2020高考物理二轮练习实验题热点16力学常规实验（Word版带解析）

板块二　实验题热点巧练 热点 16　力学常规实验 (建议用时：20 分钟) 1．(2019·菏泽模拟)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导 轨上安装了一个光电门 B.滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力 传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放． (1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则 d＝________mm. (2)实验时，将滑块从 A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门 B 的时间 t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是____________________． (3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t，通过描点 作出________(填“t2－F”“ 1 t－F”或“ 1 t2－F”)的线性图象． 2．(2019·河北衡水中学二模)某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由 水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装 置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出．已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数 相同，主要实验步骤如下： a．将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动， 在长木板中心线的适当位置取一点 O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到 O 点的距离．再从同 一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为 x1，如图乙所示； b．将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于 O 点，并使其直径与中心线重合，按步骤① 从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币 碰后停止滑行时距 O 点距离的平均值 x2 和 x3，如图丙所示．(1)为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材 为________； (2) 实 验 中 还 需 要 测 量 的 物 理 量 为 ____________ ， 验 证 动 量 守 恒 定 律 的 表 达 式 为 ____________(用测量物理量对应的字母表示)． 3．图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面 AB 与水平面相 切于 B 点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在 C 点，P 为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为 g. (1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度 d＝________cm； (2)实验中除了测定遮光条的宽度外，还需要测量的物理量有________； A．小物块质量 m B．遮光条通过光电门的时间 t C．光电门到 C 点的距离 x D．小物块释放点的高度 h (3)为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据(2)测量的物理量， 建立如图所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是________． 板块二　实验题热点巧练 热点 16　力学常规实验1．解析：(3)由题意可知，该实验中保持滑块质量 M 不变，因此有 v2＝2aL，其中 v＝ d t，a ＝ F M，即 d2 t2＝2 F ML，得 1 t2＝ 2L M d2·F. 答案：(1)2.30　(2)遮光条初始位置到光电门的距离 L(或 A、B 间的距离)　(3) 1 t2－F 2．解析：(1)动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等的两物体碰撞过程中动量 守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外，还需要的器材为天 平． (2)测出一元硬币的质量为 m1，五角硬币的质量为 m2，一元硬币以速度 v1 被弹射出去后， 由动能定理可得 μm1gx1＝ 1 2m1v21，解得 v1＝ 2μgx1，当一元硬币以速度 v1 与五角硬币碰撞后， 速度分别为 v2、v3，由动能定理可得 μm1gx2＝ 1 2m1v22，μm2gx3＝ 1 2m2v23，解得一元硬币碰后速 度 v2＝ 2μgx2，五角硬币碰后的速度为 v3＝ 2μgx3，若碰撞过程动量守恒则需满足 m1v1＝ m1v2＋m2v3，代入数据可得 m1 x1＝m1 x2＋m2 x3. 答案：(1)天平　(2)一元硬币的质量 m1 和五角硬币的质量 m2　m1 x1＝m1 x2＋m2 x3 3．解析：(1)主尺的读数是 1.0 cm，游标尺上的第 12 条刻度线与主尺的刻度线对齐，读 数是 0.05×12 mm＝0.60 mm，则游标卡尺的读数是 10 mm＋0.60 mm＝10.60 mm＝1.060 cm. (2)实验的原理：根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间可求得滑块通过光电门时 的速度 v＝ d t；滑块从 B 到 C 的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得－μmgx＝0－ 1 2mv2，联 立以上两式得动摩擦因数 μ＝ d2 2gxt2.则还需要测量的物理量是光电门 P 到 C 点的距离 x 与遮 光条通过光电门的时间 t，故 B、C 正确，A、D 错误． (3)由动摩擦因数的表达式可知，μ与 t2 和 x 的乘积成反比，所以 x－ 1 t2图线是过原点的直 线，应该建立 1 t2－x 坐标系，故 B 项正确，A、C、D 项错误． 答案：(1)1.060　(2)BC　(3)B