专题15 力学实验（精练）（原卷版） (1).docxVIP

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2023年高考物理二轮复习讲练测

专题15力学实验（精练）

1．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。理论与实验都表明k=Y，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________

A．N??????????????????B．m??????????????????C．N/m??????????????D．Pa

（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。

（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。

（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。

2．某兴趣小组的同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数（圈中张力与整圈形变量之比）。他们设计了图1所示实验:橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录下所挂钩码的总质量m和对应橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示:

钩码质量m/g

20

40

60

80

100

120

P点刻度值x/cm

5.53

5.92

6.30

6.67

7.02

7.40

（1）请在图2中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出图像。______

（2）作出图像后，同学们展开了讨论。

甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；

乙同学认为：图像的斜率k即为橡皮圈的劲度系数；

丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；

……

请根据图像数据确定:橡皮圈不拉伸时的总周长约为______cm，橡皮圈的劲度系数约为______N/m（重力加速度g取10m/s2，结果保留3位有效数字）。

（3）若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将______（选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”）。

3．某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图，固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。

（1）实验步骤如下：

①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；

②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿150°方向，弹簧测力计的示数为F1；

③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=____________；

④比较F1和F1′的大小，在误差允许的范围内，若___________=__________，则初步验证了力的平行四边形定则。

（2）现保持绳套1和绳套2方向成150°夹角不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，从如图所示的位置将两绳套沿逆时针方向转动30°，绳套2的拉力的变化情况是___________。

A．逐渐增大???????B．先增大后减小????????C．逐渐减小???????D．先减小后增大

4．为探究“合力与分力的关系”小鲁同学设计了如下实验。如图甲在相距为D的两根竖直杆之间用一根长为L的不可伸长的轻绳连接（打结）一物体C，在绳的两端分别连接两个拉力传感器P和Q，保持P、Q的位置不变，且Q高于P，不计拉力传感器的重力。改变悬挂点C到P点的距离（不相对滑动），测得两传感器的拉力大小随变化图像如下图乙中I、Ⅱ所示，试回答下列问题。

（1）C点的轨迹在一个___________上（填“圆”、“抛物线”或“椭圆”）

（2）当P、Q传感器读数相等时，绳子与竖直方向夹角的正弦值___________（用绳长L和两杆间距D表示）

（3）图线I表示的是___________处传感器的拉力（填“P”或“Q”）

（4）根据图像可求得物体的重力为___________（用图中传感器的读数，及绳长L和两杆间距D表示）

5．某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度；改变钩码的质量，进行多次测量；做出与的图像如图，已知图像中直线