專題17力學(xué)實驗【好題匯編】2024年高考真題和模擬題物理分類匯編含解析

專題17力學(xué)實驗【好題匯編】2024年高考真題和模擬題物理分類匯編含解析）專題17力學(xué)實驗1.（2024年新課標考題）9.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌道末段水平，右側(cè)端點在水平木板上的垂直投影為O，木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放，a從軌道右端水平飛出后落在木板上；重復(fù)多次，測出落點的平均位置P與O點的距離x，將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點，再將小球a從Q處由靜止釋放，兩球碰撞后均落在木板上；重復(fù)多次，分別測出a、b兩球落點的平均位置M、N與O點的距離、。完成下列填空：（1）記a、b兩球的質(zhì)量分別為、，實驗中須滿足條件______（填“>”或“<”）；（2）如果測得的、、、和在實驗誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式______，則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中，用小球落點與O點的距離來代替小球水平飛出時的速度，依據(jù)是______。2.(2024浙江1月考題)16.如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。（1）該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是_____；A.放大法B.控制變量法C.補償法（2）該實驗過程中操作正確的是____；A.補償阻力時小車未連接紙帶B.先接通打點計時器電源，后釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與水平桌面平行（3）在小車質(zhì)量___（選填“遠大于”或“遠小于”）槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為___（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是___；A.用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車B.在小車上加裝遮光條，用光電計時系統(tǒng)代替打點計時器C.在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大?。?）經(jīng)正確操作后獲得一條如圖2所示的紙帶，建立以計數(shù)點0為坐標原點的x軸，各計數(shù)點的位置坐標分別為0、、、。已知打點計時器的打點周期為T，則打計數(shù)點5時小車速度的表達式___；小車加速度的表達式是___。A.B.C.3.（2024全國甲卷考題）9.學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測力計掛在電梯內(nèi)，測力計下端掛一物體。已知當?shù)刂亓铀俣却笮?。?）電梯靜止時測力計示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_____N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；（2）電梯上行時，一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為，則此段時間內(nèi)物體處于_____（填“超重”或“失重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為_____（結(jié)果保留1位小數(shù)）。4.（2024年山東卷考題）13.在第四次“天宮課堂”中，航天員演示了動量守恒實驗。受此啟發(fā)，某同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進行了碰撞實驗，氣墊導(dǎo)軌兩端分別安裝a、b兩個位移傳感器，a測量滑塊A與它的距離xA，b測量滑塊B與它的距離xB。部分實驗步驟如下：①測量兩個滑塊的質(zhì)量，分別為200.0g和400.0g；②接通氣源，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；③撥動兩滑塊，使A、B均向右運動；④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制xA、xB隨時間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示。回答以下問題：（1）從圖像可知兩滑塊在t=_________s時發(fā)生碰撞；（2）滑塊B碰撞前的速度大小v=_____________m/s（保留2位有效數(shù)字）；（3）通過分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是________（填“A”或“B”）。5.(2024年河北卷考題)11.圖1為探究平拋運動特點的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標紙上留下印跡．某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標原點對應(yīng)平拋起點．①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度____________（填“相同”或“不同”）。②在坐標紙中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡。____________③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運動的初速度大小為____________（當?shù)刂亓铀俣萭為,保留2位有效數(shù)字）。6.(2024年湖北考題)12.某同學(xué)設(shè)計了一個測量重力加速度大小g的實驗方案，所用器材有：2g砝碼若干、托盤1個、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門1個、數(shù)字計時器1臺等。具體步驟如下：①將彈簧豎直懸掛在固定支架上，彈簧下面掛上裝有遮光片的托盤，在托盤內(nèi)放入一個砝碼，如圖（a）所示。②用米尺測量平衡時彈簧的長度l，并安裝光電門。③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長度后釋放，使其在豎直方向振動。④用數(shù)字計時器記錄30次全振動所用時間t。⑤逐次增加托盤內(nèi)砝碼的數(shù)量，重復(fù)②③④的操作。該同學(xué)將振動系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動周期，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，M為振子的質(zhì)量。（1）由步驟④，可知振動周期_____。（2）設(shè)彈簧的原長為，則l與g、、T的關(guān)系式為_____。（3）由實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖（b）所示，可得_____（保留三位有效數(shù)字，取9.87）。（4）本實驗的誤差來源包括_____（雙選，填標號）。A.空氣阻力B.彈簧質(zhì)量不為零C.光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置7.(2024年遼寧卷考題)12.圖（a）為一套半圓拱形七色彩虹積木示意圖，不同顏色的積木直徑不同。某同學(xué)通過實驗探究這套積木小幅擺動時周期T與外徑D之間的關(guān)系。（1）用刻度尺測量不同顏色積木的外徑D，其中對藍色積木的某次測量如圖（b）所示，從圖中讀出____。（2）將一塊積木靜置于硬質(zhì)水平桌面上，設(shè)置積木左端平衡位置的參考點O，將積木的右端按下后釋放，如圖（c）所示。當積木左端某次與O點等高時記為第0次并開始計時，第20次時停止計時，這一過程中積木擺動了_____個周期。（3）換用其他積木重復(fù)上述操作，測得多組數(shù)據(jù)。為了探究T與D之間的函數(shù)關(guān)系，可用它們的自然對數(shù)作為橫、縱坐標繪制圖像進行研究，數(shù)據(jù)如下表所示：顏色紅橙黃綠青藍紫2.93922.78812.59532.48492.1971.792根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出圖像如圖（d）所示，則T與D的近似關(guān)系為。A. B. C. D.（4）請寫出一條提高該實驗精度的改進措施：______。8.（2024年湖南卷考題）12．在太空，物體完全失重，用天平無法測量質(zhì)量。如圖，某同學(xué)設(shè)計了一個動力學(xué)方法測量物體質(zhì)量的實驗方案，主要實驗儀器包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、輕彈簧、標準砝碼、光電計時器和待測物體，主要步驟如下：（1）調(diào)平氣墊導(dǎo)軌，將彈簧左端連接氣墊導(dǎo)軌左端，右端連接滑塊；（2）將滑塊拉至離平衡位置20cm處由靜止釋放，滑塊第1次經(jīng)過平衡位置處開始計時，第21次經(jīng)過平衡位置時停止計時，由此測得彈簧振子的振動周期T；（3）將質(zhì)量為m的砝碼固定在滑塊上，重復(fù)步驟（2）；（4）依次增加砝碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的周期T，實驗數(shù)據(jù)如下表所示，在圖中繪制T2—m關(guān)系圖線；m/kgT/sT2/s20.0000.6320.3990.0500.7750.6010.1000.8930.7970.1501.0011.0020.2001.1051.2210.2501.1751.381（5）由T2—m圖像可知，彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量的關(guān)系是（填“線性的”或“非線性的”）；（6）取下砝碼后，將待測物體固定在滑塊上，測量周期并得到T2=0.880s2，則待測物體質(zhì)量是kg（保留3位有效數(shù)字）；（7）若換一個質(zhì)量較小的滑塊重做上述實驗，所得T2—m圖線與原圖線相比將沿縱軸移動（填“正方向”“負方向”或“不”）。9.（2024年廣東卷考題）11.下列是《普通高中物理課程標準》中列出的三個必做實驗的部分步驟，請完成實驗操作和計算。（1）圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置示意圖。圖中木板右端墊高的目的是_____。圖乙是實驗得到紙帶的一部分，每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出。相鄰計數(shù)點的間距已在圖中給出。打點計時器電源頻率為50Hz，則小車的加速度大小為_____（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）在“長度的測量及其測量工具的選用”實驗中，某同學(xué)用50分度的游標卡尺測量一例柱體的長度，示數(shù)如圖丙所示，圖丁為局部放大圖，讀數(shù)為_____cm。（3）在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗調(diào)節(jié)過程中，在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可調(diào)節(jié)。打開并調(diào)節(jié)_____。使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮。取下光屏，裝上單縫、雙縫和測量頭。調(diào)節(jié)測量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到_____。10.（2024年江西卷考題）11.某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實驗裝置如圖（a）所示，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定一遮光片，細線一端與小車連接，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。（1）實驗前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細線與軌道平行，再適當墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。（2）小車的質(zhì)量為。利用光電門系統(tǒng)測出不同鉤碼質(zhì)量m時小車加速度a。鉤碼所受重力記為F，作出圖像，如圖（b）中圖線甲所示。（3）由圖線甲可知，F(xiàn)較小時，a與F成正比；F較大時，a與F不成正比。為了進一步探究，將小車質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測量過程，作出圖像，如圖（b）中圖線乙所示。（4）與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間____________，非線性區(qū)間____________。再將小車的質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測量過程，記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a，如表所示（表中第組數(shù)據(jù)未列出）。序號12345鉤碼所受重力0.0200.0400.0600.0800.100小車加速度0260.550.821.081.36序號6789-1415鉤碼所受重力0.1200.1400.160……0.300小車加速度1.671.952.20……3.92（5）請在圖（b）中補充描出第6至8三個數(shù)據(jù)點，并補充完成圖線丙_________。（6）根據(jù)以上實驗結(jié)果猜想和推斷：小車的質(zhì)量____________時，a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識對上述推斷進行解釋：______________________。11.（2024北京卷考題）18．如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。(1)關(guān)于本實驗，下列做法正確的是_____（填選項前的字母）。A．實驗前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平B．選用兩個半徑不同的小球進行實驗C．用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球(2)圖甲中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為m1的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為m2的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為m1的小球從S位置由靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點，記為M、N和P（P為m1單獨滑落時的平均落點）。a．圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點；b．分別測出O點到平均落點的距離，記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式成立，即可驗證碰撞前后動量守恒。(3)受上述實驗的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點和O′點，兩點間距等于小球的直徑。將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至A點由靜止釋放，在最低點B與靜止于C點的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至最高點A′，小球2向右擺動至最高點D。測得小球1，2的質(zhì)量分別為m和M，弦長AB=l1、A′B=l2、CD=l3。推導(dǎo)說明，m、M、l1、l2、l3滿足關(guān)系即可驗證碰撞前后動量守恒。12.（2024年甘肅卷考題）11.用圖1所示實驗裝置探究外力一定時加速度與質(zhì)量的關(guān)系。（1）以下操作正確的是______（單選，填正確答案標號）。A.使小車質(zhì)量遠小于槽碼質(zhì)量 B.調(diào)整墊塊位置以補償阻力C.補償阻力時移去打點計時器和紙帶 D.釋放小車后立即打開打點計時器（2）保持槽碼質(zhì)量不變，改變小車上砝碼的質(zhì)量，得到一系列打點紙帶。其中一條紙帶的計數(shù)點如圖2所示，相鄰兩點之間的距離分別為，時間間隔均為T。下列加速度算式中，最優(yōu)的是______（單選，填正確答案標號）。A.B.C.D.（3）以小車和砝碼的總質(zhì)量M為橫坐標，加速度的倒數(shù)為縱坐標，甲、乙兩組同學(xué)分別得到的圖像如圖3所示。由圖可知，在所受外力一定的條件下，a與M成______（填“正比”或“反比”）；甲組所用的______（填“小車”、“砝碼”或“槽碼”）質(zhì)量比乙組的更大。13.（2024年海南卷考題）14．水平圓盤上緊貼邊緣放置一密度均勻的小圓柱體，如圖（a）所示，圖（b）為俯視圖，測得圓盤直徑D=42.02cm，圓柱體質(zhì)量m=30.0g，圓盤繞過盤心O1的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時小圓柱體相對圓盤靜止。為了研究小圓柱體做勻速圓周運動時所需要的向心力情況，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗步驟：(1)用秒表測圓盤轉(zhuǎn)動10周所用的時間t=62.8s，則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω=rad/s（π取3.14）(2)用游標卡尺測量小圓柱體不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)d=mm，多次測量后，得到平均值恰好與d相等。(3)寫出小圓柱體所需向心力表達式F=（用D、m、ω、d表示），其大小為N（保留2位有效數(shù)字）14.（2024年海南卷考題）15．為驗證兩個互成角度的力的合成規(guī)律，某組同學(xué)用兩個彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細線和圖釘?shù)绕鞑?，按照如下實驗步驟完成實驗：（Ⅰ）用圖釘將白紙固定在水平木板上；（Ⅱ）如圖（d）（e）所示，橡皮條的一端固定在木板上的G點，另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，將兩細線系在小圓環(huán)上，細線另一端系在彈簧測力計上，用兩個彈簧測力計共同拉動小圓環(huán)到某位置，并標記圓環(huán)的圓心位置為O點，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點，大小分別為F1=3.60N、F2=2.90N；拉力F1和F2，改用一個彈簧測力計拉動小圓環(huán)，使其圓心到O點，在拉力F的方向上標記P3點，拉力的大小為F=5.60N請完成下列問題：(1)在圖（e）中按照給定的標度畫出F1、F2和F的圖示，然后按平行四邊形定則畫出F1、F2的合力F′。(2)比較F和F′，寫出可能產(chǎn)生誤差的兩點原因一、單選題1．（2024·甘肅·高考真題）小杰想在離地表一定高度的天宮實驗室內(nèi)，通過測量以下物理量得到天宮實驗室軌道處的重力加速度，可行的是（）A．用彈簧秤測出已知質(zhì)量的砝碼所受的重力B．測量單擺擺線長度、擺球半徑以及擺動周期C．從高處釋放一個重物、測量其下落高度和時間D．測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期和軌道半徑二、實驗題2．（2024·河北·高考真題）圖1為探究平拋運動特點的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標紙上留下印跡．某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標原點對應(yīng)平拋起點．①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度（填“相同”或“不同”）。②在坐標紙中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡。③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運動的初速度大小為（當?shù)刂亓铀俣萭為,保留2位有效數(shù)字）。3．（2023·福建·高考真題）某小組用圖（a）所示的實驗裝置探究斜面傾角是否對動摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有：絨布木板、滑塊、擋光片、米尺、游標卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實驗過程如下：（1）將絨布平鋪并固定在木板上，然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測量A、B間距離L；（2）用游標卡尺測量擋光片寬度d，示數(shù)如圖（b）所示。該擋光片寬度（3）調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角，讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過光電門A和B的擋光時間和，求得擋光片經(jīng)過光電門時滑塊的速度大小和。某次測得，則（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（4）推導(dǎo)滑塊與絨布間動摩擦因數(shù)的表達式，可得（用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得實驗數(shù)據(jù)計算出值；（5）改變進行多次實驗，獲得與對應(yīng)的，并在坐標紙上作出關(guān)系圖像，如圖（c）所示；（6）根據(jù)上述實驗，在誤差允許范圍內(nèi)，可以得到的結(jié)論為。4．（2024·北京海淀·三模）在高中階段，我們學(xué)習(xí)了多種測量物體加速度的方法。(1)通過打點計時器，可以測量小車的加速度。實驗裝置如圖所示。通過實驗得到了一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當作計時起點O（），然后每隔選取一個計數(shù)點，如圖中A、B、C、D、E、F所示。某同學(xué)測量了相鄰兩計數(shù)點間的距離：，，，，，，請計算該小車的加速度（保留小數(shù)點后兩位）(2)通過光電門，同樣可以測量物體的加速度。如圖，滑塊上安裝了寬度為的遮光條，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一光電門的時間，通過第二個光電門的時間，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間，試估算滑塊的加速度（保留兩位有效數(shù)字），該估算值與真實值相比（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）(3)頻閃照片也是一種測量加速度的方法。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。某時刻，將一小球從O點由靜止釋放，頻閃儀每隔閃光一次。以O(shè)點為原點，豎直向下為正方向建立坐標軸，并測量各時刻的位置坐標、、。下圖是小球自由下落時的部分頻閃照片示意圖，照片中的數(shù)字是小球下落的距離（單位：cm）。小崔同學(xué)為了減小偶然誤差，他建議做圖，把實驗數(shù)據(jù)代入（如，；，），得到一條過原點的直線，再通過該直線的斜率得到加速度。請問該方案是否可行？如果可行，請求出加速度的值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；如果不可行，請說明原因。5．（2024·山東濟寧·三模）在探究小球做勻速圓周運動所受向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系實驗中：(1)小明同學(xué)用如圖甲所示裝置進行實驗，轉(zhuǎn)動手柄，使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌道半徑之比為，在探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量相同的小球，分別放在C擋板處與（選填“A”或“B”）擋板處，同時選擇半徑（選填“相同”或“不同”）的兩個塔輪進行實驗。(2)小強同學(xué)用如圖乙所示的裝置進行實驗。一滑塊套在水平桿上，力傳感器套于豎直桿上并通過一細繩連接滑塊，用來測量細線拉力F的大小?；瑝K隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，滑塊上固定一遮光片，其寬度為d，光電門可記錄遮光片通過的時間。已知滑塊做圓周運動的半徑為r、水平桿光滑。根據(jù)以上表述，回答以下問題：①某次轉(zhuǎn)動過程中，遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為，則角速度（用題中所給物理量符號表示）；②以F為縱坐標，以為橫坐標，在坐標紙中描出數(shù)據(jù)點作出一條傾斜的直線，若圖像的斜率為k，則滑塊的質(zhì)量為。（用k、r、d表示）6．（2024·江西上饒·模擬預(yù)測）某實驗小組用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與力關(guān)系”實驗。打點計時器所接電源的頻率為50Hz，滑輪、長木板均光滑。(1)按正確的方法實驗操作后，得到的一條紙帶部分如圖乙所示，紙帶上各點均為計時點，由此可得打點計時器打出B點時小車的速度大小m/s，小車的加速度大?。ńY(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。(2)改變重物，多次實驗，得到多組彈簧測力計示數(shù)F和對應(yīng)的小車加速度大小a，以F為橫軸、a為縱軸作出圖像，該圖像的斜率為k，則小車的質(zhì)量（用k表示）。(3)某次實驗時彈簧測力計的示數(shù)為，則此次實驗中重物的加速度為。7．（2024·北京海淀·二模）某同學(xué)用圖1所示裝置測定當?shù)刂亓铀俣取?1)關(guān)于器材選擇及測量時的一些實驗操作，下列說法正確的是。A．擺線盡量選擇細些、伸縮性小些且適當長一些的B．擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C．為了使擺的周期大一些以方便測量，應(yīng)使擺角大一些(2)在某次實驗中，測得單擺擺長為L、單擺完成n次全振動的時間為t，則利用上述測量量可得重力加速度的表達式g=。(3)實驗時改變擺長，測出幾組擺長L和對應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，作出L-T2圖像，如圖2所示。①利用A、B兩點的坐標可得重力加速度的表達式g=。②因擺球質(zhì)量分布不均勻，小球的重心位于其幾何中心的正下方。若只考慮擺長測量偏小造成的影響，則由①計算得到的重力加速度的測量值真實值。（選填“大于”“等于”或“小于”）(4)關(guān)于摩擦力可以忽略的斜面上的單擺，某同學(xué)猜想單擺做小角度擺動時周期滿足，如圖3所示。為了檢驗猜想正確與否，他設(shè)計了如下實驗：如圖4所示，鐵架臺上裝一根重垂線，在鐵架臺的立柱跟重垂線平行的情況下，將小球、擺線、擺桿組成的“桿線擺”裝在立柱上，調(diào)節(jié)擺線的長度，使擺桿與立柱垂直，擺桿可繞著立柱自由轉(zhuǎn)動，且不計其間的摩擦。如圖5所示，把鐵架臺底座的一側(cè)墊高，立柱傾斜，靜止時擺桿與重垂線的夾角為β，小球?qū)嶋H上相當于是在一傾斜平面上運動。下列圖像能直觀地檢驗猜想是否正確的是。A．-sinβ圖像 B．-cosβ圖像 C．-tanβ圖像8．（2024·青海·模擬預(yù)測）某實驗小組用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律。繞過定滑輪的輕質(zhì)細線的兩端分別懸掛質(zhì)量均為m的重物A、B且處于靜止狀態(tài)，A與紙帶連接，紙帶通過固定的打點計時器（電源頻率為50Hz），在B的下端再掛質(zhì)量為M的重物C．由靜止釋放重物C，利用打點計時器打出的紙帶可研究系統(tǒng)（由重物A、B、C組成）的機械能守恒，重力加速度大小為g，回答下列問題：(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是__________。A．實驗時應(yīng)先釋放紙帶再接通電源B．無須測量重物C的質(zhì)量M就可以驗證機械能守恒定律C．此實驗存在系統(tǒng)誤差，系統(tǒng)的總動能的增加量略大于總重力勢能的減少量D．對選取的紙帶，若第1個點對應(yīng)的速度為0，則第1、2兩點間的距離一定小于2mm(2)對選取的紙帶，若第1個點對應(yīng)的速度為0，重物A上升的高度為h，通過計算得到三個重物的速度大小為v，然后描繪出（h為縱坐標）關(guān)系圖像，圖像為經(jīng)過原點的一條傾斜直線，若，當傾斜直線的斜率，就可以驗證系統(tǒng)的機械能守恒。9．（2024·北京朝陽·二模）（1）某同學(xué)用彈簧測力計粗測重力加速度。將一個質(zhì)量為165g的物體掛在校準后的豎直彈簧測力計下端，靜止時指針如圖1所示，則重力加速度為m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（2）某同學(xué)用如圖2所示的裝置測量重力加速度。打點計時器的打點周期為T。讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖3所示。A、B、C、D、E為紙帶上5個連續(xù)打下的點。根據(jù)紙帶可得重力加速度g=（用、、、T表示）。（3）某實驗小組利用圖4裝置測量重力加速度。擺線上端固定在O點，下端懸掛一小鋼球，通過光電門傳感器采集擺動周期。①組裝好裝置后，用毫米刻度尺測量擺線長度L，用螺旋測微器測量小鋼球直徑d。螺旋測微器示數(shù)如圖5所示，小鋼球直徑d=mm，記擺長。②多次改變擺線長度，在小擺角下測得不同擺長l對應(yīng)的小鋼球擺動周期T，并作出圖像，如圖6所示。已知圖線斜率為k，可得重力加速度g=（用k、表示）。10．（2024·北京大興·三模）在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中，實驗裝置如圖甲所示，將彈簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度線處，實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將鉤碼掛在輕質(zhì)繩子的下端，測量相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過描點法作出F-l（F為彈簧的拉力，l為彈簧的長度）圖像，如圖乙所示。(1)下列說法中正確的是（）A．每次增加的鉤碼數(shù)量必須相等B．通過實驗可知，在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的長度成正比C．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧水平且處于平衡狀態(tài)D．用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與彈簧伸長量，會得出拉力與彈簧伸長量之比相等(2)根據(jù)乙圖可求得該彈簧的勁度系數(shù)為N/m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）11．（2024·北京海淀·二模）(1)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，如圖1所示。雙縫間距為d，毛玻璃光屏與雙縫間的距離為L。從目鏡中看到的干涉圖樣如圖2所示，若A、B兩條亮紋中央間距為x，則所測光的波長為。（用所給物理量的字母表示）使分劃板的中心刻線對齊A亮條紋的中心，此時游標尺上的示數(shù)情況如圖3所示，其讀數(shù)為mm。(2)用如圖4所示裝置研究兩個半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。圖5中O點是小球拋出點在地面上的豎直投影。實驗時先讓a球多次從斜槽上某一固定位置C由靜止釋放，其平均落地點的位置為P。再把b球放在水平軌道末端，將a球仍從位置C由靜止釋放，a球和b球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作多次，其平均落地點的位置為M、N。測量出a、b兩個小球的質(zhì)量分別為m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的長度分別為x1、x2、x3。①在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩球碰撞前后的動量守恒。②換用不同材質(zhì)的小球再次進行上述實驗，計算得出，若碰撞過程滿足動量守恒，請分析說明兩球碰撞過程機械能是否守恒。12．（2024·河北·二模）某實驗小組的同學(xué)利用了如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律，實驗時，該小組的同學(xué)完成了如下操作a.測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量M以及所掛鉤碼的質(zhì)量m；b.用游標卡尺測量遮光條的寬度d；c.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，將光電門固定在氣墊導(dǎo)軌的左端，并組裝實驗裝置；d.在細繩的左端掛上一個鉤碼，將滑塊從氣墊導(dǎo)軌的右端合適的位置由靜止釋放，測量釋放點到光電門的距離L；e.記錄滑塊經(jīng)過光電門時遮光條的擋光時間；f.改變釋放點到光電門的距離L，重復(fù)步驟d，e，f，記錄多組實驗數(shù)據(jù)L和。(1)實驗時，應(yīng)選用（選填“較寬”或“較窄”）的遮光條，操作b中，游標卡尺的讀數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度；(2)滑塊經(jīng)過光電門瞬間的速度（用以上的測量量表示）。(3)利用記錄的多組實驗數(shù)據(jù)，描繪了的圖像，圖像的斜率為k，若重力加速度。則系統(tǒng)的機械能守恒。13．（23-24高三下·遼寧·期中）在探究平拋運動規(guī)律的實驗中：(1)在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。關(guān)于該實驗下列說法正確的是______。A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端要保持水平C．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當多一些D．每次應(yīng)該從斜槽上相同的位置無初速度釋放小球(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖能說明平拋小球的運動軌跡為拋物線的是______。A． B．C． D．(3)如圖所示，一個做平拋運動的小球，先后通過a、b、c三點，若相鄰兩點間的水平距離均為，豎直距離分別為和，則拋出該球的初速度大小為。（不計空氣阻力，g?。?4．（2024·河北保定·三模）某實驗小組同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣却笮?。調(diào)節(jié)木板的傾角，使小車在未懸掛砝碼盤時能拖著紙帶沿木板向下勻速運動，之后將小車固定在靠近打點計時器處，在動滑輪上懸掛砝碼盤和砝碼，接通打點計時器電源并釋放小車，打點計時器打出的紙帶如圖乙所示，已知打點計時器所接電源的頻率，釋放小車的瞬間打點計時器打的點記為0，之后的點依次記為1，2，3，…，0與120兩點間的距離為152.36cm，119與121兩點間的距離為5.08cm，兩滑輪、細繩及紙帶的質(zhì)量均不計，回答下列問題：（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）(1)打點計時器打記為120的點時小車的速度大?。絤/s。(2)小車的加速度大小a＝(3)測得小車的質(zhì)量，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量，則當?shù)氐闹亓铀俣却笮＝專題17力學(xué)實驗1.（2024年新課標考題）9.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌道末段水平，右側(cè)端點在水平木板上的垂直投影為O，木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放，a從軌道右端水平飛出后落在木板上；重復(fù)多次，測出落點的平均位置P與O點的距離x，將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點，再將小球a從Q處由靜止釋放，兩球碰撞后均落在木板上；重復(fù)多次，分別測出a、b兩球落點的平均位置M、N與O點的距離、。完成下列填空：（1）記a、b兩球的質(zhì)量分別為、，實驗中須滿足條件______（填“>”或“<”）；（2）如果測得的、、、和在實驗誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式______，則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中，用小球落點與O點的距離來代替小球水平飛出時的速度，依據(jù)是______。【答案】（1）>（2）①.②.小球離開斜槽末端后做平拋運動，豎直方向高度相同故下落時間相同，水平方向勻速運動直線運動，小球水平飛出時的速度與平拋運動的水平位移成正比?！窘馕觥浚?）為了保證小球碰撞為對心正碰，且碰后不反彈，要求；（2）[1]兩球離開斜槽后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們做平拋運動的時間t相等，碰撞前a球的速度大小碰撞后a的速度大小碰撞后b球的速度大小如果碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，則碰撞前后系統(tǒng)動量相等，則整理得[2]小球離開斜槽末端后做平拋運動，豎直方向高度相同故下落時間相同，水平方向勻速運動直線運動，小球水平飛出時的速度與平拋運動的水平位移成正比。2.(2024浙江1月考題)16.如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。（1）該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是_____；A.放大法B.控制變量法C.補償法（2）該實驗過程中操作正確的是____；A.補償阻力時小車未連接紙帶B.先接通打點計時器電源，后釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與水平桌面平行（3）在小車質(zhì)量___（選填“遠大于”或“遠小于”）槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為___（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是___；A.用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車B.在小車上加裝遮光條，用光電計時系統(tǒng)代替打點計時器C.在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小（4）經(jīng)正確操作后獲得一條如圖2所示的紙帶，建立以計數(shù)點0為坐標原點的x軸，各計數(shù)點的位置坐標分別為0、、、。已知打點計時器的打點周期為T，則打計數(shù)點5時小車速度的表達式___；小車加速度的表達式是___。A.B.C.【答案】①.B②.B③.遠大于④.系統(tǒng)誤差⑤.C⑥.⑦.A【解析】（1）[1]該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們可以控制其中一個物理量不變，研究另外兩個物理量之間的關(guān)系，即采用了控制變量法。故選B。（2）[2]A．補償阻力時小車需要連接紙帶，一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡，另外一方面是通過紙帶上的點間距判斷小車是否在長木板上做勻速直線運動，故A錯誤；B．由于小車速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當?shù)臄?shù)據(jù)點，實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車，故B正確；C．為使小車所受拉力與速度同向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行，故C錯誤。故選B。[3]設(shè)小車質(zhì)量為M，槽碼質(zhì)量為m。對小車和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有聯(lián)立解得由上式可知在小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。[4]上述做法引起的誤差是由于實驗方法或原理不完善造成的，屬于系統(tǒng)誤差。[5]該誤差是將細繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車與木板間存在阻力（實驗中已經(jīng)補償了阻力）或是速度測量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小。故選C。（4）[6]相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為打計數(shù)點5時小車速度的表達式為[7]根據(jù)逐差法可得小車加速度的表達式是故選A。3.（2024全國甲卷考題）9.學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測力計掛在電梯內(nèi)，測力計下端掛一物體。已知當?shù)刂亓铀俣却笮?。?）電梯靜止時測力計示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_____N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；（2）電梯上行時，一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為，則此段時間內(nèi)物體處于_____（填“超重”或“失重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為_____（結(jié)果保留1位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）5.0（2）①.失重②.1.0【解析】（1）由圖可知彈簧測力計的分度值為0.5N，則讀數(shù)為5.0N。（2）[1]電梯上行時，一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為，小于物體的重力可知此段時間內(nèi)物體處于失重狀態(tài)；[2]根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小4.（2024年山東卷考題）13.在第四次“天宮課堂”中，航天員演示了動量守恒實驗。受此啟發(fā)，某同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進行了碰撞實驗，氣墊導(dǎo)軌兩端分別安裝a、b兩個位移傳感器，a測量滑塊A與它的距離xA，b測量滑塊B與它的距離xB。部分實驗步驟如下：①測量兩個滑塊的質(zhì)量，分別為200.0g和400.0g；②接通氣源，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；③撥動兩滑塊，使A、B均向右運動；④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制xA、xB隨時間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示?；卮鹨韵聠栴}：（1）從圖像可知兩滑塊在t=_________s時發(fā)生碰撞；（2）滑塊B碰撞前的速度大小v=_____________m/s（保留2位有效數(shù)字）；（3）通過分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是________（填“A”或“B”）?！敬鸢浮浚?）1.0（2）0.20（3）B【解析】（1）由圖像的斜率表示速度可知兩滑塊的速度在時發(fā)生突變，即這個時候發(fā)生了碰撞；（2）根據(jù)圖像斜率的絕對值表示速度大小可知碰撞前瞬間B的速度大小為（3）由題圖乙知，碰撞前A的速度大小，碰撞后A的速度大小約為，由題圖丙可知，碰撞后B的速度大小為，A和B碰撞過程動量守恒，則有代入數(shù)據(jù)解得所以質(zhì)量為200.0g的滑塊是B。5.(2024年河北卷考題)11.圖1為探究平拋運動特點的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標紙上留下印跡．某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標原點對應(yīng)平拋起點．①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度____________（填“相同”或“不同”）。②在坐標紙中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡。____________③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運動的初速度大小為____________（當?shù)刂亓铀俣萭為,保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?相同②.③.0.71【解析】[1]為保證鋼球每次平拋運動的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋放，故高度相同；[2]描點連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運動的軌跡如圖所示[3]因為拋出點在坐標原點，為方便計算，在圖線上找到較遠的點，在圖線上找到坐標為19.6cm的點為研究位置，該點坐標為，根據(jù)平拋運動規(guī)律，解得6.(2024年湖北考題)12.某同學(xué)設(shè)計了一個測量重力加速度大小g的實驗方案，所用器材有：2g砝碼若干、托盤1個、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門1個、數(shù)字計時器1臺等。具體步驟如下：①將彈簧豎直懸掛在固定支架上，彈簧下面掛上裝有遮光片的托盤，在托盤內(nèi)放入一個砝碼，如圖（a）所示。②用米尺測量平衡時彈簧的長度l，并安裝光電門。③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長度后釋放，使其在豎直方向振動。④用數(shù)字計時器記錄30次全振動所用時間t。⑤逐次增加托盤內(nèi)砝碼的數(shù)量，重復(fù)②③④的操作。該同學(xué)將振動系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動周期，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，M為振子的質(zhì)量。（1）由步驟④，可知振動周期_____。（2）設(shè)彈簧的原長為，則l與g、、T的關(guān)系式為_____。（3）由實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖（b）所示，可得_____（保留三位有效數(shù)字，取9.87）。（4）本實驗的誤差來源包括_____（雙選，填標號）。A.空氣阻力B.彈簧質(zhì)量不為零C.光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置【答案】（1）（2）（3）9.59（4）AC【解析】（1）30次全振動所用時間t，則振動周期（2）彈簧振子的振動周期可得振子的質(zhì)量振子平衡時，根據(jù)平衡條件可得則l與g、、T的關(guān)系式為（2）根據(jù)整理可得則圖像斜率解得（4）A．空氣阻力的存在會影響彈簧振子的振動周期，是實驗的誤差來源之一，故A正確；B．彈簧質(zhì)量不為零導(dǎo)致振子在平衡位置時彈簧的長度變化，不影響其他操作，根據(jù)（3）中處理方法可知對實驗結(jié)果沒有影響，故B錯誤；C．根據(jù)實驗步驟可知光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置會影響振子周期的測量，是實驗的誤差來源之一，故C正確。故選AC。7.(2024年遼寧卷考題)12.圖（a）為一套半圓拱形七色彩虹積木示意圖，不同顏色的積木直徑不同。某同學(xué)通過實驗探究這套積木小幅擺動時周期T與外徑D之間的關(guān)系。（1）用刻度尺測量不同顏色積木的外徑D，其中對藍色積木的某次測量如圖（b）所示，從圖中讀出____。（2）將一塊積木靜置于硬質(zhì)水平桌面上，設(shè)置積木左端平衡位置的參考點O，將積木的右端按下后釋放，如圖（c）所示。當積木左端某次與O點等高時記為第0次并開始計時，第20次時停止計時，這一過程中積木擺動了_____個周期。（3）換用其他積木重復(fù)上述操作，測得多組數(shù)據(jù)。為了探究T與D之間的函數(shù)關(guān)系，可用它們的自然對數(shù)作為橫、縱坐標繪制圖像進行研究，數(shù)據(jù)如下表所示：顏色紅橙黃綠青藍紫2.93922.78812.59532.48492.1971.792根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出圖像如圖（d）所示，則T與D的近似關(guān)系為。A. B. C. D.（4）請寫出一條提高該實驗精度的改進措施：______?！敬鸢浮浚?）7.54##7.55##7.56（2）10（3）A（4）換更光滑的硬質(zhì)水平桌面【解析】（1）刻度尺的分度值為0.1cm，需要估讀到分度值下一位，讀數(shù)為（2）積木左端兩次經(jīng)過參考點O為一個周期，當積木左端某次與O點等高時記為第0次并開始計時，第20次時停止計時，這一過程中積木擺動了10個周期。（3）由圖可知，與成正比，斜率為0.5，即整理可得整理可得T與D的近似關(guān)系為故選A。（4）為了減小實驗誤差：換更光滑的硬質(zhì)水平桌面。8.（2024年湖南卷考題）12．在太空，物體完全失重，用天平無法測量質(zhì)量。如圖，某同學(xué)設(shè)計了一個動力學(xué)方法測量物體質(zhì)量的實驗方案，主要實驗儀器包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、輕彈簧、標準砝碼、光電計時器和待測物體，主要步驟如下：（1）調(diào)平氣墊導(dǎo)軌，將彈簧左端連接氣墊導(dǎo)軌左端，右端連接滑塊；（2）將滑塊拉至離平衡位置20cm處由靜止釋放，滑塊第1次經(jīng)過平衡位置處開始計時，第21次經(jīng)過平衡位置時停止計時，由此測得彈簧振子的振動周期T；（3）將質(zhì)量為m的砝碼固定在滑塊上，重復(fù)步驟（2）；（4）依次增加砝碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的周期T，實驗數(shù)據(jù)如下表所示，在圖中繪制T2—m關(guān)系圖線；m/kgT/sT2/s20.0000.6320.3990.0500.7750.6010.1000.8930.7970.1501.0011.0020.2001.1051.2210.2501.1751.381（5）由T2—m圖像可知，彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量的關(guān)系是（填“線性的”或“非線性的”）；（6）取下砝碼后，將待測物體固定在滑塊上，測量周期并得到T2=0.880s2，則待測物體質(zhì)量是kg（保留3位有效數(shù)字）；（7）若換一個質(zhì)量較小的滑塊重做上述實驗，所得T2—m圖線與原圖線相比將沿縱軸移動（填“正方向”“負方向”或“不”）?！敬鸢浮烤€性的0.120kg負方向【解析】（4）[1]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點連線，有（5）[2]圖線是一條傾斜的直線，說明彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量為線性關(guān)系。（6）[3]在圖線上找到T2=0.880s2的點，對應(yīng)橫坐標為0.120kg。（7）[4]已知彈簧振子的周期表達式為M是小球質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，M變小，則T變小，相較原來放相同質(zhì)量砝碼而言，周期變小，圖線下移，即沿縱軸負方向移動。9.（2024年廣東卷考題）11.下列是《普通高中物理課程標準》中列出的三個必做實驗的部分步驟，請完成實驗操作和計算。（1）圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置示意圖。圖中木板右端墊高的目的是_____。圖乙是實驗得到紙帶的一部分，每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出。相鄰計數(shù)點的間距已在圖中給出。打點計時器電源頻率為50Hz，則小車的加速度大小為_____（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）在“長度的測量及其測量工具的選用”實驗中，某同學(xué)用50分度的游標卡尺測量一例柱體的長度，示數(shù)如圖丙所示，圖丁為局部放大圖，讀數(shù)為_____cm。（3）在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗調(diào)節(jié)過程中，在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可調(diào)節(jié)。打開并調(diào)節(jié)_____。使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮。取下光屏，裝上單縫、雙縫和測量頭。調(diào)節(jié)測量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到_____。【答案】（1）①.平衡摩擦力②.2.86（2）4.108（3）①.光源②.干涉條紋【解析】（1）[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力；[2]小車的加速度大?。?）游標卡尺讀數(shù)為4.1cm+4×0.02mm=4.108cm[1][2]在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗調(diào)節(jié)過程中，在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可調(diào)節(jié)，打開并調(diào)節(jié)光源，使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮，取下光屏，裝上、雙縫和測量頭，調(diào)節(jié)測量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到干涉條紋。10.（2024年江西卷考題）11.某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實驗裝置如圖（a）所示，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定一遮光片，細線一端與小車連接，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。（1）實驗前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細線與軌道平行，再適當墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。（2）小車的質(zhì)量為。利用光電門系統(tǒng)測出不同鉤碼質(zhì)量m時小車加速度a。鉤碼所受重力記為F，作出圖像，如圖（b）中圖線甲所示。（3）由圖線甲可知，F(xiàn)較小時，a與F成正比；F較大時，a與F不成正比。為了進一步探究，將小車質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測量過程，作出圖像，如圖（b）中圖線乙所示。（4）與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間____________，非線性區(qū)間____________。再將小車的質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測量過程，記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a，如表所示（表中第組數(shù)據(jù)未列出）。序號12345鉤碼所受重力0.0200.0400.0600.0800.100小車加速度0260.550.821.081.36序號6789-1415鉤碼所受重力0.1200.1400.160……0.300小車加速度1.671.952.20……3.92（5）請在圖（b）中補充描出第6至8三個數(shù)據(jù)點，并補充完成圖線丙_________。（6）根據(jù)以上實驗結(jié)果猜想和推斷：小車的質(zhì)量____________時，a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識對上述推斷進行解釋：______________________?！敬鸢浮竣?較大②.較?、?④.遠大于鉤碼質(zhì)量⑤.見解析【解析】（4）[1][2]由題圖（b）分析可知，與圖線甲相比，圖線之的線性區(qū)間較大，非線性區(qū)間較??；（5）[3]在坐標系中進行描點，結(jié)合其他點用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點在線上，不在線上的點均勻分布在線的兩側(cè)，如下圖所示（6）[4][5]設(shè)繩子拉力為，對鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有對小車根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得變形得當時，可認為則即a與F成正比。11.（2024北京卷考題）18．如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。(1)關(guān)于本實驗，下列做法正確的是_____（填選項前的字母）。A．實驗前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平B．選用兩個半徑不同的小球進行實驗C．用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球(2)圖甲中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為m1的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為m2的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為m1的小球從S位置由靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點，記為M、N和P（P為m1單獨滑落時的平均落點）。a．圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點；b．分別測出O點到平均落點的距離，記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式成立，即可驗證碰撞前后動量守恒。(3)受上述實驗的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點和O′點，兩點間距等于小球的直徑。將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至A點由靜止釋放，在最低點B與靜止于C點的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至最高點A′，小球2向右擺動至最高點D。測得小球1，2的質(zhì)量分別為m和M，弦長AB=l1、A′B=l2、CD=l3。推導(dǎo)說明，m、M、l1、l2、l3滿足關(guān)系即可驗證碰撞前后動量守恒。【答案】(1)AC用圓規(guī)畫圓，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置代表平均落點m1OP=m1OM＋m2ON(3)ml1=?ml2＋Ml3【解析】（1）A．實驗中若使小球碰撞前、后的水平位移與其碰撞前，后速度成正比，需要確保小球做平拋運動，即實驗前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平，故A正確；B．為使兩小球發(fā)生的碰撞為對心正碰，兩小球半徑需相同，故B錯誤；C．為使碰后入射小球與被碰小球同時飛出，需要用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球，故C正確。故選AC。（2）[1]用圓規(guī)畫圓，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置代表平均落點。[2]碰撞前、后小球均做平拋運動，由可知，小球的運動時間相同，所以水平位移與平拋初速度成正比，所以若m1OP=m1OM＋m2ON即可驗證碰撞前后動量守恒。（3）設(shè)輕繩長為L，小球從偏角θ處靜止擺下，擺到最低點時的速度為v，小球經(jīng)過圓弧對應(yīng)的弦長為l，則由動能定理有由數(shù)學(xué)知識可知聯(lián)立兩式解得若兩小球碰撞過程中動量守恒，則有mv1=?mv2＋Mv3又有，，整理可得ml1=?ml2＋Ml312.（2024年甘肅卷考題）11.用圖1所示實驗裝置探究外力一定時加速度與質(zhì)量的關(guān)系。（1）以下操作正確的是______（單選，填正確答案標號）。A.使小車質(zhì)量遠小于槽碼質(zhì)量 B.調(diào)整墊塊位置以補償阻力C.補償阻力時移去打點計時器和紙帶 D.釋放小車后立即打開打點計時器（2）保持槽碼質(zhì)量不變，改變小車上砝碼的質(zhì)量，得到一系列打點紙帶。其中一條紙帶的計數(shù)點如圖2所示，相鄰兩點之間的距離分別為，時間間隔均為T。下列加速度算式中，最優(yōu)的是______（單選，填正確答案標號）。A.B.C.D.（3）以小車和砝碼的總質(zhì)量M為橫坐標，加速度的倒數(shù)為縱坐標，甲、乙兩組同學(xué)分別得到的圖像如圖3所示。由圖可知，在所受外力一定的條件下，a與M成______（填“正比”或“反比”）；甲組所用的______（填“小車”、“砝碼”或“槽碼”）質(zhì)量比乙組的更大?！敬鸢浮浚?）B（2）D（3）①.反比②.槽碼【解析】【小問1詳解】A．為了使小車所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力，故應(yīng)使小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)量，故A錯誤；B．為了保證小車所受細線拉力等于小車所受合力，則需要調(diào)整墊塊位置以補償阻力，也要保持細線和長木板平行，故B正確；C．補償阻力時不能移去打點計時器和紙帶，需要通過紙帶上點跡是否均勻來判斷小車是否做勻速運動，故C錯誤；D．根據(jù)操作要求，應(yīng)先打開打點計時器再釋放小車，故D錯誤。故選B?！拘?詳解】根據(jù)逐差法可知聯(lián)立可得小車加速度表達式為，故選D?！拘?詳解】[1]根據(jù)圖像可知與M成正比，故在所受外力一定的條件下，a與M成反比；[2]設(shè)槽碼的質(zhì)量為m，則由牛頓第二定律化簡可得故斜率越小，槽碼的質(zhì)量m越大，由圖可知甲組所用的槽碼質(zhì)量比乙組的更大。13.（2024年海南卷考題）14．水平圓盤上緊貼邊緣放置一密度均勻的小圓柱體，如圖（a）所示，圖（b）為俯視圖，測得圓盤直徑D=42.02cm，圓柱體質(zhì)量m=30.0g，圓盤繞過盤心O1的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時小圓柱體相對圓盤靜止。為了研究小圓柱體做勻速圓周運動時所需要的向心力情況，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗步驟：(1)用秒表測圓盤轉(zhuǎn)動10周所用的時間t=62.8s，則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω=rad/s（π取3.14）(2)用游標卡尺測量小圓柱體不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)d=mm，多次測量后，得到平均值恰好與d相等。(3)寫出小圓柱體所需向心力表達式F=（用D、m、ω、d表示），其大小為N（保留2位有效數(shù)字）【答案】(1)1(2)16.2(3)6.1×10－3【解析】（1）圓盤轉(zhuǎn)動10周所用的時間t=62.8s，則圓盤轉(zhuǎn)動的周期為根據(jù)角速度與周期的關(guān)系有（2）根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則有1.6cm＋2×0.1mm=16.2mm（3）[1]小圓柱體做圓周運動的半徑為則小圓柱體所需向心力表達式[2]帶入數(shù)據(jù)有F=6.1×10－3N14.（2024年海南卷考題）15．為驗證兩個互成角度的力的合成規(guī)律，某組同學(xué)用兩個彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細線和圖釘?shù)绕鞑?，按照如下實驗步驟完成實驗：（Ⅰ）用圖釘將白紙固定在水平木板上；（Ⅱ）如圖（d）（e）所示，橡皮條的一端固定在木板上的G點，另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，將兩細線系在小圓環(huán)上，細線另一端系在彈簧測力計上，用兩個彈簧測力計共同拉動小圓環(huán)到某位置，并標記圓環(huán)的圓心位置為O點，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點，大小分別為F1=3.60N、F2=2.90N；拉力F1和F2，改用一個彈簧測力計拉動小圓環(huán)，使其圓心到O點，在拉力F的方向上標記P3點，拉力的大小為F=5.60N請完成下列問題：(1)在圖（e）中按照給定的標度畫出F1、F2和F的圖示，然后按平行四邊形定則畫出F1、F2的合力F′。(2)比較F和F′，寫出可能產(chǎn)生誤差的兩點原因【答案】(1)(2)①沒有做到彈簧秤、細繩、橡皮條都與木板平行；②讀數(shù)時沒有正視彈簧測力計【解析】（1）按照給定的標度畫出F1、F2和F的圖示，然后按平行四邊形定則畫出F1、F2的合力F′，如下圖所示（2）F和F′不完全重合的誤差可能是：①沒有做到彈簧秤、細繩、橡皮條都與木板平行；②讀數(shù)時沒有正視彈簧測力計。一、單選題1．（2024·甘肅·高考真題）小杰想在離地表一定高度的天宮實驗室內(nèi)，通過測量以下物理量得到天宮實驗室軌道處的重力加速度，可行的是（）A．用彈簧秤測出已知質(zhì)量的砝碼所受的重力B．測量單擺擺線長度、擺球半徑以及擺動周期C．從高處釋放一個重物、測量其下落高度和時間D．測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期和軌道半徑【答案】D【解析】在天宮實驗室內(nèi)，物體處于完全失重狀態(tài)，重力提供了物體繞地球勻速圓周運動的向心力，故ABC中的實驗均無法得到天宮實驗室軌道處的重力加速度。由重力提供繞地球做勻速圓周運動的向心力得整理得軌道重力加速度為故通過測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期和軌道半徑可行，D正確。故選D。二、實驗題2．（2024·河北·高考真題）圖1為探究平拋運動特點的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標紙上留下印跡．某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標原點對應(yīng)平拋起點．①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度（填“相同”或“不同”）。②在坐標紙中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡。③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運動的初速度大小為（當?shù)刂亓铀俣萭為,保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮肯嗤?.71【解析】[1]為保證鋼球每次平拋運動的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋放，故高度相同；[2]描點連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運動的軌跡如圖所示[3]因為拋出點在坐標原點，為方便計算，在圖線上找到較遠的點，在圖線上找到坐標為19.6cm的點為研究位置，該點坐標為，根據(jù)平拋運動規(guī)律，解得3．（2023·福建·高考真題）某小組用圖（a）所示的實驗裝置探究斜面傾角是否對動摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有：絨布木板、滑塊、擋光片、米尺、游標卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實驗過程如下：（1）將絨布平鋪并固定在木板上，然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測量A、B間距離L；（2）用游標卡尺測量擋光片寬度d，示數(shù)如圖（b）所示。該擋光片寬度（3）調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角，讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過光電門A和B的擋光時間和，求得擋光片經(jīng)過光電門時滑塊的速度大小和。某次測得，則（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（4）推導(dǎo)滑塊與絨布間動摩擦因數(shù)的表達式，可得（用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得實驗數(shù)據(jù)計算出值；（5）改變進行多次實驗，獲得與對應(yīng)的，并在坐標紙上作出關(guān)系圖像，如圖（c）所示；（6）根據(jù)上述實驗，在誤差允許范圍內(nèi)，可以得到的結(jié)論為?！敬鸢浮?.251.00斜面傾角對動摩擦因數(shù)沒有影響【解析】（2）[1]該擋光片寬度d=5mm+5×0.05mm=5.25mm（3）[2]根據(jù)時間極短的平均速度近似等于瞬時速度，擋光片經(jīng)過光電門A的速度（4）[3]擋光片依次經(jīng)過光電門A和B，由動能定理可得解得（5）[4]根據(jù)圖像可知，動摩擦因數(shù)并不隨角度的變化而發(fā)生變化，所以可以得到的結(jié)論為斜面傾角對動摩擦因數(shù)沒有影響。4．（2024·北京海淀·三模）在高中階段，我們學(xué)習(xí)了多種測量物體加速度的方法。(1)通過打點計時器，可以測量小車的加速度。實驗裝置如圖所示。通過實驗得到了一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當作計時起點O（），然后每隔選取一個計數(shù)點，如圖中A、B、C、D、E、F所示。某同學(xué)測量了相鄰兩計數(shù)點間的距離：，，，，，，請計算該小車的加速度（保留小數(shù)點后兩位）(2)通過光電門，同樣可以測量物體的加速度。如圖，滑塊上安裝了寬度為的遮光條，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一光電門的時間，通過第二個光電門的時間，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間，試估算滑塊的加速度（保留兩位有效數(shù)字），該估算值與真實值相比（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）(3)頻閃照片也是一種測量加速度的方法。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。某時刻，將一小球從O點由靜止釋放，頻閃儀每隔閃光一次。以O(shè)點為原點，豎直向下為正方向建立坐標軸，并測量各時刻的位置坐標、、。下圖是小球自由下落時的部分頻閃照片示意圖，照片中的數(shù)字是小球下落的距離（單位：cm）。小崔同學(xué)為了減小偶然誤差，他建議做圖，把實驗數(shù)據(jù)代入（如，；，），得到一條過原點的直線，再通過該直線的斜率得到加速度。請問該方案是否可行？如果可行，請求出加速度的值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；如果不可行，請說明原因。【答案】(1)0.63(2)0.12偏大(3)不可行，理由：取由O到A點，下落時間為0.04s，重力加速度約為，由，可知第一段OA的時間間隔小于0.04s，因此不是一條直線?！窘馕觥浚?）相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔根據(jù)逐差法，該小車的加速度（2）[1]遮光條寬度遮光條通過第一光電門的速度通過第二光電門的速度滑塊的加速度[2]光電門測量滑塊瞬時速度的原理是遮光片通過光電門的速度可以用平均速度代替，真實速度為擋光片前邊緣到達光電門中心的瞬時速度，顯然測量的速度偏大，故測得的加速度偏大。（3）不可行，理由：取由O到A點，下落時間為0.04s，重力加速度約為，由，可知第一段OA的時間間隔小于0.04s，因此不是一條直線。5．（2024·山東濟寧·三模）在探究小球做勻速圓周運動所受向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系實驗中：(1)小明同學(xué)用如圖甲所示裝置進行實驗，轉(zhuǎn)動手柄，使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌道半徑之比為，在探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量相同的小球，分別放在C擋板處與（選填“A”或“B”）擋板處，同時選擇半徑（選填“相同”或“不同”）的兩個塔輪進行實驗。(2)小強同學(xué)用如圖乙所示的裝置進行實驗。一滑塊套在水平桿上，力傳感器套于豎直桿上并通過一細繩連接滑塊，用來測量細線拉力F的大小?；瑝K隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，滑塊上固定一遮光片，其寬度為d，光電門可記錄遮光片通過的時間。已知滑塊做圓周運動的半徑為r、水平桿光滑。根據(jù)以上表述，回答以下問題：①某次轉(zhuǎn)動過程中，遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為，則角速度（用題中所給物理量符號表示）；②以F為縱坐標，以為橫坐標，在坐標紙中描出數(shù)據(jù)點作出一條傾斜的直線，若圖像的斜率為k，則滑塊的質(zhì)量為。（用k、r、d表示）【答案】(1)B相同(2)【解析】（1）[1][2]在探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)保持小球的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動的角速度相等，即選擇半徑相同的兩個塔輪進行實驗，讓小球做圓周運動的半徑不同，即分別放在C擋板處與B擋板處。（2）[1]遮光片經(jīng)過光電門時，滑塊的速度為由公式可得，角速度為[2]由向心力公式有則有解得6．（2024·江西上饒·模擬預(yù)測）某實驗小組用如圖甲所示的裝置做“