高中物理高考復習14 力學實驗 訓練（含答案）

專題14力學實驗專題訓練

1.（2021?安徽蚌埠?一模）如圖，一帶有遮光條的滑塊A置于長木板一端，將木板傾斜一定角度后，滑塊

可沿木板加速下滑，光電門8和C記錄遮光條通過的時間分別為乙和4，已知遮光條的寬度為乩

（1）要測量滑塊下滑時的加速度大小，還需測出的遮光條一個物理量是（用文字及字母表

示）；滑塊的加速度大小。=（用已知量和測得量的字母表示）。

（2）減小木板的傾角，重新實驗，當傾曲為。時，測出。=4,則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)"

2.（2021?四川巴中?模擬預測）小明利用“研究加速度與外力關系''的實驗裝置來測量滑塊與木板間的動摩

擦因數(shù)4。如圖甲所示，滑塊放在長木板上并置于水平桌面，沙桶通過滑輪與細線拉滑塊，在細線上接有

?個微型力傳感器，通過力傳感器直接讀出細線的拉力F。保持滑塊質量不變，給沙桶添加少量細沙改變

力傳感器的示數(shù)尸，利用打點記時器打出的紙帶求出對應尸時的加速度小從而得到如圖乙所示的尸

圖像，通過圖像可以知道:

乙

（1）滑塊的質量為

（2）滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)〃=

（3）實驗中打出的一條紙帶如圖丙所示，打點記時器打點的周期是7,在紙帶上依次標上1、2、3、4、

5、6等計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出來，測出七、4、七、乙。則他利用以上數(shù)據(jù)

求打該紙帶時滑塊加速度的表達式為。=（用丁、4、x2、再、七表示）。

5

123456

丙

3.（2021?江蘇?南京市中華中學模擬預測）在某一驗證機械能守恒定律的實驗中，同學們設計了如圖甲所

示的實驗裝置：

（1）實驗時，一組同學進行了如下操作：

①用天平分別測出重物A、8的質量M和M?（A的質量含擋光片、B的質量含掛鉤，且用

螺旋測微器測出擋光片的寬度/測量結果如圖丙所示，則4=mm；

②將重物A、8用繩連接后，跨放在輕質定滑輪上，一個同學用手托住重物8,另一個同學測量出擋光片

中心到光電門中心的豎直距離伍之后釋放重物8使其由靜止開始下落；

③記錄擋光片經過光電門的時間X。

（2）如果系統(tǒng)（重物4、B）的機械能守恒，應滿足的關系式為（用.%、重力加速度g,

2,d和h表示）。

（3）實驗進行過程中，有同學對實驗作了改進，使重物4、3的質量滿足M=M2=2〃?，又在B的下面

掛上質量為〃?的鉤碼，如圖乙所示。擋光片中心到光電門中心的豎直距離仍為肌依然由靜止釋放8,擋

光片經過光電門的速度用V表示，若系統(tǒng)的機械能守恒，則通過此實驗可算出當?shù)氐闹亓铀俣惹?

（用給定的字母寫表達式）。

（4）為提高實驗結果的準確程度，以下建議中確實對提高準確程度有作用的是（）

A.繩的質量要輕且盡可能光滑B.盡量保證重物只沿豎直方向運動，不要晃動

C.鉤碼質量越小越好D.擋光片的寬度越大越好

4.（2021?陜西?榆林十二中模擬預測）（1）在“探究平拋運動在水平方向的運動規(guī)律”的實驗中，某同學采

用如圖所示的裝置來獲得平拋運動的軌跡。為得到一條軌跡，需多次釋放小球，每次釋放小球的位置

（填“相同”或“任意”）；釋放時小球初速度（填“為零”或“不為零”）。

（2）如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm,如果取

①閃光的時間間隔是s；

②小球經過B點時的速度大小是___________m/So（結果保留兩位有效數(shù)字）

5.（2021?北京延慶?一模）在用圖裝置測量重力加速度的實驗中，小白同學用測量范圍為0?1m的米尺測

量擺長，用停表測量擺動周期，再根據(jù)單擺周期公式計算重力加速度。

（1）組裝單擺時，應選用（選填選項前的字母）。

A.長度略大于1m的細線B.長度略小于1m的細線

C.半徑約為2cm的橡膠球D.半徑徑為1cm的小鋼球

（2）在測量過程中，下列操作合理的是

A.先測好擺長，再將單擺懸掛到鐵架臺上

B.釋放單擺時，擺角盡量大些，以便觀察

C.單擺擺動穩(wěn)定后，擺球經過平衡位置時開始計時

D.擺動過程中，若逐漸形成了圓錐擺，可以繼續(xù)測量，不影響單擺周期

（3）小白同學通過實驗測得：懸點。到小球球心的距離L；計時開始后，從小球第一次通過平衡位置到

第〃次通過平衡位置所用時間為Z,則重力加速度g二（用心小，及常數(shù)表示）。

（4）小紅同學通過改變擺長，測量多組數(shù)據(jù)，做出r1圖像，如圖她發(fā)現(xiàn)圖線起點位于原點上方，這可

能是由于她在測量擺長時，從懸點量到了小球的（選填“上沿”或“下沿”），這樣將使根據(jù)圖像

得出的g測量值___________（選填“偏大”、"偏小”或“不受影響

（5）本實驗測得的重力加速度：股略微偏小，這是由于以下系統(tǒng)誤差造成的

A.小球經過平衡位置時計時，很難看準，造成較大的周期測量誤差

B.小球球心位置較難確定，使擺長測量存在較大的系統(tǒng)誤差

C.由于存在空氣阻力，會減慢單擺的速度，使周期測量值比理論值偏大

D.單擺擺動過程中，擺線會稍稍伸長，造成擺長的測量值比實際值偏小

6.（2022?甘肅?蘭州一中二模）某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車A

的前端粘有橡皮泥，給小車A一定的初速度，使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相

碰并粘成一體，繼續(xù)做勻速直線運動。他設計的具體裝置如圖中所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點

計時器電源的頻率為50Hz,長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。

（1）若得到打點紙帶如圖乙所示，并已將測“得各”計數(shù)點間距離標在圖上。A為運動起始的第一點，則

應選段來計算小車A碰前的速度，應選段來計算小車A和小車B碰后的共同速度（以

上兩空選填“A8”、"8?！?、"CD”或

（2）測得小車A的質量沖=0.40kg,小車B的質量0.20kg,由以上測量結果可得：碰前始巾+

mBVB=kg-m/s；碰后叫以+〃3啥=kgm/So

7.（2021?陜西?西安工業(yè)大學附中模擬預測）某同學利用如圖所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因

數(shù)。首先將木板傾斜固定在水平面上，木板與水平面間的夾角為37。，木板底端固定一打點計時器，然后

將紙帶一端固定在木塊上，另一端穿過打點計時器?，F(xiàn)使木塊獲得一沿木板向上的瞬時初速度向上運

動，打點計時器打出的紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，打點計時器使用交流電的頻率為

50Hz,測得相鄰兩計數(shù)點之間的距離分別為玉=29.40cm、x2=21.30cmxx3=13.20cmx4=5.10cmo

已知sin37o=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取lOm/s?。

（1）通過計算紙帶數(shù)據(jù)可得木塊運動的加速度大小為m/s2,木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)

為o（計算結果均保留2位有效數(shù)字）

（2）如果當時所用交流的頻率為49Hz,而該同學仍按50Hz計算，由此會造成木塊與木板間動摩擦因數(shù)

的測量值與實際值相比（選填“偏大"偏小"或'不變”）

（3）該同學按照人教版《物理》必修一課后題中提到的方法，將圖中的4段紙帶翦開貼到坐標紙上，若

這些紙帶的左上頂點在一條傾斜直線上，說明此物體做運動，斜率大小可以反映加速度大

小。若此圖中直線斜率為k（其中2=半，%無單位），紙帶寬為d,則加速度。的表達式為o

8.（2021?青海西寧?三模）曉宇利用如圖所示實驗裝置測最重力加速度，甲、乙兩個小球用輕繩連接跨過

光滑的定滑輪，實驗操作如下:

光電門

①測量甲、乙兩小球的質量M、機；

②測量出小球的直徑d；

③將光電門固定在鐵架臺上，測量出鐵架臺的底端到光電門的距離人；

④將小球乙放在鐵架臺的底端，將裝置由靜止釋放，記錄小球乙通過光電門的時間4；

⑤改變光電門距離鐵架臺底端的高度〃，重復④，記錄多組實驗數(shù)據(jù)。

回答下列問題：

(1)小球乙通過光電門的速度大小為(用測量的量表示)，該測量速度(填”大

于”“等于”或“小于”)小球球心通過光電門的實際速度。

(2)曉宇在處理實驗數(shù)據(jù)時，建立了坐標系，為了更直觀，曉宇描繪的圖線為一條直線，則如果縱軸為

h,則橫軸應為;如果圖線的斜率為&,則重力加速度大小應為(用測量的量表

示)。

9.(2021?天津市南開區(qū)南大奧宇培訓學校模擬預測)圖甲是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖，通過描

點畫出平拋小球的運動軌跡，

(1)以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有O

a.安裝斜槽軌道，必須保證斜槽軌道光滑

b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇

c.每次小球應從同一高度由靜止釋放

d.為描出小球的運動軌跡，必須所有的點用折線連接

(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,圖乙中y-f圖像能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是。

乙

(3)圖內是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取兩點4、B,測

得A、8兩點縱坐標#=5.0cm,>,2=45.0cm,A、8兩點水平間距Ax=40.0cm。則平拋小球的初速度如為

m/so（重力加速度g取1Om/s2）

丙

10.（2021?四川省儀隴宏德中學模擬預測）有一實驗裝置如圖所示，水平臺面上固定一個斜面，斜面底端

有一小圓弧與水平臺面平滑連接，且小圓弧末端與臺面右端平齊，一個固定的水平木板緊靠平臺右側豎

直面，用圖釘將白紙和復寫紙固定在木板上，水平臺面距木板的高度為“。將一個質量為加的小球從斜

面上高〃處由靜止滑下，小球落在復寫紙上后在白紙上印一個痕跡，落點距平臺右側豎直面的水平距離

為，逐漸增大小球開始釋放時的初始高度，得到一系列不同的落點。本實驗以小球在斜面上的運動為研

究過程，重力加速度為g。

（1）如果用此裝置探究合外力做功與動能增加量是否成正比，斜面______（填“需要”或“不需要''）光

滑；

（2）如果用此裝置驗證機械能守恒定律，斜面必須保證足夠光滑，如果各物理量之間滿足關系式

,即可認為機械能守恒定律成立；

（3）測量長度、高度時的起止點都應該以球心為準，仔細觀察發(fā)現(xiàn)，在測量小球平拋下降高度時實際測

量的卻是水平臺面距離木板的高度，此處操作對驗證機械能守恒定律（填“有''或"沒有”）影響。

11.（2021?黑龍江?哈爾濱三中模擬預測）某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置來驗證動量守恒定律。

（1）為保證兩小球為對心碰撞，某同學先用游標卡尺測量兩小球的直徑是否相等，經測量發(fā)現(xiàn)兩小球直

徑相同，游標卡尺的示數(shù)如圖乙所示，可知小球的直徑為mm；

人射小球

被碰小球

OO'MPN

甲乙

（2）圖甲中。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某一位置由

靜止釋放，找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程而。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分末

端，再將入射小球從斜軌上同一位置由靜止釋放，與被碰小球相碰，并多次重復。接下來必要完成的步

驟是（填選項前的符號）

A.用天平測量入射小球的質量〃〃和被瓏小球的質量m2

B.測量入射小球開始釋放高度h

C.拋出點距地面的高度H

D.測量平拋射程兩、ON

（3）若兩球碰撞過程中動量守恒，其表達式可表示為（用（2）問中測量的量表示）。

12.（2022?河北?模擬預測）用如圖甲所示的實驗裝置測定滑塊的加速度大小，將氣墊導軌調整水平并安

裝光電門A,滑塊上固定一遮光條，滑塊用跨過氣墊導軌左端定滑輪的輕質細線與鉤碼相連，調整定滑

輪高度使細線水平，滑塊每次都從同一位置B由靜止釋放，光電門A的位置可以改變，光電門A與位置

B間的距離L可以由固定在氣墊導軌上的標尺直接讀出。

（1）實驗前用20分度游標卡尺測得滑塊上的遮光條寬度d如圖乙所示，則d=cm。

（2）本實驗中（填“需要”或“不需要”）保證所掛鉤碼的質量相遠小于滑塊（包括遮光條）的

質量

（3）滑塊上的遮光條通過光電門A的時間f可直接讀出，通過光電門A的速度由公式y(tǒng)計算獲得。

/

保持鉤碼質量不變，通過改變光電門A的位置獲得多組數(shù)據(jù)，作出v21圖像如圖丙所示，則滑塊的加速

度大小為m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）。

13.（2022?全國?一模）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，小王用如圖1所示的裝置，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2所示。。點是打下的第一個點，A、B、C和D為另外4

個連續(xù)打下的點。

牖打占器-紙帶

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圖2

①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的理由是.

②已知交流電頻率為50Hz,重物質量為200g,當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點到。點，重物的

重力勢能變化量的絕對值|A耳卜__________J、。點的動能4c=___________J（計算結果均保留3位有

效數(shù)字）。比較七比與|"p|的大小，出現(xiàn)這一結果的原因可能是

A.工作電壓偏高B.存在空氣阻力和摩擦力C.接通電源前釋放了紙帶

14.（2021.天津市寧河區(qū)蘆臺第一中學一模）某研究性學習小組在進行“用單擺測定重力加速度”的實驗中

（實驗裝置如圖所示），已知單擺在擺動過程中的最大偏角小5。

（1）安裝好實驗裝置后，先用游標卡尺測量擺球直徑/測量的示數(shù)如圖所示，則擺球直徑d=

cm,再測量擺線長/,則單擺擺長L=（用d、/表示）；

（2）擺球擺動穩(wěn)定后，當它到達最低點時啟動秒表開始計時，并記錄此后擺球再次經過最低點的次數(shù)

，?（〃=1、23……-）,當〃=60時剛好停表.停止計時的秒表讀數(shù)為67.5s,該單擺的周期為,=s（周期

要求保留三位有效數(shù)字）;

（3）計算重力加速度測量值的表達式為g=（用八L表示），如果測量值小于真實值，可能原因

是__________

A.將擺球經過最低點的次數(shù)〃計少了

B.計時開始時，秒表啟動稍晚

C.將擺線長當成了擺長

D.將擺線長和球的直徑之和當成了擺長

（4）正確測量不同擺長L及相應的單擺周期T,并在坐標紙上畫出尸與L的關系圖線，如圖所示

由圖線算出重力加速度的大小月=m/s2（保留3位有效數(shù)字，計算時/取9.86）。

15.（2021?湖北?模擬預測）用如圖甲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

關系，

中

重

垂

線

C

B

OA

圖甲

O

的是

中正確

列說法

驗，下

本實

關于

(1)

滑

必須光

斜部分

軌道傾

放B.

止釋

由靜

位置

同一

須從

球必

射小

，入

實驗中

同一組

A.

平

必須水

道末端

C.軌

止

S由靜

位置

上的

斜軌

次從

球多

射小

讓入

時先

實驗

影，

直投

的豎

面上

在地

出點

球拋

點是小

中。

圖甲

(2)

置于

小球靜

把被碰

后，

)，然

個點

的某

點中

、C三

(A、8

位置

點的

均落

其平

找到

寫紙

和復

白紙

，通過

釋放

復該操

多次重

，并

相碰

小球

被碰

，與

止釋放

由靜

置S

的位

軌上

從斜

小球

入射

仍將