专题七 课时作业 理清学通实验基础,全取力学实验的基础性考法（Word练习）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

专题七 课时作业｜理清学通实验基础,全取力学实验的基础性 考法 1．(2023·全国乙卷)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。 (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。 解析：(2)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，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选C、D。 (3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到标记位置，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)比较F′和F的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 答案：(2)CD　(3)标记位置　(5)大小和方向 2．(2023·石家庄高三质检)某同学利用图甲所示装置研究“小车(含拉力传感器)质量一定时，加速度与合外力的关系”。 实验步骤如下： (1)将拉力传感器固定在小车后端，一细绳一端系在拉力传感器上，另一端绕在电动机上，将小车放在长木板的某一位置，调整细绳与长木板平行，启动电动机，使小车沿长木板向下做匀速直线运动，记下此时拉力传感器的示数F0。 (2)保持小车质量不变，撤去细绳，让小车由静止开始下滑，设小车受到的合外力为F，则F________F0(选填“＝”“>”或“<”)。某次实验中通过速度传感器得到小车运动的v-t图像如图乙所示，可知小车的加速度为________m/s2。(结果保留两位有效数字) (3)改变长木板的倾角，重复上述步骤可测出多组F、a数据，作出a-F图像最接近________图。 解析：(2)步骤(1)中小车匀速下滑时根据平衡条件有mgsin θ＝F0＋f 步骤(2)中小车加速下滑时，受力分析可得F＝mgsin θ－f，联立可得F＝F0。 由题图乙根据加速度的定义式可得a＝＝ m/s2≈0.56 m/s2。 (3)由本实验的原理可知，当木板倾角为零时，合外力为零，加速度为零，则a-F的图像一定过坐标原点，故A符合实际。 答案：(2)＝　0.56　(3)A 3．(2023·张家界高三质检)某研究性学习小组利用含有刻度尺的气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门，滑块上固定一遮光条，光电门可以记录遮光条通过光电门的时间，用天平测出滑块(含遮光条)的质量，接通气源后部分操作过程如下： (1)图2中用螺旋测微器测出遮光条宽度d＝________mm； (2)取下钩码和细线，轻推滑块使其依次通过光电门1和光电门2，通过的时间分别为Δt1、Δt2，如果Δt1＞Δt2，说明________端较高(填“A”或“B”)，此后通过调节让气垫导轨水平； (3)用细线跨过定滑轮连接滑块和质量为m的钩码，释放滑块，两个光电门记录的时间分别为Δt1、Δt2，已知重力加速度为g，滑块(含遮光条)的质量为M，遮光条宽度为d，要验证机械能守恒还需要测量的物理量是______________________(写出物理量的名称及符号)； (4)若上述物理量满足________________________关系式，则表明在上述过程中，滑块及钩码组成的系统机械能守恒。[用第(3)问中的物理量符号表示] 解析：(1)螺旋测微器的读数为d＝3.5 mm＋20.0×0.01 mm＝3.700 mm。 (2)如果Δt1＞Δt2，说明滑块做加速运动，即B端较高。 (3)要验证机械能守恒，还需要测得滑块从光电门1运动到光电门2的过程中钩码下降的高度，这个高度等于光电门1到光电门2的距离x。 (4)如果滑块及钩码组成的系统机械能守恒，则钩码减少的重力势能应等于系统增加的动能，即mgx＝(M＋m)2－(M＋m)2。 答