实验题专题一力学实验-【小尚同学】2024版高考物理真题分类全刷

! " # $5 % 专题一 　 力 学 实 验 P73 1. [2023·湖北卷,11T,7 分,★★☆☆☆] 某同学利用测质量的小型家用电子秤,设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。 如图甲所 示,木板和木块 A放在水平桌面上,电子秤放在水平地面上,木块 A和放在电子秤上的重物 B通过 跨过定滑轮的轻绳相连。 调节滑轮,使其与木块 A 间的轻绳水平,与重物 B 间的轻绳竖直。 在木 块 A上放置 n(n = 0,1,2,3,4,5) 个砝码(电子秤称得每个砝码的质量 m0 为 20. 0 g),向左拉动木 板的同时,记录电子秤的对应示数 m。 甲 　 　 　 乙 (1) 实验中,拉动木板时 (选填“必须” 或“不必”) 保持匀速。 (2) 用 mA 和 mB 分别表示木块 A和重物 B的质量,则 m和 mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为 m = 。 (3) 根据测量数据在坐标纸上绘制出m - n图像,如图乙所示,可得木块 A和木板间的动摩擦因数 μ = (结果保留 2 位有效数字)。 2. [2023·全国卷乙,22T,5 分,★★☆☆☆] 在“验证力的平行四边形定则” 的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮 条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。 完成下列实验步骤: ① 用图钉将白纸固定在水平木板上。 ② 将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。 将两细线也系在小圆环上,它们的另 一端均挂上测力计。 用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停 止时由两个测力计的示数得到两拉力 F1 和 F2 的大小,并 。 (多选,填正确答案标号) A. 用刻度尺量出橡皮条的长度 B. 用刻度尺量出两细线的长度 C. 用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D. 用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 ③ 撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到 ,由测力计的示数得到拉力 F 的大 小,沿细线标记此时 F 的方向。 5 !"#$%& '( )* ④ 选择合适标度,由步骤 ② 的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作 F1 和 F2 的合成图,得出 合力 F′ 的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力 F 的图示。 ⑤ 比较 F′ 和 F 的 ,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 3. [2022·山东卷,13T,6 分,★★☆☆☆] 在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验,受此启发,某同学利 用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实 验,如图甲所示。 主要步骤如下: 甲 ① 将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上; ② 接通气源,放上滑块,调平气垫导轨; ③ 将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块,弹簧处于原长时滑块左端位于O点,A点到O点的距 离为 5. 00 cm,拉动滑块使其左端处于 A 点,由静止释放并开始计时; ④ 计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力 F、加速度 a 随时间 t 变化的图像,部分图像如图乙 所示。 乙 丙 回答以下问题(结果均保留 2 位有效数字): (1) 弹簧的劲度系数为 N / m。 (2) 该同学从图乙中提取某些时刻 F 与 a 的数据,画出 a - F 图像如图丙中 Ⅰ 所示,由此可得滑 块与加速度传感器的总质量为 kg。 6 ! " # $5 % (3) 该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的 a - F图像 Ⅱ,则待测 物体的质量为 kg。 4. [2022·湖南卷,11T,6 分,★★☆☆☆] 小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图甲所示的实验装置,测量 冰墩墩玩具的质量。 主要实验步骤如下: 甲 (1) 查找资料,得知每枚硬币的质量为 6. 05 g。 (2) 将硬币以 5 枚为一组逐次加入塑料袋中,测量每次稳定后橡皮筋的长度 l,记录数据如表。 序号 1 2 3 4 5 硬币数量 n / 枚 5 10 15 20 25 长度 l / cm 10. 51 12. 02 13. 54 15. 05 16. 56 (3) 根据表中数据在图乙上描点,绘制图线。 乙 (4) 取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图丙所示,此时橡皮 筋的长度为 cm。 7 !"#$%& '( )* 丙 (5) 由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 g (结果保留 3 位有效数字)。 5. [2022·全国卷甲,23T,10 分,★★☆☆☆] 利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。 让质量为 m1 的滑块 A 与质量为 m2 的