专题11 力学实验（一）-2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编

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2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编专题11 力学实验（一）1、（2021·河南省郑州市高三下学期二模）2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。（iii）该同学选取部分实验数据，画出了—t图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。回答以下问题：(1)当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为_____m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为_____m/s2.（结果均保留2位有效数字）(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为_____ m/s2.（结果保留2位有效数字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80）2、（2021·湖南省衡阳市高三下学期二模）某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量，，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器计时周期为。则：在打0~5点过程中系统动能的增量_________J，系统势能的减小量________J，由此得出的结论是__________。（重力加速度g取9.8m/s2，结果保留三位有效数字）3、（2021·山东省济南市历城二中高三下学期压轴卷）探究“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中，某次实验中用秒表记下了单摆振动40次的时间如图甲所示，由图可读出时间为______s。某次实验中没有游标卡尺和螺旋测微器，无法直接测量球的直径，测得绳长为L1，悬挂点到球的下端长度为L2，则摆长L＝__________（用L1和L2表示）。以摆长L作为横坐标，周期的平方T2作为纵坐标，斜率k＝______。（用物理量g、L、T表示）。T2与L的关系如图乙所示，则当地重力加速度为___________（保留两位小数）。　4、（2021·山东省烟台市高三下学期适应性练习）某兴趣小组设计了如图甲所示的实验来探究加速度与力的关系。用M表示小车质量，m表示沙和沙桶的质量，滑轮和细线质量不计。（1）该小组按照图甲安装好实验器材后，设计了如下的实验步骤：①天平测出小车的质量M②将空的沙桶和纸带安装好，长木板一端垫高，启动打点计时器，平衡摩擦力③在桶中加适量的沙子，用天平测出沙和沙桶的质量m④小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，记录弹簧测力计的示数⑤根据打出的纸带计算小车加速度的大小⑥改变桶中沙子的质量，重复③④⑤以上操作不必要或有错误的步骤是___________（选填步骤序号）（2）图乙为某次实验中打出的一条纸带，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出。从纸带上测出x1=2.10cm，x2=3.62cm，x5=8.12cm，x6=9.60cm。则小车加速度大小a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）。（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，图线的斜率为k，则小车的质量为___________（用题中给定的字母符号表示）。5、（2021·天津市红桥区高三下学第二次质检）如图所示，将打点计时器固定铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律，或测定重力加速度。（1）通过正确处理纸带，经过计算一般重物重力势能的减少量会略大于动能的增加量，其原因是______。（2）若测定重力加速度，通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。除作v-t图像外，为使图线的斜率等于重力加速度，还可作______图象，或_______图象。6、（2021·河北省实验中学高三下学期调研）“探究平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹。（1）在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外，下列实验器材中还需要的有_________。（填入正确选项前的字母）A.刻度尺            B.秒表             C.天平（2）引起实验结果出现误差的原因可能是_________。A.实验中使用密度较小的小球B.斜槽不光滑，有摩擦C.小球自由滚下时起始位置不完全相同D.以斜槽末端紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O（3）实验中，某同学安装实验装置时斜槽末端的切线不水平，导致斜槽的末端Q斜向上与水平方向所成的夹角为θ。该同学在某次实验时，小球离开斜槽的速度大小为v0，建立xQy平面直角坐标系。请根据平抛运动规律写出小球水平方向的位移x与时间t关系式__________和竖直方向的位移y与时间t关系式_______。7、（2021·广东省普宁二中高三下学期5月适应性考试）如图所示，水平传送带固定在桌面上，打点计时器固定在传送带右侧与传送带等高的水平面上。为探究滑块在传送带上的运动情况，某同学进行了下列操作。①将一端固定在滑块上的纸带穿过打点计时器限位孔，使滑块处于传送带右端并保持静止。②接通打点计时器与传送带电源，传送带逆时针匀速转动。③待传送带运行稳定后，将滑块由静止释放。④在滑块随传送带运动的过程中，打点计时器在拉直的纸带上打出一系列点。⑤在纸带上从某点O开始，依次选取A~H几个连续的点，相邻两点间的距离如下表所示：计时点区间xOAxABxBCxCDxDExEFxFGxGH计时点间距/cm0.901.111.311.501.611.661.661.66已知打点计时器使用电源的频率为50Hz，取重力加速度g=10m/s2，以地面为参考系，可以确定：（计算结果均保留2位有效数字）（1）传送带运行稳定后速度的大小为______m/s；（2）打点计时器在打下______两相邻点间的某时刻，滑块开始匀速运动；（3）滑块在加速运动阶段的加速度大小为______m/s2。8、（2021·福建省南平市高三下学期第二次质检）某实验小组利用如图所示的装置探究物体的加速度与力的关系，调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上小桶，带动小车运动并打出纸带。（1）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示。相邻计数点间的时间间隔是0.10s，由此可以算出小车运动的加速度是_________m/s2。（结果保留3位有效数字）（2）利用测得的数据，可得到小车质量M一定时，小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像如图丙所示（，m为砂和小桶的总质量，g为重力加速度）。拉力F较大时，图线明显弯曲，产生误差。若不断增加小桶中砂的质量，图像中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为_________（用题中出现的物理量符号表示）。为了减少上述误差，可采取的有效措施是_________。A.测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器B.将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替砂和小桶的重力9、（2021·福建省龙岩市高三下学期5月三模）在“用单摆测重力加速度”实验中：（1）用毫米刻度尺测出摆线长L，用游标卡尺测出摆球的直径D。在下面进行的操作中，正确的是：______ （选填选项前的字母）；A.把单摆从平衡位置拉开一个较大的角度释放B.摆球经过平衡位置时开始计时C.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期（2）当单摆摆动稳定后，用秒表测量单摆n次全振动的时间t，秒表的示数如图所示，则t=______s；（3）用上述实验过程中测出的物理量（摆线长为L，摆球直径为D，全振动n次所用时间t）写出重力加速度计算式g=______。10、（2021·北京市西城区高三下学期5月测试）用图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）组装单摆时，应该选用___________。（用器材前的字母表示）A.长度为1m左右的细线B.长度为30cm左右的细线C.直径约为1.8cm的塑料球D.直径约为1.8cm的钢球 （2）如图2所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径d =___________cm。（3）甲同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图3所示的图像，其中T表示单摆的周期，L表示单摆的摆长。用g表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为T 2 = ___________（用题目所给的字母表示）。由图像可计算出当地的重力加速度g = ___________m/s2（π取3.14，计算结果保留两位有效数字）。（4）乙同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，请通过推导，分析乙同学计算出的重力加速度与真实值相比是偏大还是偏小__________。