高考物理二轮复习专项分层特训专项15含答案

这是一份高考物理二轮复习专项分层特训专项15含答案，共10页。试卷主要包含了05 g；，5 mm＋0等内容，欢迎下载使用。

(1)实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的________(选填选项前的字母).
A.长约1 m的细线
B．长约1 m的橡皮绳
C．直径约1 cm的匀质铁球
D．直径约10 cm的匀质木球
(2)
组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________．
A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
(3)某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了T2­l图像，该图像对应下列图中的________图．
2.[2022·浙江6月](1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行．图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为________ cm.由图3中小车运动的数据点，求得加速度为________ m/s2(保留两位有效数字).
②利用图1装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是________(多选).
A．换成质量更小的车
B．调整长木板的倾斜程度
C．把钩码更换成砝码盘和砝码
D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角
(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中
①下列说法正确的是________；
A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O.
3.[2022·湖南卷]小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下：
(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g；
(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：
(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线；
(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为________cm；
(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为________g(计算结果保留3位有效数字).
4．某同学利用图甲中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素．实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt，换算生成ω.保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F ­ ω2图线如图乙所示．牵引杆的质量和一切摩擦可忽略．
(1)该同学采用的主要实验方法为________．
A.等效替代法
B.控制变量法
C.理想化模型法
(2)实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为Δt，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为Δs，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为________________________________________________________________________．
(3)根据图乙，得到的实验结论是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
5．[2022·广东卷]某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图(a)所示的装置，实验过程如下：
(1)让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹．调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门．
(2)用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图(b)所示，小球直径d＝________ mm.
(3)测量时，应________(选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”).记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2.
(4)计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE＝________(用字母m、d、t1和t2表示).
(5)若适当调高光电门的高度，将会________(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差．
6．[2022·八省市八校3月第二次联考]某实验小组用如图(a)所示装置测量重力加速度．将小球A和手机B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的细绳两端．打开手机B的phyphx软件，令小球A和手机B静止，细绳拉紧，然后同时释放小球A和手机B，通过phyphx软件测得手机的加速度随时间变化的图线如图(b)所示，实验室提供的物理量有：小球A的质量mA＝50.0 g，手机B的质量mB＝150.0 g，当地实际重力加速度g＝9.8 m/s2.
(1)实验测得的重力加速度大小为________m/s2.
(2)实验测得的重力加速度与实际重力加速度有明显差异，除实验中的偶然误差外，请写出一条可能产生这一结果的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)有同学提出本实验还可以研究机械能是否守恒，在小球A上方h高处安装光电门和配套的数字计时器．令小球A和手机B静止，细绳拉紧，然后同时释放小球A和手机B，数字计时器记录小球A通过光电门的挡光时间t，除实验室提供的物理量外，还需要测量的物理量有______________(写出物理量的名称和符号)，需要验证的表达式为____________(用实验室提供的物理量符号和测量的物理量符号表示).
7．[2022·全国甲卷]利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空：
(1)调节导轨水平；
(2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________kg的滑块作为A；
(3)调节B的位置．使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等；
(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2；
(5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4).多次测量的结果如下表所示．
(6)表中的k2＝____________(保留2位有效数字)；
(7) eq \f(v1,v2) 的平均值为__________(保留2位有效数字)；
(8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由 eq \f(v1,v2) 判断．若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则 eq \f(v1,v2) 的理论表达式为________(用m1和m2表示)，本实验中其值为________(保留2位有效数字)，若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞．
8.[2022·山东卷]在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验．受此启发，某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示．主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块．弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示．
回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：
(1)弹簧的劲度系数为________ N/m.
(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a­F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg.
(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a­F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg.
专项15 力学实验
1．解析：(1)为减小实验误差，实验时摆线的长度不能变化，所以需要长约1 m的细线，A正确，B错误；为减小空气阻力，摆球的密度要大，体积要小，所以需要直径约1 cm的匀质铁球，C正确，D错误．故选AC.(2)实验中防止摆线的长度改变；在需要改变摆长的长度时，方便调节摆长，A、C正确；周期测量是否更加准确主要取决于计时仪器，B错误；摆球在同一竖直平面内摆动，而不是做圆锥摆运动，与实验仪器无关，D错误．故选AC.(3)某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，由单摆的周期公式可知T＝2π eq \r(\f(L,g)) ，由上式可知，T2 ­ l图像应是过原点的倾斜的直线，因测量摆长比实际摆长偏小，所以C图像应符合实际结论，故A、B、D错误，C正确．
答案：(1)AC (2)AC (3)C
2．解析：(1)①由刻度尺的读数规则可知，打下计数点B时小车的位移大小为x2＝6.20 cm；连接图3中的点，由斜率可知加速度a＝1.9 m/s2；②利用图1装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，为减小实验误差，应使连接小车的细绳与长木板平行，D错误；实验时应将钩码更换成砝码盘和砝码，应保证小车的质量远大于砝码以及砝码盘的总质量，因此不能换成质量更小的小车，A错误，C正确；实验时应将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力，B正确．(2)①“探究求合力的方法”时不用保证两弹簧秤的读数相同，A错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择与结点相距较远的一点，B错误；实验时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦不影响实验的结果，C错误；为了减小实验误差，实验时，应保证橡皮条、细绳和弹簧秤贴近并平行于木板，D正确．②如果只有一个弹簧秤，应先后两次将弹簧秤挂在不同的细绳套上，然后将结点拉到同一位置O，并保证两次两分力的方向不变；再将弹簧秤挂在一个细绳套上，将结点拉到位置O，因此为了完成实验至少需要3次把橡皮条的结点拉到O.
答案：(1)①6.20±0.05 1.9±0.2 ②BC
(2)①D ②3
3．解析：(3)利用描点法得出图像如图．(4)根据刻度尺读数规则知，橡皮筋的长度l＝15.35 cm.(5)由胡克定律可得nmg＝k(l－l0)，变化为l＝ eq \f(mg,k) n＋l0.l ­ n图像的斜率 eq \f(mg,k) ＝ eq \f(6.05,20) ×10－2，解得k＝20.0 N/m.代入数据解得橡皮筋原长l0＝9.00 cm.挂上冰墩墩玩具，有Mg＝k(l－l0)，解得M＝127 g.
答案：(3)如图所示 (4)15.35 (5)127
4．解析：(1)实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法，故选B.(2)挡光杆处的线速度为v＝ eq \f(Δs,Δt) ，角速度为ω＝ eq \f(v,d) ＝ eq \f(Δs,dΔt) .(3)在质量和转动半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比．
答案：(1)B (2)ω＝ eq \f(Δs,dΔt) (3)在质量和转动半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比
5．解析：(2)根据螺旋测微器读数规则可知，小球直径d＝7.5 mm＋0.385 mm＝7.885 mm.(3)由于小球自由落体运动时间很短，所以测量时，应该先接通数字计时器，后释放小球．(4)小球第1次通过光电门时的速度v1＝ eq \f(d,t1) ，第2次通过光电门时的速度v2＝ eq \f(d,t2) ，小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) － eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ＝ eq \f(md2,2) ( eq \f(1,t eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ) － eq \f(1,t eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ) ).(5)若适当调高光电门高度，将会增大因空气阻力引起的测量误差．
答案：(2)7.885 (3)B (4) eq \f(md2,2) ( eq \f(1,t eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ) － eq \f(1,t eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ) ) (5)增大
6．解析：(1)由图(b)读出手机的加速度大小为a＝4.7 m/s2，根据牛顿第二定律有(mB－mA)g1＝(mA＋mB)a，代入数据解得g1＝9.4 m/s2.(2)测量的重力加速度小于实际值，除偶然误差外，也可能是系统误差导致的，例如滑轮的轴不光滑，滑轮有质量，细绳有质量，手机和小球运动过程中受空气阻力，手机在下落过程中发生摆动等．(3)由于还需要算出小球运动到光电门时的速度，则还需要测量小球A的直径d，根据机械能守恒定律可知，需要验证的表达式为(mB－mA)gh＝ eq \f(1,2) (mA＋mB) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t))) eq \s\up12(2) .
答案：(1)9.4 (2)见解析 (3)小球A的直径d (mB－mA)gh＝ eq \f(1,2) (mA＋mB) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t))) eq \s\up12(2)
7．解析：(2)在一动一静的弹性碰撞中，质量小的滑块碰撞质量大的滑块才能反弹，故应选质量为0.304 kg的滑块作为A.
(6)滑块A、B碰后的速度v1＝ eq \f(s1,t1) 、v2＝ eq \f(s2,t2) ，因s1＝s2，故有 eq \f(v1,v2) ＝ eq \f(t2,t1) ，则k2＝ eq \f(0.21,0.67) ≈0.31.
(7) eq \f(v1,v2) 的平均值 eq \(k,\s\up6(－)) ＝ eq \f(2×0.31＋3×0.33,5) ≈0.32.
(8)设滑块A碰前的速度为v0，若为弹性碰撞，则有：
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m1v0＝－m1v1＋m2v2①,\f(1,2)m1v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＝\f(1,2)m1v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＋\f(1,2)m2v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ②))
联立①②得：v1＝ eq \f(m2－m1,m1＋m2) v0，v2＝ eq \f(2m1v0,m1＋m2)
则 eq \f(v1,v2) ＝ eq \f(m2－m1,2m1) ＝ eq \f(0.510－0.304,2×0.304) ≈0.34.
答案：(2)0.304 (6)0.31 (7)0.32 (8) eq \f(m2－m1,2m1) 0.34
8．解析：(1)初始时弹簧的伸长量为5.00 cm，结合图乙可读出弹簧弹力为0.610 N，由F＝kx可得弹簧的劲度系数k＝12 N/m.(2)根据牛顿第二定律F＝ma，结合图丙可得a­F图线斜率的倒数表示滑块与加速度传感器的质量，代入数据得m＝0.20 kg.(3)同理图像斜率的倒数 eq \f(1,k) ＝m＋m测，得m测＝0.13 kg.
答案：(1)12 (2)0.20 (3)0.13
序号
1
2
3
4
5
硬币数量n/枚
5
10
15
20
25
长度l/cm
10.51
12.02
13.54
15.05
16.56
1
2
3
4
5
t1/s
0.49
0.67
1.01
1.22
1.39
t2/s
0.15
0.21
0.33
0.40
0.46
k＝ eq \f(v1,v2)
0.31
k2
0.33
0.33
0.33