2021年新高考物理模擬題分項匯編（第五期）13 力學實驗（原卷版）

專題13力學實驗

1.（2021?廣東高三模擬）利用圖（甲）示裝置可以做力學中的許多實驗

打點甲時器

紙帶工緡細線滑輪

均勻長木板

水平實驗臺6

鉤碼

h-*圖(甲)”X

、)??AB?C?D??

(JI1111I1111I1111I1*11I1H1I1111I1111I1111I1111I1111I

0cmI2345

圖（乙）

（i）以下說法正確的是；

A.利用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響

B.利用此裝置探究“小車的加速度與質(zhì)量的關系”并用圖象法處理數(shù)據(jù)時，如果畫出的小“關系圖象不是

直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比

C.利用此裝置探究“功與速度變化的關系”實驗時，應將木板帶打點計時器的一端適當墊高，這樣做的目的

是利用小車重力沿斜面分力補償小車運動中所受阻力的影響

（ii）甲同學在利用此裝置進行“探究加速度。與力F的關系”的實驗過程中，打出了一條紙帶。從比較清晰

的點起，每5個點取一個計數(shù)點，用刻度尺測量計數(shù)點間的距離如圖（乙）所示。已知打點計時器所用電

源的頻率為50Hz。求：

①從圖中所給的刻度尺上讀出A、B兩點間的距離si=cm；

②該小車的加速度a=m/s2.,

③實驗的過程中，甲同學不斷增加所掛鉤碼的個數(shù)，導致鉤碼的質(zhì)量遠遠大于小車的質(zhì)量，則小車加速度

a的值隨鉤碼的個數(shù)的增加將趨近于的值。

2.（2021?天津高三模擬）如圖所示，用“碰撞實驗器“可以驗證動量守恒定律，即研究兩個半徑相同的小球

（1）為完成此實驗，以下提供的測量工具中，本實驗必須使用的是;（選填選項前的字母）

A.刻度尺B.天平

C.打點計時器D.秒表

（2）關于本實驗，下列說法中正確的是；（選填選項前的字母）

A.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

B.入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量

C.軌道傾斜部分必須光滑

D.軌道末端必須水平

（3）圖中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射小球多次從斜軌上位置S由靜止釋放，

通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置產(chǎn)，測出平拋射程0P。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部

分末端，仍將入射小球從斜軌上位置S由靜止釋放，與被碰小球相碰，并多次重復該操作，兩小球平均落

地點位置分別為M、N.實驗中還需要測量的有；（選填選項前的字母）

A.入射小球和被碰小球的質(zhì)量如、機2

B.入射小球開始的釋放高度〃

C.小球拋出點距地面的高度”

D.兩球相碰后的平拋射程OM、ON

（4）在某次實驗中，記錄的落點平均位置M、N幾乎與0P在同一條直線上，在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若

滿足關系式_____，則可以認為兩球碰撞前后在0P方向上的總動量守恒；［用（3）中測量的量表示］

（5）某同學在上述實驗中更換了兩個小球的材質(zhì)，且入射小球和被碰小球的質(zhì)量關系為如=2加2,其它條件

不變。兩小球在記錄紙上留下三處落點痕跡如下圖所示。他將米尺的零刻線與。點對齊，測量出0點到三

處平均落地點的距離分別為。4、08、0C.該同學通過測量和計算發(fā)現(xiàn)，兩小球在碰撞前后動量是守恒的。

①由此可以判斷出圖中B處是；

A.未放被碰小球，入射小球的落地點

B.入射小球碰撞后的落地點

C.被碰小球碰撞后的落地點

②若進一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關系式是否成立。［用（5）中的物理量表示］

3.（2021?天津高三模擬）在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗中，桌上放一塊方木板，用圖釘把一

張白紙釘在方木板上。再用圖釘把橡皮條一端固定在板上的A點。在橡皮條另一端拄上兩條細繩形成結(jié)點,

細繩的另一端系著繩套。先用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條；再用一個彈簧測力計

通過細繩套拉橡皮條。

（1）判斷力尸單獨作用與力人、局共同作用效果相同的依據(jù)是

A.尸的大小等于人與月的大小之和

B.使橡皮條伸長相同的長度

C.使橡皮條上的結(jié)點到達同一位置

（2）實驗中需要標記或者記錄的信息有

A.橡皮條的原長

B.橡皮條原長時結(jié)點的位置

C.力尸的大小和方向

D.力Fi、F2的大小和方向

（3）下列措施可以減小實驗誤差的是

A.橡皮條應與兩繩套夾角的平分線在同一直線上

B.用兩個彈簧測力計拉橡皮條時，兩個繩套的夾角必須等于90°

C.用兩個彈簧測力計拉橡皮條時，彈簧測力計盡量與木板平行

D.拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些

4.（2021?浙江紹興市高三二模）（1）某實驗小組用如圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗。

小車打點計時器

圖1

①在平衡阻力時，小車拖著的紙帶打出的點如圖2所示，則需要把圖1中墊塊向（填“左''或"右”）移

動;

圖2

②在正確操作后打出了一條紙帶，實際點跡如圖3。已知交流電頻率為50Hz,打下紙帶中尸點的速度是

m/s（保留三位有效數(shù)字），該紙帶的運動方向是向（填”左"或"右"）。

所唧刖照|叫淅叩而叫帆而可用叩股舸叫朋叩照時胸唧叩叫叫叫湎叩叫叫

cmI2345678910111213141516171819

圖3

（2）在用氣墊導軌裝置做“探究碰撞中的不變量''實驗時，若要探究兩滑塊做反沖運動時的物理規(guī)律，應選

圖4

5.（2021?遼寧朝陽市高三一模）老師要求同學設計一個實驗來驗證機械能守恒定律，要求用自己學過的知

識，原理簡了，具有可操作性，盡量不用復雜的儀器。小明同學經(jīng)過認真思考，認為這個實驗最關鍵的是

測速度，他用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律，物體A（可視為質(zhì)點）拴在長為L的輕繩一端，輕

繩另一端固定在。點，在A的前端放一個質(zhì)量較小的小金屬塊。現(xiàn)將物體A拉起，使繩與豎直方向成。角,

由靜止開始釋放物體A,當其到達最低位置時，受到豎直擋板P的阻擋而停止運動，之后小金屬塊將飛離

物體A做平拋運動。測得小金屬塊的水平位移s和豎直下落高度/7,重力加速度為g。

（1）用測得的物理量表示物體A在最低點的速度v=；

（2）用已知的和測得的物理量表示物體A在運動過程中機械能守恒的關系式為

（3）寫出一條減小實驗誤差的建議：。

6.（2021?湖南邵陽市高三一模）某同學想測量某地重力加速度g的大小和圓弧軌道的半徑上所用裝置如

圖甲所示，一個傾角為37。的固定斜面與豎直放置的光滑圓弧軌道相切，一個可以看做質(zhì)點、質(zhì)量為小的滑

塊從斜面上某處由靜止滑下，滑塊上有一個寬度為d的遮光條，在圓弧軌道的最低點有一光電門和一壓力

（1）若某次擋光時間為“，則此時遮光條速度v=;

（2）實驗過程中從斜面的不同位置釋放滑塊，然后記錄尉應的遮光時間f和壓力傳感器的示數(shù)尸，得到多

組數(shù)據(jù)，該同學通過圖像法來處理數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的圖像，但忘記標橫軸表示的物理量，請通過推

理科充，橫軸表示的物理量為（填“廣、“1”、“產(chǎn)或，”）；

tt

（3）已知圖乙中圖線的斜率為火，縱截距為6,則可知某地重力加速度且=；圓弧軌道的半徑

R=.（用已知物理量符號表示）

7.（2021?天津高三模擬）某同學用如圖1所示的裝置來探究彈簧彈力F和長度L的關系，把彈簧上端固定

在鐵架臺的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置。然后，在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼,

記錄每一次懸掛鉤碼的質(zhì)量和彈簧下端的刻度位置，實驗中彈簧始終未超過彈簧的彈性限度。通過分析數(shù)

據(jù)得出實驗結(jié)論。

①實驗時認為可以用鉤碼所受重力的大小代替彈簧彈力的大小，這樣做的依據(jù)是；

②以彈簧受到的彈力/為縱軸、彈簧長度L為橫軸建立直角坐標系，依據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出F—L圖像，如圖2

所示。由圖像可知：彈簧自由下垂時的長度及=cm,彈簧的勁度系數(shù)仁N/m；

小

S

.O

8.O

6o

o

4Z.

O

圖

圖2

③實驗中未考慮彈簧自身受到的重力，請你說明這對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果是否有影響。，

8.（2021?湖南婁底市高三零模）某同學設計了如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。

遮光片

\I

n寸

標尺□□

ZD

光電門由B

（1）質(zhì)量均為例的重物A、8用繞過光滑定滑輪的輕繩連接、重物A上裝有質(zhì)量不計的遮光片，豎直標尺

下端固定有光電門，固定重物A。先記下遮光片在標尺上對準的位置，再在重物A點下面懸掛一個質(zhì)量為加

的鉤碼。由靜止釋放重物A,記錄遮光片通過光電門的遮光時間f,若遮光片的寬度為d,則遮光片擋光時

重物A的速度為丫=.

（2）在乘物A下面懸掛2個，3個，4個……〃個，保持每次重物下落的位置不變，重復（1）實驗多次，

測得多個對應的遮光片遮光時間3以產(chǎn)為縱軸，以,為橫軸，作出圖像，通過標尺測出物A釋放時

nn

遮光片離光電門的距離力，當?shù)刂亓铀俣葹間，如果作出的圖像與縱軸的截距等于,圖像的斜率等

于,則機械能守恒定律得到驗證。

9.（2021?天津高三模擬）用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。

①對測量原理的理解正確的是一。

A.由可知，7—定時，g與/成正比

4兀2/

B.由g="y「可知，/一定時，g與尸成反比

4//

C.單擺的振動周期7和擺長/可用實驗測定，由羅營可算出當?shù)氐闹亓铀俣?/p>

②若測量結(jié)果得到的g值偏大，可能是因為一。

A.組裝單擺時，選擇的擺球質(zhì)量偏大

B.測量擺長時，將懸線長作為單擺的擺長

C.測量周期時，把〃次全振動誤認為是（n+D次全振動

③下表是某同學記錄的實驗數(shù)據(jù)，并做了部分處理。

組次123456

擺長//cm40.0050.0060.0080.00100.00120.00

50次全振動時r/s63.074.077.589.5100.0109.5

周期77s1.261.481.551.792.19

周期的平方r/s21.592.012.403.204.80

請計算第5組實驗中的0=—s2o

圖1圖2

④將上表數(shù)據(jù)輸入計算機，可得到圖2所示的/-戶圖像，圖線經(jīng)過坐標原點，斜率A=0.25m/s2。由此求得

重力加速度g=—m/s2?（兀2=9.87,此空答案保留3位有效數(shù)字）

10.（2021?天津高三模擬）打點驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖所示。

電火花

計時器

①除圖示器材外，下列器材中，必需的一組是.

A.直流電源及導線、天平及祛碼

B.直流電源及導線、刻度尺

C.交流電源（220V,50Hz）及導線、天平及祛碼

D.交流電源（220V,50Hz）及導線、刻度尺

②下圖中的紙帶是實驗過程中打點計時器打出的一條紙帶。打點計時器打下。點（中未標出）時，重錘開

始下落，a、b、。是打點計時器連續(xù)打下的3個點?？潭瘸叩目叹€與。點對齊，a、b、c三個點所對刻度如

圖所示。打點計時器在打出b點時錘下落的高度力cm,下落的速度為vb=m/s(i+

算結(jié)果保留3位效數(shù)字）。

③某同學用上述方法測出各計數(shù)點到。點的距離小算出對應的速度平方聲，并作出聲一/7圖像，設當?shù)刂?/p>

力加速度為g。下列說法正確的是o

A./一力圖像一定過原點

B.若一一人圖像是一條過原點的直線，則機械能一定守恒

C.若F—力圖像是一條過原點的直線，則斜率等于g

D.若丫2一〃圖像是一條過原點的直線，則斜率略小于2g

11.（2021?河北高三一模）圖1是探究加速度與力關系的實驗裝置。提供器材如下：帶有刻度尺的氣墊導軌、

氣泵、光電門2個、數(shù)字計時器、帶擋光片滑塊（其上可放祛碼），祛碼盤（質(zhì)量5g）、質(zhì)量5g的祛碼5

祛碼盤

及袪碼

實驗步驟：固定光電門，測出光電門間的距離；調(diào)節(jié)導軌水平，將滑塊用細線跨過輕質(zhì)滑輪與祛碼盤相連;

將5個祛碼放到滑塊上，釋放滑塊，測出其經(jīng)過光電門1和2的擋光時間；取滑塊上一個祛碼放入祛碼盤,

釋放滑塊，測出擋光時間；再次取滑塊上一個祛碼，依次重復上述操作，直至將5個祛碼全部轉(zhuǎn)移到祛碼

盤。描點作圖分析加速度與力的關系。

（1）圖2、圖3分別為甲、乙同學用各自實驗數(shù)據(jù)繪制的a—尸圖像。

上述圖像中只有（填“圖2”或“圖3”）能正確反映加速度和力的關系。錯誤圖像形成的原因可能是

A.滑塊釋放時具有一定的初速度

B.繪制a—尸圖像時，將祛碼盤中的祛碼重量作為合力產(chǎn)

C.滑塊上固定的擋光片發(fā)生傾斜

（2）依據(jù)上述正確圖像計算出滑塊的質(zhì)量為（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

12.（2021.重慶高三二模）某實驗小組利用如題圖所示的裝置測量滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)。在左端帶

有滑輪的水平長木板上放置一個滑塊，滑塊通過跨過定滑輪的細繩與小物塊相連，滑塊上表面安裝窄遮光

片，在虛線P處安裝光電門，遮光片經(jīng)過光電門時，數(shù)字計時器（圖中未畫出）會記錄遮光片的擋光時間,

已知重力加速度為g。實驗過程如下：

（1）用游標卡尺測出遮光片的寬度d,用天平測出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量"和小物塊的質(zhì)量〃?；

（2）按題圖組裝器材，調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與木板平行；

（3）固定滑塊，使遮光片左側(cè)與O點對齊，測出0點與P點之間的距離X；

（4）釋放滑塊，遮光片通過光電門，數(shù)字計時器記錄的時間為f；

（5）整理器材，處理數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)時，實驗小組先計算出滑塊經(jīng)過P點的速度；再計算出滑

塊從0運動到P的加速度a=；最后根據(jù)牛頓第二定律得到滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)

〃=（均用直接測量量和常數(shù)表示）。

13.（2021.山東高三模擬）某小組設計了如圖所示的實驗方案做“驗證牛頓第二定律實驗”。質(zhì)量分別為

叫、?（見＞，％）的兩物體P、。通過一根跨過定滑輪的輕質(zhì)細線相連接，物體。上固定寬度為d的擋光片。

在外力的作用下讓物體。靜止在A點，穩(wěn)定后釋放P和。，在A點正上方高/z處固定一光電門，擋光片通

過光電門的時間，可由光電計時器測出。實驗過程中可調(diào)整光電門的位置從而改變兒并測出對應的時間t,

得到若干組（“"）O

Q

（1）該實驗的實驗原理是（用題中所給的量表示）。

（2）得到若干組（無1）后，該小組的同學提出用圖像法來處理實驗數(shù)據(jù)，你認為他們應該描繪的圖像是

A.h—tB.h—C.Ii—1~D.h--

（3）該小組的同學按上述方法作出圖像后，發(fā)現(xiàn)與預想的情況偏差較大，試寫出一條可能的原因___________。

14.（2021?天津高三一模）用如圖甲所示的實驗裝置驗證犯、機2組成的系統(tǒng)機械能守恒。機2從高處由靜

止開始下落，網(wǎng)上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。如

圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出）,

所用電源的頻率為5（）Hz。已知中=150g、m2=250go則（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

0123456（單位:cm）

乙

（1）在打下0點到打下計數(shù)點5的過程中系統(tǒng)重力勢能的減少量△[=____J；（當?shù)氐闹亓铀俣萭取

10m/s2）

（2）在打下0點到打下計數(shù)點5的過程中系統(tǒng)動能的增加量△/=_____J；

2

（3）某同學測出多個計數(shù)點的速度大小v及對應機,下落的高度/?,作出的匕—4圖像如圖丙所示，則圖像的

2

斜率表達式％=。（用網(wǎng)、加2和g表示）

15.（2021?遼寧遼陽市高三一模）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”時，某班A小組同學按教材中的實驗方

案組裝了一套實驗裝置如圖甲所示，B小組同學自己設計了另一套實驗裝置如圖乙所示。其中B小組同學

將拉力傳感器測出的拉力F直接認為等于小車所受的合力。

甲

（1）為了讓細線的拉力等于小車所受的合力，A小組同學將木板右側(cè)墊高以補償小車運動過程中所受的阻

力.你認為B小組同學是否應將木板右側(cè)墊高以補償小車運動過程中所受的阻力:（填“是”、

“否"或‘無影響

（2）為了讓小盤和重物所受的重力等于細線的拉力，A小組同學讓小盤和重物的總質(zhì)量m遠小于小車的總

質(zhì)量你認為B小組同學是否必須讓小盤和重物的總質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M（填“是”

或“否”）。

y/(cm-s'1)

丙

（3）8小組同學通過對另一條清晰紙帶的分析，在士-，圖像中描出了一些點，如圖丙所示.則小車運動的

t

加速度大小。=m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

16.（2021?山東棗莊市高三二模）某學習興趣小組利用如下裝置做了“用單擺測量重力加速度的大小”實驗。

（1）他們用機械式秒表記錄了單擺完成50次全振動所需的時間，如圖所示。秒表的讀數(shù)為s；

（2）如圖所示，給出了擺線上端的四種懸掛方式，其中，引起的擺長測量誤差較小的是哪兒種？

（選填圖中的字母代號）;

A.

細線被夾住細線系在細針上細線繞在粗桿上細線穿過小圓孔

（3）通過查閱資料，該學習興趣小組又用如下裝置再次進行實驗，測定了最大擺角分別為2°、3°、4°、5°

及10°、15°、20°時單擺的周期，數(shù)據(jù)記錄如下表所示:

最大擺角2°3°4°5°10°15°20°

周期（秒）2.0062.0062.0062.0062.0102.0142.018

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，你可以得出的結(jié)論是

17.（2021.廣東深圳市高三一模）圖1為“驗證加速度與質(zhì)量關系”的實驗裝置，圖2為同時釋放小車甲、乙

后打出的兩條紙帶（相鄰計數(shù)點間均有4個點并未畫出）。忽略繩子的質(zhì)量以及滑輪與繩子間的摩擦。

打點計時空小車甲小車乙臂計時器

x--------7-I....I---------------②

紙帶甲，..杵紙帶乙

鉤

碼

圖

紙帶甲紙帶乙

圖2

（1）測量得到各相鄰計數(shù)點間的距離如下表所示（單位：cm）：

(SI')

SiS2(S/)S3(S3，)S4(S4OS5(SQS6(SJ)

紙帶甲3.134385.636.878.139.37

紙帶乙3.504.495.516.497.518.51

可以判斷小車（填“甲”或“乙”）的加速度較大。請通過定量分析，說明你的判斷依據(jù):

（2）測得甲、乙兩車質(zhì)量分別為Mi、M2,加速度分別為0、“2,若在誤差允許范圍內(nèi)滿足（用

4|、。2、Ml、例2表示），則驗證了加速度與質(zhì)量的關系。

（3）欲得到（2）中的實驗結(jié)論，下列操作必要的有o

A.連接小車的細繩與桌面平行

B.平衡兩小車和桌面間的摩擦力

C.用天平測量動滑輪和鉤碼的總質(zhì)量

18.（2021?北京西城區(qū)高三一模）用如圖所示的裝置，來完成“驗證動量守恒定律”的實驗。實驗中使用的小

球I和2半徑相等，用天平測得質(zhì)量分別為如、m2,且如在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復寫

紙，記下重錘線所指的位置0。先不放小球2,使小球1從斜槽上某一點S由靜止?jié)L下，落到水平地面P點。

再把小球2靜置于斜槽軌道末端，讓小球1仍從S處由靜止?jié)L下，小球1和小球2碰撞后分別落在復寫紙

上，在白紙上留下各自落點的痕跡。

（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過測量小球做平拋運動的射程來解決這個

問題。確定碰撞前后落點的位置P、M、N,用刻度尺測量出水平射程OP、OM、ON。

①本實驗必須滿足的條件是

A.斜槽軌道必須是光滑的

B,斜槽軌道末端必須是水平的

C.小球1每次必須從同一高度由靜止釋放

②若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為：

③通過測量小球做平拋運動的射程來代替小球的速度，這樣做的依據(jù)是：

（2）在上述實驗中換用不同材質(zhì)的小球，其它條件不變，可以改變小球的落點位置。下面三幅圖中，可能

正確的落點分布是

19.（2021?浙江衢州市高三二模）（1）圖1中，“探究求合力的方法”、“研究平拋運動”兩實驗均需使用的器

材是（填寫器材名稱）

㈣則叫叫叫111|11用同叫|叫叫111|叫皿"用同叫『巾叩叫哪1|唧叫叫皿網(wǎng)|叫唧叫皿|皿他1|第惻|唧呷叩1叫1『山用叫叫唧叫叫叩11|11用叫叫陽網(wǎng)叫叫皿"用口|

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233

圖1

（2）在“探究求合力的方法”實驗中，通過對拉的方法來選擇兩個彈簧秤，方案一：兩彈簧秤豎直懸掛在鐵

架臺上對拉（圖2）,方案二：兩彈簧秤置于水平桌面對拉（如圖3）,下列說法正確的是（多選）

A.彈簧秤使用前必須進行調(diào)零

B.實驗時，兩個彈簧秤的量程需一致

C.若方案一的兩彈簧秤讀數(shù)相等，則可正常使用

D.若方案二的兩彈簧秤讀數(shù)相等，則可正常使用

（3）在“探究求合力的方法”的實驗中，某實驗小組使用的彈簧秤量程為5.00N,將橡皮條一端固定，先用

兩只彈簧秤將橡皮條另一端拉到某一位置，標記為。點，緊靠細繩標記A、8兩點，并記錄彈簧秤讀數(shù)：

然后用一只彈簧秤將其拉至。點，標記緊靠細繩的C點，并記錄彈簧秤讀數(shù)，該小組完成的部分實驗數(shù)據(jù)

記錄在圖4中。

①按實驗要求完成作圖；（—）

②結(jié)合圖4,分析實驗過程與結(jié)果，下列措施對減小實驗誤差有益的是（多選）

A.適當增加橡皮筋的原長

B.適當增大兩細繩的夾角

C.增大A、2兩點到。點的距離

D.增大彈簧秤的拉力

20.（2021?遼寧撫順市高三一模）用如圖所示裝置來探究質(zhì)量一定時加速度和合外力的關系。其中M為帶

有遮光條的小車的質(zhì)量，，”為沙和沙桶的質(zhì)量，不計繩與滑輪質(zhì)量。

拉

一

傳

光

電

1門

8

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度4,其示數(shù)如圖所示，則4=mm；測出小車靜止時遮光條到光電

門的距離為x,將小車由靜止釋放，由光電計時器讀出遮光條通過光電門的時間是f,則小車的加速度

a=。（用測量量的符號表示）

]（單位:cm）

01020

（2）以拉力傳感器的示數(shù)廣為橫坐標，小車的加速度。為縱坐標，畫出圖像是一條直線，如圖所示。

圖線與橫坐標的夾角為。，求得圖線的斜率為鼠則小車的質(zhì)量為。

O

A.-L.B.」21

C.—D.一

tan02tan6

21.（2021?廣東高三模擬）某實驗小組組裝了如圖甲所示的實驗裝置來完成驗證動量守恒定律的實驗。在小

車A的前端粘有橡皮泥，推動小車4使之做勻速運動。然后與原來靜止在前方的小車8相碰并粘合成一體,

繼續(xù)做勻速運動，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz。

f撞針A打點計時器

長木板I1/II--------

甲

（1）下列操作正確的是;

A.本實驗無需平衡摩擦力

B.先釋放拖動紙帶的小車，再接通打點計時器的電源

C.先接通打點計時器的電源，再釋放拖動紙帶的小車

（2）若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距（已標在圖上）。A為運動起始的第一點，則應選

段來計算4的碰前速度，應選段來計算A和8碰后的共同速度（以上兩空均選填

“AB"、"B。'、"CC”或"￡>￡'）；

-ABCDE\

?????????????????????????\

cmH——?H--------------------------------?+-——H\

20.3126.5015.8711.70\

乙

（3）已測得小車A的質(zhì)量m=400g,小車8的質(zhì)量m2=500g,由以上測量結(jié)果可得碰前總動量為

kg-m/s,碰后總動量為kg-m/s?實驗結(jié)論：。（計算結(jié)果保留三位有效

數(shù)字）

22.（2021?廣東高三模擬）測定木塊與木板間動摩擦因數(shù)〃的裝置如圖甲所示。長木板左端帶有光滑定滑輪,

放置在水平桌面上；木塊上方帶有凹槽，放置在木板上；細繩跨過定滑輪，一端連接木塊，另一端懸掛鉤

碼。鉤碼一共有6個，每個質(zhì)量為20g,除掛在細繩上的鉤碼外，其余鉤碼全部放在木塊的凹槽中。釋放懸

掛的鉤碼，通過打點計時器打出的紙帶測量木塊運動的加速度，進一步推算出木塊與木板間的動摩擦因數(shù)。

實驗步驟如下：

甲

A.在跨過定滑輪的細繩左端懸掛1個鉤碼，其余5個鉤碼放在木塊凹槽中，木塊初始位置靠近打點計時器,

裝好紙帶，先通電，后釋放木塊，打出紙帶；

B.從凹槽中取出一個鉤碼增掛至細繩左端，打出相應的紙帶，紙帶上標記對應懸掛鉤碼的總質(zhì)量如

C.重復步驟B,直至凹槽內(nèi)的鉤碼全部取出，算出每條紙帶對應的加速度

D.描點連線，作出心機圖像；

E.根據(jù)a-m圖像計算木塊與木板間的動摩擦因數(shù)"。

（1）步驟C中的一條紙帶如圖乙所示，選取清晰計時點，依次標注0、1、2、3、4、5、6,其中。與3兩

點間的距離為3.66cm,0與6兩點間距離為&40cm,打點計時器所用交流電頻率為50Hz,木塊的加速度

a=m/s2；

Co~123456?

I],?j[A

y—3.66cm-a>

???

--------------------8.40cm----------------------

乙

（2）若小〃?圖像如圖丙所示，圖線過（0,-2.0）與（4.0,0）兩點，當?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2,則木塊

與木板間的動摩擦力因數(shù)〃=,木塊的質(zhì)量為________kg。

【答案】30.20.12

【解析】（D⑴木塊的力口速度為叫"3mzs乙

（2）[2]⑶設木塊的質(zhì)量為M,系統(tǒng)的加速度大小為對系統(tǒng)由牛頓第二定律有

,,(M+l)g

mg-+6mo一=(M+6m0)a,整理得°=77■二—m—Ng,結(jié)合圖像解得〃=0.2,M=0.12kg。

M+bm0

23.（2021?山東高三模擬）某實驗小組做“測量小車與長木板之間的動摩擦因數(shù)''實驗時，實驗裝置放置在水

平桌面上，如圖甲所示；實驗中采用了微型力傳感器來測量細線的拉力大小產(chǎn)。

電源

力

傳

感

器

(1)緊扣實驗目的，利用圖甲并結(jié)合你曾有的實驗經(jīng)歷，下列說法正確的是O

A.不需要平衡摩擦力

B.應當先釋放小車，再接通電源

C.小車在加速運動的過程中，力傳感器的示數(shù)等于砂和砂桶的重力

D.一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

(2)現(xiàn)將長木板水平放置，若所用電源的頻率為50Hz,并提供毫米刻度尺處理紙帶。根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù),

繪制了小車的加速度a與小車所受拉力尸的圖像，如圖乙所示。由圖像可算出小車的質(zhì)量M=kg

(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；若重力加速度g取10m/s2,則小車與長木板間的動摩擦因數(shù)"=。

(3)測出小車的質(zhì)量M后，小組成員繼續(xù)用該裝置進行實驗探究：他們撤掉通過定滑輪懸掛的砂和砂桶，并

在長木板右側(cè)墊一合適的墊片，然后用手輕推小車使之能做勻速運動；小車運動開始后，很快再在小車上

輕放一物塊，得到如圖丙所示的一條紙帶。則所放物塊的質(zhì)量機與小車質(zhì)量”的關系是巾=?

~ABCDE1

匚一」力+??一-J/\

7.56cm10.50cm9.08cm7.00cm)

丙

24.(2021?江蘇高三一模)某興趣小組同學想探究橡皮圈中的張力與橡皮圖的形變量是否符合胡克定律，若

符合胡克定律，則進一步測量其勁度系數(shù)(圈中張力與整圈形變量之比).他們設計了如圖甲所示實驗：橡

皮圈上端固定在細繩套上，結(jié)點為O,刻度尺豎直固定在一邊，0刻度與結(jié)點。水平對齊，橡皮圈下端懸

掛鉤碼，依次增加鉤碼的個數(shù)，分別記錄下所掛鉤碼的總質(zhì)量抗和對應橡皮圈下端P的刻度值X,如下表

所示：

鉤碼質(zhì)量m/g20406080100120

P點刻度值x/cm5.535.926.306.677.027.40

(1)請在圖乙中，根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，充分利用坐標紙，作出機一％圖象；()

（2）作出加-x圖象后，同學們展開了討論:

甲同學認為：這條橡皮圈中的張力和橡皮圈的形變量基本符合胡克定律:

乙同學認為：圖象的斜率々即為橡皮圈的勁度系數(shù)；

丙同學認為：橡皮圈中的張力并不等于所掛鉤碼的重力；

請參與同學們的討論，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)確定：橡皮圈不拉伸時的總周長約為cm,橡皮圈的勁

度系數(shù)約為N/m（重力加速度g取10m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）若實驗中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端結(jié)點O,則由實驗數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將（選

填"偏小"偏大”或“不受影響”）；若實驗中刻度尺沒有完全豎直，而讀數(shù)時視線保持水平，則由實驗數(shù)據(jù)

得到的勁度系數(shù)將（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響

25.（2021?遼寧錦州市高三一模）用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。輕桿兩端固定兩個大小相

等但質(zhì)量不等的小球P、Q,桿可以繞固定于中點。的水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。。點正下方有一光電門，

小球可恰好通過光電門，已知重力加速度為g。

0

23cm

?----------?111!」「」』」」」！1!山1』「』」」」，

po\011rlM川|內(nèi)加門11—

01020

鹿房乙

.甲

（1）P、Q從水平位置由靜止釋放，當小球P通過最低點時，與光電門連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間

為△/,小球的直徑為d,則小球P經(jīng)過最低點時的速度為丫=O

（2）用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為d=cm。

（3）若兩小球P、Q球心間的距離為L,小球P的質(zhì)量是小球Q質(zhì)量的左倍當滿足上=

（用心d、△/、g表示）時，就表明驗證了機械能守恒定律。

26.（2021.遼寧大連市高三一模）如圖甲所示，一個帶有凹槽的圓盤，其凹槽寬度略大于紙帶寬度，圓盤繞

水平軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，用該裝置可測圓盤轉(zhuǎn)動的角速度。操作如下：

i、打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器，然后固定在圓盤的凹槽內(nèi)；

ii、接通電源，打點計時器開始打點，啟動控制裝置讓圓盤轉(zhuǎn)動，使紙帶卷在圓盤上；

出、停止圓盤轉(zhuǎn)動，切斷電源，取下紙帶，進行測量。

紙帶打點計時器

、口ZTX

」槽深

甲

請回答下列問題：

（I）使用學生電源給實驗中的電磁打點計時器供電，應采用圖乙中的接法（填"A"或"B”）。

（2）在紙帶上標記若干個計數(shù)點并測量它們的間距如圖丙所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,測得圓盤

直徑為“，槽深為九則打下點8時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度的表達式為3=。（忽略紙帶厚度帶來的影響）

（3）由于紙帶具有一定的厚度，會使角速度的測量結(jié)果（填“偏大”、"偏小”或"不變

27.（2021.廣東高三一模）某實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長量的關系''的實驗中，操作過程如下：

（1）將彈簧水平放置并處于自然狀態(tài)，將標尺的零刻度與彈簧一端對齊，彈簧的另一端所指的標尺刻度如圖

甲所示，則該讀數(shù)為cm。

（2）接著，將彈簧豎直懸掛，由于的影響，不掛鉤碼時，彈簧也有一定的伸長，其下端所指的標尺刻度

如圖乙所示；圖丙是在彈簧下端懸掛鉤碼后所指的標尺刻度，則彈簧因掛鉤碼引起的伸長量為cm。

（3）逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后彈簧下端所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重力。該實驗小組的同

學在處理數(shù)據(jù)時，將鉤碼總重力尸作為橫坐標，彈簧伸長量△/作為縱坐標，作出了如圖丁所示的。、匕兩

條A/-F圖像，其中直線6中的是用掛鉤碼后的長度減去（選填"圖甲”或"圖乙”）所示長度得到的。

28.（2021?北京門頭溝區(qū)高三一模）打點驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖所示。

（1）除圖示器材外，下列器材中，必需的一組是（只有一個選項符合要求，填選項前的符號）

A.直流電源及導線、天平及祛碼

B.直流電源及導線、刻度尺

C.交流電源（220V,50Hz）及導線、天平及祛碼

D.交流電源（220V,50Hz）及導線、刻度尺圖

（2）下圖中的紙帶是實驗過程中打點計時器打出的一條紙帶。打點計時器打下。點（中未標出）時，重錘

開始下落，〃、氏c是打點計時器連續(xù)打下的3個點?？潭瘸叩目叹€與。點對齊，氏c三個點所對刻度

如圖所示。打點計時器在打出b點時錘下落的高度hh=cm,下落的速度為V,=m/s

（計算結(jié)果保留3位效數(shù)字）。

\abcf

..