广东省梅州市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-08力学实验

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广东省梅州市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-08力学实验 一、实验题1．（2021·广东梅州·统考二模）某学生学习小组在课外做“验证力的平行四边形法则”的实验。（1）该实验需要用到如图甲所示的弹簧秤，并用对拉的方法选择弹簧秤。有两种选择方案，方案一∶两弹簧秤竖直悬挂在铁架台上对拉，方案二∶两弹簧秤置于尽量光滑的水平桌面对拉，下列说法正确的是__________A．弹簧秤使用前必须进行调零B．对拉的两个弹簧秤的量程需一致C．若方案一的两弹簧秤读数相等，则可正常使用D．若方案二的两弹簧秤读数相等，则可正常使用（2）该学习小组使用的弹簧秤量程为5.00N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端拉到某一位置，标记为O点、紧靠细绳标记A、B两点及记录弹簧秤读数；然后用一只弹簧秤将其拉至O点，紧靠细绳的标记C点及记录弹簧秤读数，该小组完成的某次实验数据记录在图乙中。①为“验证力的平行四边行法则”，请按实验要求在图乙中完成作图________；②结合图乙，分析实验过程与结果，请至少给出一个方案以减少该实验的实验误差：__________。2．（2021·广东梅州·统考二模）（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，为防止读数时测微螺旋发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为______mm。（2）如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。①如图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于水平轨道末端，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________。（填选项前的符号）A．用天平测量两个小球的质量、B．测量小球开始释放高度C．测量抛出点距地面的高度D．分别找到、相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM，ON②本实验中若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为_______（用①中测量的量表示）3．（2021·广东梅州·统考一模）某同学用如图所示的实验装置研究自由落体运动。（1）实验的部分步骤如下：①把纸带穿过打点计时器，下端连接重物；②竖直提起纸带和重物，使重物靠近打点计时器，先___________，后___________，打点计时器在纸带上打下一列点；③更换纸带，重复①②的操作。（2）他挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图所示。其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据，计算打点到D点时重锤的速度应该选择___________（填“BF段”，“CE段”）来计算，打C点时重锤的速度=___________m/s（计算结果保留3位有效数字）4．（2021·广东梅州·一模）在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图甲所示的一条纸带，每五个点取一个计数点．（1）由图甲可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”；或“从左向右”；）运动的；（2）该小组同学根据图甲的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图甲中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2．（结果均保留2位有效数字）5．（2022·广东梅州·统考一模）用如图甲所示装置做“验证动能定理”的实验。实验时，通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落，小铁球依次通过两个光电门a、b，测得遮光时间分别为和，两光电门中心点间的高度差为h。（1）用游标卡尺测得小铁球直径的示数如图乙所示，则小铁球的直径______；（2）小铁球通过光电门a的速度为_______，通过光电门b的速度为________（用测量的物理量符号表示）。（3）若已知当地重力加速度为g，则验证动能定理的表达式为：________（用测量的物理量符号表示）。6．（2022·广东梅州·统考模拟预测）某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门、与光电计时器相连。（1）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门和光电门所用的时间、，测出两光电门间的高度差，小球直径为d，则测得小球经过光电门时的速度为________，测得的重力加速度________（用测得的物理量的符号表示）。（2）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门运动到光电门所用的时间。保持光电门的位置不变，多次改变光电门的位置，每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电门间的高度差及小球从光电门运动到光电门所用的时间，求出每次的，作出图像如图乙所示，若图像斜率的绝对值为，纵坐标截距为，则小球经过光电门时的速度为________，则当地的重力加速度大小为__________。7．（2022·广东梅州·统考模拟预测）气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mBb．调整气垫导轨，使导轨处于水平c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2（1）实验中还应测量的物理量是__；（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是__；（3）利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小，请写出弹性势能表达式为__。
参考答案：1．     AD     如图所示，两种方式均可     适当增大两细绳的夹角或增大A、B两点到O点的距离【详解】（1）[1]对拉弹簧秤是为了校准两弹簧秤，但是在校准前必须要调零，然后在水平面上对拉两弹簧秤，若其读数相等，则可正常使用，竖直方向上对拉时考虑弹簧自射重力的影响，并且与弹簧的量程无关，所以AD正确；BC错误；故选AD。（2）①[2]如图所示，两种方式均可②[3]适当增大两细绳的夹角或增大A、B两点到O点的距离。2．     B     0.398     ADE     m1•OP=m1•OM+m2•ON【详解】（1）[1][2]用螺旋测微器测量金属丝的直径，为防止读数时测微螺旋发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件B。从图中的示数可读出合金丝的直径为0.01mm×39.8=0.398mm。（2）①[3]要验证动量守恒定律定律，即验证m1v1=m1v2+m2v3小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得m1v1t=m1v2t+m2v3t得m1OP=m1OM+m2ON故实验需要验证m1•OP=m1•OM+m2•ON所以必须要用天平测量两个小球的质量、；分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM，ON。故选ADE。②[4]由以上分析可知，本实验中若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为m1•OP=m1•OM+m2•ON3．     接通电源     释放纸带（释放重物）     CE     2.21【详解】(1)②[1][2]如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后释放纸带。(2)[3]根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可知计算打点到D点时重锤的速度应该选择CE段，误差更小。[4]匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出C点的速度大小为4．     从右向左     1.3m/s     1.7m/s2【详解】（1）[1]由于小车做匀加速运动，根据纸带上连续6个点的位置可知，小车从右向左做匀加速运动；（2）[2]根据交流电的频率为50Hz，周期为0.02s，那么各计数点时间间隔为：T=0.02×5s=0.1s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：5．     5.5               （写成也给分）【详解】（1）[1]由图乙可知，游标卡尺的游标为10分度，且第5个小格与主尺对齐，则小铁球的直径（2）[2][3]根据公式可知，小铁球通过光电门a的速度为通过光电门b的速度为（3）[4]若已知当地重力加速度为g，则验证动能定理的表达式为代入整理得6．               a     2k【详解】（1）[1]测得小球经过光电门时的速度为[2]根据运动学公式有解得（2）[3][4]由于小球释放的位置离光电门B的位置恒定，因此每次通过光电门B的速度一定，则有整理可得根据图像可得，则小球经过光电门时的速度为当地的重力加速度大小为7．     B的右端至D板的距离L2     mAmB0     EpmB【详解】(1)[1]因系统水平方向动量守恒即mAvA﹣mBvB＝0由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vAvB即mAmB0所以还要测量的物理量是B的右端至D板的距离L2；(2)[2]由(1)分析可知验证动量守恒定律的表达式是mAmB0(3)[3]根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能为Ep将vA，vB代入上式得EpmB