备战2025年高考二轮复习物理（广东版）专题分层突破练16 力学实验（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习物理（广东版）专题分层突破练16 力学实验（Word版附解析），共6页。试卷主要包含了03 cm,ΔL2=6，108，1 N,读数时需要估读到0等内容，欢迎下载使用。

(1)采用的实验方法是 。
A.控制变量法
B.等效法
C.模拟法
(2)在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的 (选填“线速度大小”“角速度二次方”或“周期二次方”)之比;在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
答案 (1)A
(2)角速度二次方 不变
解析 (1)本实验先控制其他几个因素不变,集中研究其中一个因素变化所产生的影响,采用的实验方法是控制变量法。
(2)标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值,根据F=mrω2可知,比值等于两小球的角速度二次方之比。
小球质量和转动半径相同的情况下,由于两球线速度相同,根据ω=vR可知两球角速度相同;又根据F=mrω2可知,向心力之比为1∶1,逐渐加大手柄的转速,左右标尺露出的格数之比不变。
2.(10分)(2021广东卷)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm,ΔL3= cm,压缩量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33= cm;
(2)上述ΔL是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80 m/s2,该弹簧的劲度系数为 N/m(结果保留3位有效数字)。
答案 (1)6.04 6.05
(2)3
(3)48.6
解析 (1)根据题意ΔL3=L6-L3=6.04 cm;压缩量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33=6.05 cm。
(2)根据题意,上述ΔL是管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量。
(3)根据胡克定律,弹簧的劲度系数k=3mgsinθΔL=48.6 N/m。
3.(10分)(2024广东卷)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为 m/s2(结果保留3位有效数字)。
甲
乙
(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度,示数如图丙所示。图丁为局部放大图,示数为 cm。
丙 丁
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节,打开并调节 ,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏,装上单缝、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
答案 (1)平衡小车受到的阻力 2.86
(2)4.108
(3)光源 干涉条纹
解析 本题考查力学和光学的基本实验。
(1)木板右端抬高的目的是平衡小车受到的阻力。
小车的加速度大小a=(16.29+13.43+10.59-7.72-4.88-2.01)×10-29×0.12 m/s2=2.86 m/s2。
(2)游标卡尺示数为4.1 cm+4×0.02 mm=4.108 cm。
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏,遮光筒不可调节,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮,取下光屏,装上单缝、双缝和测量头。调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。
4.(10分)(2024广东汕头一模)有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置,如图甲所示,该装置由两块挡板和弹簧组成,弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部,可将整包纸巾顶起,以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征,做了以下实验:
科技实践小组设计如图乙所示,测量出数据记录于表格中:
(1)依据测量数据画出m-Δl图像如图丙所示,观察图像可发现,其中第 次数据误差较大,应该剔除。
丙
(2)根据图像可得劲度系数k= N/m(结果保留两位有效数字,g取10 N/kg)。
(3)在使用过程中,盒子里的纸巾越来越少,弹簧的弹性势能 (选填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”)。
答案 (1)4
(2)20
(3)逐渐变小
解析 (1)由图可知,第4次的描点不在线上,出现明显偏差,故第4次数据误差较大,应该剔除。
(2)根据胡克定律mg=kΔl,可得m=kgΔl,
由图像斜率可得kg=(50-10)×10-3(3.0-1.0)×10-2=2,解得k=20 N/m。
(3)在使用过程中,盒子里的纸巾越来越少,纸巾的重力减少,弹簧的形变量减少,故弹簧的弹性势能逐渐变小。
5.(10分)(2024广东广州二模)如图甲,用量程为5 N的弹簧测力计,测量一个超出其量程的物体的重力。
(1)将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上。
(2)三根细线分别与弹簧测力计的一端、图钉、待测重物相连,弹簧测力计的另一端固定,通过改变图钉在木板的位置调节细线OB,使细线的结点O与圆环的圆心位置重合。
(3)标出OA、OB、OC的拉力方向,记录弹簧测力计的读数为 N。
(4)①根据共点力平衡条件和平行四边形定则,用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力;
②由作图结果可得重物的重力为 N(结果保留一位小数)。
答案 (3)3.00
(4)见解析图 7.0(6.8~7.2均可)
解析 (3)弹簧测力计的最小分度为0.1 N,读数时需要估读到0.01 N,所以其读数为3.00 N。
(4)①作出力的图示,如图所示。
②由作图结果可得重物的重力为7.0 N。
6.(10分)(2024新课标卷)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上,轨道末端水平,右侧端点在水平木板上的垂直投影为O,木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放,a从轨道右端水平飞出后落在木板上;重复多次,测出落点的平均位置P与O点的距离sP。将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点,再将小球a从Q处由静止释放,两球碰撞后均落在木板上;重复多次,分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离sM、sN。
完成下列填空:
(1)记a、b两球的质量分别为ma、mb,实验中须满足条件ma (选填“>”或“
(2)masP=masM+mbsN 从同一高度做平抛运动的两个小球,运动时间相同,水平位移可代替水平飞出时的速度
解析 本题考查验证动量守恒定律的实验。
(1)为保证a球碰撞b球后不反弹,要求ma>mb。
(2)两小球做平抛运动,在竖直方向上有h=12gt2,故t=2hg,两小球做平抛运动的初速度为va=sP2hg,va'=sM2hg,vb'=sN2hg,如果碰撞中满足动量守恒定律,则mava=mava'+mbvb',联立解得masP=masM+mbsN。因为两小球从同一高度做平抛运动,运动时间相同,所以水平位移可代替小球水平飞出时的速度。n
1
2
3
4
5
6
Ln/cm
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
实验次数
1
2
3
4
5
砝码质量m/g
10
20
30
40
50
弹簧长度l/cm
4.50
4.00
3.50
3.25
2.50
弹簧形变量Δl/cm
1.00
1.50
2.00
2.25
3.00