【备战2022】高考物理复习 2022年模拟题汇编（2）专题十二 力学实验

2022高考物理复习2022届模拟题汇编（2）专题十二力学实验1．（5分）（2022四川自贡一诊）用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是：A．使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点B．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行C．两细绳套必须等长D．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程E．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置1答案：．(全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分)ABDE解析：两细绳套不必须等长，选项C错误。2．（5分）（2022四川资阳诊断）某实验小组在验证平行四边形定则时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法正确的是________A．将橡皮条拉伸相同长度即可B．将橡皮条沿相同方向拉即可C．将弹簧秤都拉到相同刻度D．将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置2.答案：D解析：验证平行四边形定则是采用等效法，对两次拉伸橡皮条的要求是：将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置，选项D正确。3．（10分）（2022四川资阳诊断）某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料，完成后面问题。第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现不知道当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度。时刻t1t2t3t4t5速度v(m/s)4.524.043.563.082.60v2(m2/s2)20.4316.3212.679.496.76（1）在所给的坐标纸上作出v2—h图象；（2）分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：__________________________________________________________________________；6\n（3）由图象求得的重力加速度是______m/s2（结果保留三位有效数字）。第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：（1）图乙的图象中，表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是___________（按顺序填写相应图线所对应的文字）；（2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：_____________________________。10．答案：第1小组：（1）图示（2分）；（说明：不用刻度尺，随手画的不给分）（2）重力加速度的二倍（或2g）（2分）；（3）9.41~9.85（2分）。（说明：填9.80不给分)第2小组：（1）乙、丙、甲（2分）；（2）忽略阻力作用，小球下落过程机械能守恒（2分）。解析：将各个时刻对应的高度和速度二次方数据标在坐标图中，用描点法作出v2—h图象；由mgh=mv2，可得v2—h图象的斜率等于2g。根据小球下滑动能增大、重力势能减小、机械能不变可知表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲。4．（2022山东莱州质检）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验，他先把弹簧甲放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L。再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-Lo作为弹簧的伸长量，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的哪一个：4.C（2分）解析：由于弹簧自身重力的影响，不挂砝码时，弹簧就有一定的伸长量，图象C可能正确。5．（2022山东莱州质检）在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图9)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置0。(1)某同学在做该实验时认为：A．拉橡皮条的细绳OB、OC长度必须相等。B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行6\nC．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是(填入相应的字母)．(2)在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化?答：。(选填“变’或“不变”)5.B（2分）不变（2分）解析：拉橡皮条的细绳OB、OC长度不是必须相等。实验中，不能先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点。拉力F1和F2的夹角适当就可，所以正确的是B。在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是不会发生变化。6．（2022山东莱州质检）某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：(A)表面光滑的长木板(长度为L)，(B)小车，(C)质量为m的钩码若干个，(D)方木块(备用于垫木板)，(E)米尺，(F)秒表。实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a=求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度与质量的关系为。第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=h/L。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=m/s2。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为。6.答案：a=2L/t2（2分）不改变（2分）斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关（2分）10（2分）a=gsinα(2分)解析：光滑斜面上物体做初速度为零的匀加速运动，由L=at2可得a=2L/t2。根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间不改变。经过分析得出加速度与质量的关系为：斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关。物体在光滑斜面上运动，其加速度a=gsinα，其a—sinα图象的斜率表示重力加速度，g=10m/s2。6\n图10A1A27．（7分）（2022北京海淀期中）在验证“当物体质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律时，给出如下器材：倾角可以调节的长木板（如图10所示），小车一个，计时器一个，刻度尺一把。实验步骤如下：①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。②用刻度尺测量A1与A2之间的距离x。③用刻度尺测量A1相对于A2的高度h。④改变斜面的倾角，保持A1与A2之间的距离不变，多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t。⑤以h为纵坐标，1/t2为横坐标，根据实验数据作图。若在此实验中，如能得到一条过坐标系原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。根据上述实验步骤和说明回答下列问题：（不考虑摩擦力影响，用已知量和测得量符号表示）（1）设小车所受的重力为mg，则小车的加速度大小a=，小车所受的合外力大小F=。（2）请你写出物体从斜面上释放高度h与下滑时间t的关系式。7．7分（1）或g（2分），mg或m（2分）（2）h=（3分）解析：小车所受合外力为F=mgsinθ=mgh/x，小车的加速度大小a=F/m=gh/x。或由x=at2解得a=，合外力为F=ma=m。由a=gsinθ，sinθ=h/x，x=at2联立解得h=。8．(8分)（2022北京海淀期中）某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，图11所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点（后面计数点未画出），相邻计数点间有4个点迹未画出。(打点计时器每隔0.02s打出一个点)x2x3x4x5x6x1OABCDEF图11图12OBBDDFFHHJJL（1）为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF……6\n等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图12所示。简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动。方法：（2）在图12中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm，则打下点迹A时，小车运动的速度大小是_______m/s，小车运动的加速度大小是_______m/s2。（本小题计算结果保留两位有效数字）8．8分（1）连接纸带左上角（上方中点或纸带中点）为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等。（写出一条即可）（2分）（2）0.74（3分），0.63（3分）解析：T=5×0.02s=0.1s，打下点迹A时，小车运动的速度大小是vA==0.74m/s。由△x=aT2，和逐差法可得小车运动的加速度大小是a=0.63m/s2。9.（2022四川绵阳一诊）如图，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。①用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到_______。A.A球的运动线路不同，B球的运动线路相同B.A,B两球运动线路相同C.A、B两球同时落地D.力越大，A,B两球落地时间间隔越大②用频闪照相的方法研究A、B两球的运动，如图是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看,相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为______A.小球在水平方向做匀速运动B.小球在水平方向做匀加速运动C.小球在竖直方向做匀速运动D.小球在竖直方向做匀加速运动9.（1）答案：①AC（3分）；②A（3分）。解析：①用不同的力打击弹簧金属片，A球做平抛运动的初速度不同，运动线路不同，而B球做自由落体，其运动线路相同，A、B两球同时落地，选项AC正确BD错误；②频闪照片相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为小球在水平方向做匀速运动，小球在竖直方向做加速运动，但不能确定做匀加速运动，选项A正确BCD错误。10（2022四川绵阳一诊）在“验证机械能守恒定律”的实验中：①下列操作正确且必要的有______。A.用秒表测出重物下落的时间B.用天平称出重物的质量C.装配好器材，接通电源，松开纸带，让重物自由下落D.在点迹清晰的纸带上，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的点并标记，作为测量点②某小组的同学，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条纸带，如图所示，0为重锤下落的起点，选取的测量点为A、B、C、D、E,F,各测量点到O点的距离h已标在测量点下面。打点计时器打C点时，重物下落的速度vC=______m/s6\n(结果保留三位有效数字)；分别求出打其他各点时的速度v；作v2—h关系图像如图所示，图线是一条直线，则该实验______(选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。③该小组的同学利用在②中得到的v2-h关系图像求本地的重力加速度。则g=______m/s2。（结果保留三位有效数字）10.（16分）（2）①CD（2分）；②1.56（3分）；能（2分）;③9.70～9.90都给分（3分）。解析：装配好器材，接通电源，松开纸带，让重物自由下落；在点迹清晰的纸带上，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的点并标记，作为测量点。操作正确且必要的有CD。vC=×10-2m/s=1.56m/s。作v2—h关系图像如图所示，图线是一条直线，则该实验能验证机械能守恒定律。由mgh=mv2，可知v2—h关系图像斜率的二分之一等于重力加速度g，g=9.80m/s2。6