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2024年高考物理二轮专题复习：力学实验

更新时间：2024-02-26 浏览次数：35 类型：二轮复习

一、非选择题

1. (2024高三上·安徽期末) 如图所示，某实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究做功与物体速度变化的关系”的实验，实验时使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车速度变化的关系。
1. （1）实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、复写纸及如图所示的器材。若要完成该实验，必需的实验器材还有其中的。
2. （2）为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做运动。
3. （3）实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是________(填字母代号)。
  
  A . 避免小车的运动过程中发生抖动 B . 可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C . 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D . 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
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2. (2023高一上·舒城期中) 小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为d=3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 $\text{[math]}$ =0.30s，通过第二个光电门的时间为 $\text{[math]}$ =0.10s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 $\text{[math]}$ =3.0s，则：
1. （1）滑块通过光电门1时的速度 $\text{[math]}$ =m/s，滑块通过光电门2时的速度 $\text{[math]}$ =m/s。滑块的加速度a=m/s²(所有结果均保留两位有效数字)
2. （2）由此测得的瞬时速度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将遮光片的减小一些。
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3. (2021高一下·福州期末) 某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。
1. （1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误：
  $\text{[math]}$ ；
  $\text{[math]}$ ；
2. （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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 若打点的周期为 $\text{[math]}$ ，则打 $\text{[math]}$ 点时速度为 $\text{[math]}$ ；
3. （3）某同学通过以上数据测得重力加速度的大小为 $\text{[math]}$ ，若当地的重力加速度值为 $\text{[math]}$ ，请写出产生误差的主要原因
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4. (2024高一上·庐江期末) 甲乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间，实验步骤如下：
⑴甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺。

⑵甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为(用L、 $\text{[math]}$ 和g表示)；

⑶已知当地的重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 乙的反应时间为s(结果保留2位有效数字).

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5. (2024·甘肃高考) 用图（a）所示的实验装置测量重力加速度。在竖直杆上装有两个光电门A和B，用直尺测量光电门之间的距离 $\text{[math]}$ ，用光电门计时器测量小球从光电门A到B的时间 $\text{[math]}$ 。
实验中某同学采用固定光电门B的位置，改变光电门A的位置进行多次测量，表中给出了测量数据。数据处理后作出函数图象，如图（b）。
1. （1）请补充图（b）中纵坐标的物理量____
  
  A . 小球在光电门A处的速度 $\text{[math]}$ B . 小球在光电门 $\text{[math]}$ 处的速度 $\text{[math]}$ C . 小球在任意位置的速度 D . 小球在 $\text{[math]}$ 间的平均速度
2. （2）写出图（b）中直线的函数关系式（用 $\text{[math]}$ 表示）。
3. （3）由图（b）计算出直线斜率的值为 $\text{[math]}$ ，则测得的重力加速度为 $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。
  $\text{[math]}$
  0.400
  0.600
  0800
  1.000
  1.200
  1.400
  $\text{[math]}$
  0.076
  0.120
  0.168
  0.220
  0.283
  0.368
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6. (2022高一下·杭州期末) 实验研究是一种重要的物理研究方法。利用传感器能便捷的获取实验数据，利用其自带的数据处理软件对数据进行处理能获得相关信息，我们可以利用这些数据推理得到一些物理量。如图所示，竖直光滑杆固定不动（杆子足够长），套在杆上的轻质弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度 $\text{[math]}$ 处，滑块与轻质弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度 $\text{[math]}$ 并做出滑块的 $\text{[math]}$ 图线，由图像信息可知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为图像上的两点，其中 $\text{[math]}$ 为最高点， $\text{[math]}$ 点对应的坐标为（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），滑块从离地 $\text{[math]}$ 处脱离弹簧后继续上升到 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。求：
1. （1）滑块离地多高时速度最大；
2. （2）滑块的质量；
3. （3）轻质弹簧的劲度系数。
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7. (2024高一上·惠州期末) 某学习小组利用如图（a）所示的实验装置探究弹簧弹力与伸长量的关系，具体操作如下：
1. （1）某同学将待测弹簧的一端固定在铁架台上，在弹簧的一侧固定毫米刻度尺，并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上.在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，其质量可忽略不计.根据实验数据，在坐标纸上作出了如图（b）所示的 $\text{[math]}$ 图像，其中 $\text{[math]}$ 为弹簧产生的弹力大小， $\text{[math]}$ 为弹簧的伸长量，可得该弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字）。
2. （2）另一位同学在实验数据处理时，误将弹簧的长度记为 $\text{[math]}$ ，则他得到的 $\text{[math]}$ 图像的斜率将（选填“变大”、“变小”或“不变”），横轴截距表示弹簧的。
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8. (2024高三上·广东期末) 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：
1. （1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x₀＝cm，弹簧的弹性系数k＝N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝cm．
2. （2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____．
  
  A . a的原长比b的长 B . a的劲度系数比b的大 C . a的劲度系数比b的小 D . 测得的弹力与弹簧的长度成正比．
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9. (2024高三上·河北期末) 如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在电脑上得到如图乙所示的数据图像，已知当地重力加速度g=9.8m/s²。
1. （1）测得小铁块的质量m=0.50kg，则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=。（结果保留三位有效数字）
2. （2）以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力。（填“越来越大”“越来越小”或“不变”）
3. （3）若固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，则至少需要N的推力才能推动小铁块。
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10. (2020高一上·望谟期末) 实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，安装好的实验器材如图甲所示，图中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是某次实验时OB细绳所连接的弹簧测力计的指针指示情况。
请回答下列问题：
1. （1）图乙中弹簧测力计的读数为N；
2. （2）下列关于实验操作的说法正确的是______；
  
  A . 用两把弹簧测力计拉橡皮条时与用一把弹簧测力计拉橡皮条时，两次O点的位置可以不同 B . 用铅笔挨着细绳画出直线，即为拉力的方向 C . 用测力计拉细绳时细绳要与白纸平行 D . 在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等
3. （3）某次实验中在坐标白纸上作出两弹簧测力计的力的图示如图丙所示，请在图中作出合力的图示，并测量合力的大小为N（每格边长的长度表示1N，计算结果保留一位小数）。
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11. (2022高三上·张掖月考) 压力传感器按用途分类主要是压力监视、压力测量和压力控制及转换成其他量的测量。按供电方式分为压阻型和压电型传感器，前者是被动供电的，需要有外电源，后者是传感器自身可以产生电压，不需要外加电源。为了探究某压电型压力传感器的输出电流与其所受正压力之间的关系，某兴趣小组的同学做了如下实验，将压力传感器水平放置，接入如图甲所示的电路，其上放置一与压力传感器上表面面积接近的平整薄硬木板（使压力传感器上表面受力均匀），电流表是量程为 $\text{[math]}$ 、内阻为 $\text{[math]}$ 的灵敏电流表。当在木板上放置重物时，因为压力传感器受到正压力，其两端将产生输出电压，此时压力传感器相当于不计内阻的电源，记录放置不同数量的重物产生的压力 $\text{[math]}$ 与此时通过电流表的电流 $\text{[math]}$ ，并绘制 $\text{[math]}$ 图像，已知重物的质量均相同，压力传感器产生的输出电压与受到的正压力成正比。
1. （1）测量结束后得到重物个数与所读的电流表示数之间的关系如表格所示，表中数据中明显存在错误的一组是第组。（填重物个数，重物个数即为实验组数）
  
  重物个数 $\text{[math]}$ 个
  
  1
  
  2
  
  3
  
  4
  
  5
  
  电流表示数 $\text{[math]}$
  
  0.22
  
  0.43
  
  0.6
  
  0.84
  
  1.00
2. （2）根据表格中的数据在图乙所示坐标系中描绘出电流随重物个数变化的图线。图线不过原点的原因是。
3. （3）通过查询实验所用压力传感器的参数，发现铭牌上的参数显示其正常工作压力范围为 $\text{[math]}$ ，对应输出电压范围为 $\text{[math]}$ 。而实验室只提供5个 $\text{[math]}$ 的重物，取 $\text{[math]}$ ，若忽略薄硬木板的质量，则要想使重物全部放入时灵敏电流表恰好满偏，则电阻 $\text{[math]}$ 的阻值应为 $\text{[math]}$ 。
4. （4）若将两个相同的压力传感器按图丙方式放置连接（不计传感器和薄硬木板的重力），放上相同质量的重物后，甲、丙两图中电流表示数之比为。
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12. (2019·宜昌模拟) 小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系，小鲁约小明在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上．小鲁打开汽车天窗，将如图甲所示装置固定在汽车车顶.小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.

汽车速度v/（m•s-1）

5

10

15

20

弹簧测力计示数F/N

0.20

0.82

3.30
1. （1）如图乙所示，为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下的测力计照片，此时测力计示数为N
2. （2）实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小对实验结果的影响．
3. （3）分析上表中的实验数据，则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时，车速为m/s.（计算结果保留2位有效数字）
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13. (2024高一上·湛江期末) 为了直观的显示电梯运行时的加速度，某实验小组制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图甲所示。把一根轻弹簧上端固定在支架横梁上，当下端悬吊 $\text{[math]}$ 的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为 $\text{[math]}$ 的位置，当悬吊 $\text{[math]}$ 的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为 $\text{[math]}$ 的位置。现将 $\text{[math]}$ 的小球固定在弹簧下端，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。（取重力加速度 $\text{[math]}$ ）
甲乙丙丁
1. （1）该小组先利用图乙装置测量当地的重力加速度，但该同学未找到低压电源，打点计时器应选图丁中的（选填“A”或“B”）。
2. （2）已知打点计时器打点频率为 $\text{[math]}$ ，打出纸带如丙图所示。测得重力加速度的大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留三位有效数字）
3. （3）若刻度尺未标出刻度，能否求出弹簧的劲度系数的具体值（填“能”或“否”）；
4. （4）该小组结合（2）中测得的数据，利用图甲装置测量电梯运行的加速度。指针指在刻度板上 $\text{[math]}$ 点时电梯的加速度大小为 $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字），加速度的方向为（填“竖直向上”或“竖直向下”）。
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14. (2023高一上·青冈期中) 物理学是一门实验科学，观察和实验是物理学研究的基础。物理学也是一门方法论科学，人们在认识世界、探究自然奥秘的过程中总结出许多思想方法。领悟物理学思想、掌握物理学方法是学好物理的保障和关键。
1. （1）在“测量纸带的平均速度和瞬时速度”实验中，图是利用打点计时器记录某物体运动情况的纸带，F点在E、G两点之间，EG两点间的位移用 $\text{[math]}$ 表示，对应的时间用 $\text{[math]}$ 表示。对于测量F点的瞬时速度，下列说法正确的是____
  
  A . 从理论上讲，选取包含F点在内的位移间隔越小，用 $\text{[math]}$ 计算的结果越接近于F点的瞬时速度 B . 从理论上讲，选取包含F点在内的位移间隔大小与测量F点的瞬时速度无关 C . 从实验的角度看，如果选取包含F点在内的位移间隔越小，测量误差就会越小 D . 从实验的角度看，测量误差与选取包含F点在内的位移间隔大小无关
2. （2）为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为 $\text{[math]}$ 的遮光条。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，通过第二个光电门的时间 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为 $\text{[math]}$ ，估算滑块的加速度大小为____
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
3. （3）某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系。实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，如图甲所示。如图乙是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线。根据图线可以得出的结论是____
  
  A . 作用力大时反作用力小 B . 作用力和反作用力的方向总是相反的 C . 作用力变化后反作用力才随之发生变化 D . 图中的两个力是一对平衡力
4. （4）图为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用绳子与长木板连接，用手向右水平拉绳子，使长木板在桌面上做直线运动。当弹簧测力计的示数稳定时，关于示数大小，下列说法中正确的是____
  
  A . 一定与木板对木块的静摩擦力大小相等 B . 一定与木板对木块的滑动摩擦力大小相等 C . 一定与木板所受地面的滑动摩擦力大小相等 D . 一定与木板所受的拉力大小相等
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15. (2023高一下·重庆市期中) 我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．
1. （1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的相等（选填“线速度”或“角速度”）；
2. （2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处（选填“A”或“B”或“C”）．
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16. (2022高一下·龙泉驿期中) 卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
1. （1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A ，旁边有一质量为m ，半径为r的相同铅球B ， A、B两球表面的最近距离L ，已知引力常量为G ，则A、B两球间的万有引力大小为 $\text{[math]}$ ；
2. （2）为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的措施是_________。
  
  A . 增大石英丝的直径 B . 增大刻度尺与平面镜的距离 C . 利用平面镜对光线的反射 D . 减小T型架横梁的长度
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