力學(xué)實驗-2022年高考真題和模擬題物理分類匯編（解析版）

專題17力學(xué)實驗

【真題匯編】

1、（2022?湖南卷?門1）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如圖（a）

所示的實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實驗步驟如下：

橡

刻

支

K冰

度

架

墩

尺

皮E

墩

e幣

筋

降

E

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度/,記錄數(shù)據(jù)如下表:

序號12345

硬幣數(shù)量〃/枚510152025

長度//cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點，繪制圖線；.

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示，此時橡皮筋

的長度為cm；

（5）由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為g（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【答案】①.見解析②.15.35③.127

【解析】

（3）[1]根據(jù)表格標點連線如圖

（4）[2]由圖可知刻度尺的分度值為1mm,故讀數(shù)/=15.35cm；

（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k,原長為xo,則

n^mg^k^-x0）

n2mg:k也一%）

設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m,則有

m1g=左（1-%）

聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)可得叫“42.69g,

2、（2022?廣東卷-T11）某實驗小組為測量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機械能損失,

設(shè)計了如圖（。）所示的裝置，實驗過程如下：

(b)

（1）讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調(diào)節(jié)光電門位置，使小球從

光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門。

（2）用螺旋測微器測量小球的直徑，示數(shù)如圖（〃）所示，小球直徑d=mm。

⑶測量時，應(yīng)（選填"A”或"B"，其中A為“先釋放小球，后接通數(shù)字計時器”，8為“先

接通數(shù)字計時器，后釋放小球”）。記錄小球第一次和第二次通過光電門遮光時間彳和與。

（4）計算小球通過光電門的速度，已知小球的質(zhì)量為〃3可得小球與橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機械能損失AE=

（用字母機、4、A和弓表示）。

（5）若適當(dāng)調(diào)高光電門的高度，將會（選填“增大”或“減小”）因空氣阻力引起的測量誤差。

【答案】①.7.883##7.884②.B③.-；?（-）---///（—）（4）.增大

【解析】

（2）[1]依題意，小球的直徑為

d-7.5mm+38.4x0.01mm=7.884mm

考慮到偶然誤差，7.883mm也可以。

（3）[2]在測量時，因小球下落時間很短，如果先釋放小球，有可能會出現(xiàn)時間記錄不完整，所以應(yīng)先接通

數(shù)字計時器，再釋放小球，故選B。

（4）[3]依題意，小球向下、向上先后通過光電門時的速度分別為也、丫2,則有

d

Vl~?

d

則小球與硅膠材料碰撞過程中機械能的損失量為

,?1,121,d、,1,d、2

△E=-mV[——mv-——m(—)~

2222A2

（5）⑷若調(diào)高光電門的高度，較調(diào)整之前小球會經(jīng)歷較大的空中距離，所以將會增大因空氣阻力引起的測

量誤差。

3、（2022?山東卷?T13）在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實驗。受此

啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計了測量物體質(zhì)

量的實驗，如圖中所示。主要步驟如下：

①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上;

②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；

"傳感器加整臂器

r^iooooooooooooy）oooooo「一"［滑塊氣墊導(dǎo)軌*連氣通

Ld.......廿一百

圖甲

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時滑塊左端位于。點。A點到。點的距離為5.00cm,

拉動滑塊使其左端處于A點，由靜止釋放并開始計時；

④計算機采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力尺加速度〃隨時間f變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。

回答以下問題(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字):

(1)彈簧的勁度系數(shù)為N/m。

(2)該同學(xué)從圖乙中提取某些時刻尸與。的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度

傳感器的總質(zhì)量為kg。

(3)該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實驗步驟，在圖丙中畫出新的〃一尸圖像H,則待測物體的

質(zhì)量為

【答案】①.12②.0.20③.0.13

【解析】

(1)[1]由題知，彈簧處于原長時滑塊左端位于。點，A點到。點的距離為5.00cm。拉動滑塊使其左端處

于A點，由靜止釋放并開始計時。結(jié)合圖乙的F—f圖有

Ax=5.00cm,F=0.61ON

根據(jù)胡克定律

計算出

k=12N/m

(2)[2]根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I,則有

13-0

kg-1=5kg-'

m0.6

則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m=0.20kg

（3）[3]滑塊上增加待測物體，同理，根據(jù)圖丙中II,則有

11.5-0

kg」=3kg」

m'0.5

則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為

=0.33kg

則待測物體的質(zhì)量為

△/i=M-m=0.13kg

4、（2022?全國甲卷-T23）利用圖示的實驗裝置對碰撞過程進行研究。讓質(zhì)量為網(wǎng)的滑塊A與質(zhì)量為加2

的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，比較碰撞后A和B的速度大小匕和力，進而分

析碰撞過程是否為彈性碰撞。完成下列填空：

（1）調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平;

（2）測得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg。要使碰撞后兩滑塊運動方向相反，應(yīng)選取質(zhì)量為

kg的滑塊作為A；

（3）調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時，A的左端到左邊擋板的距離與B的右端到右邊擋板的距離”

相等；

（4）使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運動，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時刻開始到各

自撞到擋板所用的時間4和弓；

（5）將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復(fù)步驟（4）。多次測量的結(jié)果如下表所示；

12345

tjs0.490.671.011.221.39

121s0.150.210.330.400.46

0.31

k20.330.330.33

(6)表中的左2=(保留2位有效數(shù)字)；

(7)五的平均值為；(保留2位有效數(shù)字)

彩

V.

(8)理論研究表明，對本實驗的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由，判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，

嶺

則之的理論表達式為(用叫和加2表示)，本實驗中其值為(保留2位有效數(shù)字)，若該值與

V2

(7)中結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認為滑塊A與滑塊B在導(dǎo)軌上的碰撞為彈性碰撞。

【答案】①.0.304②.0.31③.0.32④.2m⑤.0.33

【解析】

(2)[1]應(yīng)該用質(zhì)量較小的滑塊碰撞質(zhì)量較大的滑塊，碰后運動方向相反，故選0.304kg的滑塊作為A。

(6)[2]由于兩段位移大小相等，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得

(7)[3]—平均值為

%

O.31+O.31+O.33+O.33+O.33八“

kr=------------------------------------=0.32

5

（8）⑷⑸彈性碰撞時滿足動量守恒和機械能守恒，可得

m,%=一機M+m2v2

121212

耳仍％=5叫匕+萬里嗎

聯(lián)立解得

v{_nu-町

v22叫

代入數(shù)據(jù)可得

上=0.33

%

5、（2022?全國乙卷?T22）用雷達探測一高速飛行器的位置。從某時刻（r=0）開始的一段時間內(nèi)，該飛

行器可視為沿直線運動，每隔1s測量一次其位置，坐標為x,結(jié)果如下表所示:

t/s0i23456

x/m050710941759250533294233

回答下列問題：

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時間內(nèi)近似做勻加速運動，判斷的理由是:

（2）當(dāng)x=5O7m時，該飛行器速度的大小丫=m/s；

（3）這段時間內(nèi)該飛行器加速度的大小。=m/s2（保留2位有效數(shù)字）。

【答案】①.相鄰1s內(nèi)的位移之差接近&t=80m②.547③.79

【解析】

(1)⑴第Is內(nèi)的位移507m,第2s內(nèi)的位移587m,第3s內(nèi)的位移665m,第4s內(nèi)的位移746m,第5s內(nèi)

的位移824m,第6s內(nèi)的位移904m,則相鄰Is內(nèi)的位移之差接近Ar=80m,可知判斷飛行器在這段時間內(nèi)

做勻加速運動：

(2)[2]當(dāng)戶507m時飛行器的速度等于0-2s內(nèi)的平均速度，則

「您1nzs=547mzs

2

(3)⑶根據(jù)

_玉6-％03_4233-2x1759

m/s2?79m/s2

9T29xl2

6、(2022?浙江6月卷?T17)(1)①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如圖1所示，長木板水

平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點。為位移測量起點和計時起點，則打計

數(shù)點8時小車位移大小為cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為m/s?(保留兩位有

效數(shù)字)。

OAB

〕岫他1時1|11|1他師“加他卿他

01cm23456

圖2

利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是.

A.換成質(zhì)量更小的車B.調(diào)整長木板的傾斜程度

C.把鉤碼更換成祛碼盤和祛碼D.改變連接小車的細繩與長木板的夾角

v/(m?s")

1.50

1.50

0.90

0.60

0.30

00.100.200.300.400.500.60

圖3圖4

(2)“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，

①下列說法正確的是;

A.拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B.在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點

C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要(選填“2”、“3”或“4”)次把橡皮條結(jié)點拉到

0。

【答案】①.6.15~6.25②.1.7~2.1③.BC##CB④.D⑤.3

【解析】

(1)|1]依題意，打計數(shù)點B時小車位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差，6.15cm~6.25cm也可;

[2]由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，有

Av1.05-0.30

=1.9m/s2

0.4

考慮到偶然誤差，L7m/s2~2.1m"也可;

[31A.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量,

所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤;

B.利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻

力，所以需要將長木板安打點計時器-端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?，故B正確；

C.以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時有

L9mzs2x1ng二手.

M4-m

考慮到實際情況，即/4小g,行

1.9m/s2—

M+m

則可知

Ma4/77

而利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，即加

可知目前實驗條件不滿足，所以利用當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，需將鉤碼更換成祛

碼盤和祛碼，以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正確：

D.實驗過程中，需將連接祛碼盤和小車的細繩應(yīng)跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤。

故選BC.

（2）f4]A.在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，不必使兩只測力計

的示數(shù)相同，故A錯誤；

B.在日記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故B錯誤;

C.實驗中拉彈簧秤時，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時彈簧測力計的示數(shù)即為彈簧對細繩的拉力相等，

與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關(guān)，故C錯誤：

D.為了減小實驗中摩擦對測量結(jié)果的影響，拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，故

D正確。

故選D。

[5]若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗，用手拉住一條細繩，用彈簧稱拉住另一條細繩，互成角度的拉橡

皮條，使其結(jié)點達到某一點0,記下位置。和彈簧稱示數(shù)Q和兩個拉力的方向；交換彈簧稱和手所拉細繩

的位置，再次將結(jié)點拉至。點，使兩力的方向與原來兩力方向相同，并記下此時彈簧稱的示數(shù)B；只有一

個彈簧稱將結(jié)點拉至0點，并記下此時彈簧稱的示數(shù)尸的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成

該實驗至少需要3次把橡皮條結(jié)點拉到。。

7、（2022?浙江1月卷?T23）“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置如圖所示，阻力很小的滑軌上有兩輛小

車A、B,給小車A一定速度去碰撞靜止的小車B,小車A、B碰撞前后的速度大小可由速度傳感器測得。

BA

u襠

①實驗應(yīng)進行的操作有。

A.測量滑軌的長度

B.測量小車的長度和高度

C.碰撞前將滑軌調(diào)成水平

②下表是某次實驗時測得的數(shù)據(jù)：

碰撞后B的速

碰撞前A的速度大碰撞后A的速度

A的質(zhì)量/kgB的質(zhì)量/kg度大小/

小/（m.s"）大小/（m-s-1）

（m-s-1）

0.2000.3001.0100.2000.800

由表中數(shù)據(jù)可知，碰撞后小車A、B所構(gòu)成系統(tǒng)的總動量大小是kg-m/s?（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

【答案】①.C（2）.0.200

【解析】

①⑴碰撞前將滑軌調(diào)成水平，保證碰撞前后A、B做勻速直線運動即可，沒有必要測量滑軌的長度和小車

的長度、高度。

故選Co

②[2]由表中數(shù)據(jù)可知小車A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量，則碰后小乍A反向運動，設(shè)碰前小車A的運動方向為正

方向，則可知碰后系統(tǒng)的總動量大小為

p'^mHvB-mAv'A

解得

p=0.200kg-m/s

8、（2022?浙江1月卷?T17）（1）在“研究平拋運動”實驗中，以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標

原點。，建立水平與豎直坐標軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為人處靜止釋放，使其水平拋出，通過多次

描點可繪出小球做平拋運動時球心的軌跡，如圖所示。在軌跡上取一點A,讀取其坐標（xo,州）。

①下列說法正確的是_______.

A.實驗所用斜槽應(yīng)盡量光滑

B.畫軌跡時應(yīng)把所有描出的點用平滑的曲線連接起來

C.求平拋運動初速度時應(yīng)讀取軌跡上離原點較遠的點的數(shù)據(jù)

②根據(jù)題目所給信息，小球做平拋運動的初速度大小vo=

③在本實驗中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是。

【答案】①.C②.D③.確保多次運動的軌跡相同

【解析】

①[1]A.只要保證小球每次從同一位置靜止釋放，到達斜槽末端的速度大小都相同，與實驗所用斜槽是否光

滑無關(guān)，故A錯誤；

B.畫軌跡時應(yīng)應(yīng)舍去誤差較大的點，把誤差小的點用平滑的曲線連接起來，故B錯誤；

C.求平拋運動初速度時應(yīng)讀取軌跡上離遠點較遠的點的數(shù)據(jù)，便于減小讀數(shù)產(chǎn)生的偶然誤差，故C正確；

故選Co

②⑵坐標原點0為拋出點，由平拋規(guī)律有

%=%

12

y?=2gr

聯(lián)立解得平拋初速度為

故選D。

③[3]小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放是為了保證到達斜槽末端的速度大小都相同，從而能確保多次

運動的軌跡相同。

9、（2022?河北?T11）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能

守恒定律，實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為匕原長為Lo,鉤碼的質(zhì)量為m。已知彈簧的彈性勢能

表達式為E依2,其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。

2

彈黑

鉤碼

（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為L接通打點計時器電源。從靜止

釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相

鄰兩點之間的時間間隔均為了（在誤差允許范圍內(nèi)，認為釋放鉤碼的同時打出A點）。從打出4點到打出F

點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為，鉤碼的動能增加量為，鉤碼的重力勢能增加量為。

BCDE1?'G

（2）利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上

升高度力的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著力增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是

【答案】①.k{L-^hs--kh；（2）.加仇一.）③.mghs④.見解析

28T2

【解析】

（1）⑴從打出A點到打出F點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為

11

△Ep彈=5&（乙一4廠9--k（L-0

整理有

多彈.“-4也-；利

[2]打F點時鉤碼的速度為

2T

由于在誤差允許的范圍內(nèi)，認為釋放鉤碼的同時打出4點，則鉤碼動能的增加量為

1、m仇一兒丫

AE=_.,_0=、勺

kk28T2

⑶鉤碼的重力勢能增加量為

△Ep&=mg/is

（2）⑷鉤碼機械能的增加量，即鉤碼動能和重力勢能增加量的總和，若無阻力做功則彈簧彈性勢能的減少

量等于鉤碼機械能的增加量?，F(xiàn)在隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，而兩條曲線在縱向的間

隔即阻力做的功，則產(chǎn)生這個問題的主要原因是鉤碼和紙帶運動的速度逐漸增大，導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大，

以至于空氣阻力做的功也逐漸增大.

10、（2022?湖北?112）某同學(xué)設(shè)計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。一根輕繩一端連接

固定的拉力傳感器，另一端連接小鋼球，如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎

直平面內(nèi)擺動，記錄鋼球擺動過程中拉力傳感器示數(shù)的最大值（儂和最小值4m。改變小鋼球的初始釋放位

置，重復(fù)上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù)在直角坐標系中繪制的Inax-Znin圖像是一條直線，如圖乙所示。

（1）若小鋼球擺動過程中機械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為o

（2）由圖乙得:直線的斜率為，小鋼球的重力為—N。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是（單選，填正確答案標號）。

A.小鋼球擺動角度偏大

B.小鋼球初始釋放位置不同

C.小鋼球擺動過程中有空氣阻力

圖甲圖乙

【答案】①.-2②.-2.1③.0.59④.C

【解析】

(1)田設(shè)初始位置時，細線與豎直方向夾角為仇則細線拉力最小值為

Tmin=mgcos0

到最低點時細線拉力最大，則

mg1（1—cos。）--mv2

Ttt^-mg=my

聯(lián)立可得

=3〃zg_27；m

即若小鋼球擺動過程中機械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為-2；

（2）[2]⑶由圖乙得直線的斜率為

1.77-1.35

k=

0.2

3mg=1.77

則小鋼球的重力為

mg=0.59

（3）[4]該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是小鋼球擺動過程中有空氣阻力，使得機械能減小，故選C。

【突破練習(xí)】

1.（2022?廣東普通高中高三下學(xué)期一模）某興趣小組用光電門、計時器和直尺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。圖

（a）是其實驗裝置，其操作方法是：讓直尺下端剛好處于光電門處并由靜止釋放，光電計時器記錄直尺通

過光電門的時間，直尺運動過程中尺身始終處于豎直方向，圖（b）是量程分別為0?15.0cm的鋼尺和。?

20.0cm的塑料尺。

vI(i1111v?11?i1pi11111i'p?111111n1iM

01234567891011121314151617181920

cm

圖(a)圖(b)

（1）為了較準確測出重力加速度，應(yīng)選擇（選填"鋼尺”或"塑料尺”）完成該實驗。

（2）小組通過5次實驗，測得直尺通過光電門的時間如下表。第4次實驗操作可能存在的問題是：直尺下

端開始遮光時具有（選填“加速度”“初速度”或“重力”）

次數(shù)12345

時間/S0.1840.1860.1850.1500.186

2L

（3）剔除第4組數(shù)據(jù)，從表格其他數(shù)據(jù)算出時間的平均值是0.185s,并利用選定的直尺的量程L代入g=丁

得gR8.77m/s2,結(jié)果與當(dāng)?shù)刂亓铀俣炔罹噍^大，上述數(shù)據(jù)處理存在的問題是。

(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，正確的計算結(jié)果應(yīng)該是8=_______。(結(jié)果保留2位小數(shù))

【答案】①.鋼尺②.初速度③.計算位移時誤用鋼尺的量程，應(yīng)該用鋼尺的總長度④.

9.70m/s2

【解析】

(1)[1|由于鋼尺的密度大，空氣阻力的影響小，所以選鋼尺；

(2)[2]由表格可知，第4次實驗的時間明顯小于其他幾次，可能存在的問題是：直尺下端開始遮光時具有

初速度；

2[

(3)[3]根據(jù)g=7-,帶入計算的加速度得

L-0A5m

結(jié)果與當(dāng)?shù)刂亓铀俣炔罹噍^大，上述數(shù)據(jù)處理存在的問題是計算位移時誤用鋼尺的量程，應(yīng)該用鋼尺的

總長度;

(4)[4]由圖可知，鋼尺總長度為0.166m,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，正確的計算結(jié)果應(yīng)該是

g=2x0166s2

1nz=9.70m/s

0.185x0.185

2.(2022?北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期一模)如圖1所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩

個小球碰撞前后的動量關(guān)系。圖1中的O點為小球拋出點在記錄紙上的垂直投影。實驗時，先使A球多次

從斜軌上位置P靜止釋放，找到其平均落地點的位置及然后，把半徑相同的B球靜置于水平軌道的末端，

再將A球從斜軌上位置P靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復(fù)上述A球與8球相碰

的過程，分別找到碰后A球和B球落點的平均位置。和凡用刻度尺測量出水平射程0。、OE、OF。測

得A球的質(zhì)量為“入，B球的質(zhì)量為，7%。

p

圖1

（1）實驗中，通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度。

①實驗必須滿足的條件有。

A.兩球的質(zhì)量必須相等B.軌道末端必須水平

C.A球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放

②“通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”可行的依據(jù)是o

A.運動過程中，小球的機械能保持不變

B.平拋運動的下落高度一定，運動時間相同，水平射程與速度大小成正比

（2）當(dāng)滿足表達式時，即說明兩球碰撞中動量守恒；如果再滿足表達式時，則說明兩球的

碰撞為彈性碰撞。（用所測物理量表示）

（3）某同學(xué)在實驗時采用另一方案：使用半徑不變、質(zhì)量分別為‘初人、!加人、!加人的8球。將A球三次從

斜軌上位置P靜止釋放，分別與三個質(zhì)量不同的8球相碰，用刻度尺分別測量出每次實驗中落點痕跡距離

。點的距離。0、OE、OF,記為西、&、芻。將三組數(shù)據(jù)標在西一演圖中。從理論上分析，圖2中能反

映兩球相碰為彈性碰撞的是。

圖2

【答案】

①.BC##CB②.B③.mA0E=mAOD+mBOF④.

〃久222

OE=mAOD+mROF⑤.A

【解析】

（1）（HA.為防止碰后小球A反彈，應(yīng)使A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，故A錯誤；

B.為保證小球做平拋運動，軌道末端必須水平，故B正確；

C.為保證小球4到軌道末端時的速度相等，4球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放，故C正確。

故選BCo

[2]小球做平拋運動的過程，有

.12

x=vt

整理得

發(fā)現(xiàn)，平拋運動的下落高度一定，運動時間相同，水平射程與速度大小成正比。

故選B

（2）[3]因為可用小球做平拋運動的水平射程來代替小球拋出時的速度，根據(jù)動量守恒有

以%=%匕+%匕

mAOE-加4OD+mBOF

[4]若碰撞過程為彈性碰撞，則機械能守恒，有

121212

m

=~^l+-^BV2

即

222

mAOE=m^OD-^-mBOF

(3)[5]因為碰撞前，球A的速度不變，則球A單獨落地時的演一直不變。

根據(jù)

mAx2=mAx]+mBx3

222

mX

加A%2=Al+'%工3

整理得

m.-mB

&=———-x,

2mA,

因為三組數(shù)據(jù)中球B的質(zhì)量不同，故王-七圖像中，三個數(shù)據(jù)點與原點連線的斜率不同，且代入數(shù)據(jù)得斜

率分別為

,5,1,1

K.=—,k、=一,k,=—

'12-34

故選A?

3.(2022?山東濰坊市高三下學(xué)期一模)利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度.一斜面

上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動.當(dāng)一帶有遮光片

的滑塊自斜面上端滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.

改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的

距離X,記下相應(yīng)的"直,

遮光片

滑塊,/光電門甲

光電門乙

x(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950

l(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4

x

1(m/s)1.711.621.551.451.341.22

完成下列填空和作圖:

(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度w、測量值X和r四

個物理量之間所滿足的關(guān)系式是

X

(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在下圖給出的坐標紙上畫出一一，圖線

X

(3)由所畫出的二一f圖線，得出滑塊加速度的大小為“m*(保留2位有效數(shù)字).

【答案】①.言』+匕

③.2.0

000.10.20.30.40.50.60.70.80.91.077*

【解析】

沿斜面向下是勻加速運動，反過來也可以看成是初速度為火的沿斜面向上的勻減速運動，由位移公式

x=v,t+-at2

2

x

山于要畫7-r圖象，所以可將上式變形得

Xa

—=——t+v,

t2'

X

⑵⑵——/圖線如圖所示.

（3）［刃由

xa

—=——t+v

t2't

可知圖象的斜率

解得

a——2k—2.0m/s2.

4.（2022?山東濟南市高三下學(xué)期一模）某研究性學(xué)習(xí)小組從北京冬奧會冰壺比賽項目中獲得啟發(fā)，利用冰

壺碰撞來驗證動量守恒定律。該小組在兩個相同的奶粉罐中加水，放在戶外結(jié)冰后制成兩只質(zhì)量不同的冰

壺A和B,在戶外一塊平整的水平地面上潑水結(jié)冰形成冰面。小組成員用如圖甲（俯視）所示的裝置壓縮

彈簧后將冰壺彈出，此冰壺與另一只靜止的冰壺發(fā)生碰撞。主要實驗步驟如下：

①固定發(fā)射裝置，將冰壺A壓縮彈簧后釋放;

②標記冰壺A停止時的位置，在冰壺運動路徑上適當(dāng)位置標記一定點O,測出冰壺A停止時右端到。點的

距離，如圖乙所示。重復(fù)多次，計算該距離的平均值記為

③將冰壺B靜置于冰面，左端位于0點。重新彈射冰壺A,使兩冰壺對心正碰，測出冰壺A停止時右端距

。點的距離和冰壺B停止時左端距0點的距離。重復(fù)多次，分別計算距離的平均值記為々和W，如圖丙所

示。

丙

(1)實驗中，應(yīng)如何操作才能確保冰壺A每次到達。點時的速度均相同？()

(2)為完成實驗，還需要測出,驗證動量守恒定律的表達式為(用/、巧、七和測量物

理量對應(yīng)的字母表示)。

【答案】①.每次將彈簧壓縮至同一位置靜止釋放②.冰壺A的質(zhì)量■，冰壺B的質(zhì)量@.

—rriyylx^

【解析】

(1)[1]確保冰壺A每次到達0點時的速度均相同，需要每次將彈簧壓縮至同一位置：

(2)⑵⑶根據(jù)動量守恒定律

州巧=町匕’+62%，

運動過程中做勻減速運動

v2=2ax

聯(lián)立解得

故還需要測量冰壺A的質(zhì)量叫，冰壺B的質(zhì)量加2。

5.（2022?山東煙臺市德州市高三下學(xué)期一模）某物理實驗小組利用圖甲所示裝置“探究小車的加速度與受

力的關(guān)系”。

（1）關(guān)于實驗操作，下列說法正確是______;

A.實驗時，先釋放小車再接通打點計時器的電源

B.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細線與長木板保持平行

C.每次改變重物質(zhì)量時，不需要重新調(diào)整長木板的傾斜度

D.為盡可能減小實驗誤差，小車的質(zhì)量應(yīng)遠大于重物的質(zhì)量

（2）一次實驗中獲得紙帶如圖乙所示，已知所用電源的頻率為50Hz,每5個點取一個計數(shù)點，4、B、C、

D、E、F、G為所取計數(shù)點，由圖中數(shù)據(jù)可求得加速度大小。=m/s2；（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

々44??gF

012345678cm

乙

（3）實驗小組先保持小車質(zhì)量為如不變，改變小車所受的拉力尸，得到“隨產(chǎn)變化的規(guī)律如圖丙中直線4

所示，然后實驗小組換用另一質(zhì)量為3的小車，重復(fù)上述操作，得到如圖丙中所示的直線B,由圖可知，

如m2（選填“大于”或“小于”）,直線8不過坐標原點的原因是一一。

【答案】①.BCD②.（）.18##0.19③.小于④.長木板傾斜程度過大，補償阻力過度

【解析】

(I)[1]A.實驗時，要去先接通打點計時器的電源再釋放小車，A錯誤；

B.繩子的拉力應(yīng)與運動方向一致，故應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細線與長木板保持平行，B正確;

C.平衡后，應(yīng)有

/.imgcos0=mgsin0

即有

〃=tan夕

故每次改變重物質(zhì)量時，不需要重新調(diào)整長木板的傾斜度，C正確；

D.為盡可能減小實驗誤差，實驗要求小車的質(zhì)量應(yīng)遠大于重物的質(zhì)量，D正確。

故選BCD。

⑵[2]設(shè)

AD=xt

DG-x.,

由圖乙可得

%=3.65cm-0.40cm=3.25cm

x2=8.60cm-3.65cm=4.95cm

所用電源的頻率為50Hz,每5個點取一個計數(shù)點，可得AO之間的時間間隔為

t=3x0.02x5s=0.3s

根據(jù)勻變速直線運動的推論，即

Ax=&-占=aF

代入數(shù)據(jù)，解得

a=0.19m/s2

（3）[3][4]根據(jù)牛頓第二定律可得

F