2025年课标版高考物理习题、历届真题、创新题专题试卷十七　实验（带解析答案） (3).docx

解析答案站内搜索同名解析版或带答案

解析答案站内搜索同名解析版或带答案

专题十七实验

应用创新题组

1.[2024福建漳州适应考(一),11]橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=YSL

(1)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=10.00cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=2.000mm,那么测量工具b应该是(填“游标卡尺”或“螺旋测微器”);?

(2)某同学根据橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录,作出F-x图像(如图乙所示),由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=N/m(结果保留2位有效数字)。?

(3)这种橡皮筋的Y值等于Pa(结果保留2位有效数字)。?

答案(1)螺旋测微器(2分)(2)3.1×102(2分)

(3)9.9×106或1.0×107(2分)

解析(1)从读数D=2.000mm可知b为螺旋测微器;

(2)根据F=kx可知,图像斜率的绝对值等于劲度系数大小,由图像求出劲度系数为k≈3.1×102N/m;

(3)根据k=YSL得Y≈9.9×106Pa(或Y≈1.0×107

2.(2024河北衡水中学一模,22)某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置,在抛出点O的正前方竖直放置一块毛玻璃。他们利用不同的频闪光源,在小球抛出后的运动过程中光源闪光,会在毛玻璃上出现小球的投影点,在毛玻璃右边用照相机进行多次曝光,拍摄小球在毛玻璃上的投影照片。如图1,小明在O点左侧用水平的平行光源照射,得到的照片如图3;如图2,小红将一个点光源放在O点照射重新实验,得到的照片如图4。已知光源的闪光频率均为31Hz,光源到玻璃的距离L=1.2m,两次实验小球抛出时的初速度相等。根据上述实验可求出:(结果均保留两位小数)

(1)重力加速度的大小为m/s2,投影点经过图3中M位置时的速度大小为m/s。?

(2)小球平抛时的初速度大小为m/s。?

答案(1)9.61(3分)0.62(3分)(2)9.30(4分)

解析(1)若用平行光照射,则球在毛玻璃上的投影即小球竖直方向上的位移,由Δh=gT2得g=9.61m/s2。

投影点经过图3中M位置时的速度大小vM=g×2f

(2)设图2中小球在毛玻璃上的投影AB=Y

则经过时间t后小球运动的水平位移为x=v0t;竖直位移为y=12gt2,由相似三角形得v0tL=12

3.(2024天津耀华中学二模,14)气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔,空气再由导轨表面上的小孔喷出,在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上,与导轨平面脱离接触,因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动,极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。某实验小组现在利用气垫导轨装置结合频闪照相的方法进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。

(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况,若要求碰撞时动能损失最大应选图中的(填“甲”或“乙”)、若要求碰撞时动能损失最小则应选图中的(填“甲”或“乙”)。(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)?

(2)某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80cm的范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10.0cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则可知碰撞发生在第1次闪光后的时刻(用字母T表示),A、B两滑块质量比mA∶mB=。?

答案(1)乙(2分)甲(2分)(2)2.5T(2分)2∶3(2分)

解析(1)撞针和橡皮泥能在碰撞过程中吸收动能,使机械能损失较大,故填“乙”;弹性圈在碰撞过程中会将形变时吸收的动能通过弹力做功重新转化为动能,使机械能损失较小,故填“甲”。

(2)在连续四次闪光中,滑块B只有两个图像,可知滑块B一开始时静止在x=60.0cm处;由图可知,第三次闪光后,滑块A向前运动了10.0cm后与滑块B相撞,用时0.5T,故碰撞发生在2.5T时刻;

由图可知,碰撞前A的速度

vA1=0.200m

碰撞后A、B的速度

vA2=-0.050mT2

vB2=0.100mT2

由动量守恒有mAvA1=mAvA2+mBvB2

代入数据解得mAm

4.(2024届聊城期中,13)用如图甲所示的实验装