专题精准强化17 力学实验-【创新教程】2027年高考物理大二轮专题增分方案课时作业

⑧错题序号： 专题精准强化17力学实验 @错因分析： [A组基础达标练] (1)实验时，需要进行的操作是 1.(2025·陕晋青宁卷，11)图(a)为探究加速 (填序号) 度与力、质量关系的部分实验装置 A.将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力 小车 B.用天平测出沙和沙桶的质量 木板 槽码 C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接 实验桌 槽码盘 通电源 D.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙 图(a) 桶的质量m远小于小车的质量M (1)实验中应将木板 (填“保 (2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条 持水平”或“一端垫高”). 纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画 (2)为探究加速度a与质量m的关系，某小 出)，已知打点计时器使用的是频率为50Hz的 组依据实验数据绘制的a-m图像如图(b) 交流电.根据纸带可求出小车在C点的瞬时速 所示，很难直观看出图线是否为双曲线.如 度为 m/s,加速度为 m/s2. 果采用作图法判断a与m是否成反比关 (结果保留两位有效数字) 系，以下选项可以直观判断的有 2.0 (多选，填正确答案标号) 8.0 18.0 单位 cm 32.0 a/m·s) 乙 m/kga/(m·s 0.8 (3)乙同学根据测量数据作出 070 0.25 0.618 0.60 如图丙所示的a-F图线没经 0.50 0.33 0.482 0.40 过原点，该同学做实验时存在 0.30 的问题是 0.40 0.403 0.20 0.10 0.50 0.317 00.200.400.600.801.001.201.40m/kg 3.利用气垫导轨验证机械能守 1.00 0.152 图(b) 恒定律，实验装置示意图如图甲所示 光电门B A.a1图像 光电门A B.a-m2图像 气垫导轨 遮光条 m 门滑块、。 C.am-m图像 D.a2-m图像 日刻度尺 连气源 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用 砝码 力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次 放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上 3 cm 的槽码依次移到槽码盘上.在其他实验操作 05101520 相同的情况下， (填“甲”或“乙”)同 学的方法可以更好地减小误差。 (1)实验步骤： 2.为了探究“物体质量一定时，加速度与力的 ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低 于1m; 关系”，甲、乙两同学设计了如图所示的实验 ②用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙 装置.其中带小滑轮的小车的质量为M,小滑 所示，则d= cm; 轮的质量为m,,沙和沙桶的质量为m.力传感 ③由刻度尺读出两光电门中心之间的距离s; 器可测出轻绳的拉力大小 ④将滑块移至光电门A右侧某处，待托盘 和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和 力传感器 纸带 M 打点计时器 砝码落地前遮光条已通过光电门B; ⊙⊙ ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出 遮光条通过光电门A和光电门B所用的时 甲 间△tA和△tB 192 (2)除了上述操作之外，该实验中还需要完 计吸能材料的质量，计算可得碰撞后两小 成操作是 车总动能与碰撞前小车2动能的比值为 A.将气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力 (结果保留2位有效数字). B.将气垫导轨调节至水平 [B组创新应用练] C.用天平称出滑块和遮光条的总质量M, 5.利用智能手机自带 光电门M 再称出托盘和砝码的总质量m 的各种传感器可以 D.用天平称出滑块和遮光条的总质量M, 完成很多物理实验. 再称出托盘和砝码的总质量m,且满足 某同学利用如图所 M>m 示的实验装置，结合手机的传感器功能测定 (3)在误差允许的范围内，如果满足mgs= 当地的重力加速度，实验步骤如下： (用题干已知物理量和测得物 I.实验前用游标卡尺测出小球的直径d= 理量字母表示)，则可认为验证了机械能守 10.00mm 恒定律 Ⅱ.实验装置中固定轨道AB的末端水平， 4.(2025·广东卷，11)请完成下列实验操作和 在轨道的末端安装一光电门，光电门通过数 计算. 据采集器与计算机相连，测量小球离开轨道 (1)在“长度的测量及 时的速度.将小球从轨道的某高度处由静止 其测量工具的选用” 释放，小球运动一段时间后，打到竖直记录 实验中，用螺旋测微 屏MN上，记下落点位置.然后通过手机传 器测量小球的直径， 20 感器的测距功能，测量并记录小球做平抛运 示数如图甲所示，读 动的水平距离x和竖直下落距离h. 数为 mm. 图甲 Ⅲ.多次改变屏MN的水平距离x,使小球每 (2)实验小组利用小车 次都从轨道的同一位置处由静止释放，重复上 碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图乙所 述实验，记录多组x、h数据，如下表所示. 示，图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成，且 实验顺序 3 轨道乙倾角较大， 小轨道乙 x/cm 10.015.020.025.0 30.0 光电门B小车I 光电门A x2/(×10-2m2)1.002.254.006.25 9.00 轨道甲 M h/cm 4.8810.9619.5230.5343.92 螺母 请根据上述数据，完成下列问题： 图乙 (1)在给定的坐标纸上画出x2-h的图像； ①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为 ↑x2/(×102m2) 1.00cm的遮光条. 10 ②轨道调节. 9 8 调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高，将 小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电 6 5 门A和B的 ,表明已平衡小车在 轨道甲上所受摩擦力及其他阻力. 3 ③碰撞测试. 先将小车1静置于光电门A和B中间，再 051015202530354045h/cm 将小车2在M点由静止释放，测得小车2 (2)若光电计时器记录的平均遮光时间 通过光电门A的时间为t2,碰撞后小车1通 t=0.01s,根据上述图像求得当地的重力 过光电门B的时间为t1.若t2 t1, 加速度大小g= m/s2(结果保留3 可将两小车的碰撞视为弹性碰撞 位有效数字)； ④吸能材料性能测试 (3)若实验中，每次记录的h值均漏掉了小 将吸能材料紧贴于小车2的前端，重复步骤③， 球的半径，按照上述方法计算出的重力加速 测得小车2通过光电门A的时间为10.00ms, 度大小与真实值相比是 (选填“偏 两车碰撞后，依次测得小车1和2通过光电 大”“偏小”或“不变”). 门B的时间分别为15.00ms、30.00ms,不 193变形后跑道形横截面两端半圆合为一个整圆，周长为 C=nd, 剩余直边总长度为C2=C一C1=2πr一πd, 单根直边长红-号=心一受 2 支形后，气宝的体积为V,=[(受)十d点， 对气室气体，等温过程由玻意耳定律V=p2V2, 解得挤压变形后气室中的压强p,一5πdh(4r—d) 2poV。 (3③体积不支，气体等容支化，有会-=是， 解得气室不爆破的最高室温T.=5πdh(4r-d)p:工 2poVo 答案：IA 2poVo z(2)p2=5πdh(4r-d) (3)T.=5rdh(4r-d)p.I。 2poV。 专题精准强化16近代物理 1.B2.C3.C4.C5.D6.D 7.C[因为可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之 间，所以只有从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能 级跃迁到=2能级的光属于可见光，当照射光子的能 量为E=12.09eV时，其光子获得的能量不足以跃迁到 n=4能级，故达不到可见光的能量，A错误；氢原子受激 发后跃迁到=4能级，则能够辐射的光子数为C=6,B 错误；从n=4能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量 为2.6eV,从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子 能量为l.89eV,又由题图甲可知，在光电效应装置中，a 光過止电压低，根据hy一W。=|eU.|,可知a光的能量 小，又因为=会，故a光的波长比b光的大，a光是从3 能级跃迁到n=2能级发出的光，C正确，D错误.] 8.B。[B衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个 质子和一个电子，所以_e不是源于核外电子，故A错 误；半衰期由原子核本身的性质决定，与原子核的物理 状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变短， 故C错误；碳元素自发地进行衰变，衰变过程放出能 量，C的比结合能小于N的比结合能，根据爱因斯坦 质能方程可得△E=△mc2=(m1一m2-mg)c2,故B正 确，D错误.] 9.B[N的质子数为7，中子数为8，互换后质子数变为 8,质量数仍为15，则N和8O不是“镜像核”，故A错 误；N的质子数为7，中子数为6，互换后质子数变为6， 质量数仍为13，故B正确；质子和中子质量不同，镜像核 结合能不同，故C错误；核反应H十H→2He十n是核 聚变，生成物中虽然有α粒子，但该反应不是α衰变，故 D错误.] 10.AD[由题意可知衰变产生的U和α粒子电性相同， 速度方向相反，则两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆 周运动的轨迹圆外切，故A正确；由于衰变时放出核 能，比结合能增大，所以25U的比结合能大于29Pu的比 结合能，故B错误；由能量守恒定律可知E=Ek滋十E, 由爱因斯坦质能方程可知E=(mpu一mu一m.)c2,解得 Eks=(mpu一mu一m.)c2一E,故C错误；根据动量守 恒定律有0=mu-m.u.,Eks=Eu十E.=2mu呢 十合，联立可得E.mn【《m一me 一E,],故D正确.] 11.B[根据Ek=hw-W。=eUc,可知，发生光电效应时， 频率越大的光对应的過止电压越大，所以由题图甲可 34: 练习册参考答案 知a光的频率比6光的小，根据入=号，可知，频率越小， 波长越大，所以Q光的波长比b光的大，故A错误；根 据p=么可知，单色光a的光子动量比单色光6的光子 动量小，故B正确；用大量E=12.7eV的光子去照射 基态的氢原子，则有En=E1十△E=-13.6eV+12.7 eV=一0.9eV,可知不等于任一能级的能量，即此种能 量的光子不能被吸收，故氢原子不发生跃迁，从而不会 有光发出，故C错误；根据e=hv,结合a光的频率小于 b光的频率，则可知若a光是氢原子从n=4能级跃迁 到n=2能级时发出的光，则b光不可能是氢原子从n =3能级跃迁到n=2能级时发出的光，故D错误.] 12.C[根据题意，由光电效应方程有 hy-W。=Ekm=eU.,又有W。=hy, 英现可得U,=名，一冬由题图乙可知 e(4.0-3.2)X10V·s,解得h=6.6X10J·s, h 0.33 结合题图乙可知，当U=0,该金属的极限频率 6=3.2×104Hz,故A、B错误； 由光电效应方程有Ekm=hv一W。=hv一h%,则当入射 光的频率为4.8×1014Hz时，逸出的光电子的最大初 动能为Ekm=6.6X10-4X(4.8×1014-3.2×1014)J =1.056×10-19J,故C正确； 题图甲中入射光的频率为3.5×1014Hz时，大于金属 的极限频率，能够发生光电效应，滑动变阻器的滑片移 到最左端时，电流计G的示数不为零，故D错误.门 13.D[由题图可知，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能 级时，辐射光的能量大于氢原子从一3能级跃迁到 n=2能级时辐射光的能量，根搭E=凭可知，氢原子从 n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长一定小于 656nm,故A项错误；从n=4能级跃迁到n=2能级时 辐射出的光子能量为2.55eV,大于金属钾的逸出功， 能使钾发生光电效应，故B项错误；一个（注意不是一 群)处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3种光谱线，故C项错误；当处于n=4能级的氢原子吸 收的能量大于或等于0.85eV时，将会被电离，故D项 正确. 专题精准强化17力学实验 1.解析：(1)实验需平衡阻力，消除木板对小车的阻力的影 响，应将木板一端垫高，使小车在无拉力时能匀速运动. (2)A,作出a1图像，可以将a-m图像“化曲为直”，便 于判断，a与m是否成反比关系，故A正确；B,作出a-m 图像，无法体现a与m是否成反比关系，故B错误；C,作 出am-m图像，若a与m是成反比关系，有am为定值， 则am一m图像是一条平行于横轴的直线，可以判断a与 m是否成反比关系，故C正确；D,作出a2-m图像，无法 体现a与m是否成反比关系，故D错误.故选AC. (3)甲同学的方法中，槽码依次放在槽码盘上，小车质量 M M不变，拉力F一M十mmg心mg(m为檐码总质量)，但 随着m增大，不满足m《M条件，拉力与mg偏差增大， 误差变大；乙同学的方法中，将小车上的槽码移到槽码 盘上，总质量M十m不变(M为小车质量，m为槽码质 M 量)，拉力F=M十mg≈mg(当M>m时近似，但实际 总质量不变)，拉力更接近理论值，系统误差更小，故乙 同学方法更好. 答案：(1)一端垫高。(2)AC(3)乙 物理 2.解析：(1)实验时需将长木板右端垫高，以补偿阻力，故A 正确；本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测 出沙和沙桶的质量，也就不需要使小桶（包括沙）的质量 远小于车的总质量，故B、D错误；实验时，为充分利用纸 带，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车， 故C错误. (2)打，点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，相邻 两计数点间还有四个点没有画出，则相邻两计数，点间的 时间间隔为T=5X子=0.1s, C点的速度为BD两点间的平均速度，则 -器-1822X10m/s=.90m/ 2×0.1 根据逐差法可知 a-e-088×10mg=40/g. (2T)2 (3)由图丙中可看出当加速度为零时，拉力F不为零，可 知存在的问题为补偿阻力不足或者没有补偿阻力. 答案：(1)A(2)0.804.0(3)补偿阻力不足或者没 有补偿阻力 3.解析：(1)游标卡尺的主尺读数为9mm,游标尺上第10 个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为10× 0.05mm=0.50mm,所以最终读数为9mm十0.50mm =9.50mm=0.950cm. (2)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带 孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上， 滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，所以不需要平衡 摩擦力，A错误，B正确；该实验如果托盘和砝码的重力 势能的减少量等于系统动能的增加量即可验证机械能 守恒定律，所以需要用天平称出滑块和遮光条的总质量 M、托盘和砝码的总质量m,但不需要满足M>m,C正 确，D错误. (3)托盘和砝码的重力势能的减少量为mgs.遮光条经过 先电门A和光电门B的速度分别为心三，= 若满足关系式 mgs=2M+m)i-合(M+md, 即mgs=2M+mtd[aas】 则可认为验证了机械能守恒定律！ 答案：(1)0.950(2)BC ogM+mt[d] 1 4.解析：(1)由题图可知，小球的直径为d=8.0mm十26.0 ×0.01mm=8.260mm; (2)②若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻 力，小车将在轨道甲上做匀速直线运动，通过两个光电 门的速度相等，即通过光电门A和B的时间相等， ③若两个小车发生弹性碰撞，由于两个小车的质量相 等，则碰撞后两个小车的速度互换，即碰撞后小车1的速 度等于碰撞前小车2的速度，则有2=1· ④根据题意可知，碰撞前小车2的速度为 d1×10-2 一△t1 10×103m/s=1m/s, 碰撞后，小车1和小车2的速度分别为 d 2 @A,m/s,三&=3m/s 则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为 1 E 立m听+zm吃 E 1 =5≈0.56. 9 2 mv 答案：(1)8.260(8.259~8.261) (2)②时间相等③t2=t1④0.56 34( 5.解析：(1)x2-h图像如图所示. ↑x2/(×102m2) 9 9 1 6 5 4 1 ■口 051015202530354045h/cm (2)根据平抛运动的特点与x2-图像可得，该图像斜率 为=￥二0=26≈0.205， h-0 g 0.01m/s=1m/s, 平抛运动的初速度为飞一4=10X10 则重力加速度为g≈9.76m/s2. (3)求重力加速度时，不需要知道小球的直径也可以，故计 算出的重力加速度大小与真实值是相同的. 答案：(1)见解析图(2)9.76(9.73~9.79均可) (3)不变 专题精准强化18电学实验 1.解析：(1)在探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实 验中，原线圈两端应接入交流电，故应将A、B分别与C、 d连接. U (2)根据题表中数据可得，在实验误差允许范国围内己 ”,少=得出结论：在实验误差允许范国内，变压器 n2'U3 n3 原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比 (3)若把题图丙中的可动铁芯取走，磁损耗变大，原线周中磁 通量变化率比副线圈磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应 定律知，副线圈两端电压一定小于4.0V. 答案：(1)c、d(2)原、副线圈的匝数之比(3)A 2.解析：(1)多用电表应满足电流“红进黑出”，因此红表笔 与电源的正极相连；(2)电容器放电过程中，电流由大逐 渐变小，则小灯泡迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭； (3)实线表示充电慢，用时长，故接入的电阻应该为大的 电阻，即R2,因此实线表示接入电阻为R2;根据公式I Q,则I-t图像的线下面积表示电荷量。 答案：(1)正极(2)C(3)R2电荷量 3.解析：(1)欧姆表红表笔与内置电源的负极相连，因此红 表笔与电压表的负接线柱相连；粗测电压表的内阻 为140002. (2)电路连接如图所示 闭合开关前，题图丙中滑动变阻器的滑片应先移到最左 端，使输出电压为零，电阻箱的电阻调为零，测得的电压 表的内阻为R。, 《③)根据闭合电路欧姆定律可知E=U十是R,即R习 ER,·)一R,根据题意可知一R,=b 解得R,=-b. 答案：(1)负14000(2)见解析图左零R。 (3)-b