专题08 实验及拓展创新专题综合练-【直击双1流·必刷题】2023高考物理二轮复习专题测

专题八　实验及拓展创新 专题综合练 1. (2022原创) 某实验小组利用如图甲所示的 装置测定小车在斜面上下滑时的加速度,实 验开始时,小车静止在 A 点,光电门位于 O 点,A、O 间距离为 l0。 已知小车上挡光片的 宽度为 d。 甲 (1) 释放小车,小车由静止开始下滑,下滑 过程中通过位于 O点处的光电门,由数 字计时器记录挡光片通过光电门的时 间Δt。 可由表达式 v = 得到 小车通过光电门时的瞬时速度。 (2) 将光电门向下移动一小段距离 x 后,重 新由 A 点释放小车,记录小车通过光电 门时数字计时器显示的时间 Δt 和此时 光电门与 O 点间的距离 x。 (3) 重复步骤 (2), 得到若干组 Δt 和 x 的数值。 (4) 在 1 (Δt) 2 - x坐标系中描点连线,得到如 图乙所示的直线,其斜率大小为 k,纵轴 截 距 为 b, 则 小 车 的 加 速 度 a = ,初始时 A、O 间的距离 l0 = 。 (用 d、k、b 表示) 乙 2. (2021·安徽省滁州市定远县育才学校开学 考试) 某同学用橡皮条、弹簧测力计及轻质 小圆环等仪器完成“探究两个互成角度的 力的合成规律” 实验的示意图如图甲、乙、 丙、丁所示。 甲 　 　 　 乙 　 　 　 　 丙 　 　 　 　 　 　 　 丁 (1) 该实验采用的科学方法是 。 A. 理想实验法 　 B. 等效替代法 C. 控制变量法 　 D. 假设法 (2) 利用上述装置可完成“探究力的分解规 律” 实验,下列实验操作步骤最合理的 顺序应为 。 ① 如图甲所示,橡皮条的一端连接一 轻质小圆环,另一端固定,橡皮条的长 度为 GE。 ② 如图乙所示,用手通过两个弹簧测 力计共同拉动小圆环, 小圆环在拉力 F1、F2 的共同作用下,位于O点,橡皮条 伸长的长度为 EO。 ③ 如图丙所示,用手通过一个弹簧测 力计单独拉住小圆环,小圆环在拉力 F 的作用下,位于 O 点,橡皮条伸长的长 度为 EO。 ④保持小圆环处于O点不变,多次改变 F1、F2 的大小和方向, 重做上述实验, 通过画各力的图示,得到力的分解也遵 从平行四边形定则,如图丁所示。 3. (2022原创) 某同学在实验室用如图甲所示 的装置来研究牛顿第二定律。 甲 (1) 为了尽可能减少摩擦力的影响,需要将 长木板的右端垫高,直到在没有重物拖 动下,小车拖动穿过打点计时器的纸带 运动时,能在纸带上 　 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 521 直击双 1流　物理 (2) 在 的条件下,可以认 为绳对小车的拉力近似等于重物的总 重力。 (3) 在此实验中,该同学先接通打点计时器 的电源,再放开纸带,如图乙所示是在 重物质量 m = 100 g、小车质量M = 1 kg 的情况下打出的一条纸带,O 为起点, A、B、C 为过程中的三个相邻的计数点, 相邻两计数点之间还有 4 个计时点没 有标出, 有关数据如图乙所示, 其中 hA = 42. 05 cm,hB = 51. 55 cm,hC = 62. 00 cm,打点计时器所接交流电源的 频率为 50 Hz,则小车的加速度为 a = m / s2。 (结果保留 2 位有效 数字) 乙 (4) 在“验证牛顿第二定律” 的实验中,在 研究加速度 a 与小车的质量 M 的关系 时,由于没有始终满足(2) 问的条件, 结 果 得 到 的 图 像 应 是 下 图 中 的 。 4. (2022原创) 某实验小组验证机械能守恒定 律的实验装置示意图如图所示,在铁架台上 用夹子固定一力传感器,一根长为 L 且不可 伸长的细线上端连在力传感器上,下端系一 质量为 m 的小球(可视为质点),把小球拉 离平衡位置使细线偏离竖直方向一个角度, 由静止释放小球,用力传感器记录小球在摆 动过程中细线拉力的大小,实验测得小球在 平衡位置静止时力传感器的读数为 F0。 (1) 某次实验测得小球释放时的位置与最低 点间的高度差为 h,小球运动到最低点 时力传感器的示数为 F1,则验证机械能 守恒定律的表达式为 (用已 知量和测量的物理量符号表示)。 (2) 实