专题精练18 力学实验(专题微练Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考物理大二轮专题复习

专题精练18　力学实验 保分基础练 1.(2025·秦皇岛二模)某同学使用如图甲装置做“验证力的平行四边形定则”实验。 (1)下列说法正确的是 BD (多选，填选项字母)。 A.弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下 B.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化 C.为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90° D.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 (2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为 3.8 N。 (3)若两个弹簧测力计的读数均为7 N，且结点O相连的两细绳OA与OB拉力的方向互相垂直，则 不能 (选填“能”或“不能”)用一个量程为8 N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是 合力超出弹簧测力计的量程 。 解析　(1)弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，只要把点拉到同一位置即可，A项错误;要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同，要使橡皮条沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，B项正确;本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧测力计拉力的方向没有限制，为减小误差，夹角应在60°~120°范围为宜，并非一定要夹角为90°不变，C项错误;在测量的过程中F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程，否则测量错误，D项正确。 (2)题图乙所示的弹簧测力计，每一大格被分成5小格，则1小格就等于0.2 N，所以题图中弹簧测力计的示数为3.8 N。 (3)不能，两力均为7 N，且相互垂直，则其合力大小为7 N>8 N，所以合力超过了弹簧测力计的量程，故弹簧测力计无法测出物体所受的合力，故不能使用。 2.(2025·忻州模拟)某同学利用如图甲所示的装置，做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，将穿过打点计时器的纸带与小车连接，打点计时器所接电源的频率为50 Hz。 (1)释放小车前，小车应 靠近 (选填“靠近”或“远离”)打点计时器。 (2)下面操作正确的是 A (填选项字母)。 A.先接通电源再释放小车 B.先释放小车再接通电源 (3)用打点计时器打出一条纸带，A、B、C、D、E是在纸带上所选的连续的计数点，相邻计数点间还有四个计时点未画出，各点间的距离如图乙所示，则打C点时，小车的速度大小为 0.31 m/s，小车的加速度大小为 0.20 m/s2。(结果均保留2位有效数字) 解析　(1)为了能使打出的纸带适当长些从而充分利用纸带，释放小车前，小车应靠近打点计时器。 (2)实验中应先接通电源再释放小车，A项正确。 (3)相邻两计数点间的时间间隔为T=5×=0.1 s，打C点时小车的速度大小为vC== m/s≈0.31 m/s，加速度a== m/s2=0.20 m/s2。 3.(2025·山东模拟)某小组用如图甲所示的装置探究了小滑块做圆周运动时，向心力与质量、转动半径、角速度大小之间的关系。直杆水平固定在竖直转轴上，一端套有小滑块，另一端竖直固定一挡光条，在水平直杆上固定一力传感器，用轻绳将滑块与力传感器水平相连，竖直转轴由电动机带动匀速旋转。 该小组利用实验所测数据，描点作出两条力传感器示数F与小滑块转动角速度的平方ω2的关系图像分别如图乙中a、b所示，则: (1)测得挡光条的宽度为d，到竖直转轴的距离为D，某次挡光条通过光电门时的挡光时间为Δt，则该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为  (用所给物理量符号表示)。 (2)由F-ω2图像可知，在分别测量a、b两图像对应数据时，测a时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)测b时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力。 (3)已知测量a图像对应数据时所用小滑块的质量为200 g，则由F-ω2图像可知，测量a图像对应数据时小滑块到竖直转轴的距离为 0.14 m(结果保留2位有效数字)。 解析　(1)挡光条通过光电门时速度大小为v=，根据v=Dω可得该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为ω=。 (2)对小滑块由牛顿第二定律有F-fm=mDω2，化简可得F=mDω2+fm，将图像中图线延长，纵截距b=fm，则由图可知fam<fbm，故测a时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力小于测b时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力。 (3)对小滑块由牛顿第二定律有F-fm=mDω2，化简可得F=mDω2+fm，将F-ω2图像中坐标(9，0.2)、(16，0.4)代入联立解得D≈0.14 m。 增分提能练 4.(2025·焦作二模)为了验证平抛运动规律，实验小组运用了水柱法。使用的器材是各种不同规格的矿泉水瓶、透明薄板和红色颜料水。如图甲所示，在无盖的矿泉水瓶侧壁上钻小孔，堵住小孔并往矿泉水瓶里装红色颜料水，然后打开小孔，水平射出的水就会形成曲线状水柱。 (1)已知图甲中左右两矿泉水瓶完全一样，左瓶装水多，右瓶装水少，下列叙述正确的有 B (填选项字母)。 A.射出水的初速度与侧孔下方水高有关 B.左瓶出水初速度大于右瓶出水初速度 C.射出水柱的水平距离一直保持不变 (2)为了分析水柱曲线特征，使用透明薄板和记号笔描绘水柱曲线，下列说法正确的有 BC (多选，填选项字母)。 A.透明薄板要靠近水柱，让水柱在薄板上留下痕迹 B.透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱 C.为了更好地描绘水柱，应选用瓶径更大的矿泉水瓶 D.为了更好地描绘水柱，侧孔开口越大越好 (3)实验小组描绘的部分水柱如图乙所示，为了分析水柱曲线特征，水平方向建立了x轴，竖直方向建立了y轴，若实验小组确定了水柱曲线为抛物线，则该次实验出水初速度大小为 2.0 m/s(重力加速度g取10 m/s2，结果保留2位有效数字)。 解析　(1)射出水的初速度与侧孔上方水高有关，与下方水高无关，上方水高越大，射出水的初速度越大。上方水高会越来越小，出水初速度越来越小，射出水柱的水平距离越来越小，B项正确。 (2)为了描绘水柱，透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱，选用瓶径越大，上方水高下降越慢，出水初速度变化越慢，水柱形状越稳定，有利于描绘水柱，侧孔开口口径越大，上方水高下降越快，水柱越不稳定，B、C两项正确。 (3)由xbc=xab=v0T，ybc-yab=gT2，代入数据可计算得到v0=2.0 m/s。 5.(2025·河南三模)物体从高处下落时，会受到空气的阻力，空气阻力与物体的速度、迎风面的大小及形状等因素有关。某实验小组设计了如图甲所示的用光电门测定钢球下落时受到的阻力大小的实验装置。直径为d、质量为m的小钢球从某高度下落的过程中先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为H，已知当地的重力加速度大小为g。 (1)用游标卡尺测量钢球直径如图乙所示，读数为 10.20 mm。 (2)钢球从A到B过程中受到空气的平均阻力Ff= mg-m 。(用题中所给物理量符号来表示) (3)本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差 不能 (选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。 解析　(1)20分度游标卡尺的精确值为0.05 mm，由题图乙可知，钢球直径为d=10 mm+4×0.05 mm=10.20 mm。 (2)钢球经过A、B两光电门的速度分别为vA=，vB=，钢球从A到B过程中，根据运动学公式可得2aH=-，根据牛顿第二定律可得mg-Ff=ma，联立解得钢球从A到B过程中受到空气的平均阻力为Ff=mg-m。 (3)本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差是系统误差，不能通过增加实验次数减小。 学科网（北京）股份有限公司 $