【志鸿优化设计】2022高考物理二轮总复习 专项突破训练 力学实验（含解析）

力学实验专项训练1.(2022·江西南昌调研改编)某实验小组利用如图所示装置探究“加速度与力、质量”的关系,你认为在实验过程中以下做法正确的是　　　　。(填写字母代号) A.在调节木板倾斜度、平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上B.为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,实验时应使砝码桶及桶内砝码的总质量远大于木块和木块上砝码的总质量C.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行D.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源2.如图a是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带。ab(1)打点计时器电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,F点由于不清晰而未画出。试根据纸带上的数据,推测F点的位置并在纸带上标出,算出对应的速度vF=　　　m/s(计算结果保留两位有效数字)。 (2)图b是该同学根据纸带上的数据作出的vt图象。根据图象可以得出结论,t=0时的速度v0=　　　　m/s,加速度a=　　　　m/s2(计算结果保留两位有效数字)。 3.(2022·山东潍坊联考)某同学为探究“加速度与物体受力关系”,设计了如图所示的实验装置:把一端带滑轮的木板平放在水平桌面上,将力传感器固定在小车上,用来测量绳对小车的拉力;小车的加速度由打点计时器打出的纸带测出,已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为50Hz。(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是　　　　。 4\nA.本实验中应保持小车和传感器总质量不变B.为消除小车与木板之间摩擦力的影响,应将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂砂桶的情况下使小车能够静止在木板上C.本实验必须满足细砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量(2)如图是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,量出计数点之间的距离分别为sAB=4.12cm、sAC=8.67cm、sAD=13.65cm、sAF=19.04cm、sAF=24.85cm、sAG=31.09cm。则小车的加速度a=　　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。 4.(2022·云南统一检测)在探究弹簧的弹力与伸长量之间关系的实验中,所用装置如图所示,将轻弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,其伸长量通过刻度尺测得,某同学的实验数据列于下表中。伸长量x/×10-2m2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.50(1)以x为横坐标、F为纵坐标,在如图所示坐标系中描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与伸长量间关系的图线。(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为　　　　。(保留三位有效数字) 5.某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。4\n(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误:a.;b.　　　　　　　。 (2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点,测得h1、h2、h3、h4、h5。若打点的周期为T,则打E点时速度为vE=　　　　;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出v2与h的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g=　　　　m/s2。 6.(2022·河北唐山统考)某学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”,他们在实验室组装了一套如图1所示的装置,另外他们还找到打点计时器及所用的学生电源、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干。该小组同学的实验步骤如下:用天平称量滑块的质量M=300g,将滑块放在水平桌面上并连接上纸带,用细线通过滑轮挂上两个钩码(每个钩码的质量为100g),调整滑轮高度使细线与桌面平行,让钩码拉动滑块、纸带由静止开始加速运动,用打点计时器记录其运动情况。实验记录的纸带如图2所示,图中前几个点模糊,因此从点迹清晰的A点开始研究,每隔4个点取一个计数点。若电源频率为50Hz,则打点计时器打下B点时,滑块的速度为　　　　m/s;滑块运动的加速度为　　　　m/s2;滑块与桌面间的动摩擦因数μ=　　　　(重力加速度g取10m/s2,结果保留两位有效数字)。 答案与解析力学实验专项训练1.C　解析:本题考查探究“加速度与力、质量”4\n的关系的实验,意在考查考生对该实验原理的理解。平衡摩擦力时,木块上不通过细绳连接装有砝码的砝码桶,选项A错误;为使装有砝码的砝码桶的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应让木块和木块上砝码的总质量远大于砝码桶及桶内砝码的总质量,选项B错误;实验时,应先让打点计时器正常工作,再释放木块,选项D错误。2.答案:(1)如图所示　0.70　(2)0.20　5.0解析:本题考查“研究匀变速直线运动”实验,意在考查考生的数据处理能力。(1)根据Δx=0.20cm可知EF间距为1.3cm,vF==0.70m/s。(2)由题图b可知v0=0.20m/s,得a==5.0m/s2。3.答案:(1)A　(2)0.42解析:本题考查探究“加速度与物体受力关系”的实验,意在考查考生对实验原理的理解能力和数据处理能力。(1)探究加速度与物体受力的关系时,应保持小车和传感器的总质量不变,A正确;实验中拉力为小车和传感器所受合外力,故需要平衡摩擦力,平衡摩擦力时,在不挂砂桶的情况下使小车能沿木板匀速下滑,B错误;因为传感器直接测量绳的拉力,故无需使细砂和桶的总质量远小于小车和传感器的质量,C错误。(2)根据匀变速直线运动规律的推论Δx=aT2可知,a=,代入相关数据解得a=0.42m/s2。4.答案:(1)如图所示(2)75.0N/m解析:本题考查探究弹簧的弹力与伸长量之间关系的实验,意在考查考生利用图象法处理实验数据的能力。作图时,注意测量数据的范围与图的大小,尽量使实验测得的数据准确、清晰地把图展现出来。由胡克定律可知,弹簧的劲度系数k==75.0N/m。5.答案:(1)a.打点计时器应该接交流电源　b.开始时重物应该靠近打点计时器(2)　9.4解析:(1)两处错误是a.打点计时器应该接交流电源,b.开始时重物应该靠近打点计时器。(2)vE=,根据v2=2gh可知,图线的斜率等于2g,所以g=9.4m/s2。6.答案:0.74　0.64(0.63~0.65都对)　0.56解析:滑块做匀变速直线运动,一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则vB=m/s=0.74m/s;利用逐差法求滑块的加速度,a=m/s2=0.64m/s2;根据牛顿第二定律可得2mg-μMg=(2m+M)a,μ==0.56。4