学实验(解析版)(38页珍藏版)》请在七七文库上搜索。
1、 1 / 38 专题专题 13 力学实验力学实验 1 (2021 广东高三模拟)利用图(甲)示装置可以做力学中的许多实验 (i)以下说法正确的是_; A利用此装置研究匀变速直线运动 时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B利用此装置探究 小车的加速度与质量的关系 并用图象法处理数据时,如果画出的 a-M 关系图象不是 直线,就可确定加速度与质量成反比 C利用此装置探究功与速度变化的关系实验时,应将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的 是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响 (ii)甲同学在利用此装置进行探究加速度 a 与力 F 的关系的实验过程中,打出了一条纸带。
2、从比较清晰 的点起,每 5 个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图(乙)所示。 已知打点计时器所用电 源的频率为 50Hz。求: 从图中所给的刻度尺上读出 A、B 两点间的距离 s1 =_cm; 该小车的加速度 a =_m/s2。 实验的过程中,甲同学不断增加所挂钩码的个数,导致钩码的质量远远大于小车的质量, 则小车加速度 a 的值随钩码的个数的增加将趋近于_的值。 【答案】C 0.70 0.2 当地的重力加速度 【解析】 (i)1A利用此装置研究匀变速直线运动时,不需要消除摩擦力的影响,故 A 错误;B利用 此装置探究小车的加速度与质量的关系,并用图象法处理数据时,如果画出的 a-
3、M 关系图象不是直线, 确定加速度 a 与质量 M 成反比,应该作 1 a M 图线,看是否成正比,若成正比,说明 a 与 M 成反比,故 B 错误。C利用此装置探究功与速度变化的关系实验时,应将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做 的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响。故 C 正确。故选 C。 2 / 38 (ii)2从图中所给的刻度尺上读出 A、B 两点间的距离 S1=0.70cm。 3B、C 间的距离 S2=0.90cm,根据 2 xaT ,得 22 2 0.00900.0070 m/s0.2m/s 0.01 x a T 4对整体分析,根据牛顿第二定律得 1 mg
4、g a M mM m ,当mM时,a 趋向于 g。 2 (2021 天津高三模拟)如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个半径相同的小球 在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 (1)为完成此实验,以下提供的测量工具中,本实验必须使用的是_; (选填选项前的字母) A刻度尺 B天平 C打点计时器 D秒表 (2)关于本实验,下列说法中正确的是_; (选填选项前的字母) A同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放 B入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 C轨道倾斜部分必须光滑 D轨道末端必须水平 (3)图中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜轨上位置
5、S 由静止释放, 通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 P,测出平抛射程 OP。然后,把被碰小球静置于轨道的水平部 分末端,仍将入射小球从斜轨上位置 S 由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复该操作,两小球平均落 地点位置分别为 M、N。实验中还需要测量的有_; (选填选项前的字母) A入射小球和被碰小球的质量 m1、m2 B入射小球开始的释放高度 h C小球抛出点距地面的高度 H D两球相碰后的平抛射程 OM、ON (4)在某次实验中,记录的落点平均位置 M、N 几乎与 OP 在同一条直线上,在实验误差允许范围内,若 满足关系式_,则可以认为两球碰撞前后在 OP 方向上的总动量守恒; 用(
6、3)中测量的量表示 3 / 38 (5)某同学在上述实验中更换了两个小球的材质,且入射小球和被碰小球的质量关系为 m1=2m2,其它条件 不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如下图所示。他将米尺的零刻线与 O 点对齐,测量出 O 点到三 处平均落地点的距离分别为 OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现,两小球在碰撞前后动量是守恒的。 由此可以判断出图中 B 处是_; A未放被碰小球,入射小球的落地点 B入射小球碰撞后的落地点 C被碰小球碰撞后的落地点 若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞,还需要判断关系式_是否成立。 用(5)中的物理量表示 【答案】AB AD AD m1 OP =m1 OM
7、+m2 ON C 1 2 m1 OC2= 1 2 m1 OA2+ 1 2 m2 OB2 【解析】(1)1本实验必须使用的有天平,用来测小球的质量,还有刻度尺,用来测小球平抛的水平位移, AB 正确。故选 AB。 (2)2AC同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放即可,轨道倾斜部分不必光滑,A 正确,C 错误;B入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,才能使两球碰后均向前运动,B 错误;D轨道末端 必须水平,才能使小球做平抛运动,D 正确。故选 AD。 (3)3实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量 m1、m2,两球相碰后的平抛射程 OM、ON,AD 正 确。 (4)4若碰撞过程动量
8、守恒,应满足 1 01 12 2 mvmvm v,小球做平抛运动竖直位移相同,故运动时间相同, 由 x v t 可知,平抛初速度与水平位移成正比,故应满足的表达式为 m1 OP =m1 OM+m2 ON。 (5)5若入射小球和被碰小球的质量关系为 m1=2m2,则表达式为 2OP =2OM+ON 由图可知 OA=17.6cm、OB=25.0cm、OC=30.0cm,带入上式对比可得 2OC=2OA+OB 故 C 点是未放被碰小球时入射球的落地点, B 处是被碰小球碰撞后的落地点, A 是入射小球碰撞后的落地点, C 正确。故选 C。 4 / 38 (6) 6若是弹性碰撞,则满足机械能守恒 1
9、2 m1 2 0 v= 1 2 m1 2 1 v+ 1 2 m2 2 2 v 整理可得 1 2 m1 OC2= 1 2 m1 OA2+ 1 2 m2 OB2。 3 (2021 天津高三模拟)在探究两个互成角度的力的合成规律实验中,桌上放一块方木板,用图钉把一 张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的 A 点。在橡皮条另一端拄上两条细绳形成结点, 细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条;再用一个弹簧测力计 通过细绳套拉橡皮条。 (1)判断力 F 单独作用与力 F1、F2共同作用效果相同的依据是 _ AF 的大小等于 F1与 F2的大小之和 B使橡皮条
10、伸长相同的长度 C使橡皮条上的结点到达同一位置 (2)实验中需要标记或者记录的信息有 _ A橡皮条的原长 B橡皮条原长时结点的位置 C力 F 的大小和方向 D力 F1、F2的大小和方向 (3)下列措施可以减小实验误差的是 _ A橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上 B用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个绳套的夹角必须等于 90 C用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计尽量与木板平行 D拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些 【答案】C CD CD 5 / 38 【解析】 (1) 1判断力 F 单独作用与力 F1、 F2共同作用效果相同的依据是使橡皮条上的结点到达同一位置, 表示力的
11、大小与方向都是相同的,选项 C 正确; (2)2实验中需要标记或者记录的信息有力 F 的大小和方向及力 F1、F2的大小和方向,以便于画出它们 的力的图示并加以比较,选项 CD 正确; (3)3C可以减小实验误差的是用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计尽量与木板平行,选项 C 正 确;D拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,以便于标出拉力的方向来,选项 D 正 确;A而橡皮条不一定要与两绳套夹角的平分线在同一直线上,选项 A 错误;B用两个弹簧测力计拉橡 皮条时,两个绳套的夹角不必要等于 90 ,选项 B 错误。故选 CD。 4 (2021 浙江绍兴市高三二模) (1)某实验小
12、组用如图 1 装置做探究加速度与力、质量的关系实验。 在平衡阻力时,小车拖着的纸带打出的点如图 2 所示,则需要把图 1 中垫块向_(填左或右)移 动; 在正确操作后打出了一条纸带,实际点迹如图 3。已知交流电频率为 50Hz,打下纸带中 P 点的速度是 _m/s(保留三位有效数字) ,该纸带的运动方向是向_(填左或右) 。 (2)在用气垫导轨装置做探究碰撞中的不变量实验时,若要探究两滑块做反冲运动时的物理规律,应选 用_(填甲、乙或丙)结构的滑块。 6 / 38 【答案】右 1.76 左 甲 【解析】(1)1由纸带可知,小车向左做加速运动,为进一步平衡摩擦力,图 2 中垫块应向右移一些; 2
13、打下纸带中 P 点的速度是 2 17.05 10.00 10 m/s=1.76m/s 2 0.02 P v 3由图可知,小车拖着纸带向左运动,则该纸带的运动方向是向左; (2)4若要探究两滑块做反冲运动时的物理规律,即两滑块应向两个相反方向弹开,则应选甲图。 5 (2021 辽宁朝阳市高三一模)老师要求同学设计一个实验来验证机械能守恒定律,要求用自己学过的知 识,原理简了,具有可操作性,尽量不用复杂的仪器。小明同学经过认真思考,认为这个实验最关键的是 测速度,他用如图所示的装置来验证机械能守恒定律,物体 A(可视为质点)拴在长为 L 的轻绳一端,轻 绳另一端固定在 O 点, 在 A 的前端放一
14、个质量较小的小金属块。 现将物体 A 拉起, 使绳与竖直方向成角, 由静止开始释放物体 A,当其到达最低位置时,受到竖直挡板 P 的阻挡而停止运动,之后小金属块将飞离 物体 A 做平抛运动。测得小金属块的水平位移 s 和竖直下落高度 h,重力加速度为 g。 (1)用测得的物理量表示物体 A 在最低点的速度v_; (2)用已知的和测得的物理量表示物体 A 在运动过程中机械能守恒的关系式为_; (3)写出一条减小实验误差的建议:_。 【答案】 2 g s h 2 1c o s 4 s L h 对于要测量的数据多次测量取平均值(选取受力后相对伸长量 尽量小的绳等) 【解析】(1)1设物体 A 质量为
15、 m,重力对物体 A 做功为1 cosWmgL 7 / 38 物体 A 在最低点的速度可以用平抛运动的知识求解,在竖直方向 2 1 2 hgt 在水平方向svt 解得 2 g vs h (2)2根据动能定理 2 1 1 cos 2 mgLmv可知表示物体 A 在运动过程中机械能守恒的关系式为 2 1 cos 4 s L h (3)3减小系统误差或偶然误差的建议:对于要测量的数据多次测量取平均值(选取受力后相对伸长量尽量 小的绳等) 。 6 (2021 湖南邵阳市高三一模)某同学想测量某地重力加速度 g 的大小和圆弧轨道的半径 R。所用装置如 图甲所示,一个倾角为 37 的固定斜面与竖直放置的光
16、滑圆弧轨道相切,一个可以看做质点、质量为 m 的滑 块从斜面上某处由静止滑下,滑块上有一个宽度为 d 的遮光条,在圆弧轨道的最低点有一光电门和一压力 传感器(没有画出) ,可以记录挡光时间 t 和传感器受到的压力 F,己知重力加速度为 g。 (1)若某次挡光时间为 t0,则此时遮光条速度 v=_; (2)实验过程中从斜面的不同位置释放滑块,然后记录尉应的遮光时间 t 和压力传感器的示数 F,得到多 组数据,该同学通过图像法来处理数据,得到如图乙所示的图像,但忘记标横轴表示的物理量,请通过推 理科充,横轴表示的物理量为_(填t、 1 t 、 t2或 2 1 t ) ; (3)已知图乙中图线的斜率
17、为 k,纵截距为 b,则可知某地重力加速度 g=_;圆弧轨道的半径 R=_。 (用已知物理量符号表示) 【答案】 0 d t 2 1 t b m 2 md k 8 / 38 【解析】(1)1利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度,则遮光条通过光电门的速度 0 d v t (2)2由牛顿第二定律有,在最低点 2 N mv Fmg R 。由牛顿第三定律有 FN=F,解得 222 22 1mvmdmd Fmgmgmg RRtRt ,所以横轴表示 2 1 t 。 (3)34由表达式可知 2 md k R ,b=mg,解得 b g m ; 2 md R k 。 7 (2021 天津高三模拟)某同学用如图
18、1 所示的装置来探究弹簧弹力 F 和长度 L 的关系,把弹簧上端固定 在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码, 记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数 据得出实验结论。 实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小,这样做的依据是_; 以弹簧受到的弹力 F 为纵轴、弹簧长度 L 为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出 FL 图像,如图 2 所示。由图像可知:弹簧自由下垂时的长度 L0=_cm,弹簧的劲度系数 k=_N/m; 实验中未考虑弹簧自身受到的重力,请你说明这对弹簧劲度系数
19、的测量结果是否有影响。_。 【答案】根据平衡条件,钩码静止时其所受重力大小等于弹力大小 10.0 40 无影响,因为 F k L ,与弹簧自重无关 【解析】1实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小,这样做的依据是根据平衡条件, 钩码静止时其所受重力大小等于弹力。 23由图可知,当弹簧没挂重物时,弹簧自由下垂的长度 0 10.0cm0.1mL 9 / 38 弹簧的劲度系数为 2.00 N/m40N/m 0.150.1 F k L 4因为 F k L ,与弹簧自重无关,故无影响。 8 (2021 湖南娄底市高三零模)某同学设计了如图所示装置验证机械能守恒定律。 (1)质量均为 M 的
20、重物 A、B 用绕过光滑定滑轮的轻绳连接、重物 A 上装有质量不计的遮光片,竖直标尺 下端固定有光电门,固定重物 A。先记下遮光片在标尺上对准的位置,再在重物 A 点下面悬挂一个质量为 m 的钩码。由静止释放重物 A,记录遮光片通过光电门的遮光时间 t,若遮光片的宽度为 d,则遮光片挡光时 重物 A 的速度为v_。 (2)在乘物 A 下面悬挂 2 个,3 个,4 个n 个,保持每次重物下落的位置不变,重复(1)实验多次, 测得多个对应的遮光片遮光时间 t,以 2 t为纵轴,以 1 n 为横轴,作出 2 1 t n 图像,通过标尺测出物 A 释放时 遮光片离光电门的距离 h,当地重力加速度为 g
21、,如果作出的图像与纵轴的截距等于_,图像的斜率等 于_,则机械能守恒定律得到验证。 【答案】 d t 2 2 d gh 2 Md mgh 【解析】 (1)1由题意可得,遮光片遮光时重物的速度 d v t (2)23根据机械能守恒,可得 2 1 (2) 2 d nmghnmM t ,即有 22 2 1 2 dMd t ghmgh n , 如果图像与纵轴的截距为 2 2 d gh 、斜率为 2 Md mgh ,则机械能守恒定律得到验证。 9 (2021 天津高三模拟)用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 对测量原理的理解正确的是_。 10 / 38 A由 g= 2 2 4 l T 可知,T 一
22、定时,g 与 l 成正比 B由 g= 2 2 4 l T 可知,l 一定时,g 与 T2成反比 C单摆的振动周期 T 和摆长 l 可用实验测定,由 g= 2 2 4l T 可算出当地的重力加速度 若测量结果得到的 g 值偏大,可能是因为_。 A组装单摆时,选择的摆球质量偏大 B测量摆长时,将悬线长作为单摆的摆长 C测量周期时,把 n 次全振动误认为是(n+1)次全振动 下表是某同学记录的实验数据,并做了部分处理。 组次 1 2 3 4 5 6 摆长 l/cm 40.00 50.00 60.00 80.00 100.00 120.00 50 次全振动时 t/s 63.0 74.0 77.5 89
23、.5 100.0 109.5 周期 T/s 1.26 1.48 1.55 1.79 2.19 周期的平方 T2/s2 1.59 2.01 2.40 3.20 4.80 请计算第 5 组实验中的 T2=_s2。 将上表数据输入计算机,可得到图 2 所示的 lT2图像,图线经过坐标原点,斜率 k=0.25m/s2。由此求得 重力加速度 g=_m/s2。 (2=9.87,此空答案保留 3 位有效数字) 11 / 38 【答案】C C 4.00 9.87 【解析】(1)1重力加速度与单摆无关,由单摆周期公式2 L T g 可知 2 2 4 L g T ,测出单摆的摆长 L 与 周期 T,可以求出重力加
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2021年新高考物理模拟题分项汇编第五期专题13 力学实验解析版 2021 高考 物理 模拟 题分项 汇编 第五 专题 13 力学 实验 解析
链接地址:https://www.77wenku.com/p-185995.html