专题13 力学实验--【冲刺专练】2024年高考物理二轮复习考点冲刺专练精讲

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一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。
专题13 力学实验
一、实验题
1．（2024·广东深圳·一模）某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。
(1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC= m/s。（保留两位有效数字）
(2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为 s，请根据下图估算该同学的步幅为 m。（保留两位有效数字）
【答案】(1)1.1
(2) 0.10 0.53
【详解】（1）[1]相邻两个计数点间的时间间隔T=0.1s，纸带中BC段的平均速度为
（2）[1][2]纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为
T=0.10s
可把图像看成图像，同学的步幅为图像一个周期内每段纸带面积之和，该同学的步幅为
2．（2024·广东梅州·一模）小明同学利用频闪相机来探究摩托车的运动规律。从某时刻（）开始的一段时间内，该摩托车可视为沿直线运动，每隔0.5s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：
根据表格内容可知（计算结果均保留两位小数）：
（1）由表格数据可判断摩托车近似做匀加速直线运动，理由是 。
（2）当时，摩托车的速度大小为 m/s。
（3）摩托车的加速度大小为 。
【答案】 见解析
【详解】（1）[1]根据题意，由表中数据可知，第内的位移为，第内的位移为，第内的位移为，第内的位移为，可得相邻1s内的位移之差为
可知，摩托车近似做匀加速直线运动。
（2）[2]当时，摩托车的速度大小为
（3）[3]由逐差法有
解得
3．（2024·广东汕头·一模）有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验：
科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格：
(1)依据测量数据画出图像如图所示，观察图像可发现，其中第 次数据误差较大，应该剔除；
(2)根据图像可得劲度系数 N/m（结果保留两位有效数字，g取10N/kg）；
(3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能 （选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”）。
【答案】(1)4
(2)20
(3)逐渐变小
【详解】（1）由图可知，第4次的描点不在线上，出现明显偏差，故第4次数据误差较大，应该剔除；
（2）根据胡克定律
可得
由图像斜率可得
解得
（3）在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾盒的重力减少，弹簧的型变量减少，故弹簧的弹性势能逐渐变小。
4．（2024·广东惠州·二模）图（a）为测量滑块与长木板之间的动摩擦因数的实验装置，实验中利用了力传感器来测量细线的拉力大小F，所用电源的频率为50Hz。

（1）根据本实验的测量原理，下列说法中正确的是 。
A．应当先接通电源，待打点稳定后再释放滑块
B．需要平衡摩擦力
C．滑块在加速运动的过程中，力传感器的示数等于沙桶的重力大小
D．一定要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量
（2）图（b）的纸带中相邻两点间有四个点未画出，则滑块的加速度= （结果保留两位小数）。
（3）保持滑块质量不变，根据多组数据，绘制出加速度a与拉力F的图像，如图（c）所示．由图像 （选填“能”或“不能”）算出滑块的质量；取重力加速度则滑块与长木板间的动摩擦因数μ= 。（结果均保留两位小数）
【答案】 A 0.40 能 0.20
【详解】（1）[1]
A．为充分利用纸带，应当先接通电源后释放滑块。故A正确；
B．本实验目的是测量动摩擦因数，不需要平衡摩擦力。故B错误；
C．弹簧测力计的示数等于绳的拉力，对于沙桶和动滑轮，根据牛顿第二定律有
mg-2F= ma
可知滑块在加速运动的过程中，弹簧测力计的示数不等于沙桶的重力，故C错误；
D．滑块受到的拉力可以由测力计测出，不需要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量。故D错误。
故选A。
（2）[2]依题意，纸带上相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法，可得
（3）[3][4]对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可知
整理可得
结合图像的斜率和截距，可得
解得
即由图像能算出滑块的质量。滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.20。
5．（2024·广东·模拟预测）某同学用电子秤、水瓶、细线、墙钉和白纸等物品，在家中“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。实验步骤如下：
①用电子秤测量3个水瓶的重量FA、FB、FC，在墙面上贴上白纸，固定两个墙钉P、Q，将3根细线一端打结结点为O，其中两根细线跨过墙钉，3根细线下端挂上水瓶，如图甲；
②等3个水瓶处于静止时，在白纸上记下结点O的位置上、记录3根细线的方向；
③在白纸上按一定的标度作出拉力FA、FB、FC的图示，根据平行四边形定则作出FA、FB的合力F的图示，如图乙。回答下面问题：
（1）该实验采用的科学方法是： 。
（2）下面实验操作事项中，那些操作可以减小实验误差
A．选用粗糙的绳线
B．记录细线方向时两点的距离远一点
C．夹角∠POQ尽可能大一些
D．作力的图示时，选用的标度适当的小一点
（3）∠POQ”“=”或“