(2021-2025)5年高考1年模擬物理真題分類匯編專題17 力學(xué)實驗(福建專用)(原卷版)_第1頁
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文檔簡介

五年(2021-2025)高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題17力學(xué)實驗考點五年考情(2021-2025)命題趨勢考點1驗證動能守恒定律2024力學(xué)實驗命題持續(xù)聚焦基礎(chǔ)性與實用性,核心考點圍繞驗證動能守恒定律、測量動摩擦因數(shù)及探究平拋運動特點三大經(jīng)典實驗展開。歷年考查顯示,這些實驗作為主干知識,輪流或組合出現(xiàn),體現(xiàn)了命題的穩(wěn)定性與輪動性。命題情境設(shè)計緊密聯(lián)系實際,傾向于融入福建本土科技發(fā)展元素、工程實踐案例或?qū)W生日??筛械奈锢憩F(xiàn)象,如地方特色器械、海工裝備、體育運動場景等,旨在增強試題的親和力和應(yīng)用價值。側(cè)重考查實驗原理的理解、關(guān)鍵操作步驟的規(guī)范、儀器讀數(shù)的準確性、數(shù)據(jù)處理方法以及誤差來源的辨析。未來趨勢在于,在保持核心實驗框架穩(wěn)定的前提下,情境設(shè)計將更加多元化與地域化,可能在同一題目中交叉滲透多個實驗思想,并強化對實驗方案設(shè)計合理性、誤差控制物理思想以及科學(xué)探究能力的隱性考查,引導(dǎo)教學(xué)回歸實驗本源,注重過程體驗與科學(xué)思維培養(yǎng)。考點2測量動摩擦因數(shù)2023考點3探究平拋運動的特點2022考點01驗證動能守恒定律1.(2024·福建·高考)某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小,實驗裝置如圖(a)所示。所用器材有:玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下:(1)用電子秤分別測量小車的質(zhì)量M和子彈的質(zhì)量m;(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖(b)所示,寬度d=cm;(3)平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B,讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動,若測得擋光片經(jīng)過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms,則應(yīng)適當(dāng)調(diào)高軌道的(填“左”或“右”)端。經(jīng)過多次調(diào)整,直至擋光時間相等;(4)讓小車處于A的右側(cè),槍口靠近小車,發(fā)射子彈,使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上,小車向左運動經(jīng)過光電門A,測得擋光片經(jīng)過A的擋光時間Δt(5)根據(jù)上述測量數(shù)據(jù),利用公式v=(用d、m、M、Δt表示)即可得到子彈離開槍口的速度大小v(6)重復(fù)步驟(4)五次,并計算出每次的v值,填入下表;次數(shù)12345速度v(m/s)59.160.960.358.759.5(7)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可得子彈速度大小v的平均值為m/s。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)考點02測量動摩擦因數(shù)2.(2022·福建·高考)某實驗小組利用圖(a)所示裝置驗證小球平拋運動的特點。實驗時,先將斜槽固定在貼有復(fù)寫紙和白紙的木板邊緣,調(diào)節(jié)槽口水平并使木板豎直;把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時球心在木板上的水平投影點O,建立xOy坐標系.然后從斜槽上固定的位置釋放小球,小球落到擋板上并在白紙上留下印跡.上下調(diào)節(jié)擋板進行多次實驗.實驗結(jié)束后,測量各印跡中心點O1、O2、O3OOOOOOy2.956.529.2713.2016.6119.90x5.958.8110.7412.4914.0515.28x35.477.6115.3156.0197.4233.5(1)根據(jù)上表數(shù)據(jù),在圖(b)給出的坐標紙上補上O4數(shù)據(jù)點,并繪制“y-x2”(2)由y-x2圖線可知,小球下落的高度y,與水平距離的平方x2成(填“線性”或“(3)由y-x2圖線求得斜率k,小球平拋運動的初速度表達式為v0=(用斜率(4)該實驗得到的y-x2圖線常不經(jīng)過原點,可能的原因是考點03探究平拋運動的特點3.(2023·福建·高考)某小組用圖(a)所示的實驗裝置探究斜面傾角是否對動摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有:絨布木板、滑塊、擋光片、米尺、游標卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實驗過程如下:(1)將絨布平鋪并固定在木板上,然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測量A、B間距離L;(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖(b)所示。該擋光片寬度d=mm(3)調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角θ,讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過光電門A和B的擋光時間ΔtA和ΔtB,求得擋光片經(jīng)過光電門時滑塊的速度大小vA和vB。某次測得Δt(4)推導(dǎo)滑塊與絨布間動摩擦因數(shù)μ的表達式,可得μ=(用L、vA、vB、θ和重力加速度大小g表示),利用所得實驗數(shù)據(jù)計算出(5)改變θ進行多次實驗,獲得與θ對應(yīng)的μ,并在坐標紙上作出μ-θ關(guān)系圖像,如圖(c)所示;(6)根據(jù)上述實驗,在誤差允許范圍內(nèi),可以得到的結(jié)論為。1.(2025·福建漳州·四檢)某興趣小組利用如圖甲所示的向心力演示儀探究向心力大小與角速度、運動半徑、質(zhì)量的關(guān)系。(1)標尺上露出的紅白相間等分格子數(shù),可以粗略顯示小球的(填“向心力”或“角速度”)大小。(2)另一興趣小組用如圖乙所示的裝置探究向心力與角速度的關(guān)系。用手撥動旋臂使它做圓周運動,力傳感器和光電門固定在實驗器上,實時測量向心力和角速度的大小。a.圖丙中①②兩條曲線為相同半徑、不同質(zhì)量下向心力與角速度的關(guān)系圖線,由圖可知曲線①對應(yīng)的金屬塊質(zhì)量(填“大于”或“小于”)曲線②對應(yīng)的金屬塊質(zhì)量;b.為了進一步明確向心力與角速度的關(guān)系,作出F-ω2圖線為過原點的傾斜直線,由此可得出的結(jié)論是2.(2025·福建寧德·三模)某同學(xué)利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。(1)以下四種測量方案中,合理的是______A.直接測量下落高度h和下落時間t,通過v=gt算出瞬時速度vB.直接測量下落高度h,通過v2=2ghC.根據(jù)紙帶上某點的相鄰兩點間的平均速度,得到該點的瞬時速度v,再由v2=2ghD.直接測量下落高度h,根據(jù)紙帶上某點的相鄰兩點間的平均速度,得到該點的瞬時速度v(2)實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O(速度為0)的距離分別為hA、hB、hC。已知重物質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點的周期為T。從打下O點到打下B點的過程中,重物的重力勢能減少量為(3)實驗發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量通常略大于動能的增加量,關(guān)于這個誤差下列說法正確的是______A.屬于偶然誤差B.屬于系統(tǒng)誤差C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力來減小3.(2025·福建南安一中·最后一模)(1)某學(xué)生用螺旋測微器測定均勻圓柱體的直徑,測得的結(jié)果如圖甲所示,則該金屬絲的直徑D=mm。緊接著用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測圓柱體的長度,測得的結(jié)果如圖乙所示,則該圓柱體的長度L=cm。(2)某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,需要用秒表測出單擺振動n次所需要的時間。在某次實驗中,秒表記錄的時間如圖丙所示,由圖可讀出時間為s。(3)學(xué)生利用多用電表粗略測量電壓表的內(nèi)阻,把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列:A.將紅、黑表筆短接B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的(填“正極、負極”或“負極、正極”)相連,歐姆表的指針位置如圖中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差,應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋(填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新調(diào)節(jié)后,測量得到指針位置如圖中實線Ⅱ所示,則組測得到的該電壓表內(nèi)阻為kΩ(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。4.(2025·福建福州·福建師大附中二模)小藝同學(xué)利用雙線擺和手機光傳感器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,如圖甲所示,A為激光筆,B為手機光傳感器。實驗過程如下:a.用游標卡尺測量小球的直徑d,如圖乙所示;b.測出位于同一水平高度的兩懸點間的距離s和兩根等長懸線的長度L;c.拉動擺球使兩根懸線所在平面偏離豎直方向一個較小角度,將擺球由靜止釋放,同時啟動光傳感器,得到光照強度隨時間變化的圖像如圖丙所示,圖中t0和Δt(1)小球的直徑d=cm;(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?;g=(用Δt、d、s、L5.(2025·福建廈門·二模)小廈同學(xué)在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系的實驗中,做如下操作:(1)選用了電磁打點計時器、對應(yīng)電源連接方式是圖甲中的(選填“A”或“B”),紙帶穿過限位孔,且位于復(fù)寫紙下方;(2)用如圖乙所示裝置完成實驗,實驗過程中保持木板水平;(3)保持砂和砂桶的總質(zhì)量m不變,改變小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量Mm?M,進行實驗,打出紙帶,算出相應(yīng)的加速度a,根據(jù)數(shù)據(jù)作出a-1M圖像如圖丙所示,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,忽略紙帶所受的摩擦阻力,則砂和砂桶的總質(zhì)量m=(用字母b、c(4)若減小砂和砂桶的總質(zhì)量,重復(fù)此實驗,將所得數(shù)據(jù)繪制在原坐標紙上,則兩次實驗的圖線可能為。6.(2025·福建福州三中·模擬預(yù)測)某實驗小組用如圖甲所示的裝置來探究小球做勻速圓周運動時所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。(1)在探究向心力F與角速度ω的關(guān)系時,若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力之比為1:9,則與皮帶連接的兩個變速塔輪的半徑之比為______(填選項前的字母)。A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1(2)為驗證做勻速圓周運動物體的向心力的定量表達式,某同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置電動機帶動轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動;A端固定的壓力傳感器可測出小球?qū)ζ鋲毫Φ拇笮?,B端固定一寬度為d。的擋光片,光電門可測量擋光片每一次的擋光時間。實驗步驟:①測出擋光片與轉(zhuǎn)軸的距離為L;②將小鋼球緊靠傳感器放置在凹槽上,測出此時小鋼球球心與轉(zhuǎn)軸的距離為r;③啟動電動機,使凹槽A?B繞轉(zhuǎn)軸④記錄下此時壓力傳感器示數(shù)F和擋光時間Δt(a)小鋼球轉(zhuǎn)動的角速度ω=(用L、(b)該同學(xué)為了探究向心力大小F與角速度ω的關(guān)系,多次改變轉(zhuǎn)速后,記錄了一系列力與對應(yīng)角速度的數(shù)據(jù),作出F-ω2圖像如圖丙所示,若忽略小鋼球所受摩擦且小鋼球球心與轉(zhuǎn)軸的距離為r=0.30m,則小鋼球的質(zhì)量m=kg7.(2025·福建·適應(yīng)性練習(xí))一種新的短途代步工具——電動平衡車,被稱為站著騎的電動車。某同學(xué)為了探究該車在平直水泥路面上的運動情況,設(shè)計了如下實驗:將輸液用的塑料瓶裝適量水后,連同輸液管一起綁在平衡車的扶手上,調(diào)節(jié)輸液管的滴水速度,使其每隔相同時間滴下一滴水。從某滴水剛落地開始計時,以后每一滴水落地依次計數(shù)為1、2、3、…,當(dāng)?shù)?0滴水剛好落地時停止計時,測得時間為25.0s。該同學(xué)騎上平衡車后,先加速到某一速度,然后關(guān)閉動力,讓平衡車沿著直線滑行。圖示是某次實驗中在水泥路面上的部分水滴及測出的間距值(左側(cè)是起點,單位:m),當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m(1)平衡車加速運動時的加速度大小a=ms2,運動到H點時的速度大小v=(2)若該同學(xué)把題中的50滴計成了51滴,測出的加速度將如何變化?請簡要分析。8.(24-25高三下·福建·二模)某實驗小組的同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗證碰撞過程中的動量守恒”實驗。曲面軌道與水平桌面平滑連接于O點,小物塊A從曲面軌道上的某一點由靜止釋放,測得小物塊A在水平桌面上滑行的距離為x0。將另一個材質(zhì)相同、質(zhì)量不同的小物塊B放置在O點,再次將小物塊A從曲面軌道上由靜止釋放,最終小物塊A、B在水平桌面上滑行的距離分別為x1、x2。(1)下列操作或要求必需的是()A.小物塊A兩次釋放的位置相同B.曲面軌道必須是光滑的C.測量小物塊A、B的質(zhì)量mA、mBD.小物塊A、B的質(zhì)量滿足mA>mB(2)若該同學(xué)驗證了動量守恒后,當(dāng)x0、x1、x2滿足時(僅用x0、x1、x2表示),可以認為小物塊A、B發(fā)生的是彈性碰撞;(3)某次實驗時選擇兩個質(zhì)量相等的小物塊A、C進行實驗,A由靜止釋放的位置不變,在O點碰撞后它們粘在一起在水平桌面上滑行,滑行的距離為x3。若小物塊A、C碰撞的過程中動量守恒,則關(guān)系式成立(用x0、x1、x2、x3中合適的物理量表示)。9.(2025·福建多地市·二模)小明同學(xué)用如圖甲所示的向心力演示儀來探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系,裝置中長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為(1)下列實驗中采用的實驗方法與本實驗相同的是___________A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律B.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系C.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系D.驗證機械能守恒定律(2)小明同學(xué)將皮帶套在第二層塔輪上,調(diào)整長槽、短槽共線,位置如圖乙所示,緩慢轉(zhuǎn)動手柄使短槽轉(zhuǎn)動一圈,此時長槽和短槽再次共線且位置如圖丙所示,則第二層左右塔輪的半徑之比為___________(填選項標號)A.4:1 B.3:2 C.2:1 D.1:2(3)在探究向心力的大小與角速度關(guān)系之前,小明同學(xué)選擇兩個相同的小球,將裝置調(diào)整為如圖丁所示,請指出其中的至少兩處錯誤:①;②。10.(2025·福建福州·四檢)實驗小組利用圖1裝置驗證機械能守恒定律。擺線上端固定在O點,下端懸掛一小鋼球,擺線長度可調(diào)節(jié);在O點正下方固定一個光電門,可測出小球經(jīng)過光電門的擋光時間。(1)利用游標卡尺測量小球的直徑d,示數(shù)如圖2所示,d=mm。(2)組裝好裝置,測出擺長L。將小球拉至擺線與豎直方向成θ角處并由靜止釋放,使其在豎直面內(nèi)自由下擺,記錄小球擋光時間t。要驗證小球下擺過程機械能守恒,(選填“需要”或“不需要”)測量小球質(zhì)量。(3)保持θ角不變,改變擺長L,重復(fù)上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù),在直角坐標系中繪制圖像,若該圖線是一條過原點的直線,則小球下擺過程中機械能守恒。A.L-(1t)2 B.L-1t C.11.(2025·福建南平·質(zhì)檢)某物理小組利用圖(a)中的裝置驗證機械能守恒定律。實驗步驟如下:(1)將輕繩一端固定于O點,另一端連接一泡沫小球,O點正下方放置光電門;調(diào)節(jié)光電門位置,使小球擺動時能夠通過光電門。(2)測出輕繩長L,用游標卡尺測出泡沫小球的直徑d,示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)d=mm;(3)將輕繩拉直至水平位置,由靜止釋放泡沫小球,記錄小球經(jīng)過光電門時的擋光時間為t1,可求得小球經(jīng)過最低點時速度大小v1=(用題目中所給的符號表示),此過程中小球動能的增加量ΔEk1(選填“大于”“等于”或(4)依次更換與泡沫小球體積相同的塑料小球和小鋼球,保持輕繩長L不變,重復(fù)(3)中步驟,分析發(fā)現(xiàn):ΔEp-ΔEA.觀測桌面的微小形變實驗B.伽利略理想斜面實驗C.驗證平行四邊形定則實驗D.探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實驗12.(2025·福建·百校聯(lián)考押題)團隊成功與否很大程度取決于各部門合作。A小組做“利用單擺測g”實驗,B小組做“驗證機械能守恒”實驗,于是兩個小組合作共同完成實驗。裝置如甲圖,首先用游標卡尺測量小球直徑,乙圖為所測直徑的示數(shù)d=cm,懸掛單擺于P點,測出擺線長為l0=98.90cm,讓單擺在同一豎直面內(nèi)擺動,測得50次全振動的時間如丙圖,則單擺周期T=s(保留2位有效數(shù)字),由此A小組利用公式得到g=m/s2(保留3位有效數(shù)字);接著,把擺球拉開至A點測出A到豎直線OP的垂直距離x、懸點P至球心的距離l、小球經(jīng)過最低點O處光電門的時間t,若機械能守恒則應(yīng)滿足關(guān)系式:。(用已測得量l、x、d、13.(2025·福建泉州·安溪一中&惠安一中&養(yǎng)正中學(xué)&泉州實中·模擬預(yù)測)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標尺由游標和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針。某同學(xué)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對準指針,此時標尺讀數(shù)為x1=1.950cm;當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為m的砝碼時,移動游標,再次使其零刻度線對準指針,標尺示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為x2=cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則計算彈簧勁度系數(shù)的表達式為(用上述所給的物理量符號表示)。實驗期間,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)游標卡尺的兩個測量爪閉合時,游標尺的零刻度線與主尺的零刻度線并沒有對齊(即存在“零誤差”14.(2025·福建廈門一中·四測)某研究性學(xué)習(xí)小組想利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證動能定理。在一端帶滑輪的長木板上固定一個光電門,光電門在滑輪附近,與光電門相連的數(shù)字毫秒計可以顯示出小車上的遮光片經(jīng)過光電門的時間。在遠離滑輪的另一端附近固定一標桿A,小車初始位置如圖甲所示。小車可用跨過滑輪的細線與重物相連,力傳感器可顯示細線拉力F的大小。正確平衡摩擦力后進行實驗。(1)下列說法正確的是______;A.平衡摩擦力時不能將重物通過細線掛在小車上B.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細線和長木板平行C.實驗中選擇的重物應(yīng)該重而且小D.本實驗選用的重物質(zhì)量應(yīng)該遠小于小車的質(zhì)量(2)如圖乙,用游標卡尺測出遮光片的寬d=cm;(3)測出標桿A與光電門的距離L,車及遮光片的總質(zhì)量m。連接上重物,使小車從圖甲所示位置由靜止開始運動,并記下遮光片通過光電門的時間Δt及力傳感器顯示的力的大小F,更換不同重物后重復(fù)實驗,記錄下多組數(shù)據(jù)。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)做出1F-(Δt)2圖像為過原點的傾斜直線,斜率為k。以小車(含遮光片)為研究對象,若動能定理成立,則圖像的斜率k=。(用“m”、“L15.(2025·福建廈門一中·模擬)某同學(xué)用圖甲裝置做“彈簧的彈力與伸長量之間的關(guān)系”實驗。(1)圖示實驗裝置中,刻度尺保持豎直,為了便于直接讀出彈簧的長度,刻度尺的零刻度應(yīng)與彈簧的,(選填“上端”或“下端”)對齊;不掛鉤碼時指針所指刻度尺的位置如圖乙所示,則此時彈簧的長度L0=cm。(2)改變所掛鉤碼的個數(shù),進行多次實驗,記錄每次所掛鉤碼的質(zhì)量m及彈簧的長度L,根據(jù)F=mg求得彈力(g為重力加速度大小),根據(jù)x=L-L0。求出彈簧伸長量,根據(jù)求得的多組F、x作F-x圖像,如圖丙所示。由圖像可求得出彈簧的勁度系數(shù)為k=N/m(保留一位小數(shù))。(3)實驗過程中發(fā)現(xiàn)某類彈簧自身重力不可忽略,不可視為輕質(zhì)彈簧,若把此類彈簧放在鐵架臺上豎直懸掛時,彈簧呈現(xiàn)的形態(tài)如下圖中的___________。A. B. C.專題17力學(xué)實驗考點五年考情(2021-2025)命題趨勢考點1驗證動能守恒定律2024力學(xué)實驗命題持續(xù)聚焦基礎(chǔ)性與實用性,核心考點圍繞驗證動能守恒定律、測量動摩擦因數(shù)及探究平拋運動特點三大經(jīng)典實驗展開。歷年考查顯示,這些實驗作為主干知識,輪流或組合出現(xiàn),體現(xiàn)了命題的穩(wěn)定性與輪動性。命題情境設(shè)計緊密聯(lián)系實際,傾向于融入福建本土科技發(fā)展元素、工程實踐案例或?qū)W生日常可感的物理現(xiàn)象,如地方特色器械、海工裝備、體育運動場景等,旨在增強試題的親和力和應(yīng)用價值。側(cè)重考查實驗原理的理解、關(guān)鍵操作步驟的規(guī)范、儀器讀數(shù)的準確性、數(shù)據(jù)處理方法以及誤差來源的辨析。未來趨勢在于,在保持核心實驗框架穩(wěn)定的前提下,情境設(shè)計將更加多元化與地域化,可能在同一題目中交叉滲透多個實驗思想,并強化對實驗方案設(shè)計合理性、誤差控制物理思想以及科學(xué)探究能力的隱性考查,引導(dǎo)教學(xué)回歸實驗本源,注重過程體驗與科學(xué)思維培養(yǎng)??键c2測量動摩擦因數(shù)2023考點3探究平拋運動的特點2022考點01驗證動能守恒定律1.(2024·福建·高考)某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小,實驗裝置如圖(a)所示。所用器材有:玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下:(1)用電子秤分別測量小車的質(zhì)量M和子彈的質(zhì)量m;(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖(b)所示,寬度d=cm;(3)平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B,讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動,若測得擋光片經(jīng)過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms,則應(yīng)適當(dāng)調(diào)高軌道的(填“左”或“右”)端。經(jīng)過多次調(diào)整,直至擋光時間相等;(4)讓小車處于A的右側(cè),槍口靠近小車,發(fā)射子彈,使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上,小車向左運動經(jīng)過光電門A,測得擋光片經(jīng)過A的擋光時間Δt(5)根據(jù)上述測量數(shù)據(jù),利用公式v=(用d、m、M、Δt表示)即可得到子彈離開槍口的速度大小v(6)重復(fù)步驟(4)五次,并計算出每次的v值,填入下表;次數(shù)12345速度v(m/s)59.160.960.358.759.5(7)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可得子彈速度大小v的平均值為m/s。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)考點02測量動摩擦因數(shù)2.(2022·福建·高考)某實驗小組利用圖(a)所示裝置驗證小球平拋運動的特點。實驗時,先將斜槽固定在貼有復(fù)寫紙和白紙的木板邊緣,調(diào)節(jié)槽口水平并使木板豎直;把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時球心在木板上的水平投影點O,建立xOy坐標系.然后從斜槽上固定的位置釋放小球,小球落到擋板上并在白紙上留下印跡.上下調(diào)節(jié)擋板進行多次實驗.實驗結(jié)束后,測量各印跡中心點O1、O2、O3OOOOOOy2.956.529.2713.2016.6119.90x5.958.8110.7412.4914.0515.28x35.477.6115.3156.0197.4233.5(1)根據(jù)上表數(shù)據(jù),在圖(b)給出的坐標紙上補上O4數(shù)據(jù)點,并繪制“y-x2”(2)由y-x2圖線可知,小球下落的高度y,與水平距離的平方x2成(填“線性”或“(3)由y-x2圖線求得斜率k,小球平拋運動的初速度表達式為v0=(用斜率(4)該實驗得到的y-x2圖線常不經(jīng)過原點,可能的原因是考點03探究平拋運動的特點3.(2023·福建·高考)某小組用圖(a)所示的實驗裝置探究斜面傾角是否對動摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有:絨布木板、滑塊、擋光片、米尺、游標卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實驗過程如下:(1)將絨布平鋪并固定在木板上,然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測量A、B間距離L;(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖(b)所示。該擋光片寬度d=mm(3)調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角θ,讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過光電門A和B的擋光時間ΔtA和ΔtB,求得擋光片經(jīng)過光電門時滑塊的速度大小vA和vB。某次測得Δt(4)推導(dǎo)滑塊與絨布間動摩擦因數(shù)μ的表達式,可得μ=(用L、vA、vB、θ和重力加速度大小g表示),利用所得實驗數(shù)據(jù)計算出(5)改變θ進行多次實驗,獲得與θ對應(yīng)的μ,并在坐標紙上作出μ-θ關(guān)系圖像,如圖(c)所示;(6)根據(jù)上述實驗,在誤差允許范圍內(nèi),可以得到的結(jié)論為。1.(2025·福建漳州·四檢)某興趣小組利用如圖甲所示的向心力演示儀探究向心力大小與角速度、運動半徑、質(zhì)量的關(guān)系。(1)標尺上露出的紅白相間等分格子數(shù),可以粗略顯示小球的(填“向心力”或“角速度”)大小。(2)另一興趣小組用如圖乙所示的裝置探究向心力與角速度的關(guān)系。用手撥動旋臂使它做圓周運動,力傳感器和光電門固定在實驗器上,實時測量向心力和角速度的大小。a.圖丙中①②兩條曲線為相同半徑、不同質(zhì)量下向心力與角速度的關(guān)系圖線,由圖可知曲線①對應(yīng)的金屬塊質(zhì)量(填“大于”或“小于”)曲線②對應(yīng)的金屬塊質(zhì)量;b.為了進一步明確向心力與角速度的關(guān)系,作出F-ω2圖線為過原點的傾斜直線,由此可得出的結(jié)論是2.(2025·福建寧德·三模)某同學(xué)利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。(1)以下四種測量方案中,合理的是______A.直接測量下落高度h和下落時間t,通過v=gt算出瞬時速度vB.直接測量下落高度h,通過v2=2ghC.根據(jù)紙帶上某點的相鄰兩點間的平均速度,得到該點的瞬時速度v,再由v2=2ghD.直接測量下落高度h,根據(jù)紙帶上某點的相鄰兩點間的平均速度,得到該點的瞬時速度v(2)實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O(速度為0)的距離分別為hA、hB、hC。已知重物質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點的周期為T。從打下O點到打下B點的過程中,重物的重力勢能減少量為(3)實驗發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量通常略大于動能的增加量,關(guān)于這個誤差下列說法正確的是______A.屬于偶然誤差B.屬于系統(tǒng)誤差C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力來減小3.(2025·福建南安一中·最后一模)(1)某學(xué)生用螺旋測微器測定均勻圓柱體的直徑,測得的結(jié)果如圖甲所示,則該金屬絲的直徑D=mm。緊接著用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測圓柱體的長度,測得的結(jié)果如圖乙所示,則該圓柱體的長度L=cm。(2)某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,需要用秒表測出單擺振動n次所需要的時間。在某次實驗中,秒表記錄的時間如圖丙所示,由圖可讀出時間為s。(3)學(xué)生利用多用電表粗略測量電壓表的內(nèi)阻,把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列:A.將紅、黑表筆短接B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的(填“正極、負極”或“負極、正極”)相連,歐姆表的指針位置如圖中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差,應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋(填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新調(diào)節(jié)后,測量得到指針位置如圖中實線Ⅱ所示,則組測得到的該電壓表內(nèi)阻為kΩ(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。4.(2025·福建福州·福建師大附中二模)小藝同學(xué)利用雙線擺和手機光傳感器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,如圖甲所示,A為激光筆,B為手機光傳感器。實驗過程如下:a.用游標卡尺測量小球的直徑d,如圖乙所示;b.測出位于同一水平高度的兩懸點間的距離s和兩根等長懸線的長度L;c.拉動擺球使兩根懸線所在平面偏離豎直方向一個較小角度,將擺球由靜止釋放,同時啟動光傳感器,得到光照強度隨時間變化的圖像如圖丙所示,圖中t0和Δt(1)小球的直徑d=cm;(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?;g=(用Δt、d、s、L5.(2025·福建廈門·二模)小廈同學(xué)在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系的實驗中,做如下操作:(1)選用了電磁打點計時器、對應(yīng)電源連接方式是圖甲中的(選填“A”或“B”),紙帶穿過限位孔,且位于復(fù)寫紙下方;(2)用如圖乙所示裝置完成實驗,實驗過程中保持木板水平;(3)保持砂和砂桶的總質(zhì)量m不變,改變小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量Mm?M,進行實驗,打出紙帶,算出相應(yīng)的加速度a,根據(jù)數(shù)據(jù)作出a-1M圖像如圖丙所示,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,忽略紙帶所受的摩擦阻力,則砂和砂桶的總質(zhì)量m=(用字母b、c(4)若減小砂和砂桶的總質(zhì)量,重復(fù)此實驗,將所得數(shù)據(jù)繪制在原坐標紙上,則兩次實驗的圖線可能為。6.(2025·福建福州三中·模擬預(yù)測)某實驗小組用如圖甲所示的裝置來探究小球做勻速圓周運動時所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。(1)在探究向心力F與角速度ω的關(guān)系時,若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力之比為1:9,則與皮帶連接的兩個變速塔輪的半徑之比為______(填選項前的字母)。A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1(2)為驗證做勻速圓周運動物體的向心力的定量表達式,某同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置電動機帶動轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動;A端固定的壓力傳感器可測出小球?qū)ζ鋲毫Φ拇笮。珺端固定一寬度為d。的擋光片,光電門可測量擋光片每一次的擋光時間。實驗步驟:①測出擋光片與轉(zhuǎn)軸的距離為L;②將小鋼球緊靠傳感器放置在凹槽上,測出此時小鋼球球心與轉(zhuǎn)軸的距離為r;③啟動電動機,使凹槽A?B繞轉(zhuǎn)軸④記錄下此時壓力傳感器示數(shù)F和擋光時間Δt(a)小鋼球轉(zhuǎn)動的角速度ω=(用L、(b)該同學(xué)為了探究向心力大小F與角速度ω的關(guān)系,多次改變轉(zhuǎn)速后,記錄了一系列力與對應(yīng)角速度的數(shù)據(jù),作出F-ω2圖像如圖丙所示,若忽略小鋼球所受摩擦且小鋼球球心與轉(zhuǎn)軸的距離為r=0.30m,則小鋼球的質(zhì)量m=kg7.(2025·福建·適應(yīng)性練習(xí))一種新的短途代步工具——電動平衡車,被稱為站著騎的電動車。某同學(xué)為了探究該車在平直水泥路面上的運動情況,設(shè)計了如下實驗:將輸液用的塑料瓶裝適量水后,連同輸液管一起綁在平衡車的扶手上,調(diào)節(jié)輸液管的滴水速度,使其每隔相同時間滴下一滴水。從某滴水剛落地開始計時,以后每一滴水落地依次計數(shù)為1、2、3、…,當(dāng)?shù)?0滴水剛好落地時停止計時,測得時間為25.0s。該同學(xué)騎上平衡車后,先加速到某一速度,然后關(guān)閉動力,讓平衡車沿著直線滑行。圖示是某次實驗中在水泥路面上的部分水滴及測出的間距值(左側(cè)是起點,單位:m),當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m(1)平衡車加速運動時的加速度大小a=ms2,運動到H點時的速度大小v=(2)若該同學(xué)把題中的50滴計成了51滴,測出的加速度將如何變化?請簡要分析。8.(24-25高三下·福建·二模)某實驗小組的同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗證碰撞過程中的動量守恒”實驗。曲面軌道與水平桌面平滑連接于O點,小物塊A從曲面軌道上的某一點由靜止釋放,測得小物塊A在水平桌面上滑行的距離為x0。將另一個材質(zhì)相同、質(zhì)量不同的小物塊B放置在O點,再次將小物塊A從曲面軌道上由靜止釋放,最終小物塊A、B在水平桌面上滑行的距離分別為x1、x2。(1)下列操作或要求必需的是()A.小物塊A兩次釋放的位置相同B.曲面軌道必須是光滑的C.測量小物塊A、B的質(zhì)量mA、mBD.小物塊A、B的質(zhì)量滿足mA>mB(2)若該同學(xué)驗證了動量守恒后,當(dāng)x0、x1、x2滿足時(僅用x0、x1、x2表示),可以認為小物塊A、B發(fā)生的是彈性碰撞;(3)某次實驗時選擇兩個質(zhì)量相等的小物塊A、C進行實驗,A由靜止釋放的位置不變,在O點碰撞后它們粘在一起在水平桌面上滑行,滑行的距離為x3。若小物塊A、C碰撞的過程中動量守恒,則關(guān)系式成立(用x0、x1、x2、x3中合適的物理量表示)。9.(2025·福建多地市·二模)小明同學(xué)用如圖甲所示的向心力演示儀來探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系,裝置中長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為(1)下列實驗中采用的實驗方法與本實驗相同的是___________A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律B.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系C.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系D.驗證機械能守恒定律(2)小明同學(xué)將皮帶套在第二層塔輪上,調(diào)整長槽、短槽共線,位置如圖乙所示,緩慢轉(zhuǎn)動手柄使短槽轉(zhuǎn)動一圈,此時長槽和短槽再次共線且位置如圖丙所示,則第二層左右塔輪的半徑之比為___________(填選項標號)A.4:1 B.3:2 C.2:1 D.1:2(3)在探究向心力的大小與角速度關(guān)系之前,小明同學(xué)選擇兩個相同的小球,將裝置調(diào)整為如圖丁所示,請指出其中的至少兩處錯誤:①;②。10.(2025·福建福州·四檢)實驗小組利用圖1裝置驗證機械能守恒定律。擺線上端固定在O點,下端懸掛一小鋼球,擺線長度可調(diào)節(jié);在O點正下方固定一個光電門,可測出小球經(jīng)過光電門的擋光時間。(1)利用游標卡尺測量小球的直徑d,示數(shù)如圖2所示,d=mm。(2)組裝好裝置,測出擺長L。將小球拉至擺線與豎直方向成θ角處并由靜止釋放,使其在豎直面內(nèi)自由下擺,記錄小球擋光時間t。要驗證小球下擺過程機械能守恒,(選填“需要”或“不需要”)測量小球質(zhì)量。(3)保持θ角不變,改變擺長L,重復(fù)上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù),在直角坐標系中繪制圖像,若該圖線是一條過原點的直線,則小球下擺過程中機械能守恒。A.L-(1t)2 B.L-1t C.11.(2025·福建南平·質(zhì)檢)某物理小組利用圖(a)中的裝置驗證機械能守恒定律。實驗步驟如下:(1)將輕繩一端固定于O點,另一端連接一泡沫小球,O點正下方放置光電門;調(diào)節(jié)光電門位置,使小球擺動時能夠通過光電門。(2)測出輕繩長L,用游標卡尺測出泡沫小球的直徑d,示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)d=mm;(3)將輕繩拉直至水平位置,由靜止釋放泡沫小球,記錄小球經(jīng)過光電門時的擋光時間為t1,可求得小球經(jīng)過最低點時速度大小v1=(用題目中所給的符號表示),此過程中小球動能的增加量ΔEk1(選填“大于”“等于”或(4)依次更換與泡沫小球體積相同的塑料小球和小鋼球,保持輕繩長L不變,重復(fù)(3)中步驟,分析發(fā)現(xiàn):ΔEp-ΔEA.觀測桌面的微小形變實驗B.伽利略理想斜面實驗C.驗證平行四邊形定則實驗D.探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實驗12.(2025·福建·百校

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