专题训练(十七) 力学实验-【成功方案】2025年大暑假小一轮高二物理专题复习

专题训练（十七） 力学实验 [保分基础练] B释放时的高度h,=0.590m, 1.小张同学为了验证力的平行四边形定则， 下降一段距离后的高度h一0. 设计如下实验，其装置图如图甲所示.实验 100m;由h,下降至h所用的时 步骤如下： 间T=0.7308.山此求得小球B (1)将3条完全相同的弹性橡皮条（满足胡 加速度的大小为a= ②A 克定律)的一端连接在一起形成一个结点 m/s2(保留3位有效数字). O,先测量出橡皮条的自然长度x。; 从实验室提供的数据得知，小球A、B的 (2)在竖直半面内定一木板，在木板上固 质量分别为100.0g和150.0g,当地重力 定一张白纸，用图钉将其巾两条橡皮条的 加速度大小为g-9.80m/s.根据牛顿第 A、B端固定在木板上，在另·条橡皮条C 二定律计算可得小球B加速度的大小为 端悬挂一小重锤，并确保橡皮条不超弹 a'= m/s(保留3位有效数字). 件限度，且与纸而无摩擦； 可以看出，a'与a有明显差异，除实验巾的 (3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条 偶然误差外，写出·条可能产牛这·结果 OA、OB和OC的长度x1、2、,并在白纸 的原因： 上记录 (4)取下白纸，如图乙所示，在白纸上分别州 3.某实验小组用 O钢球 长度（工一x)、(x2一工）代表橡皮条OA和 如图所示的实 3A 显示屏 OB拉力的大小，作出力的图示OA'和 验装置测当地 OB'.并以OA'和OB为两邻边作一平行 的重力加速度 09 四边形OA'CB',测量出(OC长度x,如果近 图巾A、B是两 数字计时器 光电了门于 似可得x4= ,且OC的方向 个光电门，钢球自由下落过程巾，先后通 ,则实验验证了力的平行四边形定则： 过光电门A、B,钢球通过光电门A时与光 (5)改变A、B的位置，重复(2)到(4)的实 电门相连的光电计时器开始计附，通过光 验步骤进行多次验证 电」B时就停止计时，得到钢球从A运动 到B所用的时间t,用刻度尺测出A、B间 的高度，保持钢球下落的位置不变，光电 门B的位置不变，改变光电门A的位置， 重复前而的实验，测出多组h、t的值， (I)根据测得的多组h、t的值，算出每组的 作出 一1图像，则图像应是下列选项 2.一细绳黔过悬挂的定滑轮，两端分别系有 图中的 小球个和B,如图所示.一实验小组用此 装置测量小球B运动的加速度.令两小球 静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球 51 (3)若(2)问中的四个线（包括C中的直 线部分)的斜率为，则小车的质量为 (2)图线在纵轴上的截距表示 要求出重力加速度，必须求出图线的 [争分提能练 ,若求出的图线的这个量用k表示， 5.用如右图所示装置 硬板 白纸 则当地的重力加速度为 探究平抛运动的特 4.某实验小组所用的实验装置如图甲所示， 点.将白纸和复写纸 重乖线 通过改变砂桶内砂的质量研究加速度与力 对齐重叠并固定在 的关系.图巾带滑轮的长木板水平放置于 竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下 桌面上，·端拴有砂桶的细绳通过小车的 后从Q点飞出，落在水平挡板MN上.由 滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可直 于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板 接显示所受到的拉力大小. 时，钢球侧面会在白纸上挤压出个痕 拉力传感器 打点计时器 迹点.移动挡板，重新释放钢球，如此重 小 复，白纸上将留下一系列痕迹点 纸带 长木板 (1)下列实验条件必须满足的有 A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末端水平 C.挡板高度等间距变化 乙 (1)下列操作必要旦正确的是 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释 A.小车靠近打点计时器，先接通电源，再 放钢球 释放小车，打出一条纸带，同时记录传 (2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、 感器的示数 竖直方向为y轴的坐标系。 B.改变砂的质量重复实验，打出几条纸带 ①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢 C.用大平测出砂和砂桶的质量 球静置于Q点，钢球的 (选填“最 D.为了减小误差，实验巾·定要保证砂和 上端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上 砂桶的质量远小于小车的质量 的位置即为原点；在确定y轴时 (2)实验中得到如图乙所示的·条纸带，相 (选填“需要”或者“不需要”)y轴与重垂线 邻计数点间的时间间隔为T,各相邻计数 平行. 点间的距离分别为51、s2、、,则加速度 ②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按 的计算表达式为 ,若以传感器的 下述方法处理数据： 示数F为横坐标，通过纸带计算得到的加 如图所示，在轨迹上取A、B、C点，AB 迷度a为纵坐标，下面曲出的a一F图像 和BC的水平间距相等且均为x,测得AB 中合理的是 和BC的竖直间距分别是y1和，则当 吉（选壤“大于等于”或者小 52 于”)，可求得钢球平抛的初速度大小为 (2)作出-：的图线是一条直线，直线的 (已知当地重力加速度为g,结果 a 用上述字母表示). 斜率为k,则甭锤的质量M (3)若重锤的质量约为300g,为使实验测 量数据合理，铁片质量m比较恰当的取 值是 A.1g B.5 g C.40gD.100g (3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学 7.如图所示为改装的探究圆周运动的向心加 们还提出了以下一种方案，其中可行的是 速度的实验装置.有机玻璃支架上固定一 个直流电动机，电动机转轴：固定一个半 A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照 径为r的郭料圆盘，圆盘中心正下方用细 片，即可得到平抛运动轨迹， 线连接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳 B.用频闪照相在同·底片上记录平抛小 另一端连接一个小球.实验操作如下： 球在不同时刻的位置，平滑连接各位 激光笔1 电池篇 电动机 置，即可得到平抛运动轨迹. 有机玻 C.将铅笔垂直丁竖直的白纸板放置，笔尖 璃支架 紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛 溉光笔2 出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动 可调 支架 轨迹 6.用右图所示装置测 ①利用天平测量小球的质量m: 量重锤的质量，在定 ②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀 滑轮两侧分别挂上 遮光片 速圆周运动，凋节激光笔2的高度和激光 重锤和”块质量均 笔1的位置，让激光恰好照射到小球的中 为ne的铁片，重锤 接时器 心，用刻度尺测量小球做例周运动的半径 下端贴·遮光片，铁 R和球心到塑料圆盘的高度h: 自 光电 架台上安装有光电 ③当小球第一次到达A点时开始计时，并 」.调整重锤的高度，使其从适当的位置 记录为1次，记录小球n次到达A点的时 山静止开始下洛，读出遮光片通过光电门 间t: 的挡光时间t。:从定滑轮左侧依次取下1 ④切断电源，整理器材。 块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从 请可答下列问题： 同一位置由静止开始下落，计时器记录的 (1)下列说法止确的是 挡光时间分别为4、2…，计算出后、、 A.小球运动的周期为 t…. (1)挡光时间为k时，重锤的加速度为a B.小球运动的线速度大小为2x(n-1)R 从左侧取下块铁片置于右侧重锤上时， 对应的挡光时间为1，重锤的加迷度为a C小球运动的向心力大小为 则 D.若电动机的转速增加，激光笔1、2应分 (结果用t和t表示) an 别左移、升高 53 (2)若已测出R-40.00cm、r-4.00cm,h 3. =90.00cm,1=100.00s,n=51,元取 3.20 3.00 3.14,则小球做圆周运动的周期T 280 2.60 s,记录的当地重力加速度大 2.40 220 小应为g= m/s2.（计算结果 22.0023.0024.0025.0026.(0027.0028.00 均保留3位有效数字) 丙 ①由图可知该单摆的周期T约为 8.某实验小纽用如图甲所示的实验装置进行 (保留两位有效数字) “测量重力加速度”及“验证机械能守恒定 ②该小组测得该单摆的摆长为L,则重力 律”两个实验.该小组把轻质细绳的·端与 加速度的表达式为 (用测量或者 一个小球相连，另一端系在力传感器的挂 已知的物理量符号表示). 钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离 (2)然后验证机械能守恒定律.将摆球拉离竖 竖直方向一定角度，出静止释放，与传感器 直方向较大角度后山静止释放，拉力F随时 相连的计算机记录细绳的拉力F随时间t 间t变化的图线如图丙所示. 变化的图线： ①要验证机械能守恒定律，还需要测量的 (1)首先测量重力加速度.将摆球拉离竖直 物理量是 方向的角度小于5°，让小球做单摆运动，拉 ②若图巾A点的拉力用F,表示，B点的 拉力用F2表示，则小球从A到B的过程 力F随时间t变化的图线如图乙所示. 中，验证机械能守恒定律的表达式为 0力传感器 (填表达式前的字母序号). 2.8 A.(F:-mg)-mg-F. B.2(mg-F)-F:-mg 1.012013.014.0 s 甲 C.F2一g=mg一F 547.解析 （Da从O/到C':ts5,E-BLm 此过程中的华均感应电动势E一品1 E 2 R=2Lr 而△Φ=BL(x2一x1) 整理得2一x0 2mur 16um2gr? B2L2 BL4· 口到CC'之后：<<，E=BwL=6 答案 (1)2mg 2mur 212 (2)4mg (3)re B2L.2 vot,R'-Lr+(61.vot)r +16um2gr2 1景-9< BL4 专题训练（十七）力学实验 (2)6受重力、支持力、安培力、摩擦力四力平衡 当安培力较小时，摩擦力斜向上，达最大值N [保分基础练 N-mgcos 45+BI Lsin 45' 1.解析(3)待装置平衡后，分别测量出豫皮希 N+B以Lcos45°=mgsin451- 瓷 ()A(B和（的长度x1、2、x3·并在白纸上记 录O,A、B三点的位置以及(O:的方向. -婴 2mgr (4)如果近似可得x4一x3一0，且OC的方向与 3LB (C的方向相反，则实验验证了力的平行四边形 当安培力较大时，摩擦力斜向下，达最大值N 定则. N=mgcos45°IBI2Lsin45° No mgsin 答案(3)O,A、5三点的位置以及O的方向 (4)x一x1与OC的方向相反 6mgr 2.解析B小球在0.730s时间内下落距离 之0g LB2 s=0,590m-0.100m=0.490m 2mgr 6mgr 3LB2 <<LB2 初始时递度为家，根据=24r 答案 见解析 2s2×0.490 8.解析(1)导体棒N未运动时，电路中的电动势E 得a一 m/s2≈l.84m/s2. 0.7302 阻，意流1=号 根据牛颜第二定律 对B球：mBg一FT=m3a 每个导体棒受到的安培力F安=BL 对A球：mAg一FT=A(-Q') ② 导体棒N开始运动时，安培力与摩擦力平衡， 联立①②两式得a'=m形二m4。 F袋一amg 联立解得1o时刻导体棒M的速度大小 (100.0+150.0)X10×9.8m/s2=1.96m/8. (150.0-100.0)×103 w一登 可见实脸结果比理论结果小一些，可能是滑轮的 抽不光滑或滑轮质量不可忽略 (2)对导体棒M,t=0时刻F。一mg=n@ 答案1.841.96滑轮的轴不光滑（或滑轮有 4时刻F1一ag-F多=ta 两i-F2 质量) 3.解析(1)由题意可知，小球每次下落的位置和 和 21o 光电门阝的位置不变，所以小球每次到达光电门 整理得F2一Amg B时的速度B不变，将小球的运动反向看成是 (3)0~时间内，导体棒M做匀加连直线运动 从光电门B处向上的匀减速运动，由运动学公式 vo=ato 2mr 可知，h=wt-2g12, 可得o一B2L 所以=g,放D项正，A,B.C错说。 6时刻两棒间的驱离为=0十之吗 (②)由1)可知，-g一8，路合高数表达式 设2。时刻两棒间的距离为，导体棒N的速度 为1 的意义可知，图线在就轴上的戴距表示小球通过 ~2:时间内电路中电流的平均值为L.根据动 光电门B时的逸度；要求出重力加述度，必须求 量定理，对导体棒M,N整体有 出图线斜率的绝对位：根搭上=B 之g可知， F1-F2 2兰6-2ung6=mu十nu一m0 之R,所以其-2k. 对导体棒V有BILto一mg4a一mo 答案(1)D(2)见解析 102 4.解析(2)根据△x=aT, 重锋在竖直方向做匀加速真线运动，则有 可得53-3：=2a1T2,s-52=2a2T 2aeh-号 尉a=1=十一1十n）,若以传感器的 2a:h=u,2 2 4T2 示数P为横坐标，通过纸带计算得到的加速度 解得、 ao 为纵坐标，根据牛顿第二定律2一，=Ma,则图 (2)根据牛顿第二定律得 像应为B: 2 0 Mg二mog,a,-Mg十imog（n-imo5 (3)由2F-F-Ma,可得a=- 7:结合日 M M 2mo 十1，作出一i的图线的斜率 下因缘可知，图像的针率女一品故M 2 解得“ uo M-amo 为， 答案 （A2当+a+2》片32 22o 1T2 则Mno = [争分提能练] 解得M=2十 -me 5.解析(1)本实验中要保证铜球飞出斜操末端时 的递度为水平，即钢球做平抛运动，且每次飞出 (3)重锤的质量约为300g,为了使重锤的加速度 时的速度应相同，所以需要每次将钢球从斜槽上 不至于太大，且把铁片取下放到重锤上时，加递 同一位置由静止释放，故B,D正确； 度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也 (2)①平抛运动的起始点应为钢球静星于Q点 不能太大，所以1莒、5g和100g都不适合，故C 时，钢球的球心对应白纸上的位置，由于平抛运 正确，A、B、D错误， 动在竖直方向做自由落体运动，所以在确定y轴 答案 (2)2+a6 0 (3)C 时需要y轴与重垂线平行： 1) ②由初速度为零的匀加速直线运动规律，即在相 7.解析 (1)从小球第1次到第n次通过A位至， 等时间间内所通过的位移之比为1：3：5：7 转动喝数为n1,时间为t,故周期为：T一 n-1 :…可知，A点不是抛出点，所以> 3:设AB、 故A错误； BC间所用的时间为T,竖直方向有：2一1= 小球的线速废大小为： 2xR_2x(n-1D迟，故B T t gT形，水平方向有：x一%T,联立解得： 正确： m一L入y2一y灯 小球受重力和拉力，合力提供向心力，设细绳与 竖直方向的夹角为a,则： (3)细管水平喷出稳定的细水柱，拍滠照片，即可 R-r 得到平樾运动轨迹，故此方聚可行，八正确： 上向=mgtan a=mgA',故C错误： 用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同 若电动机的转速增加，则转动半径增加，故微光 时刻的位置即平抛运动的轨迹进上的点，平滑连接 笔1、2应分别左移、升高，故D正确. 在一起即为平抛运动轨迹，敌此方案可行，B 正确： (2)小球做圆周运动的周期了一 100.00 1-151-1 将铅笔垂直于坚直的白板放置，以一定初速度水 -2.00s 平抛出，笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用，所以 铅笔做的不是平抛运动，故此方案不可行，C 向心力：为=mg h 错误. 4x2R7 答案(1)B)(2)球心需装②大于 解得gR)T≈9.86m/2, 答案(1)BD(2)2.009.86 (3)AB 8.解析(1)①小球做单摆运动，经过最低点拉力 6.解析(1)设遮光片的宽度为d,则重锤到达光电 最大，由题图乙可知11.08到14.08内完成1个 门时的速度0= 全振动，该单摆的周期T-1M.01山.08一0.75s1 4 则挡光时阅为时重锤的墟度购一 ②根据单摆同期公式T-2元√店可得重力加建度 挡光时间为，时重锤的这度，= d 4x21 g 103 (2)①题图丙中A点对应递度为零的位置，即最 则回路总电流I塔一R8 220 =0.21A 高位置，根据受力分析可得F,一mg0s日 图中B点对应途度最大的位置，即最低点位置， 则12一定发光，此时并联的整体的电压为 报据牛频第二定律可得F:一mg= U=1蓝R并=11.89V L 则流过L,的电流为 小球从A到B的过程中，重力势能减小量为 U并 11.89 Ep=mg(L.-Lcos 0) h-R千R1000+i0.12A=0.012A 动能的增加莹为△E=之m=2R-ng儿 则流过L1的电流小于30mM,则L1熄灭，B 错误： 要验证机械能守恒，需满足E减一△E C.由题知，S2在锅内温度高于80℃时自动断开， 锅内温度降到70℃以下时S自动闭合，C正确： 解得2(F2一mg)=mg一，所以还需要测量的 D.当锅内迢度低于70℃时，S2自动闭合，L2支 物理量是小球的质量 路被短路，则L不会发光，此时电路中R与R ②由(2)①问可知，验证机械能守道的表达式为 和I1的帝联那分并联，测此时流过I1的电流为 220 合(-mg)=mg一R,故A正璃，B,C错误。 I1L1RfR,100110.42A-0.218A 答案 10①0.75②5-4πL 则此时流过L1的电流大于30mA,则11发光，D T2 (2)①小球的质 正确. 量②A 故选CD. (2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺 专题训练（十八） 电学实验 丝”，使指什指到零刻度一机械调零：将选择开 [保分基础练] 关旋转到“×100”位置选档，将两支表笔直 1.解析(1)将电源、电键，滑动变阻器、原线图$ 接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆 联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个 零点—欧姆调零：测量指示灯11两端的租值 接线柱，再将灵敏电流计与副线图串联成另一个 测量：将选择开关置于OFF位置或交流电压 回路，电路图如图所示 最高挡一关闭多用电表 以 故正确顺序为CABDE 由于使用时【，始终不亮，但加热和保温功能均 正常，则说明R,L2、R2,T均正常，如图3可看出 L1两端有10902左右的电阻，则说明1始终不 亮的原因是L,断路损坏. (2)在闭合电键时，穿过线圈的磁通量增大，灵放 由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均 电流计的指针向右偏转：将原线园迅速插入到线 正常，则说明R、12、R2,1均正常，如图3可看出 图时，穿过线图的磁通量增加，灵敏电流计指针 欧姆表的示效几乎为零，但由于RL一10.42n此 将向右偏.原线圈插入副线图后，将滑动变阻器 时选用的是“人100”档则说明灯泡L1正常，则 触头迅速向右拉时，线图中的电流减小，穿过线 说明L1始终不亮的原周是R1断路顿坏。 阅的通竟减小，灵敏也流计指针将向左偏，断 答案(1)CD(2)CABDE L1R 开电时，线图中的电流减小，穿过线周的磁通 3.解析(1)该金属丝的直径为 量减小，灵敏电流计指针将向左偏。 0mm+38.0×0.01mm=0.380mm 答案(1)见解析图(2)向右偏 向左偏向 (2)只有a或c发生断路时，电压表相当于测电源 左偏 电压，此时才会出现电压表有读数，而电流表读 2.解析(1)A.按下S,后12支路被短路，则12不 数总为零 会发光，A错误： (3)R1图像如图所示： B.当锅内温度高于103℃时，S断开，而安溫度 1R/ 降到70℃以下时Sg才会闭合，则此时12可能发 光，此时电路中R与R和L1的串联部分并联， 并联的整体再和I2、R2串联，则回路中并联的整 体电阻 RL=10.42n R开-56.64n 则回路总电阻R总一1067,062 104