2025年高考物理壓軸題專題14力學(xué)試驗(原卷版+解析)

/專題14力學(xué)試驗命題預(yù)測高考力學(xué)試驗將更加注重對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新思維的考查。學(xué)生需要能夠運用所學(xué)知識解決實際問題，具備分析問題、解決問題的能力和良好的遷移應(yīng)用能力。此外，學(xué)生還需具備實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理的能力，能夠根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵笾贫ê侠淼膶嶒灧桨?，并對實驗結(jié)果進行準(zhǔn)確的分析和解釋。2025年高考力學(xué)試驗將重點考查學(xué)生對力學(xué)基本概念、原理和方法的理解與應(yīng)用。這包括但不限于牛頓運動定律、動量定理、機械能守恒定律等核心知識點。同時，學(xué)生還需掌握基本的實驗技能，如測量、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等。學(xué)生需要扎實掌握力學(xué)基礎(chǔ)知識，具備實踐能力和創(chuàng)新思維，能夠靈活運用所學(xué)知識解決實際問題。高頻考法1.力與運動的關(guān)系：如牛頓第二定律的應(yīng)用，通過實驗測量加速度、力等物理量，驗證力與運動的關(guān)系。2.動量守恒定律：通過碰撞實驗等，驗證動量守恒定律，理解動量守恒的實質(zhì)和應(yīng)用。3.機械能守恒定律：利用斜面、滑輪等實驗裝置，驗證機械能守恒定律，掌握機械能守恒的條件和計算方法。4.實驗誤差分析：學(xué)生需要掌握基本的誤差分析方法，如系統(tǒng)誤差、隨機誤差的識別和處理，以及實驗數(shù)據(jù)的合理取舍和修正?？枷蛞唬候炞C類實驗驗證機械能守恒定律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理驗證機械能守恒定律1.豎直安裝打點計時器，以減小摩擦阻力2.選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料3.選取第1、2兩點間距離接近2mm的紙帶，用mgh＝eq\f(1,2)mv2進行驗證1.應(yīng)用vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)計算某時刻的瞬時速度2.判斷mghAB與eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2是否在誤差允許的范圍內(nèi)相等3.作出eq\f(1,2)v2－h(huán)圖像，求g的大小驗證動量守恒定律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理驗證動量守恒定律1.開始前調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平2.用天平測出兩滑塊的質(zhì)量3.用光電門測量碰前和碰后的速度1.滑塊速度的測量：v＝eq\f(Δx,Δt)2.驗證的表達式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′考向二：測量類實驗用單擺測重力及速度用單擺測量重力加速度的大小1.保證懸點固定2.單擺必須在同一平面內(nèi)振動，且擺角小于5°3.擺長l＝懸線長l′＋小球的半徑r4.用T＝eq\f(t,n)計算單擺的周期1.利用公式g＝eq\f(4π2l,T2)求重力加速度2.可作出l－T2的圖像，利用斜率求重力加速度考向三：探究類實驗1.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律1.正確使用彈簧測力計2.同一次實驗中，橡皮條結(jié)點的位置一定要相同3.細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，互成角度地拉橡皮條時，夾角大小應(yīng)適當(dāng)1.按力的圖示作平行四邊形2.求合力大小2.探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系1.補償阻力，墊高長木板一端使小車能勻速下滑2.在補償阻力時，不要把懸掛槽碼的細繩系在小車上，實驗過程中不用重復(fù)補償阻力3.實驗必須保證的條件：小車質(zhì)量m?槽碼質(zhì)量m′4.釋放前小車要靠近打點計時器，應(yīng)先接通電源，后釋放小車1.利用逐差法或v－t圖像法求a2.作出a－F圖像和a－eq\f(1,m)圖像，確定a與F、m的關(guān)系3.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.應(yīng)在彈簧自然下垂時，測量彈簧原長l02.水平放置時測原長，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖線不過原點的原因是彈簧自身有重力1.作出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線，斜率表示彈簧的勁度系數(shù)2.超過彈簧的彈性限度，圖線會發(fā)生彎曲4.探究平拋運動的規(guī)律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究平拋運動的特點1.保證斜槽末端水平2.每次讓小球從傾斜軌道的同一位置由靜止釋放3.坐標(biāo)原點應(yīng)是小球出槽口時球心在紙板上的投影點1.用代入法或圖像法判斷運動軌跡是不是拋物線2.由公式x＝v0t和y＝eq\f(1,2)gt2，求初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y))01驗證類實驗1．某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證輕彈簧和物塊（帶有遮光條）組成的系統(tǒng)機械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào)。物塊釋放前，細線與彈簧和物塊的拴接點在同一水平線上，且彈簧處于原長?；嗁|(zhì)量和一切摩擦均不計，細線始終伸直。物塊連同遮光條的總質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為，彈性勢能（為彈簧形變量），重力加速度為，遮光條的寬度為，物塊釋放點與光電門之間的距離為（遠遠小于?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，記錄物塊通過光電門的時間(1)改變光電門的位置，重復(fù)實驗，每次物塊均從點靜止釋放，記錄多組和對應(yīng)的時間，作出圖像如圖2所示，若要驗證輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，則在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗證正確的關(guān)系式是______。A．B．(2)在（1）中的條件下，和時，物塊通過光電門時彈簧具有的彈性勢能分別為和，則（用表示）。(3)在（1）中的條件下，取某個值時，可以使物塊通過光電門時的速度最大，速度最大值為（表示）。2．如下圖所示，用“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律，O是小球拋出時球心在地面上的垂直投影點。(1)實驗中A、B兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足（選填“＞”“＜”或“＝”）。(2)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_________。A．實驗需要秒表計時B．斜槽軌道末端的切線必須水平C．斜槽軌道盡量光滑以減小誤差D．入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下(3)在某次實驗中，先讓入射小球A多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其落地點的平均位置P，測量平拋水平射程OP；然后把被碰小球B靜置于水平軌道的末端，再將入射小球從斜軌上S位置由靜止釋放，與被碰小球相撞，多次重復(fù)實驗，找到兩小球落地點的平均位置M、N，測出三個落地點的平均位置與O點的距離分別為OM、OP、ON。在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，即驗證了碰撞前后兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒；如果再滿足關(guān)系式，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。（均用給出的物理量符號表示）(4)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_________。（填正確選項前的標(biāo)號）A． B．C．3．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、光電門、輕質(zhì)彈簧和滑塊等器材設(shè)計了測量物體質(zhì)量和驗證動量守恒的實驗，組裝擺放好的裝置如圖甲所示。主要步驟如下：a.測得A、B滑塊上固定的擋光片的寬度均為d，并根據(jù)擋光片調(diào)節(jié)光電門到合適的高度；b.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A上；c.接通氣源，放上滑塊，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使滑塊能在導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài)；d.彈簧處于原長時右端位于O點，將滑塊A向左水平推動，使彈簧右端壓至P點，穩(wěn)定后由靜止釋放滑塊A，并開始計時；e.計算機采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊A所受彈力大小F、加速度大小a隨時間t變化的圖像，如圖乙所示；f.滑塊A與彈簧分開后，經(jīng)過光電門1，記錄遮光時間，然后滑塊A、B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，B、A分開后依次通過光電門2的時間分別為和；g.用滑塊B重復(fù)實驗步驟（d）（e），并得到滑塊B的F-t和a-t圖像（未給出），分別提取滑塊A、B某些時刻F與a對應(yīng)的數(shù)據(jù)，畫出a-F圖像如圖丙所示?；卮鹨韵聠栴}(1)結(jié)合圖乙、圖丙數(shù)據(jù)，滑塊A與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mA=kg，滑塊B與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mB=kg；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)）(2)利用測量數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是（用字母mA、mB、、、表示）；(3)圖乙數(shù)據(jù)包含大量隱含信息，假設(shè)F-t和a-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積分別為S1、S2，則滑塊A與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mA可表示為；將彈簧右端壓縮至P點時，彈簧具有的彈性勢能可表示為（結(jié)果均用S1、S2表示）02測量類實驗4．利用如圖甲的實驗裝置“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”。(1)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m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。(2)實驗得到的理想a?F圖像應(yīng)是一條過原點的直線，但由于實驗誤差影響，常出現(xiàn)如圖丙所示的①、②、③三種情況。下列說法正確的是（）A．圖線①的產(chǎn)生原因是小車的質(zhì)量太大B．圖線②的產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過大C．圖線③的產(chǎn)生原因是小車的質(zhì)量太小(3)實驗小組的同學(xué)覺得用圖甲裝置測量加速度較大時系統(tǒng)誤差較大，所以大膽創(chuàng)新，選用圖丁所示器材進行實驗，測量小車質(zhì)量M，所用交流電頻率為50Hz，共5個槽碼，每個槽碼的質(zhì)量均為m=10g。實驗步驟如下：i．安裝好實驗器材，跨過定滑輪的細線一端連接在小車上，另一端懸掛著5個槽碼。調(diào)整軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列等間距的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑：ii．保持軌道傾角不變，取下1個槽碼（即細線下端懸掛4個槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙帶上打的點跡測出加速度a；iii．逐個減少細線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復(fù)步驟ii；iv．以取下槽碼的總個數(shù)n（1≤n≤5）的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出關(guān)系圖線。已知重力加速度大小g=9.78m/s2，計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，請完成下列填空：①寫出隨變化的關(guān)系式（m，g，M，a，n表示）；②測得關(guān)系圖線的斜率為2.5s2/m，則小車質(zhì)量M=kg（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。5．同學(xué)利用如圖（a）所示的裝置測量與長金屬板之間的動摩擦因數(shù)和當(dāng)?shù)亓铀俣取⒔饘侔骞潭ㄓ谒綄嶒炁_上，一輕跨過輕滑輪，左端與放在金屬板上的滑塊（滑塊上固定有寬度為d=2.000cm的遮光條）相連，另一端可懸掛鉤本實驗中可用的鉤碼共有N=6個，每個質(zhì)量均為m0=0.010kg。實驗步驟如下：a：在金屬板上適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ü怆婇TA和B，兩光電門通過數(shù)據(jù)采集器與計算機相連。b：用電子秤稱出滑塊和光條的總質(zhì)量為M=0.150kg。c：將n（依次取n=1，2，3，4，5，6）個鉤碼掛在輕滑輪右端，其余N-n個鉤碼固定在滑塊上。用手按住滑塊，并使輕繩與金屬板平行。接通光電門，釋放滑塊。計算機自動記錄：i、遮光條通過光電門A的時間△t1；ii、遮光條通過光電門B的時間△t2；ⅲ、遮光條的后端從離開光電門A到離開光電門B的時間△t12；d：經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，可得到與n對應(yīng)的加速度a并記錄?；卮鹣铝袉栴}：（1）在n=3時，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。①忽略遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的表達式為a1=，其測量值為m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字。通過計算機處理得到，）②考慮遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的測量值a2a1（填“大于”“等于”或“小于”）（2）利用記錄的數(shù)據(jù)擬合得到a-n圖像，如圖（b）所示，該直線在橫軸上的截距為p，用已知的物理量數(shù)值和測得的物理量p，表示μ與p之間的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系：μ=。6.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D=cm。(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(dāng)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(biāo)繪制圖像進行研究，請根據(jù)下表數(shù)據(jù)選擇合適的坐標(biāo)在方格紙上做出lnT?lnD圖像。顏色紅橙黃綠青藍紫lnD2.93922.78812.59532.48492.197……1.792lnT?0.45?0.53?0.56?0.65?0.78?0.92?1.02根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出lnT?lnD圖像判定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：。03探究類實驗7．某實驗小組用橡皮筋探究影響其伸長量的有關(guān)因素，探究方案如下：（?。┤?根材料、粗細相同的橡皮筋，其中3根等長，另一根的長度只有前三根長度的一半，將它們按圖示方式懸掛（其中第1組是兩根并用）；（ⅱ）在每組下端扎線的地方各拴一個紅色塑料簽，并在支架襯貼的白紙上標(biāo)出簽的原始位置O（即橡皮筋的原長）；（ⅲ）先分別懸掛100克鉤碼，然后在橡皮筋“2”下加掛100克鉤碼，記下各次標(biāo)簽的位置，測量結(jié)果如下表：實驗編號1234原長10.0010.005.0010.00外力F（克力）100100100200橡皮筋橫截面積S2111伸長量2.515.012.50010.02回答下列問題：（1）以上探究過程使用了的實驗方法；（2）伸長量在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯誤的是（填具體數(shù)據(jù)）；（3）根據(jù)上述探究過程，橡皮筋的伸長量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為；（4）將一原長為L的橡皮筋，兩端施加大小為F的拉力時，橡皮筋伸長了；把它從中央剪斷，取其中的一段，給兩端施加的拉力，此時這段橡皮筋的長度為（不超過彈性限度）。8．(1)有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列問題：①改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖?)A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5②在作圖時，你認(rèn)為圖7中(選填“甲”或“乙”)是正確的.(2)在“探究求合力的方法”的實驗中，橡皮條的一端固定在P點，另一端跟兩根細線套相連，用A、B兩個彈簧秤通過兩根細線套拉橡皮條的結(jié)點到達位置O點，如圖所示．A，B兩個彈簧秤拉細線套的方向跟PO延長線成α和β角，且α+β=90°，當(dāng)α角由圖示位置減小時，欲使結(jié)點O的位置和彈簧秤A的示數(shù)不變，則可行的辦法是()A．使彈簧秤B的示數(shù)變大，同時使β角變小B．使彈簧秤B的示數(shù)變大，同時使β角變大C．使彈簧秤B的示數(shù)變小，同時使β角變小D．使彈簧秤B的示數(shù)變小，同時使β角變大9．為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。其中遮光條的寬度為d，光電門1、2之間的距離為L，力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。(1)在本實驗中，一定要進行的操作是______（填正確答案標(biāo)號）。A．實驗前，要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使其水平B．用秒表測量并記錄滑塊從光電門2到光電門1所用的時間C．保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M(2)在實驗中得到遮光條經(jīng)過光電門1、2的擋光時間分別為t1、t2，則滑塊經(jīng)過光電門1、2時的速度大小分別為v1=，v2=，滑塊的加速度大小a=。（均用題目給出的物理量的字母表示）(3)以F為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，畫出的圖像是一條直線，如圖乙所示。若求得圖線的斜率為k，則滑塊和遮光條的總質(zhì)量M=（用題目給出的物理量的字母表示）。1．為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的總質(zhì)量，m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。(1)實驗時，下列操作描述正確的是___________。A．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力B．因繩的拉力可由力傳感器讀出，所以細繩不需要保持和木板平行C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M(2)甲同學(xué)在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫軸，加速度a為縱軸，畫出的a-F圖線是一條直線，如圖所示，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M＝____。A． B．C． D．(4)乙同學(xué)還做了如下實驗：如圖丙所示，平衡好摩擦力后，不改變小車質(zhì)量和槽碼個數(shù)，撤去打點計時器及小車后面的紙帶，用具有加速度測量軟件的智能手機固定在小車上來測量加速度，測量的結(jié)果比在丙圖中不放手機，用打點計時器測得的要小。這是因為___________。A．在小車上放置了智能手機后，沒有重新平衡摩擦力B．在小車上放置了智能手機后，細線的拉力變小了C．在小車上放置了智能手機后，整體的質(zhì)量變大了(5)若乙同學(xué)沒有嚴(yán)格控制好小車質(zhì)量M與沙和沙桶質(zhì)量m的大小關(guān)系，其它操作規(guī)范合理，結(jié)果在某次實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車加速度的實驗值（利用紙帶求的值）只有理論值（）的，若不考慮其它因素的影響，可估算。2．物理實驗小組搭建如圖所示氣墊導(dǎo)軌和光電門的裝置，準(zhǔn)備驗證“系統(tǒng)機械能守恒”，設(shè)計的實驗步驟如下：a．測量遮光片寬度d，滑塊到光電門距離為x，選用標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量均為的砝碼N個，已知重力加速度為g；b．先將砝碼全部放置在滑塊上，然后夾走一塊砝碼放置于砝碼盤，從靜止釋放滑塊，記錄下通過光電門的時間，由此得出通過光電門的速度v；c．依次改變砝碼盤中砝碼個數(shù)n，每次將砝碼從滑塊上取走并放置于砝碼盤，重復(fù)步驟b，得到一系列n和v的數(shù)據(jù)；d．以為縱軸，為橫軸，若數(shù)據(jù)滿足一次函數(shù)形式，則完成驗證“系統(tǒng)機械能守恒”。(1)在進行實驗之前，下列選項中必須操作的是_______（填標(biāo)號）A．靜止釋放時滑塊盡量靠近光電門，以防止滑塊運動速度過快B．動滑輪上的細繩應(yīng)盡量豎直，以有效減少實驗誤差C．滑塊質(zhì)量必須遠遠大于砝碼質(zhì)量，以有效減少實驗誤差(2)滑塊通過光電門時，砝碼盤中砝碼的速度為（用d和表示）(3)若所繪制的圖像斜率為k，則滑塊的質(zhì)量M=（用k、、N、g和x表示）(4)由于未測量動滑輪和砝碼盤的質(zhì)量，則得出的滑塊的質(zhì)量與實際值相比將會（填“偏小”、“偏大”或“相同”）。3．某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證輕彈簧和物塊（帶有遮光條）組成的系統(tǒng)機械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào)。物塊釋放前，細線與彈簧和物塊的拴接點在同一水平線上，且彈簧處于原長?；嗁|(zhì)量和一切摩擦均不計，細線始終伸直。物塊連同遮光條的總質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為，彈性勢能（為彈簧形變量），重力加速度為，遮光條的寬度為，物塊釋放點與光電門之間的距離為（遠遠小于。現(xiàn)將物塊由靜止釋放，記錄物塊通過光電門的時間(1)改變光電門的位置，重復(fù)實驗，每次物塊均從點靜止釋放，記錄多組和對應(yīng)的時間，作出圖像如圖2所示，若要驗證輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，則在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗證正確的關(guān)系式是______。A．B．(2)在（1）中的條件下，和時，物塊通過光電門時彈簧具有的彈性勢能分別為和，則（用表示）。(3)在（1）中的條件下，取某個值時，可以使物塊通過光電門時的速度最大，速度最大值為（表示）。4．為了測量某地重力加速度g，某同學(xué)用如圖甲的裝置開展實驗。(1)在組裝單擺時，應(yīng)該選用_______（多選）（選填器材前的字母代號）。A．直徑約為的塑料球 B．直徑約為的鋼球C．長度為左右的細線 D．長度為左右的細線(2)為了提高實驗的準(zhǔn)確度，在實驗中可改變擺長l并測出相應(yīng)的周期T，從而得出幾組對應(yīng)的l和T的數(shù)值，以l為橫坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)作出圖像，但該同學(xué)直接用擺線長充當(dāng)擺長，由此得到的圖像可能是_________。A． B．C． D．(3)他直接用該圖像處理得到的g（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）。(4)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_______（多選）。A．測量周期時，應(yīng)該從擺球運動到最低點時開始計時B．當(dāng)單擺如圖乙運動時，測得的g偏大C．在擺球運動過程中，擺線與豎直方向的夾角應(yīng)該盡量大一些D．為減小偶然誤差，實驗中改變擺線長度多次實驗，最后將擺長相加取平均記為平均擺長5．如圖所示為驗證動量守恒定律的實驗裝置，氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個光電門，兩滑塊A、B上均固定著寬度相同的遮光條。(1)實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，借助光電門來檢驗導(dǎo)軌是否水平的方法是。(2)測出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為mA，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為mB，遮光條的寬度d。將滑塊A靜置于兩光電門之間，將滑塊B靜置于光電門2右側(cè)，推動B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過光電門2后與A發(fā)生碰撞且被彈回，再次經(jīng)過光電門2，光電門2先后記錄的擋光時間為Δt1、Δt2，光電門1記錄的擋光時間為Δt3，則實驗中兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足mB（填“>”“<”或“=”）mA；若兩滑塊碰撞過程動量守恒，則必須滿足的關(guān)系式為（用題中測得的物理量表示）。(3)只需驗證關(guān)系式______（填正確答案標(biāo)號）成立，即可以證明滑塊A、B之間的碰撞為彈性碰撞。A． B．C． D．(4)實驗的誤差主要來自于質(zhì)量和速度的測量，一次實驗數(shù)據(jù)如下表：mAmBdΔt1Δt2Δt3300g100g1.00cm2.500ms4.900ms5.100ms碰撞前后B的動量變化量大小Δp=kg?m/s則碰撞前后A的動量變化量大小Δp′=kg?m/s，本實驗的相對誤差的絕對值可表達為，若δ≤5%則可以認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒，本實驗中的δ=。6．如圖甲，用“碰撞”實驗驗證動量守恒定律，用天平測得A、B球的質(zhì)量分別為和，O點是軌道末端在白紙上的投影點，M、P、N為三個落點的平均位置．測出M、P、N與O的距離分別為s1、s2、s3，如圖乙所示。(1)關(guān)于實驗器材，下列說法正確的是（）A．A、B球的半徑可以不同B．斜槽末端必須水平，斜槽必須光滑C．重錘的作用是標(biāo)定斜槽末端在白紙上的投影點(2)關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是（）A．實驗時白紙和復(fù)寫紙可以隨時調(diào)整位置B．A球每次必須從同一位置由靜止釋放C．實驗前應(yīng)該測出斜槽末端距地面的高度(3)在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后在水平方向上動量守恒；（用題中測量量表示）(4)若實驗中測得s1=15.50cm、s2=25.50cm、s3=40.00cm，假設(shè)碰撞過程中動量守恒，則m1與m2之比為；(5)若該碰撞是彈性碰撞，則小球落點距離應(yīng)滿足的定量關(guān)系為用（s1、s2、s3表示）。7．驗證動量守恒的實驗可以在如圖1所示的氣墊導(dǎo)軌上完成，其中左、右兩側(cè)的光電門可以記錄遮光片通過光電門的擋光時間。實驗前，測得滑塊A（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為、滑塊B（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為，兩滑塊上遮光片的寬度相同。實驗時，開啟氣墊導(dǎo)軌氣源的電源，讓滑塊A從導(dǎo)軌的左側(cè)向右運動，穿過左側(cè)光電門與靜止在兩光電門之間的滑塊B發(fā)生碰撞。（1）關(guān)于實驗，下列說法正確的是。A．本實驗應(yīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其保持水平B．兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足C．需要用刻度尺測量兩光電門之間的距離D．需要用秒表測定滑塊上的遮光片經(jīng)過光電門的時間（2）在某次實驗中，光電門記錄的遮光片擋光時間如下表所示。左側(cè)光電門右側(cè)光電門碰前無碰后在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，即驗證了碰撞前后兩滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒（用測量的物理量表示）；若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則以下關(guān)系式中正確的是。A．

B．C．

D．（3）某同學(xué)觀察到，在臺球桌面上，臺球m以初速度和靜止的球M發(fā)生斜碰時，碰后兩球的速度方向?qū)⒉辉谕恢本€上，如圖2所示。已知兩球大小相同，質(zhì)量相等，若兩球碰撞過程無能量損失，碰后兩球速度方向與初速度的夾角分別為和，則和滿足的關(guān)系為。8．某研究小組用如圖甲所示的實驗裝置測自由落體的加速度。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器，打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可求出自由落體加速度。（1）除圖甲中所示的裝置之外，還必須使用的器材是A．直流電源、秒表、刻度尺

B．直流電源、刻度尺C．交流電源、秒表、刻度尺

D．交流電源、刻度尺（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟，其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是A．按照圖甲安裝好實驗器材并連接好電源B．先打開夾子釋放紙帶，再接通電源開關(guān)C．選擇質(zhì)量大、體積大的重錘。D．測量紙帶上各點到釋放點間的距離，用公式，求出各點的速度。（3）小物同學(xué)選取一條符合要求的紙帶從中截取一段，為紙帶上選取的五個連續(xù)點。用刻度尺測量出各點的間距如圖乙所示。根據(jù)紙帶求出重錘下落的加速度。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（4）小理圖學(xué)采用圖像求加速度，他計算出點的速度如下表格，請你幫他計算點的速度（結(jié)果保留兩位小數(shù)），用“+”將其標(biāo)記在圖丙所示的圖中并用平滑的曲線（或直線）描繪圖線。速度0.390.520.791.15時間（s）0.020.040.060.080.10（5）小學(xué)同學(xué)選擇用光電門測量自由落體加速度，裝置如圖丁所示，直徑為d的小球從釋放器靜止下落，由光電計時器讀出小球通過光電門1、2所用的時間分別為、，用刻度尺得兩光電門中心之間得距離為h，則小球經(jīng)過光電門1時得速度表達式，小球的加速度表達式（以上表達式均用已知字母表示）（6）小好同學(xué)在家用滴水法測重力加速度，過程如下：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭旋鈕，讓前一滴水滴到盤子里聽到聲音時，后一滴水恰好剛離開水龍頭嘴，如圖戊所示。從第1次聽到水擊盤聲開始計時，測出聽到n次水擊盤聲的總時間為t，用刻度尺測量出水龍頭嘴到盤子的高度，即可算出重力加速度。設(shè)人耳能區(qū)分兩個聲音的時間間隔最小為，聲速為，則A．水龍頭嘴距人耳的距離至少為

B．水龍頭嘴距盤子的距離至少為C．重力加速度的計算式為

D．重力加速度的計算式為（7）劉老師又帶領(lǐng)同學(xué)們對“物體下落所受空氣阻力的大小是否變化”進行了探究，過程如下：A．他們認(rèn)為：物體下落過程所受空氣阻力可能與運動速度有關(guān)。B．他們計劃利用“小紙杯”作為研究對象，用頻閃相機等儀器測量小紙杯在空中的下落運動，并研究速度隨時間變化的規(guī)律，以驗證他們的想法。C．在相同實驗條件下，同學(xué)們將不同數(shù)量的小紙杯疊放在一起進行運動情況的測量，然后畫出它們的速度一時間圖像如圖己所示（圖線序號與小紙杯數(shù)量相同）。按上述探究過程回答下面問題：①圖已中內(nèi)不同數(shù)量的小紙杯疊放在一起下落的圖線是重合的并且都近似做勻加速直線運動，而內(nèi)圖線開始分離且彎曲程度不同，這是為什么呢？請簡述原因②小組同學(xué)由此探究過程得出物體下落運動所受空氣阻力A．保持不變

B．越來越大C．開始時增大后來基本保持不變

D．開始時不變之后逐漸增大9．小明和小紅同學(xué)分別通過實驗探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”和“加速度與力的關(guān)系”。（1）小明同學(xué)在探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，采用了如圖所示方案。①保持砝碼盤中砝碼質(zhì)量不變，通過增減小車中的砝碼個數(shù)改變小車中砝碼和小車的總質(zhì)量M，與此相對應(yīng)，利用紙帶上打出的點來測量小車的加速度。對此實驗方案，下列做法中合理的是；A．在補償阻力時，需要把木板的一側(cè)墊高，并將砝碼盤及盤中砝碼用細線通過定滑輪系在小車上B．實驗時，先接通打點計時器電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后再釋放小車C．調(diào)節(jié)滑輪，使細線與木板平行②實驗中打出的一條紙帶的部分實驗數(shù)據(jù)如圖所示，相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點車畫出。所用交變電源的頻率為50Hz，由該紙帶可求得小車的加速度（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；③小明記錄的6組實驗數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在如圖的坐標(biāo)紙上，請用“+”標(biāo)出余下的一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并作出圖像。由圖像可得出的實驗結(jié)論為。F/NM/kg0.291.160.250.290.860.340.290.610.480.290.410.110.290.360.810.290.310.23（2）小紅同學(xué)在探究小車加速度a與所受合外力F的關(guān)系時，設(shè)計并采用了如圖所示的方案。其實驗操作步驟如下：a.掛上砝碼盤和砝碼，調(diào)節(jié)木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；b.取下砝碼盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為m，并讓小車沿木板下滑，測出加速度a；c.改變砝碼盤中砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟a和b，多次測量，作出圖像。①該實驗方案滿足條件（選填“需要”或“不需要”）；②若小紅同學(xué)實驗操作規(guī)范，隨砝碼盤中砝碼個數(shù)的增加，作出的圖像最接近如圖中的。A．

B．

C．10．碰撞是生活中常見的現(xiàn)象，某同學(xué)想對碰撞問題進行研究。(1)該同學(xué)在調(diào)平的氣墊導(dǎo)軌上研究兩個滑塊的碰撞。讓滑塊A以某一速度與原來靜止的滑塊B發(fā)生正碰，已知A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m。a.若如圖1所示，滑塊A的右端、滑塊B的左端均裝有粘扣，碰后A、B將粘在一起運動。已知滑塊A的初速度為v0，求此過程中A、B組成的系統(tǒng)損失的機械能是多少？b.若如圖2所示，滑塊A的右端、滑塊B的左端均裝有彈簧圈，碰后A、B將分開且沿著相同方向運動。通過傳感器分別測得兩個滑塊碰撞前后的速度如下：碰撞前碰撞后實驗序號v10（m/s）v20（m/s）v1（m/s）v2（m/s）10.9000.301.2020.7300.240.9730.8100.271.08該同學(xué)通過處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)碰撞前后有mAv10=mAv1+mBv2，說明滑塊的碰撞過程滿足動量守恒定律；同時他還發(fā)現(xiàn)也成立，他認(rèn)為這是一個運動的滑塊與一個靜止的滑塊發(fā)生彈性碰撞的必然結(jié)果。請你分析說明該同學(xué)的觀點是否正確。(2)為了對碰撞進行深入研究，該同學(xué)查閱資料了解到以下信息：不同材料制成的兩個小球甲、乙，若碰撞前的速度分別為v10和v20，碰撞后的速度分別為v1和v2，把v10-v20稱為接近速度，把v2-v1稱為分離速度。研究發(fā)現(xiàn)碰撞后的分離速度與碰撞前的接近速度成正比，這個比值稱為恢復(fù)系數(shù)，用e表示，即：。請你根據(jù)以上信息結(jié)合碰撞的規(guī)律完成以下問題：小球甲在光滑水平面上以一定的速度與原來靜止的小球乙發(fā)生正碰，恢復(fù)系數(shù)為。若碰后甲、乙兩球速度的大小之比始終為2∶1，則甲、乙兩球的質(zhì)量應(yīng)該滿足什么關(guān)系？

專題14力學(xué)試驗命題預(yù)測高考力學(xué)試驗將更加注重對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新思維的考查。學(xué)生需要能夠運用所學(xué)知識解決實際問題，具備分析問題、解決問題的能力和良好的遷移應(yīng)用能力。此外，學(xué)生還需具備實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理的能力，能夠根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵笾贫ê侠淼膶嶒灧桨?，并對實驗結(jié)果進行準(zhǔn)確的分析和解釋。2025年高考力學(xué)試驗將重點考查學(xué)生對力學(xué)基本概念、原理和方法的理解與應(yīng)用。這包括但不限于牛頓運動定律、動量定理、機械能守恒定律等核心知識點。同時，學(xué)生還需掌握基本的實驗技能，如測量、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等。學(xué)生需要扎實掌握力學(xué)基礎(chǔ)知識，具備實踐能力和創(chuàng)新思維，能夠靈活運用所學(xué)知識解決實際問題。高頻考法1.力與運動的關(guān)系：如牛頓第二定律的應(yīng)用，通過實驗測量加速度、力等物理量，驗證力與運動的關(guān)系。2.動量守恒定律：通過碰撞實驗等，驗證動量守恒定律，理解動量守恒的實質(zhì)和應(yīng)用。3.機械能守恒定律：利用斜面、滑輪等實驗裝置，驗證機械能守恒定律，掌握機械能守恒的條件和計算方法。4.實驗誤差分析：學(xué)生需要掌握基本的誤差分析方法，如系統(tǒng)誤差、隨機誤差的識別和處理，以及實驗數(shù)據(jù)的合理取舍和修正?？枷蛞唬候炞C類實驗驗證機械能守恒定律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理驗證機械能守恒定律1.豎直安裝打點計時器，以減小摩擦阻力2.選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料3.選取第1、2兩點間距離接近2mm的紙帶，用mgh＝eq\f(1,2)mv2進行驗證1.應(yīng)用vn＝eq\f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)計算某時刻的瞬時速度2.判斷mghAB與eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2是否在誤差允許的范圍內(nèi)相等3.作出eq\f(1,2)v2－h(huán)圖像，求g的大小驗證動量守恒定律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理驗證動量守恒定律1.開始前調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平2.用天平測出兩滑塊的質(zhì)量3.用光電門測量碰前和碰后的速度1.滑塊速度的測量：v＝eq\f(Δx,Δt)2.驗證的表達式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′考向二：測量類實驗用單擺測重力及速度用單擺測量重力加速度的大小1.保證懸點固定2.單擺必須在同一平面內(nèi)振動，且擺角小于5°3.擺長l＝懸線長l′＋小球的半徑r4.用T＝eq\f(t,n)計算單擺的周期1.利用公式g＝eq\f(4π2l,T2)求重力加速度2.可作出l－T2的圖像，利用斜率求重力加速度考向三：探究類實驗1.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律1.正確使用彈簧測力計2.同一次實驗中，橡皮條結(jié)點的位置一定要相同3.細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，互成角度地拉橡皮條時，夾角大小應(yīng)適當(dāng)1.按力的圖示作平行四邊形2.求合力大小2.探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系1.補償阻力，墊高長木板一端使小車能勻速下滑2.在補償阻力時，不要把懸掛槽碼的細繩系在小車上，實驗過程中不用重復(fù)補償阻力3.實驗必須保證的條件：小車質(zhì)量m?槽碼質(zhì)量m′4.釋放前小車要靠近打點計時器，應(yīng)先接通電源，后釋放小車1.利用逐差法或v－t圖像法求a2.作出a－F圖像和a－eq\f(1,m)圖像，確定a與F、m的關(guān)系3.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.應(yīng)在彈簧自然下垂時，測量彈簧原長l02.水平放置時測原長，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖線不過原點的原因是彈簧自身有重力1.作出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線，斜率表示彈簧的勁度系數(shù)2.超過彈簧的彈性限度，圖線會發(fā)生彎曲4.探究平拋運動的規(guī)律實驗裝置圖實驗操作數(shù)據(jù)處理探究平拋運動的特點1.保證斜槽末端水平2.每次讓小球從傾斜軌道的同一位置由靜止釋放3.坐標(biāo)原點應(yīng)是小球出槽口時球心在紙板上的投影點1.用代入法或圖像法判斷運動軌跡是不是拋物線2.由公式x＝v0t和y＝eq\f(1,2)gt2，求初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y))01驗證類實驗1．某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證輕彈簧和物塊（帶有遮光條）組成的系統(tǒng)機械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào)。物塊釋放前，細線與彈簧和物塊的拴接點在同一水平線上，且彈簧處于原長?；嗁|(zhì)量和一切摩擦均不計，細線始終伸直。物塊連同遮光條的總質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為，彈性勢能（為彈簧形變量），重力加速度為，遮光條的寬度為，物塊釋放點與光電門之間的距離為（遠遠小于?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，記錄物塊通過光電門的時間(1)改變光電門的位置，重復(fù)實驗，每次物塊均從點靜止釋放，記錄多組和對應(yīng)的時間，作出圖像如圖2所示，若要驗證輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，則在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗證正確的關(guān)系式是______。A．B．(2)在（1）中的條件下，和時，物塊通過光電門時彈簧具有的彈性勢能分別為和，則（用表示）。(3)在（1）中的條件下，取某個值時，可以使物塊通過光電門時的速度最大，速度最大值為（表示）。【答案】(1)B(2)(3)【詳解】（1）小球經(jīng)過光電門的速度為若系統(tǒng)機械能守恒，則有整理得故選B。（2）當(dāng)和時，物塊通過光電門的時間相等，即物塊經(jīng)過光電門的速度相等，故動能也相等，根據(jù)機械能守恒定律分別有整理可得（3）小物塊經(jīng)過光電門的速度越大，則小物塊經(jīng)過光電門所用時間越短，故由（1）可知，當(dāng)時，小物塊通過光電t時的速度最大時，且此時小物塊的加速度為零。對其進行受力分析有解得代入（1）中可得最大速度為2．如下圖所示，用“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律，O是小球拋出時球心在地面上的垂直投影點。(1)實驗中A、B兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足（選填“＞”“＜”或“＝”）。(2)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_________。A．實驗需要秒表計時B．斜槽軌道末端的切線必須水平C．斜槽軌道盡量光滑以減小誤差D．入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下(3)在某次實驗中，先讓入射小球A多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其落地點的平均位置P，測量平拋水平射程OP；然后把被碰小球B靜置于水平軌道的末端，再將入射小球從斜軌上S位置由靜止釋放，與被碰小球相撞，多次重復(fù)實驗，找到兩小球落地點的平均位置M、N，測出三個落地點的平均位置與O點的距離分別為OM、OP、ON。在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，即驗證了碰撞前后兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒；如果再滿足關(guān)系式，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。（均用給出的物理量符號表示）(4)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_________。（填正確選項前的標(biāo)號）A． B．C．【答案】(1)＞(2)BD(3)(4)B【詳解】（1）為保證入射小球不反彈，入射小球的質(zhì)量應(yīng)比被碰小球大，即實驗中A、B兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足（2）A．球在空中做平拋運動的時間是相等的，因此不需要秒表測量時間，故A錯誤；B．料槽軌道末端的切線必須水平，保證小球可以做平拋運動，故B正確；C．本實驗要求入射球碰撞前的速度保持相同，斜槽軌道并不需要光滑，故C錯誤；D．入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放，以保證入射球碰撞前的速度保持相同，故D正確。故選BD。（3）[1]本實驗驗證動量守恒定律，即驗證根據(jù)平拋運動規(guī)律有，小球落地時間相等，x與v成正比，則有[2]若兩球的碰撞為彈性碰撞，則解得（4）由碰撞過程動量守恒碰撞過程，碰撞后的總動能不能大于碰撞前的總動能，則有又可得，，而在A圖中可得在C圖中可得在B圖中可得且故選B。3．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、光電門、輕質(zhì)彈簧和滑塊等器材設(shè)計了測量物體質(zhì)量和驗證動量守恒的實驗，組裝擺放好的裝置如圖甲所示。主要步驟如下：a.測得A、B滑塊上固定的擋光片的寬度均為d，并根據(jù)擋光片調(diào)節(jié)光電門到合適的高度；b.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A上；c.接通氣源，放上滑塊，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使滑塊能在導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài)；d.彈簧處于原長時右端位于O點，將滑塊A向左水平推動，使彈簧右端壓至P點，穩(wěn)定后由靜止釋放滑塊A，并開始計時；e.計算機采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊A所受彈力大小F、加速度大小a隨時間t變化的圖像，如圖乙所示；f.滑塊A與彈簧分開后，經(jīng)過光電門1，記錄遮光時間，然后滑塊A、B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，B、A分開后依次通過光電門2的時間分別為和；g.用滑塊B重復(fù)實驗步驟（d）（e），并得到滑塊B的F-t和a-t圖像（未給出），分別提取滑塊A、B某些時刻F與a對應(yīng)的數(shù)據(jù)，畫出a-F圖像如圖丙所示?；卮鹨韵聠栴}(1)結(jié)合圖乙、圖丙數(shù)據(jù)，滑塊A與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mA=kg，滑塊B與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mB=kg；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)）(2)利用測量數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是（用字母mA、mB、、、表示）；(3)圖乙數(shù)據(jù)包含大量隱含信息，假設(shè)F-t和a-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積分別為S1、S2，則滑塊A與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mA可表示為；將彈簧右端壓縮至P點時，彈簧具有的彈性勢能可表示為（結(jié)果均用S1、S2表示）【答案】(1)0.24/0.25/0.260.19/0.20/0.21(2)(3)【詳解】（1）[1]由圖乙可知，開始時當(dāng)F=0.751N時a=3.02m/s2，可得滑塊A與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量[2]滑塊A、B發(fā)生碰撞后均向右運動，可知作用力相同時B的加速度較大，由圖丙圖像上方直線可知（2）碰前A的速度碰后AB的速度若動量守恒則滿足即（3）[1]F-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于彈力的沖量I，即I=S1a-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于速度變化量，即根據(jù)動量定理I=mA?v即S1=mAS2則滑塊A與加速度傳感器以及擋光片的總質(zhì)量mA可表示為[2]彈簧具有的彈性勢能02測量類實驗4．利用如圖甲的實驗裝置“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”。(1)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m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。(2)實驗得到的理想a?F圖像應(yīng)是一條過原點的直線，但由于實驗誤差影響，常出現(xiàn)如圖丙所示的①、②、③三種情況。下列說法正確的是（）A．圖線①的產(chǎn)生原因是小車的質(zhì)量太大B．圖線②的產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過大C．圖線③的產(chǎn)生原因是小車的質(zhì)量太小(3)實驗小組的同學(xué)覺得用圖甲裝置測量加速度較大時系統(tǒng)誤差較大，所以大膽創(chuàng)新，選用圖丁所示器材進行實驗，測量小車質(zhì)量M，所用交流電頻率為50Hz，共5個槽碼，每個槽碼的質(zhì)量均為m=10g。實驗步驟如下：i．安裝好實驗器材，跨過定滑輪的細線一端連接在小車上，另一端懸掛著5個槽碼。調(diào)整軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列等間距的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑：ii．保持軌道傾角不變，取下1個槽碼（即細線下端懸掛4個槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙帶上打的點跡測出加速度a；iii．逐個減少細線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復(fù)步驟ii；iv．以取下槽碼的總個數(shù)n（1≤n≤5）的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出關(guān)系圖線。已知重力加速度大小g=9.78m/s2，計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，請完成下列填空：①寫出隨變化的關(guān)系式（m，g，M，a，n表示）；②測得關(guān)系圖線的斜率為2.5s2/m，則小車質(zhì)量M=kg（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。【答案】(1)2.86(2)B(3)0.19【詳解】（1）小車的加速度大小為（2）A．圖線①的產(chǎn)生原因是，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量增大到一定程度后不再滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，是由于小車質(zhì)量太小造成的，故A錯誤；B．圖線②說明F=0時小車就有加速度，其產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過大，故B正確；C．圖線③說明F增大到一定程度小車才開始有加速度，其產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時長木板的傾角偏小或未平衡摩擦力，故C錯誤。故選B。（3）[1]對小車和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有兩式聯(lián)立，求得[2]由的關(guān)系式可知，關(guān)系圖線的斜率即5．同學(xué)利用如圖（a）所示的裝置測量與長金屬板之間的動摩擦因數(shù)和當(dāng)?shù)亓铀俣?、金屬板固定于水平實驗臺上，一輕跨過輕滑輪，左端與放在金屬板上的滑塊（滑塊上固定有寬度為d=2.000cm的遮光條）相連，另一端可懸掛鉤本實驗中可用的鉤碼共有N=6個，每個質(zhì)量均為m0=0.010kg。實驗步驟如下：a：在金屬板上適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ü怆婇TA和B，兩光電門通過數(shù)據(jù)采集器與計算機相連。b：用電子秤稱出滑塊和光條的總質(zhì)量為M=0.150kg。c：將n（依次取n=1，2，3，4，5，6）個鉤碼掛在輕滑輪右端，其余N-n個鉤碼固定在滑塊上。用手按住滑塊，并使輕繩與金屬板平行。接通光電門，釋放滑塊。計算機自動記錄：i、遮光條通過光電門A的時間△t1；ii、遮光條通過光電門B的時間△t2；ⅲ、遮光條的后端從離開光電門A到離開光電門B的時間△t12；d：經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，可得到與n對應(yīng)的加速度a并記錄?；卮鹣铝袉栴}：（1）在n=3時，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。①忽略遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的表達式為a1=，其測量值為m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字。通過計算機處理得到，）②考慮遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的測量值a2a1（填“大于”“等于”或“小于”）（2）利用記錄的數(shù)據(jù)擬合得到a-n圖像，如圖（b）所示，該直線在橫軸上的截距為p，用已知的物理量數(shù)值和測得的物理量p，表示μ與p之間的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系：μ=?！敬鸢浮?.38小于【詳解】（1）①[1]根據(jù)加速度的定義公式通過光電門1時，滑塊的速度為通過光電門2時，滑塊的速度為聯(lián)立解得，滑塊加速度的表達式為[2]代入數(shù)據(jù)可得，滑塊加速度為②[3]考慮遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度為則（2）[4]由牛頓第二定律可得整理可得則有，該直線在橫軸上的截距為p，則有聯(lián)立可得解得6.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D=cm。(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(dāng)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(biāo)繪制圖像進行研究，請根據(jù)下表數(shù)據(jù)選擇合適的坐標(biāo)在方格紙上做出lnT?lnD圖像。顏色紅橙黃綠青藍紫lnD2.93922.78812.59532.48492.197……1.792lnT?0.45?0.53?0.56?0.65?0.78?0.92?1.02根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出lnT?lnD圖像判定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?1)7.54/7.55/7.56(2)10(3)見解析A(4)為了減小實驗誤差，提高該實驗精度的改進措施：用游標(biāo)卡尺測量外徑D、通過測量40次或60次左端與O點等高所用時間來求周期、適當(dāng)減小擺動的幅度。【詳解】（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D=7.54cm。（2）積木左端兩次經(jīng)過參考點O為一個周期，當(dāng)積木左端某次與O點等高時記為第0次并開始計時，之后每計數(shù)一次，經(jīng)歷半個周期，可知，第20次時停止計時，這一過程中積木擺動了10個周期。（3）[1][2]作圖如下由圖（d）可知，與成線性關(guān)系，根據(jù)圖像可知，直線經(jīng)過（2.80，?0.5）與（1.80，?1.0），則有解得則有解得可知故選A。（4）為了減小實驗誤差，提高該實驗精度的改進措施：用游標(biāo)卡尺測量外徑D、換用更光滑的硬質(zhì)水平桌面、通過測量40次或60次左端與O點等高所用時間來求周期、適當(dāng)減小擺動的幅度。03探究類實驗7．某實驗小組用橡皮筋探究影響其伸長量的有關(guān)因素，探究方案如下：（ⅰ）取4根材料、粗細相同的橡皮筋，其中3根等長，另一根的長度只有前三根長度的一半，將它們按圖示方式懸掛（其中第1組是兩根并用）；（ⅱ）在每組下端扎線的地方各拴一個紅色塑料簽，并在支架襯貼的白紙上標(biāo)出簽的原始位置O（即橡皮筋的原長）；（ⅲ）先分別懸掛100克鉤碼，然后在橡皮筋“2”下加掛100克鉤碼，記下各次標(biāo)簽的位置，測量結(jié)果如下表：實驗編號1234原長10.0010.005.0010.00外力F（克力）100100100200橡皮筋橫截面積S2111伸長量2.515.012.50010.02回答下列問題：（1）以上探究過程使用了的實驗方法；（2）伸長量在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯誤的是（填具體數(shù)據(jù)）；（3）根據(jù)上述探究過程，橡皮筋的伸長量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為；（4）將一原長為L的橡皮筋，兩端施加大小為F的拉力時，橡皮筋伸長了；把它從中央剪斷，取其中的一段，給兩端施加的拉力，此時這段橡皮筋的長度為（不超過彈性限度）?！敬鸢浮靠刂谱兞糠ā驹斀狻浚?）[1]影響橡皮筋伸長量的因素涉及多個物理量，應(yīng)使用控制變量法進行實驗；（2）[2]伸長量在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯誤的是2.500cm，應(yīng)該測量結(jié)果精確到1mm，再估讀到毫米的下一位，應(yīng)為2.50cm。（3）[3]由實驗數(shù)據(jù)可知，橡皮筋“1、2“原長相同、受力相同，橫截面積越大伸長量越小，與橫截面積成反比關(guān)系；橡皮筋“2、3“受力相同，橫截面積相同，原長越長伸長量越大，與原長成正比關(guān)系；橡皮筋“2、4“原長相同，橫截面積相同，受力越大伸長量越大，與力成正比關(guān)系；根據(jù)上述探究過程，橡皮筋的伸長量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為（4）[4]設(shè)比例系數(shù)為k，橫截面積為S，根據(jù)題意有從中央剪斷，橡皮筋的原長變?yōu)?，此時施加的力為2F，橡皮筋的伸長量為解得此時橡皮筋的長度為8．(1)有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列問題：①改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖?)A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5②在作圖時，你認(rèn)為圖7中(選填“甲”或“乙”)是正確的.(2)在“探究求合力的方法”的實驗中，橡皮條的一端固定在P點，另一端跟兩根細線套相連，用A、B兩個彈簧秤通過兩根細線套拉橡皮條的結(jié)點到達位置O點，如圖所示．A，B兩個彈簧秤拉細線套的方向跟PO延長線成α和β角，且α+β=90°，當(dāng)α角由圖示位置減小時，欲使結(jié)點O的位置和彈簧秤A的示數(shù)不變，則可行的辦法是()A．使彈簧秤B的示數(shù)變大，同時使β角變小B．使彈簧秤B的示數(shù)變大，同時使β角變大C．使彈簧秤B的示數(shù)變小，同時使β角變小D．使彈簧秤B的示數(shù)變小，同時使β角變大【答案】BCD甲C【詳解】（1）對O點受力分析OA

OB

OC分別表示三個力的大小，由于三共點力處于平衡，所以O(shè)C等于OD．因此三個力的大小構(gòu)成一個三角形．A中以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，只能兩分力沿直線時才能構(gòu)成三角形，不符合實驗方法，故A錯誤；B中以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，則三力為邊構(gòu)成等腰三角形，故B正確；C中以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，則三力為邊構(gòu)成等邊三角形，故C正確；D中以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，三力為邊構(gòu)成直角三角形，故D正確；故選BCD．（2）以O(shè)點為研究對象，F(xiàn)3的是實際作用效果在OC這條線上，由于誤差的存在，F(xiàn)1、F2的理論值要與實際值有一定偏差，故甲圖符合實際，乙圖不符合實際．（3）由題意可知：保持O點位置不動，即合力大小方向不變，彈簧測力計A的讀數(shù)不變，因此根據(jù)要求作出力的平行四邊形定則，畫出受力分析圖如下：所以由圖可知α角逐漸變小時，B的示數(shù)減小，同時β角減小，故ABD錯誤，C正確．故選C．9．為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。其中遮光條的寬度為d，光電門1、2之間的距離為L，力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。(1)在本實驗中，一定要進行的操作是______（填正確答案標(biāo)號）。A．實驗前，要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使其水平B．用秒表測量并記錄滑塊從光電門2到光電門1所用的時間C．保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M(2)在實驗中得到遮光條經(jīng)過光電門1、2的擋光時間分別為t1、t2，則滑塊經(jīng)過光電門1、2時的速度大小分別為v1=，v2=，滑塊的加速度大小a=。（均用題目給出的物理量的字母表示）(3)以F為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，畫出的圖像是一條直線，如圖乙所示。若求得圖線的斜率為k，則滑塊和遮光條的總質(zhì)量M=（用題目給出的物理量的字母表示）?！敬鸢浮?1)A(2)(3)【詳解】（1）A．用氣墊導(dǎo)軌時，要調(diào)節(jié)水平，以免產(chǎn)生重力沿斜面向下的分力帶來誤差，故A正確；B．結(jié)合實驗原理和方案，可知不需要記錄滑塊從光電門2到光電門1所用的時間，故B錯誤；C．由于力傳感器可以直接測出輕繩的拉力大小，故不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，故C錯誤。故選A。（2）[1][2]結(jié)合光電門的工作原理可得，滑塊通過光電門1、2時的速度分別為，[3]由運動學(xué)規(guī)律可得解得（3）由牛頓第二定律得聯(lián)立以上可得則圖像的斜率解得1．為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的總質(zhì)量，m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。(1)實驗時，下列操作描述正確的是___________。A．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力B．因繩的拉力可由力傳感器讀出，所以細繩不需要保持和木板平行C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M(2)甲同學(xué)在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫軸，加速度a為縱軸，畫出的a-F圖線是一條直線，如圖所示，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M＝____。A． B．C． D．(4)乙同學(xué)還做了如下實驗：如圖丙所示，平衡好摩擦力后，不改變小車質(zhì)量和槽碼個數(shù)，撤去打點計時器及小車后面的紙帶，用具有加速度測量軟件的智能手機固定在小車上來測量加速度，測量的結(jié)果比在丙圖中不放手機，用打點計時器測得的要小。這是因為___________。A．在小車上放置了智能手機后，沒有重新平衡摩擦力B．在小車上放置了智能手機后，細線的拉力變小了C．在小車上放置了智能手機后，整體的質(zhì)量變大了(5)若乙同學(xué)沒有嚴(yán)格控制好小車質(zhì)量M與沙和沙桶質(zhì)量m的大小關(guān)系，其它操作規(guī)范合理，結(jié)果在某次實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車加速度的實驗值（利用紙帶求的值）只有理論值（）的，若不考慮其它因素的影響，可估算?！敬鸢浮?1)AC(2)2.98(3)C(4)C(5)【詳解】（1）ABD．用力傳感器測量繩子的拉力，則力傳感器示數(shù)的2倍等于小車受到的合外力大小，不用保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M，需要將細繩保持和木板平行，同時應(yīng)平衡摩擦力，應(yīng)將帶滑輪的長木板右端墊高，故A正確，BD錯誤；C．為獲得更多的點跡，小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)，故C正確；故選AC。（2）根據(jù)題意，相鄰計數(shù)點時間間隔為s=0.1s由逐差法計算加速度（3）對小車與滑輪組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得根據(jù)圖線的斜率可知故小車的質(zhì)量為故選C。（4）A．平衡摩擦力后，根據(jù)平衡條件有化簡得由此可知，木板的傾角與小車質(zhì)量無關(guān)，在小車上放置了智能手機后，相當(dāng)于小車的質(zhì)量增大，上式仍成立，不用重新平衡摩擦力，故A錯誤；B．對槽碼有a減小，則繩上拉力F增大，故B錯誤；C．在小車上放置了智能手機后，整體的質(zhì)量變大了，不改變小車質(zhì)量和槽碼個數(shù)，則整體合力不變；對槽碼、小車和手機的整體，根據(jù)牛頓第二定律化簡得M增大，a減小，故C正確；故選C。（5）乙同學(xué)沒有嚴(yán)格控制好小車質(zhì)量M與沙和沙桶質(zhì)量m的大小關(guān)系，據(jù)牛頓第二定律有由題意其值只有理論值（）的，所以解得2．物理實驗小組搭建如圖所示氣墊導(dǎo)軌和光電門的裝置，準(zhǔn)備驗證“系統(tǒng)機械能守恒”，設(shè)計的實驗步驟如下：a．測量遮光片寬度d，滑塊到光電門距離為x，選用標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量均為的砝碼N個，已知重力加速度為g；b．先將砝碼全部放置在滑塊上，然后夾走一塊砝碼放置于砝碼盤，從靜止釋放滑塊，記錄下通過光電門的時間，由此得出通過光電門的速度v；c．依次改變砝碼盤中砝碼個數(shù)n，每次將砝碼從滑塊上取走并放置于砝碼盤，重復(fù)步驟b，得到一系列n和v的數(shù)據(jù)；d．以為縱軸，為橫軸，若數(shù)據(jù)滿足一次函數(shù)形式，則完成驗證“系統(tǒng)機械能守恒”。(1)在進行實驗之前，下列選項中必須操作的是_______（填標(biāo)號）A．靜止釋放時滑塊盡量靠近光電門，以防止滑塊運動速度過快B．動滑輪上的細繩應(yīng)盡量豎直，以有效減少實驗誤差C．滑塊質(zhì)量必須遠遠大于砝碼質(zhì)量，以有效減少實驗誤差(2)滑塊通過光電門時，砝碼盤中砝碼的速度為（用d和表示）(3)若所繪制的圖像斜率為k，則滑塊的質(zhì)量M=（用k、、N、g和x表示）(4)由于未測量動滑輪和砝碼盤的質(zhì)量，則得出的滑塊的質(zhì)量與實際值相比將會（填“偏小”、“偏大”或“相同”）?！敬鸢浮?1)B(2)(3)(4)偏小【詳解】（1）A．滑塊釋放時若盡量靠近光電門，則通過光電門的速度很小，速度測量值誤差較大，故A錯誤；B．動滑輪上的細繩應(yīng)盡量豎直，以有效減少砝碼盤下落高度的測量實驗誤差，故B正確；C．本實驗不需要測量細繩上的拉力，不需要滑塊質(zhì)量必須遠遠大于砝碼質(zhì)量，故C錯誤。故選B。（2）滑塊通過光電門時，滑塊的速度大小為砝碼盤中砝碼的速度為（3）根據(jù)系統(tǒng)的機械能定律，若系統(tǒng)動能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減少量，即解得所繪制的圖像斜率為k，則解得滑塊的質(zhì)量（4）本實驗中系統(tǒng)機械能守恒，動滑輪、砝碼盤以及砝碼盤中砝碼的機械能的減小量等于滑塊和滑塊上砝碼增加的機械能（動能）由于未測量動滑輪和砝碼盤的質(zhì)量，所以減小的機械能偏小，則得出的滑塊的質(zhì)量與實際值相比將會偏小。3．某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證輕彈簧和物塊（帶有遮光條）組成的系統(tǒng)機械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào)。物塊釋放前，細線與彈簧和物塊的拴接點在同一水平線上，且彈簧處于原長?；嗁|(zhì)量和一切摩擦均不計，細線始終伸直。物塊連同遮光條的總質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為，彈性勢能（為彈簧形變量），重力加速度為，遮光條的寬度為，物塊釋放點與光電門之間的距離為（遠遠小于?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，記錄物塊通過光電門的時間(1)改變光電門的位置，重復(fù)實驗，每次物塊均從點靜止釋放，記錄多組和對應(yīng)的時間，作出圖像如圖2所示，若要驗證輕彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，則在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗證正確的關(guān)系式是______。A．B．(2)在（1）中的條件下，和時，物塊通過光電門時彈簧具有的彈性勢能分別為和，則（用表示）。(3)在（1）中的條件下，取某個值時，可以使物塊通過光電門時的速度最大，速度最大值為（表示）?！敬鸢浮?1)B(2)(3)【詳解】（1）小球經(jīng)過光電門的速度為若系統(tǒng)機械能守恒，則有整理得故選B。（2）當(dāng)和時，物塊通過光電門的時間相等，即物塊經(jīng)過光電門的速度相等，故動能也相等，根據(jù)機械能守恒定律分別有整理可得（3）小物塊經(jīng)過光電門的速度越大，則小物塊經(jīng)過光電門所用時間越短，故由（1）可知，當(dāng)時，小物塊通過光電t時的速度最大時，且此時小物塊的加速度為零。對其進行受力分析有解得代入（1）中可得最大速度為4．為了測量某地重力加速度g，某同學(xué)用如圖甲的裝置開展實驗。(1)在組裝單擺時，應(yīng)該選用_______（多選）（選填器材前的字母代號）。A．直徑約為的塑料球 B．直徑約為的鋼球C．長度為左右的細線 D．長度為左右的細線(2)為了提高實驗的準(zhǔn)確度，在實驗中可改變擺長l并測出相應(yīng)的周期T，從而得出幾組對應(yīng)的l和T的數(shù)值，以l為橫坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)作出圖像，但該同學(xué)直接用擺線長充當(dāng)擺長，由此得到的圖像可能是_________。A． B．C． D．(3)他直接用該圖像處理得到的g（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）。(4)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_______（多選）。A．測量周期時，應(yīng)該從擺球運動到最低點時開始計時B．當(dāng)單擺如圖乙運動時，測得的g偏大C．在擺球運動過程中，擺線與豎直方向的夾角應(yīng)該盡量大一些D．為減小偶然誤差，實驗中改變擺線長度多次實驗，最后將擺長相加取平均記為平均擺長【答案】(1)BC(2)B(3)不變(4)AB【詳解】（1）在組裝單擺時，應(yīng)該選用體積小、質(zhì)量大的小球和較長的細線。故選BC。（2）若周期和擺長測量正確，圖像應(yīng)為過原點的傾斜直線，該同學(xué)直接用擺線長充當(dāng)擺長，即對于每一個，對應(yīng)的的測量值都偏小了一個小球半徑對應(yīng)的長度，與周期和擺長測量都正確時的圖像相比，該同學(xué)得到的圖像斜率不變，但圖像會偏左。故選B。（3）由于該同學(xué)得到的圖像與周期和擺長測量都正確時的圖像相比斜率相等，所以他直接用該圖像處理得到的g不變。（4）A．測量周期時，應(yīng)該從擺球運動到最低點時開始計時，故A正確。B．當(dāng)單擺如圖乙運動時，形成了圓錐擺，根據(jù)重力與拉力的合力提供向心力可知求得所以，單擺周期的測量值會偏小，由單擺的周期公式得由上式可知，重力加速度的測量值g偏大，故B正確；C．因為單擺的擺角過大的話擺球的運動就不能看成簡諧運動了，所以，在擺球運動過程中，擺線與豎直方向的夾角應(yīng)該盡量小一些，故C錯誤；D．為減小偶然誤差，實驗中應(yīng)在不改變擺線長度的前提下多次測量，將擺長相加取平均記為平均擺長，故D錯誤。故選AB。5．如圖所示為驗證動量守恒定律的實驗裝置，氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個光電門，兩滑塊A、B上均固定著寬度相同的遮光條。(1)實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，借助光電門來檢驗導(dǎo)軌是否水平的方法是。(2)測出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為mA，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為mB，遮光條的寬度d。將滑塊A靜置于兩光電門之間，將滑塊B靜置于光電門2右側(cè)，推動B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過光電門2后與A發(fā)生碰撞且被彈回，再次經(jīng)過光電門2，光電門2先后記錄的擋光時間為Δt1、Δt2，光電門1記錄的擋光時間為Δt3，則實驗中兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足mB（填“>”“<”或“=”）mA；若兩滑塊碰撞過程動量守恒，則必須滿足的關(guān)系式為（用題中測得的物理量表示）。(3)只需驗證關(guān)系式______（填正確答案標(biāo)號）成立，即可以證明滑塊A、B之間的碰撞為彈性碰撞。A． B．C． D．(4)實驗的誤差主要來自于質(zhì)量和速度的測量，一次實驗數(shù)據(jù)如下表：mAmBdΔt1Δt2Δt3300g100g1.00cm2.500ms4.900ms5.100ms碰撞前后B的動量變化量大小Δp=kg?m/s則碰撞前后A的動量變化量大小Δp′=kg?m/s，本實驗的相對誤差的絕對值可表達為，若δ≤5%則可以認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒，本實驗中的δ=?！敬鸢浮?1)使其中一個滑塊在導(dǎo)軌上運動，看滑塊經(jīng)過兩光電門的時間是否相等，若相等，則導(dǎo)軌水平(2)<(3)C(4)0.6040.5882.65%【詳解】（1）使其中一個滑塊在導(dǎo)軌上運動，看滑塊經(jīng)過兩光電門的時間是否相等，若相等，則導(dǎo)軌水平。（2）[1]滑塊B與A碰撞后被彈回，根據(jù)碰撞規(guī)律可知滑塊B的質(zhì)量較小，則有[2]若碰撞過程中動量守恒，取水平向左為正方向，根據(jù)公式有整理可得（3）若為彈性碰撞，有，解得整理可得代入可得故選C。（4）[1][2][3]設(shè)滑塊B在碰撞前后的速度大小分別為v0、v1，滑塊A在碰撞后的速度大小為v2，則碰撞前后滑塊B的動量變化量大小碰撞前后滑塊A的動量變化量大小本實驗的相對誤差絕對值6．如圖甲，用“碰撞”實驗驗證