高考物理二轮复习专题强化练10力学实验含答案

这是一份高考物理二轮复习专题强化练10力学实验含答案，共7页。试卷主要包含了80 m/s2，5 mm＋20等内容，欢迎下载使用。


(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，图丙所示的示数为________ mm.
2.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．先平衡摩擦力，当小车在2条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
(1)在实验准备的过程中，小王整理了一些实验器材，如图乙所示，还缺少的器材是________．
(2)该同学在实验过程中，①应平衡摩擦力；②应选长短、粗细一样的橡皮筋若干；③每次实验都让小车从同一地点由静止释放．以上操作对“实验中每条橡皮筋做相同的功”这一要求有帮助的是________(填序号)．
(3)分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、…、vn，作出W ­ v图象．则下列图象符合实际的是________．
3.如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源，纸带等．回答下列问题：
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)．
(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ＝30°.接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示．图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)．重力加速度为9.80 m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____________(结果保留2位小数)．
4．[2020·陕西汉中九校联考]在探究加速度与力关系的实验中，小明同学设计了如图甲所示(俯视图)的实验方案：将两个小车放在水平木板上，前端分别系一条细线跨过定滑轮与砝码盘相连，后端各系一细线．
(1)平衡摩擦力后，在保证两小车质量相同、盘中砝码质量不同的情况下，用一黑板檫把两条细线同时按在桌子上，抬起黑板擦时两小车同时开始运动，按下黑板擦时两小车同时停下来．小车前进的位移分别为x1、x2，由x＝eq \f(1,2)at2，知eq \f(a1,a2)＝eq \f(x1,x2)，测出砝码和砝码盘的总质量m1、m2，若满足________________，即可得出小车的质量一定时，其加速度与拉力成正比的结论．若小车的总质量符合远大于砝码和砝码盘的总质量的需求，但该实验中测量的误差仍然较大，其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)小军同学换用图乙所示的方案进行实验：在小车的前方安装一个拉力传感器，在小车后面固定纸带并穿过打点计时器．由于安装了拉力传感器，下列操作要求中不需要的是________．(填选项前的字母)
A.测出砝码和砝码盘的总质量
B.将木板垫起适当角度以平衡摩擦力
C.跨过滑轮连接小车的细线与长木板平行
D.砝码和砝码盘的总质量远小于小车和传感器的总质量
(3)测出小车质量M并保持不变，改变砝码的质量分别测得小车加速度a与拉力传感器示数F，利用测得的数据在坐标纸中画出a ­ F图线A如图丙；若小军又以eq \f(1,M)为斜率在图象上画出图线B如图丙，利用图象中给出的信息，可求出拉力传感器的质量为________．
5.[2020·江苏徐州模拟](1)某同学想利用图(甲)所示装置，验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒，该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了．你认为该同学的想法________(选填“正确”或“不正确”)．
(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律．如图(乙)所示，质量为m1的滑块(带遮光条)放在A处，由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连，导轨B处有一光电门，用L表示遮光条的宽度，x表示A，B两点间的距离，θ表示气垫导轨的倾角，g0表示重力加速度．
①气泵正常工作后，将滑块由A点静止释放，运动至B，测出遮光条经过光电门的时间t，该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减少量表示为________________，动能的增加量表示为________________．若系统机械能守恒，则eq \f(1,t2)与x的关系式为eq \f(1,t2)＝________________(用题中已知量表示)．
②实验时测得m1＝475 g，m2＝55 g，遮光条宽度L＝4 mm，sin θ＝0.1，改变光电门的位置，滑块每次均从A点释放，测量相应的x与t的值，以eq \f(1,t2)为纵轴，x为横轴，作出的图象如图(丙)所示，则根据图象可求得重力加速度g0为________ m/s2(计算结果保留两位有效数字)．若g0与当地重力加速度g近似相等，则可验证系统机械能守恒．
专题强化练10 力学实验
1．解析：(1)题图甲中夹小球的两个测量爪为外测量爪，测物体的外径，所以甲正确．
(2)由螺旋测微器的读数方法，可知金属丝的直径d＝6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.
答案：(1)甲 (2)6.700
2．解析：(1)还缺少的器材是交流电源和刻度尺．(2)①平衡摩擦力是在实验之前，对“实验中每条橡皮筋做相同的功”这一要求没有帮助．②应选长短、粗细一样的橡皮筋若干，保证每条橡皮筋弹力相同，故对“实验中每条橡皮筋做相同的功”这一要求有帮助．③每次实验都让小车从同一地点由静止释放，保证位移相同，故对“实验中每条橡皮筋做相同的功”这一要求有帮助．(3)功与速度的平方成正比，所以图象应为D.
答案：(1)交流电源和刻度尺 (2)②③ (3)D
3．解析：(1)对铁块，根据牛顿第二定律得mgsin θ－μmgcs θ＝ma，解得μ＝eq \f(gsin θ－a,gcs θ).
(2)利用逐差法可得
a＝eq \f([76.39－31.83－31.83－5.00]×10－2,9×0.12) m/s2
＝1.97 m/s2，由于θ＝30°，g＝9.80 m/s2，则μ＝0.35.
答案：(1)eq \f(gsin θ－a,gcs θ) (2)0.35
4．解析：(1)由位移公式x＝eq \f(1,2)at2知，小车从静止开始做匀加速直线运动时，时间相等的情况下加速度与位移成正比，根据牛顿第二定律有小车质量一定时，加速度与拉力成正比，拉力是用砝码及砝码盘的总重力代替的(即加速度与砝码及砝码盘总重力成正比)，所以若满足eq \f(m1,m2)＝eq \f(x1,x2)，则加速度与拉力大小成正比；若小车的总质量远大于砝码和砝码盘的总质量，但该实验中测量的误差仍然较大，分析实验中客观原因，则应是位移测量出现了问题，比如黑板擦按下后小车不会立刻停下．
(2)若安装了拉力传感器，则拉力不需要测量了，当然也不必满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车和传感器的总质量；也不必测出砝码和砝码盘的总质量(是用它们的总重力代替拉力的)，但仍需平衡摩擦力，细线要与长木板平行．
(3)根据牛顿第二定律有a＝eq \f(1,m)F，对图象A有a0＝eq \f(1,M＋m)F0，可得拉力传感器的质量为m＝eq \f(F0,a0)－M.
答案：(1)eq \f(m1,m2)＝eq \f(x1,x2) 黑板擦按下后小车不会立刻停下，测量的位移不是实际加速位移
(2)AD (3)eq \f(F0,a0)－M
5．解析：(1)机械能守恒的条件只有重力或弹力做功，平衡摩擦力时，是用重力的分力等于摩擦力，但此时系统受到摩擦力，故摩擦力对系统做功，机械能不守恒；故该同学的想法不正确．
(2)①滑块由A到B的过程中，系统重力势能的减小量为
ΔEp＝m2g0x－m1g0xsin θ，
经过光电门时的速度为
v＝eq \f(L,t)，则动能的增加量为
ΔEk＝eq \f(1,2)(m1＋m2)v2
＝eq \f(1,2)(m1＋m2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(L,t)))2；
若系统机械能守恒，则有
ΔEp＝ΔEk，联立解得，
eq \f(1,t2)＝eq \f(2m2－m1sin θg0x,m1＋m2L2)
②由上述公式可得，
图象中的斜率
k＝eq \f(2m2－m1sin θg0,m1＋m2L2)＝eq \f(6－1×103,0.4－0.1)，
代入数据解得，g0≈9.4 m/s2.
答案：(1)不正确
(2)①ΔEp＝m2g0x－m1g0xsin θ
ΔEk＝eq \f(1,2)(m1＋m2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(L,t)))2 eq \f(2m2－m1sin θg0x,m1＋m2L2) ②9.4