試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁專題25力學實驗TOC\o"1-1"\h\u一、探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗 2二、探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 5三、驗證力的平行四邊形定則的 8四、驗證加速度與力成正比的實驗 13五、研究物體平拋運動實驗 17六、探究功與物體速度變化的實驗 23七、探究動能定理的實驗 27八、驗證機械能守恒定律的實驗 31九、驗證動量守恒定律的實驗 33十、用單擺測重力加速度的實驗 38專題一探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗1．（2023·全國·高考真題）某同學利用如圖（a）所示的實驗裝置探究物體做直線運動時平均速度與時間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連。右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。

（1）已知打出圖（b）中相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔均為0.1s．以打出A點時小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移填到表中，小車發(fā)生對應位移和平均速度分別為和，表中cm，。

位移區(qū)間ABACADAEAF6.6014.6034.9047.3066.073.087.394.6（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車平均速度隨時間的變化關(guān)系，如圖（c）所示。在答題卡上的圖中補全實驗點。

（3）從實驗結(jié)果可知，小車運動的圖線可視為一條直線，此直線用方程表示，其中，cm/s。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（4）根據(jù)（3）中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運動，得到打出A點時小車速度大小，小車的加速度大小。（結(jié)果用字母k、b表示）【答案】24.0080.0

71.558.7b2k【詳解】（1）[1]根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)可得[2]平均速度為（2）[3]根據(jù)第（1）小題結(jié)果補充表格和補全實驗點圖像得

（3）[4][5]從實驗結(jié)果可知，小車運動的圖線可視為一條直線，圖像為

此直線用方程表示，由圖像可知其中，（4）[6][7]小球做勻變速直線運動，由位移公式，整理得即故根據(jù)圖像斜率和截距可得，2．（2023·浙江·高考真題）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，實驗裝置如圖1所示。①需要的實驗操作有（多選）；A．調(diào)節(jié)滑輪使細線與軌道平行B．傾斜軌道以補償阻力C．小車靠近打點計時器靜止釋放D．先接通電源再釋放小車②經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點0、1、2、3、4為計數(shù)點，則計數(shù)點1的讀數(shù)為。已知打點計時器所用交流電源的頻率為，則打計數(shù)點2時小車的速度大小為：（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】ACD2.751.48【詳解】①[1]A．實驗需要調(diào)節(jié)滑輪使細線與軌道平行，選項A正確；B．該實驗只要使得小車加速運動即可，不需要傾斜軌道補償阻力，選項B錯誤；C．為了充分利用紙帶，則小車靠近打點計時器靜止釋放，選項C正確；D．先接通電源再釋放小車，選項D正確。故選ACD。②[2][3]計數(shù)點1的讀數(shù)為2.75。已知打點計時器所用交流電源的頻率為，則打點周期T=0.02s，則打計數(shù)點2時小車的速度大小為專題二探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系3．（2023·浙江·高考真題）如圖所示，某同學把A、B兩根不同的彈簧串接豎直懸掛，探究A、B彈簧彈力與伸長量的關(guān)系。在B彈簧下端依次掛上質(zhì)量為m的鉤碼，靜止時指針所指刻度、的數(shù)據(jù)如表。鉤碼個數(shù)012…xA/cm7.758.539.30…xB/cm16.4518.5220.60…鉤碼個數(shù)為1時，彈簧A的伸長量=cm，彈簧B的伸長量=cm，兩根彈簧彈性勢能的增加量mg(+)（選填“=”、“<”或“>”）?！敬鸢浮?.781.29<【詳解】[1]鉤碼個數(shù)為1時，彈簧A的伸長量[2]彈簧B的伸長量[3]在B彈簧下端掛上鉤碼到系統(tǒng)在無外力作用而處于靜止狀態(tài)的過程，需要有外力迫使系統(tǒng)最終處于靜止狀態(tài)，外力對系統(tǒng)做負功，系統(tǒng)機械能是減少的，所以兩根彈簧彈性勢能的增加量小于鉤碼減小的重力勢能，即4．（2022·湖南·高考真題）小圓同學用橡皮筋、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：（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（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10.5112.0213.5415.0516.56（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；（5）由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮恳娊馕?5.35127【詳解】（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)；（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k，原長為x0，則則橡皮筋的勁度系數(shù)為k從作的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得，設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m1，則有可得專題三驗證力的平行四邊形定則的5．（2024·海南·高考真題）為驗證兩個互成角度的力的合成規(guī)律，某組同學用兩個彈簧測力計、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)绕鞑模凑杖缦聦嶒灢襟E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【詳解】（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。6．（2023·全國·高考真題）在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有：木板、白紙、兩個標準彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟：①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力和的大小，并。（多選，填正確答案標號）A．用刻度尺量出橡皮條的長度B．用刻度尺量出兩細線的長度C．用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置D．用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向③撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到，由測力計的示數(shù)得到拉力的大小，沿細線標記此時的方向。④選擇合適標度，由步驟②的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作和的合成圖，得出合力的大小和方向；按同一標度在白紙上畫出力的圖示。⑤比較和的，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則?！敬鸢浮緾D/DC相同位置大小和方向【詳解】②[1]將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力和的大小，還需要用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向。故選CD。③[2]撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到相同位置，由測力計的示數(shù)得到拉力的大小，沿細線標記此時的方向；⑤[3]比較和的大小和方向，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。7．（2022·浙江·高考真題）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖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O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B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/s2（保留兩位有效數(shù)字）。②利用圖1裝置做“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)量更小的小車

B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼

D．改變連接小車的細繩與長木板的夾角（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O點?！敬鸢浮?.15~6.251.7~2.1BC/CBD3【詳解】（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，有考慮到偶然誤差，1.7m/s2~2.1m/s2也可；[3]A．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一端較滑輪一端適當?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”實驗時有考慮到實際情況，即，有則可知而利用圖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；可知目前實驗條件不滿足，所以利用當前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，需將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼，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，需將連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤。故選BC。（2）[4]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，使拉力適當大些，不必使兩只測力計的示數(shù)相同，故A錯誤；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O，記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1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O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)F2；只有一個彈簧稱將結(jié)點拉至O點，并記下此時彈簧稱的示數(shù)F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O。專題四驗證加速度與力成正比的實驗8．（2024·天津·高考真題）某同學用圖示裝置探究加速度與力的關(guān)系。(1)為補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力，調(diào)節(jié)木板傾角，使小車在不掛槽碼時運動，并打出紙帶進行檢驗，下圖中能表明補償阻力恰當?shù)氖莀________；A． B．C． D．(2)某次實驗得到一條紙帶，部分計數(shù)點如下圖所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出），測得。已知打點計時器所接交流電源頻率為，則小車的加速度（要求充分利用測量數(shù)據(jù)，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；(3)該同學將一個可以直接測出繩子拉力的傳感器安裝在小車上，小車和傳感器總質(zhì)量為。按要求補償阻力后，該同學共進行了四次實驗，懸掛的槽碼質(zhì)量依次為處理數(shù)據(jù)時，用兩種方式得到小車（含傳感器）受到的合力，一種將槽碼所受重力當作合力、另一種將傳感器示數(shù)當作合力，則這兩種方式得到的合力差異最大時，槽碼質(zhì)量為g。【答案】(1)B(2)0.51(3)40【詳解】（1）若補償摩擦力恰當，則小車應該勻速運動，打出的紙帶應該點跡均勻分布，故選B。（2）每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，可知T=0.1s；小車的加速度（3）根據(jù)牛頓第二定律，對砝碼mg-T=ma對小車T=Ma可得則當m較小時傳感器的示數(shù)越接近與砝碼的重力mg；m越大，則傳感器的示數(shù)與砝碼重力的差異越大，即這兩種方式得到的合力差異最大時，槽碼質(zhì)量為40g。9．（2024·甘肅·高考真題）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?1)B(2)D(3)反比槽碼【詳解】（1）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，應先打開打點計時器再釋放小車，故D錯誤。故選B。（2）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。（3）[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。10．（2024·廣東·高考真題）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?！敬鸢浮?1)平衡摩擦力2.86(2)4.108(3)光源干涉條紋【詳解】（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41mm+4×0.02mm=41.08mm=4.108cm（3）[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。專題五研究物體平拋運動實驗11．（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寫紙，在坐標紙上留下印跡．某同學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軸對應豎直方向，坐標原點對應平拋起點．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【詳解】[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12．（2023·北京·高考真題）用頻閃照相記錄平拋小球在不同時刻的位置，探究平拋運動的特點。（1）關(guān)于實驗，下列做法正確的是（填選項前的字母）。A．選擇體積小、質(zhì)量大的小球

B．借助重垂線確定豎直方向C．先拋出小球，再打開頻閃儀

D．水平拋出小球（2）圖1所示的實驗中，A球沿水平方向拋出，同時B球自由落下，借助頻閃儀拍攝上述運動過程。圖2為某次實驗的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時刻A、B兩球的豎直高度相同，可判斷A球豎直方向做運動；根據(jù)，可判斷A球水平方向做勻速直線運動。

（3）某同學使小球從高度為的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運動（每秒頻閃25次），最多可以得到小球在空中運動的個位置。（4）某同學實驗時忘了標記重垂線方向，為解決此問題，他在頻閃照片中，以某位置為坐標原點，沿任意兩個相互垂直的方向作為x軸和y軸正方向，建立直角坐標系，并測量出另外兩個位置的坐標值、，如圖3所示。根據(jù)平拋運動規(guī)律，利用運動的合成與分解的方法，可得重垂線方向與y軸間夾角的正切值為。

【答案】ABD自由落體運動A球相鄰兩位置水平距離相等10【詳解】（1）[1]A．用頻閃照相記錄平拋小球在不同時刻的位置，選擇體積小質(zhì)量大的小球可以減小空氣阻力的影響，A正確；B．本實驗需要借助重垂線確定豎直方向，B正確；CD．實驗過程先打開頻閃儀，再水平拋出小球，C錯誤，D正確。故選ABD。（2）[2][3]根據(jù)任意時刻A、B兩球的豎直高度相同，可以判斷出A球豎直方向做自由落體運動；根據(jù)A球相鄰兩位置水平距離相等，可以判斷A球水平方向做勻速直線運動。（3）[4]小球從高度為0.8m的桌面水平拋出，根據(jù)運動學公式，解得頻閃儀每秒頻閃25次，頻閃周期故最多可以得到小球在空中運動個數(shù)為（4）[5]如圖、分別表示水平和豎直方向，設(shè)重垂線方向與y軸間的夾角為，建立坐標系存在兩種情況，如圖所示

當建立的坐標系為、時，則x軸方向做勻減速運動，根據(jù)逐差法計算加速度有y軸方向在聯(lián)立解得當建立的坐標系為、時，則x軸方向做勻加速運動，根據(jù)逐差法計算加速度有y軸方向在聯(lián)立解得綜上所述，重垂線方向與y軸間夾角的正切值為13．（2023·浙江·高考真題）在“探究平拋運動的特點”實驗中

（1）用圖1裝置進行探究，下列說法正確的是。A．只能探究平拋運動水平分運動的特點B．需改變小錘擊打的力度，多次重復實驗C．能同時探究平拋運動水平、豎直分運動的特點（2）用圖2裝置進行實驗，下列說法正確的是。A．斜槽軌道M必須光滑且其末端水平B．上下調(diào)節(jié)擋板N時必須每次等間距移動C．小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下（3）用圖3裝置進行實驗，豎直擋板上附有復寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時的點跡。實驗時豎直擋板初始位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上P點靜止?jié)L下，撞擊擋板留下點跡0，將擋板依次水平向右移動x，重復實驗，擋板上留下點跡1、2、3、4。以點跡0為坐標原點，豎直向下建立坐標軸y，各點跡坐標值分別為y1、y2、y3、y4。測得鋼球直徑為d，則鋼球平拋初速度v0為。A．

B．

C．

D．【答案】BCD【詳解】（1）[1]AC．用如圖1所示的實驗裝置，只能探究平拋運動豎直分運動的特點，不能研究水平分運動的特點，故AC錯誤；B．在實驗過程中，需要改變小錘擊打的力度，多次重復實驗，最后得出結(jié)論，故B正確。故選B。（2）[2]AC．為了保證小球做平拋運動，需要斜槽末端水平，為了保證小球拋出時速度相等，每一次小球需要靜止從同一位置釋放，斜槽不需要光滑，故A錯誤，C正確；B．上下調(diào)節(jié)擋板N時不必每次等間距移動，故B錯誤。故選C。（3）[3]A．豎直方向，根據(jù)水平方向聯(lián)立可得故A錯誤；B．豎直方向，根據(jù)水平方向聯(lián)立可得故B錯誤；CD．豎直方向根據(jù)水平方向聯(lián)立可得故D正確，C錯誤。故選D。【點睛】專題六探究功與物體速度變化的實驗14．（2021·浙江·高考真題）用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗。裝有砝碼的盤用繞過滑輪的細線牽引小車，盤和砝碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由打點紙帶測出，以小車為研究對象，改變砝碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變化的關(guān)系。①關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是；A．需要補償小車受到阻力的影響B(tài)．該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”C．需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細線與長木板平行D．需要滿足盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量②如圖2所示是兩條紙帶，實驗時打出的應是第條（填寫“I”或“II”）紙帶；③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出的W-v2圖象是一條過原點的直線，據(jù)此圖象（填“能”或“不能”）求出小車的質(zhì)量。【答案】ACDⅡ能【詳解】①[1]A．題中需要將盤和砝碼的重力可當作牽引力，所以首先需要補償小車受到阻力的影響，即抬高長木板右端，小車在不接盤和砝碼的情況下，輕推小車，使小車做勻速直線運動，說明小車重力沿斜面的分力與小車所受阻力等大反向，A正確；D．然后掛上盤與砝碼，根據(jù)牛頓第二定律對小車，根據(jù)牛頓第二定律兩式相比解得繩子拉力當滿足盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，即，盤和砝碼的重力可當作牽引力，D正確；B．實驗過程中摩擦阻力無法消除，本實驗裝置無法驗證“機械能守恒定律”故B錯誤。C．細線與長木板平行需要平行，保證繩子的拉力與小車運動方向一致，這樣盤和砝碼的重力可完全當作牽引力，C正確。故選ACD。②[2]小車做勻加速直線運動，位移逐漸增大，所以實驗打出的紙帶是第II條。③[3]根據(jù)動能定理可知，圖像的斜率為，據(jù)能求出小車的質(zhì)量。15．（2024·四川瀘州·二模）某學習小組利用如圖所示的裝置，探究滑塊所受合外力做的功與其動能變化量間的關(guān)系。細繩的一端連接上力傳感器后系在天花板上，另一端通過滑輪系上帶有遮光條的重物，重物正下方有A、B兩個光電門。實驗主要步驟如下：①測量滑塊（帶滑輪）的總質(zhì)量m，遮光條的寬度d，光電門A、B之間的高度h；②墊高木板一端，使得滑塊恰能在傾斜木板上做勻速直線運動；③按圖正確連接器材，使兩細繩與傾斜木板平行；④由靜止釋放重物，滑塊將在細繩拉動下運動，記錄力傳感器的示數(shù)F及遮光條經(jīng)過光電門A、B的擋光時間、。(1)關(guān)于該實驗，要達到實驗目的，下列說法正確的是___________。A．該實驗不需要重物質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量B．重復多次實驗時每次需要從同一位置靜止釋放重物C．該實驗需要測量重物（含遮光條）的質(zhì)量(2)通過光電門A、B時，重物（含遮光條）的速度大小，。(3)重物從A點運動到B點過程中，合外力對滑塊做功的表達式為?；瑝K動能變化量的表達式為，發(fā)現(xiàn)在誤差范圍內(nèi)二者相等，即可得到滑塊所受合外力做的功與其動能變化量之間的關(guān)系。[（2）（3）問中均用題中所給已知量表示]?！敬鸢浮?1)A(2)(3)【詳解】（1）A．該實驗中力傳感器測量細繩中拉力，不需要重物質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量。故A正確；B．實驗中，滑塊的位移由兩光電門的距離決定，滑塊經(jīng)過光電門的速度可以直接計算，所以重復多次實驗時每次沒有必要從同一位置靜止釋放重物。也不需要測量重物（含遮光條）的質(zhì)量。故BC錯誤。故選A。（2）[1][2]通過光電門A、B時，重物（含遮光條）的速度大小，（3）[1]重物從A點運動到B點過程中，合外力對滑塊做功的表達式為[2]滑塊動能變化量的表達式為16．（2024·廣西·二模）如圖甲是“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置，其中打點計時器所用交流電的頻率為50Hz。當質(zhì)量為0.10kg的小車，在1條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W。(1)關(guān)于該實驗，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。(2)當用2條、3條……完全相同的橡皮筋進行第2次、第3次……實驗時，由于每次實驗中橡皮筋的拉伸長度相同，因此第2次、第3次……實驗中，橡皮筋對小車做的功分別為、、……，每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶求出。(3)圖乙為某次用1條橡皮筋實驗打出的紙帶，測得A、B、C、D、E相鄰兩點間的距離分別為，，，，則小車獲得的最大速度為m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】(1)需要(2)2W3W(3)0.82【詳解】（1）為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力。（2）由于每次實驗中橡皮筋的拉伸長度相同，故每根橡皮筋對小車做功大小相等，因此第2次、第3次實驗中，橡皮筋對小車做的功分別為2W，3W。（3）速度越大，相同時間內(nèi)通過的位移越大，由圖可知，紙帶的CD、DE間距最大，且相等，即速度達到最大值，兩點間的時間間隔為0.02s，則最大速度為專題七探究動能定理的實驗17．（2021·河北·高考真題）某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為，其上可放鉤碼）、刻度尺，當?shù)刂亓铀俣葹?，實驗操作步驟如下：①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復上述步驟；④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量及系統(tǒng)總機械能的減少量，結(jié)果如下表所示：0.2000.2500.3000.3500.4000.5820.4900.3920.2940.1950.3930.4900.6860.785回答下列問題：（1）實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J（保留三位有效數(shù)字）；（2）步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為；（3）若M為橫軸，為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出圖像；若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為（保留兩位有效數(shù)字）【答案】0.9800.5880.40（0.38~0.42）【詳解】（1）[1]四個鉤碼重力勢能的減少量為（2）[2]對滑塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知其中系統(tǒng)減少的重力勢能為系統(tǒng)增加的動能為系統(tǒng)減少的機械能為，則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機械能為（3）[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點得的圖像為[4]根據(jù)做功關(guān)系可知則圖像的斜率為解得動摩擦因數(shù)為（0.38~0.42）18．（2024·湖北黃岡·二模）某同學用圖（a）所示的裝置進行“探究動能定理”實驗。(1)用天平測得小車和遮光片的總質(zhì)量為M，砝碼盤的質(zhì)量為m0。用游標卡尺測量遮光片的寬度d，讀數(shù)如圖（b），則d=cm。按圖（a）所示安裝好實驗裝置，用刻度尺測量兩光電門之間的距離L。（2）在砝碼盤中放入適量砝碼，適當調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門1和光電門2的時間相等。（3）取下細線和砝碼盤，記下砝碼的質(zhì)量m。(2)讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計時器分別測出遮光片經(jīng)過光電門1和光電門2所用的時間、。小車從光電門1運動至光電門2的過程中，小車動能的變化量（用上述步驟中的物理量表示）。小車下滑過程中，（選填“需要”或“不需要”）測量長木板與水平桌面的夾角，可求出合外力對小車做的功（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度大小為g）。（5）重新掛上細線和砝碼盤，重復步驟（2）~（5），比較和的值，看兩者在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。(3)不考慮空氣阻力，請寫出一條減小由遮光條寬度引起的誤差的建議：?！敬鸢浮?1)0.525(2)不需要(3)換寬度更小的遮光條；換更長的長木板，增加釋放小車位置與光電門之間距離【詳解】（1）游標卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和，所以（2）[1]小車經(jīng)過兩個光電門時的速度分別為小車動能的變化量為[2][3]由于已經(jīng)平衡了摩擦力，所以小車下滑過程中，不需要測量長木板與水平桌面的夾角，小車受的合力為所以合外力做的功（3）減少誤差辦法是讓小車光電門時間更短，換寬度更小的遮光條；換更長的長木板，增加釋放小車位置與光電門之間的距離。專題八驗證機械能守恒定律的實驗19．（2024·浙江·高考真題）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中(1)下列操作正確的是。A． B． C．(2)實驗獲得一條紙帶，截取點跡清晰的一段并測得數(shù)據(jù)如圖所示已知打點的頻率為50Hz，則打點“13”時，重錘下落的速度大小為m/s（保留三位有效數(shù)字）。(3)某同學用紙帶的數(shù)據(jù)求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值計算得出打點“1”到“13”過程重錘的重力勢能減小值為5.09m，另計算得動能增加值為5.08m（m為重錘質(zhì)量）則該結(jié)果（選填“能”或“不能”驗證機械能守恒定律，理由是()A．在誤差允許范圍內(nèi)B．沒有用當?shù)氐闹亓铀俣萭【答案】(1)B(2)3.34(3)不能B【詳解】（1）應手提紙帶上端使紙帶豎直，同時使重物靠近打點計時器，由靜止釋放。故選B。（2）根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程平均速度可得打點“13”時，重錘下落的速度大?。?）[1][2]某同學用紙帶的數(shù)據(jù)求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值計算得出打點“1”到“13”過程重錘的重力勢能減小值為5.09m，另計算得動能增加值為5.08m（m為重錘質(zhì)量），則該結(jié)果不能驗證機械能守恒定律，理由是：該同學求出的9.77m/s2是重錘受到空氣阻力時做勻加速運動的加速度a=9.77m/s2，不是當?shù)氐闹亓铀俣龋?.09m也不是重力勢能的減少量。沒有當?shù)氐闹亓铀俣鹊臄?shù)值，無法求出重力勢能的減少量，所以無法驗證機械能守恒定律。故選B。20．（2023·天津·高考真題）某同學利用圖示的氣墊導軌實驗裝置驗證機械能守恒定律，主要實驗步驟如下：A．將桌面上的氣墊導軌調(diào)至水平；B．測出遮光條的寬度dC．將滑塊移至圖示位置，測出遮光條到光電門的距離lD．由靜止釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時間tE．秤出托盤和砝碼總質(zhì)量，滑塊（含遮光條）的質(zhì)量已知當?shù)刂亓铀俣葹間，回答以下問題（用題中所給的字母表示）（1）遮光條通過光電門時的速度大小為；（2）遮光條由靜止運動至光電門的過程，系統(tǒng)重力勢能減少了，遮光條經(jīng)過光電門時，滑塊、托盤和砝碼的總動能為；（3）通過改變滑塊的釋放位置，測出多組、數(shù)據(jù)﹐利用實驗數(shù)據(jù)繪制圖像如圖。若圖中直線的斜率近似等于，可認為該系統(tǒng)機械能守恒。【答案】【詳解】（1）[1]小車通過光電門時的速度為（2）[2]從釋放到小車經(jīng)過光電門，這一過程中，系統(tǒng)重力勢能減少量為[3]從釋放到小車經(jīng)過光電門，這一過程中，系統(tǒng)動能增加量為（3）[4]改變l，做多組實驗，做出如圖以l為橫坐標。以為縱坐標的圖像，若機械能守恒成立有整理有可知，若圖中直線的斜率近似等于，可認為該系統(tǒng)機械能守恒。專題九驗證動量守恒定律的實驗21．（2024·福建·高考真題）某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小，實驗裝置如圖（a）所示。所用器材有：玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下：（1）用電子秤分別測量小車的質(zhì)量M和子彈的質(zhì)量m；（2）用游標卡尺測量擋光片寬度d，示數(shù)如圖（b）所示，寬度d=cm；（3）平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B，讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動，若測得擋光片經(jīng)過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms，則應適當調(diào)高軌道的（填“左”或“右”）端。經(jīng)過多次調(diào)整，直至擋光時間相等；（4）讓小車處于A的右側(cè)，槍口靠近小車，發(fā)射子彈，使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上，小車向左運動經(jīng)過光電門A，測得擋光片經(jīng)過A的擋光時間；（5）根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，利用公式v=（用d、m、M、表示）即可得到子彈離開槍口的速度大小v；（6）重復步驟（4）五次，并計算出每次的v值，填入下表；次數(shù)12345速度v（）59.160.960.358.759.5（7）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得子彈速度大小v的平均值為m/s。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】0.99右59.7【詳解】（2）[1]游標卡尺的分度值為0.1mm，則擋光片的寬度為（3）[2]小車經(jīng)過光電門的速度為測得擋光片經(jīng)過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms，可知小車經(jīng)過光電門A的速度大于經(jīng)過光電門B的速度，故應適當調(diào)高軌道的右端；（5）[3]小車經(jīng)過光電門的速度為子彈粘上小車的過程，根據(jù)動量守恒定律有解得（7）[4]根據(jù)表格數(shù)據(jù)，可得子彈速度大小v的平均值為22．（2024·北京·高考真題）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，小球落到復寫紙上，重復多次。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。推導說明，m、M、l1、l2、l3滿足關(guān)系即可驗證碰撞前后動量守恒?！敬鸢浮?1)AC(2)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【詳解】（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)過圓弧對應的弦長為l，則由動能定理有由數(shù)學知識可知聯(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＋Ml323．（2024·新疆河南·高考真題）某同學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；重復多次，測出落點的平均位置P與O點的距離，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)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?！驹斀狻浚?）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。專題十用單擺測重力加