专题8 力学实验 题组4-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.2xXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 专题8 题 班级： 力学实验 组 姓名： 四 学号： 1.(2024重庆卷)元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具一一戽斗。某兴趣小组 对戽斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与 运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细 线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO运动。 当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B,最终停在C点。分析所 拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶 位置y随时间t的图像如图乙所示。 y/cm 18 6 14 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.3 t/s 乙 (1)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹 角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力 (选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”)。沙 桶在B点的加速度方向 (选填“竖直向上”“竖直向下”)。 (2)由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加 (保留两位有效数字， 8=9.8m/s2) 2.(2024新课标卷)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，将斜槽轨道固定在水平 桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O,木板上叠放着白纸和复写纸。 实验时先将小球α从斜槽轨道上Q处由静止释放.α从轨道右端水平飞出后落在木板上；重 复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离xp。将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端 点，再将小球α从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两 球落点的平均位置M、N与O点的距离xxw 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ba 木板 0 N 完成下列填空： (1)记a、b两球的质量分别为m。、mb,实验中须满足条件m。 m(选填>”或“<) (2)如果测得的xp、XM XN.m。和m,在实验误差范围内满足关系式 ,则 验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水 平 出 时 的 速 度 依 据 是 3.(2023·浙江卷)在“探究平抛运动的特点”实验中 图1 图2 图3 (1)用图1装置进行探究，下列说法正确的是 A.只能探究平抛运动水平分运动的特点 B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验 C能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 (2)用图2装置进行实验，下列说法正确的是 A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动 C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下 (3)用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点 迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹 0,将挡板依次水平向右移动，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点. 竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为y1、y2、y、y4。测得钢球直径为d,则钢球平抛 初速度o为 A.\alvs4\allcol(x+f(d2))g2y1) B.\alvs4\allcol(x+f(d2))gy2-y1) C.\alvs4\allcol(3x-f(d2))g2y4) D.alvs4alcol(4x-f(d2))g2y4) 4.(2022广东卷)某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机 械能损失，设计了如图()所示的装置，实验过程如下： 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 释放装置 0 小球 光电门 40 固定的 35 数字计时器 橡胶材料 05目 (a) (b) (①)让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门 位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。 (2)用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图b)所示，小球直径d= mm。 (3)测量时，应 (选填“A”或B”,其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”， B为“先接通数字计时器，后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间 和互。 (④计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机 械能损失△E= (用字母m、d、有和2表示)。 (⑤)若适当调高光电门的高度，将会（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的 测量误差。 5.(2021·河北卷)某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系.所用器 材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光 条的滑块（质量为200g,其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加速度为9.80ms2,实验操作步骤 如下： 遮光条光电门1 光电门2 图1 ①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm,轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示； ②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个 光电门的速度； ③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质 量，重复上述步骤： ④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑 块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量△Ek及系统总机械能的减少量△E,结果如下 表所示： M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 △Ek/J 0.587 0.490 0.392 0.294 0.195 △E/I 0.393 0.490 0.686 0.785 回答下列问题： 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 (1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为 J。(保留三位有效数字) (2)步骤④中的数据所缺数据为 (3)若M为横轴，△E为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出△EM图像； +△E小 M/kg 0 图2 若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则物块与木板之间的摩擦因数为 。(保留两位有效数字) ·独家授权侵权必究· 专题8　题组四 1.解析　(1)设细线与竖直方向夹角为θ，沙桶匀速上升2Tcos θ ＝ Mg，当θ逐渐增大时，T逐渐增大，沙桶上升到最高点B然后下落，在最高点的加速度方向竖直向下。 (2)沙桶从开始运动到静止上升高度为8.4 cm，机械能增加量为Mgh＝0.136×9.8×0.084 J＝0.11 J。 答案　(1)逐渐增大　竖直向下　(2)0.11 2.解析　 (1)由于实验中须保证向右运动的小球a与静止的小球b碰撞后两球均向右运动，则实验中小球a的质量应大于小球b的质量，即ma>mb。(2)对两小球的碰撞过程由动量守恒定律有mav＝mava＋mbvb，由于小球从轨道右端飞出后做平抛运动，且小球落点与轨道右端的竖直高度相同，结合平抛运动规律可知小球从轨道右端飞出后在空中运动的时间相等，设此时间为t，则mavt＝mavat＋mbvbt，即maxP＝maxM＋mbxN。 答案　(1)＞　(2)maxP＝maxM＋mbxN　小球从轨道右端飞出后做平抛运动，且小球落点与轨道右端的竖直高度相同，结合平抛运动规律可知小球从轨道右端飞出后在空中运动的时间相等(合理即可) 3.解析　(1)AC.用如图1所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故A、C错误； B.在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正确。 故选B。 (2)AC.为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要静止从同一位置释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确； B.上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。 故选C。 (3)A.竖直方向，根据y1＝gt2 水平方向x－＝v0t 联立可得v0＝ 故A错误； B.竖直方向，根据Δy＝y2－2y1＝gt2 水平方向x＝v0t 联立可得v0＝x 故B错误； CD.竖直方向根据y4＝gt2 水平方向4x－＝v0t 联立可得v0＝ 故D正确，C错误。 故选D。 答案　(1)B　(2)C　(3)D 4.解析　(2)依题意，小球的直径为 d＝7.5 mm＋38.4×0.01 mm＝7.884 mm 考虑到偶然误差，7.883 mm也可以。 (3)在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。 (4)依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有 v1＝ v2＝ 则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为 ΔE＝mv－mv＝m－m。 (5)若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。 答案　(2)7.883或7.884　(3)B (4)m－m　(5)增大 5.解析　(1)四个钩码重力势能的减少量为 ΔEp＝4mgL＝4×0.05×9.8×0.5 J＝0.980 J。 (2)对滑块和钩码构成的系统，由能量守恒定律可知 4mgL－Wf＝(4m＋M)v－(4m＋M)v 其中系统减少的重力势能为 ΔEp＝4mgL 系统增加的动能为 ΔEk＝(4m＋M)v－(4m＋M)v 系统减少的机械能为ΔE＝Wf，则代入数据可得表格中减少的机械能为 ΔE4＝0.98－0.392＝0.588 J。 (3)根据表格数据描点得ΔE­M的图像为 根据做功关系可知 ΔE＝μMgL 则ΔE­M图像的斜率为 k＝μgL＝＝1.96 解得动摩擦因数为μ＝0.40(0.38～0.42)。 答案　(1)0.980　(2)0.588　(3)见解析图 0.40(0.38～0.42) 学科网（北京）股份有限公司 $