高考物理二轮复习讲练测专题19 力学实验（讲义）（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理二轮复习讲练测专题19 力学实验（讲义）（2份，原卷版+解析版），共7页。试卷主要包含了力学实验，力学创新拓展类问题等内容，欢迎下载使用。

TOC \ "1-4" \h \z \u \l "_Tc159309745" 考点一 力学实验 PAGEREF _Tc159309745 \h 3
\l "_Tc159309746" PAGEREF _Tc159309746 \h 3
\l "_Tc159309747" PAGEREF _Tc159309747 \h 9
\l "_Tc159309748" 1. 纸带类和光电门类实验常见问题 PAGEREF _Tc159309748 \h 9
\l "_Tc159309749" 2. 弹簧类、橡皮绳类及其他力学实验常见问题 PAGEREF _Tc159309749 \h 11
\l "_Tc159309750" 3. 力学创新拓展类实验问题及解题思路 PAGEREF _Tc159309750 \h 14
\l "_Tc159309751" PAGEREF _Tc159309751 \h 15
\l "_Tc159309752" 考向一 纸带类和光电门类实验问题 PAGEREF _Tc159309752 \h 15
\l "_Tc159309753" 考向二 弹簧类、橡皮绳类及其他力学实验问题 PAGEREF _Tc159309753 \h 16
\l "_Tc159309754" 考向三 力学创新拓展类问题 PAGEREF _Tc159309754 \h 17
考点一 力学实验
1．（2023·全国·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。

（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中 cm， 。

（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点 。

（3）从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程表示，其中 ， cm/s。（结果均保留3位有效数字）
（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小 ，小车的加速度大小 。（结果用字母k、b表示）
【考向】纸带类实验问题
【答案】 24.00 80.0 71.5 58.7 b 2k
【详解】（1）[1]根据纸带的数据可得，[2]平均速度为，（2）[3]根据第（1）小题结果补充表格和补全实验点图像得
（3）[4][5]从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，图像为

此直线用方程表示，由图像可知其中，，（4）[6][7]小球做匀变速直线运动，由位移公式，整理得，即，故根据图像斜率和截距可得，。
2．（2023·天津·高考真题）某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量
已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示）
（1）遮光条通过光电门时的速度大小为 ；
（2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了 ，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为 ；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于 ，可认为该系统机械能守恒。
【考向】光电门类实验问题
【答案】
【详解】（1）[1]小车通过光电门时的速度为，（2）[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为，[3]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为，（3）[4]改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有，整理有，可知，若图中直线的斜率近似等于，可认为该系统机械能守恒。
3．（2023·福建·高考真题）某小组用图（a）所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有：绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下：
（1）将绒布平铺并固定在木板上，然后将光电门A、B固定在木板上。用米尺测量A、B间距离L；
（2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示。该挡光片宽度
（3）调节并记录木板与水平面的夹角，让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门A和B的挡光时间和，求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得，则 （结果保留3位有效数字）
（4）推导滑块与绒布间动摩擦因数的表达式，可得 （用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得实验数据计算出值；
（5）改变进行多次实验，获得与对应的，并在坐标纸上作出关系图像，如图（c）所示；
（6）根据上述实验，在误差允许范围内，可以得到的结论为 。
【考向】光电门类实验问题
【答案】 5.25 1.00 斜面倾角对动摩擦因数没有影响
【详解】（2）[1]该挡光片宽度d=5mm+5×0.05mm=5.25mm，（3）[2]根据时间极短的平均速度近似等于瞬时速度，挡光片经过光电门A的速度，（4）[3]挡光片依次经过光电门A和B，由动能定理可得，解得，（5）[4]根据图像可知，动摩擦因数并不随角度的变化而发生变化，所以可以得到的结论为斜面倾角对动摩擦因数没有影响。
4．（2023·全国·高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并 。（多选，填正确答案标号）
A．用刻度尺量出橡皮条的长度
B．用刻度尺量出两细线的长度
C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到 ，由测力计的示数得到拉力的大小，沿细线标记此时的方向。
④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图，得出合力的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示。
⑤比较和的 ，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
【考向】橡皮绳类实验问题
【答案】 CD/DC 相同位置 大小和方向
【详解】②[1]将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选CD。③[2]撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到拉力的大小，沿细线标记此时的方向；⑤[3]比较和的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
5．（2023·浙江·高考真题）如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度、的数据如表。
钩码个数为1时，弹簧A的伸长量 cm，弹簧B的伸长量 cm，两根弹簧弹性势能的增加量 （选填“=”、“”）。
【考向】弹簧类实验问题
【答案】 0.78 1.29