专题12 力学实验-2021年新高考物理模拟题分项汇编（第二期）

专题12 力学实验 1．（2021届福建省厦门外国语高三质检）用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图所示。 （1）若有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是_____。 （2）下列主要操作步骤的正确顺序是_____。（填写各步骤前的序号） ①把刻度尺竖直固定在墙上 ②捏住小球，从刻度尺旁静止释放 ③手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置 ④打开手机摄像功能，开始摄像 （3）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 ，刻度尺的分度值是1mm，由此测得重力加速度为______ 。（结果保留2位有效数字） 2．（2021届广东省东莞市光明中学高三模拟）某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接)，压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径)，金属管水平固定在离地面一定高度处，如图所示。解除弹簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射。现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，并探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验： ①用天平测出两球质量分别为m1、m2； ②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h； ③解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在水平地面上的落点M、N。 根据该小组同学的实验，回答下列问题： (1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有______； A．弹簧的压缩量Δx B．两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2 C．小球直径 D．两球从弹出到落地的时间t1、t2 (2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为______； (3)用测得的物理量来表示，如果满足关系式______，则说明弹射过程中系统动量守恒。 3．（2021届广东省东莞市光明中学高三模拟）某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系 ①如图23（a），将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k= N/m．（g取9.80m/s2） 砝码质量（g） 50 100 150 弹簧长度（cm） 8.62 7.63 6.66 ②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23（b）所示：调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小 ． ③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为 ． ④重复③中操作，得到v与x的关系如图23（c）．由图可知，v与x成 关系．由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的 成正比． 4．（2021届广东省佛山市高三质检）某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。 (1)为完成本实验，下列器材中必须有的是（填编号）___________； ①天平 ②4～6V低压直流电源 ③刻度尺 ④秒表 (2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是___________； A．托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量 B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行 C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起 D．释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置 E．选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验 (3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电频率为f，若___________（填写表达式，用题及图中物理量表示），则可认为匀变速直线运动具有___________的特点（提示：填有关速度或位移的特点）。 5．（2021届广东省梅州市兴宁市一中高三模拟）某实验小组用如图(a)的实验装置校对流量计．盛水容器上端开口，下端有横截面一定的细管(厚度可忽略)与流量计相连(流量计可测得每秒流出液体的体积)．打开开关让水沿水平方向喷出，为保证流速恒定，实验时不断给容器加水保持液面稳定，已知当地的重力加速度为g． 请完善如下实验步骤 (1)安装器材前用螺旋测微器测量细管的直径如图(b)，其直径为d=___________mm； (2)按图(a)安装好实验器材，测定喷口到地面的竖直距离y，再打开开关让水喷出； (3)待水流运动稳定后，读出流量计读数：测量___________，计算水喷出时的初速度； (4)测得水喷出时的初速度为v，则液体的流量表达式Q=________