2026高考一轮复习物理周测卷含答案19.第十九 周力学实验

2026高考一轮复习物理周测卷含答案19.第十九周力学实验力学实验满分：40分时量：40分钟非选择题（每小题8分，共40分）1.如图甲所示，某同学通过调节手机拍摄功能中的感光度和快门时间，拍摄出质量较高的频闪照片.图乙是该同学拍摄的小球自由下落部分运动过程中的频闪照片，用来验证机械能守恒定律.该同学以小球释放点为原点O，并借助照片背景中的刻度尺测量各时刻的位置坐标为x1、x2、x3、x4、x5，刻度尺零刻度与原点O对齐.已知手机连拍频率为f，当地重力加速度为g，小球质量为m.(1)如图丙所示，从起点O下降到x2位置小球的位移大小为________cm.(2)关于实验装置和操作，以下说法正确的是________.A．刻度尺应固定在竖直平面内B．选择体积大的小球C．小球实际下落过程中动能增量大于重力势能减少量(3)小球在x3位置时的瞬时速度v3＝________________________________________________.(用题中所给的物理量符号表示)(4)取小球从O到x4的过程研究，则机械能守恒定律的表达式为________.(用题中所给物理量的符号表示)(5)该同学利用测得的数据，算出小球经过各点的速度v，并作出了如图丁所示的eq\f(v2,2)－x图线.测得图线的斜率k明显小于g，是由于存在阻力的影响，则小球受到的阻力大小F阻＝_______.2.某同学用图a所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定律.小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方.(1)用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则d＝________mm.(2)让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1.若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期T＝________.(3)摆线长度大约80cm，该同学只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c.保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T.测量多组数据后绘制T2－l图像，求得图像斜率为k1，可得当地重力加速度g＝________.(4)该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律.如图d，将小球拉到一定位置由静止释放，释放位置距最低点高度为h，开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为Δt，改变不同高度h并测量不同挡光时间Δt，测量多组数据后绘制Δt2－eq\f(1,h)图像，发现图像是过原点的直线并求得图像斜率k2，比较k2的值与________(写出含有d、k1的表达式)，若二者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的.(5)对于本次实验，下列说法中正确的两项为________.A．安装在小球下面的挡光部件选用挡光小圆柱比挡光小薄片好B．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，k1的测量值与理论值相比偏大C．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，k2的测量值与理论值相比偏小D．验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度必须小于5°3.某同学利用手机“声音图像”软件测量物块与长木板间的动摩擦因数μ.实验装置如图甲所示，长木板固定在水平桌面上，物块置于长木板上且两端分别通过跨过定滑轮的细线与小球A、B相连，实验前分别测量出小球A、B底部到地面的高度hA、hB(hB>hA).打开手机软件，烧断一侧细线，记录下小球与地面两次碰撞声的时间图像(两小球落地后均不反弹).(1)由图甲可知，实验时应烧断物块________(选填“左侧”或“右侧”)的细线.(2)烧断细线前，用分度值为1cm的刻度尺测量hA，刻度尺的0刻度线与地面齐平，小球A的位置如图乙所示，则hA＝________cm.(3)若某次实验中通过计算得出A下落时间为0.40s，由图丙可知，物块加速运动的时间为________s；若将手机放在靠近小球A的地面上测量物块加速运动的时间，测量结果会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).(4)仅改变小球B实验前离地高度hB，测量不同高度下物块加速运动时间t，作出hB－t2图像如图丁所示，由图像可求得斜率为k，若小球B的质量为m，物块质量为M，重力加速度为g，则物块与木板间的动摩擦因数μ＝________.(用字母k、m、M、g表示)4.一小组同学用如图甲所示的力学实验装置验证机械能守恒定律.绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的钩码A和钩码B，在钩码A的下面固定穿过打点计时器的纸带，用手固定住钩码A，在钩码B下面再挂上一较小的钩码C，之后放开钩码A，让系统由静止开始运动，由于系统的速度增大得不是很快，便于测量物理量，因此能较好地验证机械能守恒定律.已知钩码A、B的质量均为M，钩码C的质量为m，当地的重力加速度大小为g.(1)该小组同学闭合打点计时器电源开关，由静止释放钩码A后，打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则打点计时器打H点时纸带的速度大小vH＝________m/s(结果保留三位有效数字).(2)在打H点时，系统的动能表达式为________(用M、m及vH表示).(3)H点到起始点间的距离为s，则从释放钩码A到打H点的过程中，系统的重力势能减小量的表达式为________(用m、g及s表示).(4)该小组同学发现打H点时系统的重力势能减小量大于打该点时系统的动能，于是对纸带上的多个点分析，用打各点时系统的动能Ek作为纵坐标，用各点到起始点的距离s作为横坐标，描绘出Ek-s图像如图丙所示，若图像的斜率为k，则系统受到的阻力大小为________(用m、g及k表示)；产生的阻力可能是(除空气阻力外)_______________________________________________________________________________________________________(回答一点即可).5.如图所示，某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律.将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，OO′与轴线垂直作为参考线.实验步骤如下：①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到OO′的距离s1；②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与OO′相切；③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在OO′处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到OO′的距离s2、s3.请回答以下问题：(1)两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达OO′线时具有相同的________.(2)碰撞前瞬间A的速度大小与____________成正比.A.s1 B.s2 C.eq\r(s1) D.eq\r(s2)(3)多次实验，若测量数据均近似满足关系式________(用题中给定符号表示)，则说明硬币碰撞过程中动量守恒.参考答案1.答案：(1)6.20(2)A(3)eq\f(fx4－x2,2)(4)gx4＝eq\f(f2x5－x32,8)或mgx4＝eq\f(mf2x5－x32,8)(5)mg－mk解析：(1)由于刻度尺的最小刻度为1mm，因此估读到1mm的下一位，从起点O下降到x2位置小球的位移大小x2＝62.0mm＝6.20cm.(2)由于小球做自由落体运动，为了测量小球下落的距离，刻度尺应固定在竖直平面内，A正确；为了减小空气阻力，一般选择体积较小的小球，B错误；由于空气阻力的影响，小球实际下落过程中动能增量小于重力势能减少量，C错误.(3)x3位于x2到x4的中间时刻，因此小球在x3位置时的瞬时速度等于从x2到x4的平均速度，即v3＝eq\f(x4－x2,2T)＝eq\f(fx4－x2,2).(4)机械能守恒定律的表达式为mgx4＝eq\f(1,2)mv42，而v4＝eq\f(fx5－x3,2)，两边消去小球的质量m，整理得gx4＝eq\f(f2x5－x32,8).(5)根据牛顿第二定律有mg－F阻＝ma，而在eq\f(v2,2)－x图像中，斜率k表示小球下落的加速度a的大小，因此小球受到的阻力大小F阻＝mg－mk.2.答案：(1)2.332(2)eq\f(2t,N－1)(3)eq\f(4π2,k1)(4)eq\f(d2k1,8π2)(5)AC解析：(1)由题图b可知d＝2mm＋33.2×0.01mm＝2.332mm.(2)由题意可知t＝(N－1)eq\f(T,2)，解得T＝eq\f(2t,N－1).(3)设A点以下的长度为l0，根据单摆周期公式得T＝2πeq\r(\f(l＋l0,g))化简得T2＝eq\f(4π2,g)l＋eq\f(4π2,g)l0T2－l图像的斜率为k1，则k1＝eq\f(4π2,g)，解得g＝eq\f(4π2,k1)(4)小球在最低点的速度为v＝eq\f(d,Δt)由机械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2联立g＝eq\f(4π2,k1)，解得Δt2＝eq\f(d2k1,8π2)·eq\f(1,h)则比较k2的值与eq\f(d2k1,8π2)，若二者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的.(5)根据平均速度的定义可知，挡光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，所以安装在小球下面的挡光部件选用挡光小圆柱比挡光小薄片好，故A正确；只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，不会影响周期T的测量，则不会影响k1的测量，故B错误；只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，会使挡光时间Δt变小，导致k2的测量值与理论值相比偏小，故C正确；验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度不必须小于或等于5°，只有要使小球做简谐运动才需要满足该条件，故D错误.3.答案：(1)左侧(2)78.0(3)0.90偏大(4)eq\f(mg－2M＋mk,Mg)解析：(1)应烧断左侧细线，使B球拉动物块在桌面做匀加速直线运动.(2)刻度尺读数为78.0cm.(3)由题图丙可知，A、B两球落地时间差为0.50s，A球下落速度快，时间短，则B球下落时间为0.90s，故物块加速运动的时间为0.90s.若将手机放在靠近小球A的地面上测量物块加速运动的时间，测量时间为A、B落地时间差和B落地后声音传过来时间之和，故测量结果偏大.(4)物块和小球B一起做匀加速直线运动，则hB＝eq\f(1,2)at2受力分析得mg－μMg＝(m＋M)a联立解得hB＝eq\f(1,2)·eq\f(mg－μMg,m＋M)t2故μ＝eq\f(mg－2M＋mk,Mg).4.答案：(1)1.13(2)EkH＝eq\f(1,2)(2M＋m)vH2(3)ΔEp＝mgs(4)mg－k摩擦阻力解析：(1)由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打H点时纸带的速度大小为vH＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(xGJ,2T)＝eq\f(4.5×10－2,2×0.02)m/s＝1.13m/s(2)在打H点时，系统的动能表达式为EkH＝eq\f(1,2)(2M＋m)vH2(3)H点到起始点间的距离为s，系统的重力势能减小量的表达式为ΔEp＝mgs(4)由题意可得mgs＝Ek＋Ffs则有Ek＝mgs－Ffs＝(mg－Ff)s解得mg－Ff＝kFf＝mg－k产生的阻力可能是(除空气阻力外)摩擦阻力.5.答案：(1)速度(或填速率、动能、动量均可)(2)C(3)2eq\r(s1)＝2eq\r(s2)＋eq\r(s3)解析：(1)根据实验原理可知，两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达OO′线时具有相同的速度.(2)根据题意可知，将A从P沿PQ弹射，A做匀减速运动，设加速度大小为a，到达OO′时速度为v1，则有veq\o\al(2,1)＝2as1，解得v1＝eq\r(2as1)，故C正确.(3)由上述分析可知，硬币的速度v∝eq\r(s)根据动量守恒定律有2mv1＝2mv2＋mv3整理可得2eq\r(s1)＝2eq\r(s2)＋eq\r(s3)若测量数据近似满足关系式2eq\r(s1)＝2eq\r(s2)＋eq\r(s3)，则说明硬币碰撞过程中动量守恒.电学实验满分：40分时量：40分钟非选择题（每题8分，共40分）1.某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表，仪器不得重复使用.A．电流表(0～200μA,100Ω)B．电阻箱(0～999Ω)C．电阻箱(0～9999Ω)D．定值电阻R2(1kΩ)E．滑动变阻器(0～300Ω)F．滑动变阻器(0～800Ω)G．干电池(1.5V，r＝0)H．干电池(9V，r＝0)I．导线若干该多用电表需设置0、1为量程0～1mA的电流挡，0、3为量程0～3V的电压挡，0、2为欧姆挡.该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母).(1)量程0～1mA的电流挡中电阻箱R1应该选择________，将其调节为________Ω.(2)量程0～3V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其调节为________Ω.(3)0、2的欧姆挡中滑动变阻器R3应该选择________，电源应该选择________.(4)该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某一未知电阻，他首先进行了欧姆挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流表指针偏转如图乙所示，示数为________μA，由此可求得未知电阻为________Ω.2.某同学为精确测量某金属导体的电阻，设计了如图甲所示的电路图.图中E为蓄电池，G为灵敏电流计，A1、A2为电流表，R1为电阻箱，R2与R3均为滑动变阻器，R0为定值电阻，S为开关、Rx为待测金属导体，另有导线若干.具体的实验操作如下：A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；B．将滑动变阻器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；C．调节R3，并反复调节R1和R2使灵敏电流计的示数为零，测得此时A1的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；D．实验完毕，整理器材.(1)根据图甲实验电路图，将图乙实物图中连线补充完整.(2)电路中需要两个量程为6A的电流表，但实验室提供的器材中，只有量程为0.3A、内阻为20Ω的电流表.现将量程为0.3A的电流表扩充为6A量程，则应该并联一个阻值R′＝_________Ω的电阻.如图丙所示为某次测量时改装后的电流表表盘指针位置，则此时的电流为________A.(3)待测金属导体Rx的阻值为________(用所测物理量来表示)；电流表A1、A2的内阻对测量结果________(选填“有”或“无”)影响.3.某同学测量一新型电源的电动势和内阻，使用的器材有：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头，一个开关，电阻箱(0～999.9Ω)，滑动变阻器R0(最大阻值100Ω，允许最大电流1.5A)，若干导线，刻度尺和记号笔.(1)由于表头量程偏小，该同学将表头与电阻箱连接，将表头改装成量程为50mA的电流表，该电阻箱阻值应为________Ω.(2)该同学用改装后的电流表测量电源的电动势及内阻，请用笔画线代替导线，完成表头改装和实验电路的实物图连接.(3)开关闭合前，借助刻度尺和记号笔将滑动变阻器的电阻丝螺线管均分成5等份，将相应位置标记为n＝0、1、2、3、4、5，闭合开关，将滑动变阻器滑片依次置于不同标记点n，并记录相应电流表示数，即可得到下表的5组数据，请在坐标系中作出eq\f(1,I)－n图像.n54321I(mA)16.019.123.832.050.0eq\f(1,I)(A－1)62.552.442.031.320.0(4)该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(均保留两位有效数字).4.某学习小组利用砷化镓霍尔元件(载流子为电子)研究霍尔效应，实验原理如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流IH，IH通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压UH.(1)2、4测脚中电势高的是________(选填“2”或“4”)测脚.(2)某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d(如图乙)，其读数为________mm，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示：实验次数12345IH/mA0.501.001.502.002.50UH/mV41.583.1124.8166.4208.1根据实验数据在如图丙所示的坐标纸上作出UH与IH的关系图像.(3)设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则UH与IH的关系式为________.5.某同学在实验室探究二极管的伏安特性曲线.(1)为了粗测二极管的正向电阻，该同学将多用电表的选择开关旋到电阻“×100”挡，当指针偏转角度较大时，红表笔连接的是二极管的________极(选填“正”或“负”)；此时多用电表的指针如图甲所示，二极管的正向电阻为_________Ω.(2)用伏安法描绘二极管在0～3V范围内的正向伏安特性曲线，器材如下电压表V(量程为3.0V，内阻约为10kΩ)电流表A(量程为10mA，内阻约为1.0Ω)滑动变阻器R1(总电阻为10Ω，额定电流为0.1A)滑动变阻器R2(总电阻为20Ω，额定电流为0.5A)电源E(电动势6V，内阻不计)开关S，导线若干其中，滑动变阻器应该选________(选填“R1”或“R2”).利用图乙所示的器材符号，画出实验电路原理图.(3)二极管的正向电压伏安特性曲线如图丙所示，现将两个相同的二极管串联在电路中，如图丁所示.已知电阻R1＝R2＝1kΩ，电源的电动势E＝6V(内阻不计)，通过二极管D的电流为_________mA，电阻R1消耗的功率为_________mW.(结果均保留两位有效数字)参考答案1.答案：(1)B25(2)C2980(3)FG(4)1201000解析：(1)量程0～1mA的电流挡中电阻箱阻值为R1＝eq\f(Igrg,I－Ig)＝eq\f(200×100,1000－200)Ω＝25Ω，则R1应该选择B，将其调节为25Ω，此时电流表的总电阻为rg′＝20Ω.(2)量程0～3V的电压挡中电阻箱阻值R4＝eq\f(U,Ig′)－rg′＝eq\f(3,10－3)Ω－20Ω＝2980Ω，则R4应该选择C，将其调节为2980Ω.(3)0、2的欧姆挡中电源应该选择一节干电池G；根据闭合电路欧姆定律，则R内＝R3＋R2＋rg′＝eq\f(E,Ig′)＝eq\f(1.5,10－3)Ω＝1500Ω，则R3＝480Ω，则变阻器R3应该选择F.(4)电流表示数为120μA，此时电路中的电流为0.6mA，根据E＝I(Rx＋R内)可求得未知电阻为Rx＝eq\f(E,I)－R内＝eq\f(1.5,0.6×10－3)Ω－1500Ω＝1000Ω.2.答案：(1)见解析图(2)1.054.3(3)eq\f(I1,I2)R1无解析：(1)实物图中连线如图所示(2)要将量程为0.3A的电流表扩充为6A量程，应该并联电阻的阻值R′＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(0.3A×20Ω,6A－0.3A)≈1.05Ω，由题图丙可知此时的电流为4.3A；(3)R1、R2和Rx、R0并联，两支路两端电压相等，灵敏电流计的示数为零时有eq\f(R1,Rx)＝eq\f(R2,R0)，可知UR1＝URx，即I1R1＝I2Rx，解得Rx＝eq\f(I1,I2)R1，电流表A1、A2都接在灵敏电流计的右侧电路中，其内阻对左侧电路中Rx的测量结果无影响.3.答案：(1)5.0(2)见解析图(3)见解析图(4)1.914解析：(1)将小量程的电流表改装成大量程的电流表需要并联一个电阻，根据欧姆定律可知并联电阻的阻值为R＝eq\f(IgRg,IA－Ig)＝eq\f(100×10－6×2500,50×10－3－100×10－6)Ω≈5.0Ω，故电阻箱阻值应为5.0Ω.(2)将电流表与电阻箱并联，与其他元件串联，实物图连接如图.(3)根据表格中数据在坐标系中描点，用直线连线，让大部分点落在直线上或均匀分布在直线两侧，距离较大的点舍去，图像如图所示.(4)改装后电流表的内阻为R内＝eq\f(IgRg,IA)＝eq