专题12 力学实验（二）-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12 力学实验（二）1、（2021·北京市海淀区高三下学期5月期末）用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，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。已知当地重力加速度为g。（1）除图1中所示的装置之外，还必须使用的器材是______；A．直流电源、天平（含砝码）B．直流电源、刻度尺C．交流电源、天平（含砝码）D．交流电源、刻度尺（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图1所示安装好实验器材并连接好电源B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带C．测量纸带上某些点间的距离D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（选填步骤前的字母）；（3）如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量ΔEp=______，动能增加量ΔEk= _______；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是___________；（4）某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v2，绘制图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？_____________；②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制图线的纵轴截距b和斜率k与b、k的关系最可能的是______。A．b>b，k>k   B．b<b，k=k   C．b<b，k<k    D．b=b，k>k（5）某同学认为要验证机械能守恒，必须选择第1、2两点间距离约为2mm的纸带进行数据处理，你认为他的观点是否正确，请说明理由______。2、（2021·北京市海淀区高三下学期5月期末反馈）“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置如图所示。（1）为让标尺盘处于竖直平面内，标尺盘上的垂直线与自然下垂的摆线要______（选填“平行”或“垂直”）。（2）某同学以摆锤运动的最低点为零势能面，在离开最低点一定高度h处静止释放摆锤，测量摆锤到达最低点的瞬时速度，测得动能与重力势能的三组数据。由第1组数据可估算出摆锤下落高度h约为______m。 挡光时间（s）最低点处动能（J）释放点处重力势能（J）10.0046980.01090.011020.0046590.01110.011030.0046190.01130.0110摆锤宽度：0.0080m重力加速度g=9.8m/s2（3）该同学根据上述三组数据中动能与重力势能近似相等，得出：摆锤在释放后，摆动整个过程近似满足机械能守恒。这一推断证据______（选填“充分”或“不充分”），理由是______。3、（2021·北京市房山区高三下学期5月二模）如图，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。(1)某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器、纸带、秒表、交流电源、导线、重锤、天平。其中不必要的是______；(2)在一次实验中，质量1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如下图所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下记数点B的过程中，重力势能减少量ΔEp=______J，此过程中物体动能的增加量ΔEk=_____J（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）；通过计算，数值上ΔEp______ΔEk（填“>”“=”或“<”），这是因为______；(3)如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的______。A． B. C.D. 4、（2021·北京市朝阳区高三下学期5月二模）某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。（1）图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选______段，计算两车碰撞后的速度大小应选______段；（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是0.685kg·m/s，碰后两小车的总动量是______kg·m/s；（结果保留三位有效数字）（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______。A．实验中小车1必须从静止释放B．若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律5、（2021·北京市昌平区高三下学期5月二模）在“验证机械能守恒定律”实验中，（1）甲同学采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图所示。该同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图所示。选取纸带上连续打出的三个点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重锤的质量为m，打点计时器所接交流电的频率为f，当地的重力加速度为g。从起始点O开始到打下B点的过程中，重锤重力势能的减小量∆EP=____________，重锤动能的增加量∆Ek=____________。在误差允许的范围内，如果∆EP=∆Ek，则可验证机械能守恒。 （2）乙同学利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒，实验装置如图所示。实验前，将气垫导轨调至水平，滑块通过细线与托盘和砝码相连。开启气泵，待出气稳定后将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t。已知刚释放时挡光条到光电门的距离为l，挡光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为m，滑块和挡光条的总质量为M，当地的重力加速度为g。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力势能的减少量∆EP=____________；系统动能的增加量∆Ek=____________。在误差允许的范围内，如果∆EP=∆Ek，则可验证系统的机械能守恒。6、（2021·安徽省芜湖市高三下学期5月质检）如图甲所示为用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。实验中先通电，后让重物由静出纸带的一部分如图乙所示。点为打点计时器打下的第一个点，、、为相邻的计时点，测得，；到点时的距离为。已知重物的质量，交流电的频率为，当地重力加速度取（以下分析结果请保留3位有效数字）（1）当打点计时器打到点时，重物的重力势能比开始下落时减少了___________；此时重物的速度为___________。（2）通过分析发现实验中存在各种阻力的影响，重物通过段的阻力可视为恒定，则重物通过此段的阻力系数：___________（定义阻力系数）。7、（2021·安徽省八校高三下学期5月模拟）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验。(1)请将以下实验步骤补充完整：A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数F1和F2，并__________；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出__________；E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条，使_________________，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较_______________，看它们是否相同，得出结论。(2)为了减小实验误差，以下措施必须的是___________。A．两绳套长度必须相等B．用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，两弹簧测力计示数必须相等C．两绳套长度应适当长些，但不必相等D．用弹簧测力计通过绳套拉橡皮条时应使绳套、橡皮条平行于木板平面8、（2021·安徽省马鞍山市高三下学期5月三模）在“研究平抛运动”的实验时，若采用实验装置甲描绘小球做平抛运动的轨迹。（1）实验时需要下列哪个器材______；A．弹簧秤    B．重锤线    C．打点计时器（2）若某同学在做实验中，忘记标注小球抛出点的位置，得到如图所示的实验数据，A为物体运动一段时间后的位置，如图乙所示以A点为原点建立坐标系，可知平抛物体的初速度为______m/s；小球抛出点的位置坐标为______。（重力加速度g取10m/s2）