2021届一轮高考物理：力学和电学实验基础练习含答案

2021届一轮高考物理：力学和电学实验基础练习含答案一轮：力学和电学实验1、某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．半圆盘固定在竖直平面内，盘面水平刻度标注着距离悬点O的高度，金属小圆柱用细线悬于O点，将小圆柱拉至水平位置(h＝0)，然后由静止释放，小圆柱依次通过固定在不同高度h的光电门，记录小圆柱经过各光电门所用的时间，已知当地重力加速度为g.(1)为计算出相应的速度v，该同学用螺旋测微器测量出小圆柱的直径d，测量示数如图乙所示，则d＝6.955 mm.(2)该同学用横坐标表示h，纵坐标表示v2(选填“v”或“v2”)，从而可得到一条过原点的直线．他求出图线的斜率为k，则当k＝2g时，则可验证小圆柱摆动过程中机械能是守恒的．2、某同学用如图1所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验．(1)实验中，他在弹簧两端各系一细绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来挂钩码．先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长量x，并将数据填在下面的表格中．实验过程中，弹簧始终在弹性限度内.1 2 3 4 5 6钩码的重力G/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧弹力F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧总长度L/cm 13.00 15.05 17.10 19.00 21.00 23.00弹簧伸长量x/cm 0 2.05 4.10 6.00 8.00 10.00x对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点用“＋”描绘出来，并作出F－x图象．(2)①根据上述的实验过程，对实验数据进行分析可知，下列说法正确的是________(选填选项前的字母)．A．弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比B．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比C．该弹簧的劲度系数约为25 N/mD．该弹簧的劲度系数约为2500 N/m②在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图象中，图线与坐标轴围成的面积的物理意义表示位移．请类比思考，(1)问的F－x图象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义．3、某学习小组利用图甲所示的装置进行“探究合力一定时，加速度与质量的关系”实验，图中大的定滑轮可绕水平轴转动，绕过定滑轮的轻绳两端分别系有钩码和弹簧测力计，弹簧测力计下端挂装有细砂的小桶．实验的主要步骤如下：①用螺旋测微器测量A处金属片的厚度d，其示数如图乙所示．②用手控制钩码不动，读出弹簧测力计的示数为F0.③释放钩码后，读出弹簧测力计的示数为F1，记下金属片通过光电门的遮光时间t1.④钩码下方再挂一个钩码，用手控制钩码，调整金属片的位置仍在A处静止不动，释放钩码后，读出弹簧测力计的示数为F2，记下金属片通过光电门的遮光时间t2.⑤重复步骤④，进行多次实验．请回答下列问题：(1)d＝2.612 mm.(2)不需要测量下列哪些物理量，也能完成本实验：ABC.A．金属片与光电门间的高度差hB．钩码的总质量MC．弹簧测力计、金属片、砂和小桶的总质量m(3)若用F表示钩码释放后弹簧测力计的示数，则能正确反映“合力一定时，加速度与质量的关系”的是D.4、如图所示为探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。

长木板放在水平桌面上，小车通过绕定滑轮的细线在钩码拉动下运动，其中，在长木板上相距为L＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速率v A、v B，与小车相连的拉力传感器记录小车受到的拉力F大小。

(1)关于使用操作，下列说法正确的是________。

A．要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力B．A、B两点间距离应尽可能近一些可减小误差C．改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量D．不必用天平测出小车和车上拉力传感器的总质量(2)某同学在表中记录并处理了实验所得的几组数据，依据表格内容计算第4次实验的加速度数值是________m/s2(结果保留三位有效数字)。

次数F/N (v2B－v2A)/(m2·s－2) a/(m·s－2)1 0.60 0.77 0.802 1.04 1.61 1.683 1.42 2.34 2.444 2.00 3.485 2.62 4.65 4.846 3.00 5.49 5.72(3)选填“平衡摩擦力不足”或“平衡摩擦力过度”)造成的。

5、用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________．(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．A．弹簧原长B．当地重力加速度C．滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________．A．增大 B.减小C．不变*6、为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验．实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响．将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点．分别测量PO、OQ的长度h和s.(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________(填“增大”或“减小”)重物B的质量．(2)滑块A在PO段和OQ段运动的加速度的比值为________．(3)实验测得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为________(用m、M、h、s表示)．(4)以下能减小实验误差的是________(填序号)．A．改变h，测量多组h和s的值，算出结果求平均值B．增加细线的长度C．减小细线与滑轮的摩擦*7、用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．主要实验步骤如下：a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示．c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示．结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有A和C(填选项前的字母)．A．电压合适的50 Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图象．(3)观察v-t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是小车的速度随时间均匀变化，v-t图象斜率的物理意义是加速度．(4)描绘v-t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”)．(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想．请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的．2021届一轮高考物理：力学和电学实验基础练习含答案一轮：力学和电学实验1、某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．半圆盘固定在竖直平面内，盘面水平刻度标注着距离悬点O的高度，金属小圆柱用细线悬于O点，将小圆柱拉至水平位置(h＝0)，然后由静止释放，小圆柱依次通过固定在不同高度h的光电门，记录小圆柱经过各光电门所用的时间，已知当地重力加速度为g.(1)为计算出相应的速度v，该同学用螺旋测微器测量出小圆柱的直径d，测量示数如图乙所示，则d＝6.955 mm.(2)该同学用横坐标表示h，纵坐标表示v2(选填“v”或“v2”)，从而可得到一条过原点的直线．他求出图线的斜率为k，则当k＝2g时，则可验证小圆柱摆动过程中机械能是守恒的．解析：(1)d＝6.5 mm＋45.5×0.01 mm＝6.955 mm.(2)设小圆柱的质量为m，当小圆柱下落高度为h时速度为v，小圆柱在摆动过程中机械能守恒，则有：mgh＝12m v2，可得：v2＝2gh；故v2-h图象是一条过原点的直线．直线斜率k＝2g.2、某同学用如图1所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验．(1)实验中，他在弹簧两端各系一细绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来挂钩码．先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长量x，并将数据填在下面的表格中．实验过程中，弹簧始终在弹性限度内.1 2 3 4 5 6钩码的重力G/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧弹力F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧总长度L/cm 13.00 15.05 17.10 19.00 21.00 23.00弹簧伸长量x/cm 0 2.05 4.10 6.00 8.00 10.00x对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点用“＋”描绘出来，并作出F －x图象．(2)①根据上述的实验过程，对实验数据进行分析可知，下列说法正确的是________(选填选项前的字母)．A．弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比B．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比C．该弹簧的劲度系数约为25 N/mD．该弹簧的劲度系数约为2500 N/m②在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图象中，图线与坐标轴围成的面积的物理意义表示位移．请类比思考，(1)问的F－x图象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义．【答案】(1)见解析(2)①BC②弹力做的功解析：(1)描点连线，如图所示：(2)①分析图象结合表格数据可知，弹簧弹力大小与弹簧伸长量成正比，A选项错误，B选项正确；根据胡克定律可知，图象中斜率代表弹簧的劲度系数，劲度系数为25 N/m，C选项正确，D选项错误．②力与位移的乘积为功，利用微元法，在很短时间里弹力是恒定不变的，则F －x图象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义是弹力做的功．3、某学习小组利用图甲所示的装置进行“探究合力一定时，加速度与质量的关系”实验，图中大的定滑轮可绕水平轴转动，绕过定滑轮的轻绳两端分别系有钩码和弹簧测力计，弹簧测力计下端挂装有细砂的小桶．实验的主要步骤如下：①用螺旋测微器测量A处金属片的厚度d，其示数如图乙所示．②用手控制钩码不动，读出弹簧测力计的示数为F0.③释放钩码后，读出弹簧测力计的示数为F1，记下金属片通过光电门的遮光时间t1.④钩码下方再挂一个钩码，用手控制钩码，调整金属片的位置仍在A处静止不动，释放钩码后，读出弹簧测力计的示数为F2，记下金属片通过光电门的遮光时间t2.⑤重复步骤④，进行多次实验．请回答下列问题：(1)d＝2.612 mm.(2)不需要测量下列哪些物理量，也能完成本实验：ABC.A．金属片与光电门间的高度差hB．钩码的总质量MC．弹簧测力计、金属片、砂和小桶的总质量m(3)若用F表示钩码释放后弹簧测力计的示数，则能正确反映“合力一定时，加速度与质量的关系”的是D.解析：(1)d ＝2.5 mm ＋0.01 mm ×11.2＝2.612 mm.(2)用手控制钩码不动，读出弹簧测力计的示数F 0＝mg ；释放钩码后，F －mg ＝ma ，v 2＝2ah ，v ＝d t ，解得F －F 0＝md 22h ·1t 2，即只要验证(F －F 0)与1t 2成正比即可，不需要测量h 、M 、m.(3)(F －F 0)与1t 2成正比，只有选项D 正确．4、如图所示为探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。