高中物理高考復(fù)習(xí)14 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 訓(xùn)練（含答案）

專題14力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題訓(xùn)練

1.（2021?安徽蚌埠?一模）如圖，一帶有遮光條的滑塊A置于長(zhǎng)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(guò)的時(shí)間分別為乙和4，已知遮光條的寬度為乩

（1）要測(cè)量滑塊下滑時(shí)的加速度大小，還需測(cè)出的遮光條一個(gè)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(cè)得量的字母表示）。

（2）減小木板的傾角，重新實(shí)驗(yàn)，當(dāng)傾曲為。時(shí)，測(cè)出。=4,則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)"

2.（2021?四川巴中?模擬預(yù)測(cè)）小明利用“研究加速度與外力關(guān)系''的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩

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

?個(gè)微型力傳感器，通過(guò)力傳感器直接讀出細(xì)線的拉力F。保持滑塊質(zhì)量不變，給沙桶添加少量細(xì)沙改變

力傳感器的示數(shù)尸，利用打點(diǎn)記時(shí)器打出的紙帶求出對(duì)應(yīng)尸時(shí)的加速度小從而得到如圖乙所示的尸

圖像，通過(guò)圖像可以知道:

乙

（1）滑塊的質(zhì)量為

（2）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=

（3）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖丙所示，打點(diǎn)記時(shí)器打點(diǎn)的周期是7,在紙帶上依次標(biāo)上1、2、3、4、

5、6等計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái)，測(cè)出七、4、七、乙。則他利用以上數(shù)據(jù)

求打該紙帶時(shí)滑塊加速度的表達(dá)式為。=（用丁、4、x2、再、七表示）。

5

123456

丙

3.（2021?江蘇?南京市中華中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）在某一驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所

示的實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一組同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

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

螺旋測(cè)微器測(cè)出擋光片的寬度/測(cè)量結(jié)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(zhì)定滑輪上，一個(gè)同學(xué)用手托住重物8,另一個(gè)同學(xué)測(cè)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(kāi)始下落；

③記錄擋光片經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間X。

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

2,d和h表示）。

（3）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，有同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn)，使重物4、3的質(zhì)量滿足M=M2=2〃?，又在B的下面

掛上質(zhì)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(jīng)過(guò)光電門的速度用V表示，若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則通過(guò)此實(shí)驗(yàn)可算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣惹?

（用給定的字母寫表達(dá)式）。

（4）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，以下建議中確實(shí)對(duì)提高準(zhǔn)確程度有作用的是（）

A.繩的質(zhì)量要輕且盡可能光滑B.盡量保證重物只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要晃動(dòng)

C.鉤碼質(zhì)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(yù)測(cè)）（1）在“探究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采

用如圖所示的裝置來(lái)獲得平拋運(yùn)動(dòng)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(shí)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(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm,如果取

①閃光的時(shí)間間隔是s；

②小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小是___________m/So（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

5.（2021?北京延慶?一模）在用圖裝置測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，小白同學(xué)用測(cè)量范圍為0?1m的米尺測(cè)

量擺長(zhǎng)，用停表測(cè)量擺動(dòng)周期，再根據(jù)單擺周期公式計(jì)算重力加速度。

（1）組裝單擺時(shí)，應(yīng)選用（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.長(zhǎng)度略大于1m的細(xì)線B.長(zhǎng)度略小于1m的細(xì)線

C.半徑約為2cm的橡膠球D.半徑徑為1cm的小鋼球

（2）在測(cè)量過(guò)程中，下列操作合理的是

A.先測(cè)好擺長(zhǎng)，再將單擺懸掛到鐵架臺(tái)上

B.釋放單擺時(shí)，擺角盡量大些，以便觀察

C.單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)

D.擺動(dòng)過(guò)程中，若逐漸形成了圓錐擺，可以繼續(xù)測(cè)量，不影響單擺周期

（3）小白同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得：懸點(diǎn)。到小球球心的距離L；計(jì)時(shí)開(kāi)始后，從小球第一次通過(guò)平衡位置到

第〃次通過(guò)平衡位置所用時(shí)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(xué)通過(guò)改變擺長(zhǎng)，測(cè)量多組數(shù)據(jù)，做出r1圖像，如圖她發(fā)現(xiàn)圖線起點(diǎn)位于原點(diǎn)上方，這可

能是由于她在測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，從懸點(diǎn)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(cè)量值___________（選填“偏大”、"偏小”或“不受影響

（5）本實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)，很難看準(zhǔn)，造成較大的周期測(cè)量誤差

B.小球球心位置較難確定，使擺長(zhǎng)測(cè)量存在較大的系統(tǒng)誤差

C.由于存在空氣阻力，會(huì)減慢單擺的速度，使周期測(cè)量值比理論值偏大

D.單擺擺動(dòng)過(guò)程中，擺線會(huì)稍稍伸長(zhǎng)，造成擺長(zhǎng)的測(cè)量值比實(shí)際值偏小

6.（2022?甘肅?蘭州一中二模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過(guò)程中不變量的實(shí)驗(yàn)：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(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)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(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖中所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)

計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz,長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。

（1）若得到打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并已將測(cè)“得各”計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在圖上。A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則

應(yīng)選段來(lái)計(jì)算小車A碰前的速度，應(yīng)選段來(lái)計(jì)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(cè)得小車A的質(zhì)量沖=0.40kg,小車B的質(zhì)量0.20kg,由以上測(cè)量結(jié)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(xué)附中模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)利用如圖所示的裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后

將紙帶一端固定在木塊上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器?，F(xiàn)使木塊獲得一沿木板向上的瞬時(shí)初速度向上運(yùn)

動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率為

50Hz,測(cè)得相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)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(guò)計(jì)算紙帶數(shù)據(jù)可得木塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2,木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

為o（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（2）如果當(dāng)時(shí)所用交流的頻率為49Hz,而該同學(xué)仍按50Hz計(jì)算，由此會(huì)造成木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)

的測(cè)量值與實(shí)際值相比（選填“偏大"偏小"或'不變”）

（3）該同學(xué)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(kāi)貼到坐標(biāo)紙上，若

這些紙帶的左上頂點(diǎn)在一條傾斜直線上，說(shuō)明此物體做運(yùn)動(dòng)，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(wú)單位），紙帶寬為d,則加速度。的表達(dá)式為o

8.（2021?青海西寧?三模）曉宇利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)最重力加速度，甲、乙兩個(gè)小球用輕繩連接跨過(guò)

光滑的定滑輪，實(shí)驗(yàn)操作如下:

光電門

①測(cè)量甲、乙兩小球的質(zhì)量M、機(jī)；

②測(cè)量出小球的直徑d；

③將光電門固定在鐵架臺(tái)上，測(cè)量出鐵架臺(tái)的底端到光電門的距離人；

④將小球乙放在鐵架臺(tái)的底端，將裝置由靜止釋放，記錄小球乙通過(guò)光電門的時(shí)間4；

⑤改變光電門距離鐵架臺(tái)底端的高度〃，重復(fù)④，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

回答下列問(wèn)題：

(1)小球乙通過(guò)光電門的速度大小為(用測(cè)量的量表示)，該測(cè)量速度(填”大

于”“等于”或“小于”)小球球心通過(guò)光電門的實(shí)際速度。

(2)曉宇在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，建立了坐標(biāo)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(yīng)為;如果圖線的斜率為&,則重力加速度大小應(yīng)為(用測(cè)量的量表

示)。

9.(2021?天津市南開(kāi)區(qū)南大奧宇培訓(xùn)學(xué)校模擬預(yù)測(cè))圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)描

點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，

(1)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)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(yīng)從同一高度由靜止釋放

d.為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須所有的點(diǎn)用折線連接

(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐

標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,圖乙中y-f圖像能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是。

乙

(3)圖內(nèi)是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取兩點(diǎn)4、B,測(cè)

得A、8兩點(diǎn)縱坐標(biāo)#=5.0cm,>,2=45.0cm,A、8兩點(diǎn)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(xué)模擬預(yù)測(cè)）有一實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，水平臺(tái)面上固定一個(gè)斜面，斜面底端

有一小圓弧與水平臺(tái)面平滑連接，且小圓弧末端與臺(tái)面右端平齊，一個(gè)固定的水平木板緊靠平臺(tái)右側(cè)豎

直面，用圖釘將白紙和復(fù)寫紙固定在木板上，水平臺(tái)面距木板的高度為“。將一個(gè)質(zhì)量為加的小球從斜

面上高〃處由靜止滑下，小球落在復(fù)寫紙上后在白紙上印一個(gè)痕跡，落點(diǎn)距平臺(tái)右側(cè)豎直面的水平距離

為，逐漸增大小球開(kāi)始釋放時(shí)的初始高度，得到一系列不同的落點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)以小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)為研

究過(guò)程，重力加速度為g。

（1）如果用此裝置探究合外力做功與動(dòng)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(yàn)證機(jī)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(guān)系式

,即可認(rèn)為機(jī)械能守恒定律成立；

（3）測(cè)量長(zhǎng)度、高度時(shí)的起止點(diǎn)都應(yīng)該以球心為準(zhǔn)，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，在測(cè)量小球平拋下降高度時(shí)實(shí)際測(cè)

量的卻是水平臺(tái)面距離木板的高度，此處操作對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（填“有''或"沒(méi)有”）影響。

11.（2021?黑龍江?哈爾濱三中模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

（1）為保證兩小球?yàn)閷?duì)心碰撞，某同學(xué)先用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)尚∏虻闹睆绞欠裣嗟龋?jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)兩小球直

徑相同，游標(biāo)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(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)的位置P,測(cè)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(fù)。接下來(lái)必要完成的步

驟是（填選項(xiàng)前的符號(hào)）

A.用天平測(cè)量入射小球的質(zhì)量〃〃和被瓏小球的質(zhì)量m2

B.測(cè)量入射小球開(kāi)始釋放高度h

C.拋出點(diǎn)距地面的高度H

D.測(cè)量平拋射程兩、ON

（3）若兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為（用（2）問(wèn)中測(cè)量的量表示）。

12.（2022?河北?模擬預(yù)測(cè)）用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定滑塊的加速度大小，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平并安

裝光電門A,滑塊上固定一遮光條，滑塊用跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線與鉤碼相連，調(diào)整定滑

輪高度使細(xì)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(dǎo)軌上的標(biāo)尺直接讀出。

（1）實(shí)驗(yàn)前用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)得滑塊上的遮光條寬度d如圖乙所示，則d=cm。

（2）本實(shí)驗(yàn)中（填“需要”或“不需要”）保證所掛鉤碼的質(zhì)量相遠(yuǎn)小于滑塊（包括遮光條）的

質(zhì)量

（3）滑塊上的遮光條通過(guò)光電門A的時(shí)間f可直接讀出，通過(guò)光電門A的速度由公式y(tǒng)計(jì)算獲得。

/

保持鉤碼質(zhì)量不變，通過(guò)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(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

13.（2022?全國(guó)?一模）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開(kāi)始下

落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示。。點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C和D為另外4

個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。

牖打占器-紙帶

?//WP

4||||『||皿||||||||||『|?|啊的|||||||||牛||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||141||||||||||||||||||||||||||||川||||||||||||||||||||||中|||||||||

01cm2319202122232425262728293031323334

圖2

①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對(duì)體積和形狀相同的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇密度大的理由是.

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

重力勢(shì)能變化量的絕對(duì)值|A耳卜__________J、。點(diǎn)的動(dòng)能4c=___________J（計(jì)算結(jié)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(jié)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(tái)第一中學(xué)一模）某研究性學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中

（實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示），已知單擺在擺動(dòng)過(guò)程中的最大偏角小5。

（1）安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，先用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑/測(cè)量的示數(shù)如圖所示，則擺球直徑d=

cm,再測(cè)量擺線長(zhǎng)/,則單擺擺長(zhǎng)L=（用d、/表示）；

（2）擺球擺動(dòng)穩(wěn)定后，當(dāng)它到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并記錄此后擺球再次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的次數(shù)

，?（〃=1、23……-）,當(dāng)〃=60時(shí)剛好停表.停止計(jì)時(shí)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(jì)算重力加速度測(cè)量值的表達(dá)式為g=（用八L表示），如果測(cè)量值小于真實(shí)值，可能原因

是__________

A.將擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的次數(shù)〃計(jì)少了

B.計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，秒表啟動(dòng)稍晚

C.將擺線長(zhǎng)當(dāng)成了擺長(zhǎng)

D.將擺線長(zhǎng)和球的直徑之和當(dāng)成了擺長(zhǎng)

（4）正確測(cè)量不同擺長(zhǎng)L及相應(yīng)的單擺周期T,并在坐標(biāo)紙上畫出尸與L的關(guān)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(jì)算時(shí)/取9.86）。

15.（2021?湖北?模擬預(yù)測(cè)）用如圖甲所示裝置研究?jī)蓚€(gè)半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量

關(guān)系，

中

重

垂

線

C

B

OA

圖甲

O

的是

中正確

列說(shuō)法

驗(yàn)，下

本實(shí)

關(guān)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(shí)驗(yàn)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(shí)先

實(shí)驗(yàn)

影，

直投

的豎

面上

在地

出點(diǎn)

球拋

點(diǎn)是小

中。

圖甲

(2)

置于

小球靜

把被碰

后，

)，然

個(gè)點(diǎn)

的某

點(diǎn)中

、C三

(A、8

位置

點(diǎn)的

均落

其平

找到

寫紙

和復(fù)

白紙

，通過(guò)

釋放

復(fù)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