力學(xué)實(shí)驗(yàn)

2024

高考真題

1.(2024年新課標(biāo)考題)9.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)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(diǎn)在水平木板上的垂直投影為。，木板上疊放著白紙和復(fù)寫(xiě)紙。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將小球

a從斜槽軌道上。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(cè)出落點(diǎn)的平均位置?

與。點(diǎn)的距離x,將與a半徑相等的小球6置于軌道右側(cè)端點(diǎn)，再將小球a從。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(cè)出a、分兩球落點(diǎn)的平均位置從”與。點(diǎn)的距離X”、尤…

完成下列填空:

(1)記a、6兩球的質(zhì)量分別為鳴、mh,實(shí)驗(yàn)中須滿足條件色,mb(填“>”或“〈”)；

(2)如果測(cè)得的/、xM,XN、乙和叫，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式，則驗(yàn)證了兩小球在碰

撞中滿足動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)中，用小球落點(diǎn)與。點(diǎn)的距離來(lái)代替小球水平飛出時(shí)的速度，依據(jù)是o

【答案】(1)>(2)①.〃%/=%時(shí)+%/②.小球離開(kāi)斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直

方向高度相同故下落時(shí)間相同，水平方向勻速運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，小球水平飛出時(shí)的速度與平拋運(yùn)動(dòng)的水平位

移成正比。

【解析】(1)為了保證小球碰撞為對(duì)心正碰，且碰后不反彈，要求加.>：%；

(2)[1]兩球離開(kāi)斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于拋出點(diǎn)的高度相等，它們做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等，碰撞

前a球的速度大小「年

碰撞后a的速度大小V”=9

t

碰撞后b球的速度大小以=至

t

如果碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量相等，則mav0=mava+mbvb

整理得maxp=maxM+mbxN

[2]小球離開(kāi)斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向高度相同故下落時(shí)間相同，水平方向勻速運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng),

小球水平飛出時(shí)的速度與平拋運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置。

圖1

（1）該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)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(bǔ)償法

（2）該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作正確的是—；

A.補(bǔ)償阻力時(shí)小車(chē)未連接紙帶

B.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車(chē)

C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與水平桌面平行

（3）在小車(chē)質(zhì)量—（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)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(chē)

B.在小車(chē)上加裝遮光條，用光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C.在小車(chē)與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車(chē)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(jì)數(shù)點(diǎn)0為坐標(biāo)原點(diǎn)的x軸，各計(jì)數(shù)點(diǎn)的位置

坐標(biāo)分別為0、,、…、毛。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為7,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車(chē)速度的表達(dá)式V=

小車(chē)加速度的表達(dá)式是

，????I1A

0123456X

[ill而ill所刪而IIII府I而ill岬血|時(shí)而||唧訕堿刪血唧mil血?犧訕唧而|||而唧嘀唧唧而而『iiiiil而iii|i刪H而ii|唧n向腳唧而I則小刪liiiM血岬唧訕I(yè)IIIIIIII向哪唧血liiiili唧iiiWiliiii|ii而刪ii唧而岬岬而I

01234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950

cm

圖2

x,-2x,x6-2x,%+%一（玉+々）

A.〃二------丁B.〃=-----C.a=

(157)2(3T)2(107)2

【答案】①.B②.B③.遠(yuǎn)大于④.系統(tǒng)誤差⑤.C⑥.缶言⑦.A

【解析】（1）[1]該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們可以控制其中一個(gè)物理量

不變，研究另外兩個(gè)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(bǔ)償阻力時(shí)小車(chē)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(guò)紙帶上的點(diǎn)間距判斷小車(chē)是否在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.由于小車(chē)速度較快，且運(yùn)動(dòng)距離有限，打出的紙帶長(zhǎng)度也有限，為了能在長(zhǎng)度有限的紙帶上盡可能

多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車(chē)，故B正確；

C.為使小車(chē)所受拉力與速度同向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，故C錯(cuò)誤。

故選Bo

（3）[3]設(shè)小車(chē)質(zhì)量為瓶槽碼質(zhì)量為厘對(duì)小車(chē)和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有

F=Mamg-F=ma

Mmg

聯(lián)立解得r—

m+M

由上式可知在小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)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(shí)驗(yàn)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(xì)繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車(chē)與木板間存在阻力（實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)補(bǔ)

償了阻力）或是速度測(cè)量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車(chē)與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車(chē)所

受拉力大小。

故選Co

（4）[6]相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t=5T

^6-x4x6-x4

打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車(chē)速度的表達(dá)式為‘-2t—10T

x-x-x_x-2X

[7]根據(jù)逐差法可得小車(chē)加速度的表達(dá)式是63363

~-(15T)2

故選Ao

3.（2024全國(guó)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(cè)力計(jì)掛在電梯內(nèi)，測(cè)力計(jì)下

端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.8m/s2。

（1）電梯靜止時(shí)測(cè)力計(jì)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(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N,則此段時(shí)間內(nèi)物體處于（填“超重”或“失

重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為m/s2（結(jié)果保留1位小數(shù)）。

【答案】（1）5.0（2）①.失重②.1.0

【解析】（1）由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N,則讀數(shù)為5.0N。

（2）[1]電梯上行時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N,小于物體的重力可知此段時(shí)間內(nèi)物體處于失

重狀態(tài)；

[2]根據(jù)G=mg=5.0N

根據(jù)牛頓第二定律mg-T=ma

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小??1.0m/s2

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(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)，某

同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進(jìn)行了碰撞實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌兩端分別安裝a、6兩個(gè)位移傳感器，a測(cè)量滑塊A

與它的距離荀，6測(cè)量滑塊B與它的距離屈。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①測(cè)量?jī)蓚€(gè)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(dòng)兩滑塊，使A、B均向右運(yùn)動(dòng)；

④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制苞、舞隨時(shí)間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示。

傳感器a滑塊A滑塊B傳感器b

回答以下問(wèn)題：

（1）從圖像可知兩滑塊在t=s時(shí)發(fā)生碰撞；

（2）滑塊B碰撞前的速度大小尸m/s（保留2位有效數(shù)字）;

（3）通過(guò)分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是（填“A”或"B”）。

【答案】（1）1.0（2）0.20（3）B

【解析】（1）由龍圖像的斜率表示速度可知兩滑塊的速度在f=1.0s時(shí)發(fā)生突變，即這個(gè)時(shí)候發(fā)生了

碰撞；

（2）根據(jù)龍圖像斜率的絕對(duì)值表示速度大小可知碰撞前瞬間B的速度大小為

90-110,，

v=----------cm/s=0.20m/s

1.0

（3）由題圖乙知，碰撞前A的速度大小VA=0-50m/s,碰撞后A的速度大小約為或=0.36m/s,由

題圖丙可知，碰撞后B的速度大小為4=0.5m/s,A和B碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有

UA+=rnAv；+mBv'B

代入數(shù)據(jù)解得—~2

%

所以質(zhì)量為200.0g的滑塊是Bo

5.（2024年河北卷考題）11.圖1為探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標(biāo)

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(xiě)紙，在

坐標(biāo)紙上留下印跡.某同學(xué)利用此裝置通過(guò)多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對(duì)應(yīng)

豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)應(yīng)平拋起點(diǎn).

圖|

①每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度（填“相同”或“不同”）。

②在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。

圖工

③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為m/s（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.8m/s2,

保留2位有效數(shù)字）。

【答案】①.相同③.0.71

【解析】［1］為保證鋼球每次平拋運(yùn)動(dòng)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(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示

［3］因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，為方便計(jì)算，在圖線上找到較遠(yuǎn)的點(diǎn)，在圖線上找到坐標(biāo)為19.6cm的點(diǎn)

為研究位置，該點(diǎn)坐標(biāo)為（14.1cm,19.6cm）,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律％>=

解得%=0.71m/s

6.（2024年湖北考題）12.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量重力加速度大小g的實(shí)驗(yàn)方案，所用器材有：2g祛

碼若干、托盤(pán)1個(gè)、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門(mén)1個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器1臺(tái)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(pán)，在托盤(pán)內(nèi)放入一個(gè)祛碼，如圖（a）

所示。

②用米尺測(cè)量平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度/,并安裝光電門(mén)。

③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長(zhǎng)度后釋放，使其在豎直方向振動(dòng)。

④用數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄30次全振動(dòng)所用時(shí)間to

⑤逐次增加托盤(pán)內(nèi)祛碼的數(shù)量，重復(fù)②③④的操作。

該同學(xué)將振動(dòng)系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動(dòng)周期T=2?g,其中人為彈簧的勁度系

數(shù)，〃為振子的質(zhì)量。

（1）由步驟④，可知振動(dòng)周期T=___________O

（2）設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為“，則/與g、1°、7的關(guān)系式為/==

（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的LT?圖線如圖而）所示，可得g=m/s2（保留三位有效數(shù)字，/取

9.87）。

（4）本實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源包括（雙選，填標(biāo)號(hào)）。

A.空氣阻力

B.彈簧質(zhì)量不為零

C.光電門(mén)的位置稍微偏離托盤(pán)的平衡位置

【答案】⑴!⑵

(3)9.59(4)AC

【解析】（1）30次全振動(dòng)所用時(shí)間t,則振動(dòng)周期T=^

7=2卷

（2）彈簧振子的振動(dòng)周期

可得振子的質(zhì)量M=--

47

振子平衡時(shí)，根據(jù)平衡條件Mg=kAl

A/=C

可得

/=/+A/=/+-1^-

則/與年1。、7的關(guān)系式為00

（2）根據(jù)/=空■整理可得1=1

47°4/

g0.542-0.474

貝門(mén)―〃圖像斜率k

-4^2-0.58-0.3

解得g?9.59m/s2

（4）A.空氣阻力的存在會(huì)影響彈簧振子的振動(dòng)周期，是實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)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(shí)彈簧的長(zhǎng)度變化，不影響其他操作，根據(jù)（3）中處理方法

可知對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知光電門(mén)的位置稍微偏離托盤(pán)的平衡位置會(huì)影響振子周期的測(cè)量，是實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)

源之一，故c正確。

故選ACo

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(guò)實(shí)驗(yàn)探究這套積木小幅擺動(dòng)時(shí)周期7與外徑，之間的關(guān)系。

（1）用刻度尺測(cè)量不同顏色積木的外徑〃其中對(duì)藍(lán)色積木的某次測(cè)量如圖（b）所示，從圖中讀出。=

___cmo

（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(diǎn)ft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。點(diǎn)等高時(shí)記為第0次并開(kāi)始計(jì)時(shí)，第20次時(shí)停止計(jì)時(shí)，這一過(guò)

程中積木擺動(dòng)了個(gè)周期。

（3）換用其他積木重復(fù)上述操作，測(cè)得多組數(shù)據(jù)。為了探究7與，之間的函數(shù)關(guān)系，可用它們的自然

對(duì)數(shù)作為橫、縱坐標(biāo)繪制圖像進(jìn)行研究，數(shù)據(jù)如下表所示：

顏

紅橙黃綠青藍(lán)紫

色

2.92.72.52.42.11.7

InDL

3928819538499792

-0.45-0.53-0.55-0.65-0.73-0.92-1.0

InT

圖(d)

根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出InT-In。圖像如圖(d)所示，則？與2的近似關(guān)系為o

A.TOCV5B.TxD2C.Tcc-y=D.T

(4)請(qǐng)寫(xiě)出一條提高該實(shí)驗(yàn)精度的改進(jìn)措施：。

【答案】(1)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】⑴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=7.55cm

(2)積木左端兩次經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)。為一個(gè)周期，當(dāng)積木左端某次與。點(diǎn)等高時(shí)記為第0次并開(kāi)始計(jì)時(shí),

第20次時(shí)停止計(jì)時(shí)，這一過(guò)程中積木擺動(dòng)了10個(gè)周期。

(3)由圖可知，InT與ln￡＞成正比，斜率為0.5,即lnT=0.51n。

整理可得lnT=In4

整理可得7與D的近似關(guān)系為T(mén)OCVD

故選Ao

(4)為了減小實(shí)驗(yàn)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(wú)法測(cè)量質(zhì)量。如圖，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一

個(gè)動(dòng)力學(xué)方法測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方案，主要實(shí)驗(yàn)儀器包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、輕彈簧、標(biāo)準(zhǔn)祛碼、光電

(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(guò)平衡位置處開(kāi)始計(jì)時(shí)，第21次經(jīng)過(guò)

平衡位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，由此測(cè)得彈簧振子的振動(dòng)周期7;

(3)將質(zhì)量為0的祛碼固定在滑塊上，重復(fù)步驟(2)；

(4)依次增加祛碼質(zhì)量如測(cè)出對(duì)應(yīng)的周期7,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，在圖中繪制7—〃關(guān)系圖線；

TT

Wkg

/s7s2

00

0.000

.632.399

0.05000

.775.601

00

0.100

.893.797

11

0.150

.001.002

11

0.200

.105.221

11

0.250

.175.381

fr2/s2

（5）由7—r圖像可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與祛碼質(zhì)量的關(guān)系是（填“線性的”或“非

線性的”）；

（6）取下祛碼后，將待測(cè)物體固定在滑塊上，測(cè)量周期并得到/=0.880s?,則待測(cè)物體質(zhì)量是.

kg（保留3位有效數(shù)字）;

（7）若換一個(gè)質(zhì)量較小的滑塊重做上述實(shí)驗(yàn)，所得卜一曲圖線與原圖線相比將沿縱軸.移動(dòng)（填

“正方向”“負(fù)方向”或“不”）。

【答案】線性的0.120kg負(fù)方向

【解析】（4）[1]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，有

(5)[2]圖線是一條傾斜的直線，說(shuō)明彈簧振子振動(dòng)周期的平方與祛碼質(zhì)量為線性關(guān)系。

(6)[3]在圖線上找到『=0.880s2的點(diǎn)，對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)為0.120kgo

(7)[4]已知彈簧振子的周期表達(dá)式為T(mén)=2%〃是小球質(zhì)量，次是彈簧的勁度系數(shù)，〃變小，則7

變小，相較原來(lái)放相同質(zhì)量祛碼而言，周期變小，圖線下移，即沿縱軸負(fù)方向移動(dòng)。

9.（2024年廣東卷考題）11.下列是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中列出的三個(gè)必做實(shí)驗(yàn)的部分步驟,

請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中木板右端墊高的目的

是O圖乙是實(shí)驗(yàn)得到紙帶的一部分，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距已在圖中

給出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則小車(chē)的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

16.2913.4310.59,7.724222.01

單位：cm

乙

（2）在“長(zhǎng)度的測(cè)量及其測(cè)量工具的選用”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一例柱體的長(zhǎng)

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(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過(guò)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(kāi)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(cè)量

頭。調(diào)節(jié)測(cè)量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到o

【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(chē)的加速度大小

(16.29+13.43+10.59-7.72-4.88-2.01)x10-2，2

a=--------------------------------------------------------------m/zs2=2.86m/s

9x0.12

(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為4.lcm+4X0.02mm=4.108cm

[1][2]在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過(guò)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(kāi)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(cè)量頭，

調(diào)節(jié)測(cè)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(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所

示，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門(mén)，小車(chē)上固定一遮光片，細(xì)線一端與小車(chē)連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上鉤

碼。

(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細(xì)線與軌道平行，再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車(chē)所受摩擦力。

(2)小車(chē)的質(zhì)量為"]=320g。利用光電門(mén)系統(tǒng)測(cè)出不同鉤碼質(zhì)量0時(shí)小車(chē)加速度a。鉤碼所受重力

記為凡作出a-E圖像，如圖(b)中圖線甲所示。

▲/(ms?)

6.0

甲

，

乙

4.O丙

.O

.O

工

2.0

1.0

F/(9.8N)

00.100.200.30

圖(b)

（3）由圖線甲可知，戶較小時(shí)，a與戶成正比；尸較大時(shí)，a與尸不成正比。為了進(jìn)一步探究，將小車(chē)

質(zhì)量增加至=470g,重復(fù)步驟（2）的測(cè)量過(guò)程，作出a-尸圖像，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(chē)的質(zhì)量增

加至M3=720g,重復(fù)步驟（2）的測(cè)量過(guò)程，記錄鉤碼所受重力尸與小車(chē)加速度a,如表所示（表中第9~14

組數(shù)據(jù)未列出）。

序號(hào)12345

鉤碼所受重力00000.1

F/（9.8N）.020.040.060.08000

小車(chē)加速度00011.3

a1廿）26.55.82.086

9

序號(hào)67815

-14

鉤碼所受重力0000.3

F/（9.8N）.120.140.160???00

小車(chē)加速度1123.9

a1（mH）.67.95.20???2

（5）請(qǐng)?jiān)趫D（b）中補(bǔ)充描出第6至8三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并補(bǔ)充完成圖線丙

（6）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜想和推斷：小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，a與廣成正比。結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)上

述推斷進(jìn)行解釋:

【答案】①.較大②.較小

④.遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量⑤.見(jiàn)解析

【解析】（4）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)間較小;

(5)[3]在坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，結(jié)合其他點(diǎn)用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點(diǎn)在線上，不在線上的

點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，如下圖所示

2

A^(m-s-)

6.0

5

4

3.()

2.()

1.0

F/(9.8N)

00.100.200.30

(6)[4][5]設(shè)繩子拉力為T(mén),對(duì)鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有F—T=ma

對(duì)小車(chē)根據(jù)牛頓第二定律有T=Ma

聯(lián)立解得F=(M+m)a

變形得a=---F

M+m

當(dāng)機(jī)＜＜加時(shí)，可認(rèn)為m+M-M

貝!Ja=-F

M

即a與方成正比。

H.(2024北京卷考題)18.如圖甲所示，讓兩個(gè)小球在斜槽末端碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是(填選項(xiàng)前的字母)。

A.實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平

B.選用兩個(gè)半徑不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

C.用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球

(2)圖甲中。點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為血的小球從斜槽上的S位置由靜止

釋放，小球落到復(fù)寫(xiě)紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為利的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為例的小球

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(diǎn)，記為儂N和〃(尸為㈤單獨(dú)滑落時(shí)的平

均落點(diǎn))。

Fa喻

___________________________________________)

乙

a.圖乙為實(shí)驗(yàn)的落點(diǎn)記錄，簡(jiǎn)要說(shuō)明如何確定平均落點(diǎn)；

b.分別測(cè)出。點(diǎn)到平均落點(diǎn)的距離，記為4和如在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式成立，即

可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。

(3)受上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案。如圖丙所示，用兩根不可

伸長(zhǎng)的等長(zhǎng)輕繩將兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的。點(diǎn)和。'點(diǎn)，兩點(diǎn)間距等于小球的直

徑。將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至4點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)6與靜止于C點(diǎn)的小球2發(fā)生正碰。碰后

小球1向左反彈至最高點(diǎn)A',小球2向右擺動(dòng)至最高點(diǎn)D。測(cè)得小球1,2的質(zhì)量分別為加和M,弦長(zhǎng)”二

1八A'B=b、CD=乙。

丙

推導(dǎo)說(shuō)明，m、M、乙、乙、心滿足關(guān)系即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。

【答案】(DAC

(2)用圓規(guī)畫(huà)圓，盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心位置代表平均落點(diǎn)

mQP=mQM/nkON&)mlt=-ml2-\-Ml3

【解析】(DA.實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，即實(shí)驗(yàn)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(duì)心正碰，兩小球半徑需相同，故B錯(cuò)誤；

C.為使碰后入射小球與被碰小球同時(shí)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ACo

(2)[1]用圓規(guī)畫(huà)圓，盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心位置代表平均落點(diǎn)。

[2]碰撞前、后小球均做平拋運(yùn)動(dòng)，由〃=可知，小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以水平位移與平拋初速

度成正比，所以若如8=0依什利加即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。

(3)設(shè)輕繩長(zhǎng)為工，小球從偏角6處?kù)o止擺下，擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度為匕小球經(jīng)過(guò)圓弧對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)

為，，貝I」由動(dòng)能定理有wgZ（l-cosd）=；ffw2

由數(shù)學(xué)知識(shí)可知$m彳=三

22L

聯(lián)立兩式解得v=/#

若兩小球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,則有mvi--mv2~\-Mv3

又有巧=4,匕=4后,%

整理可得mh-Ml3

12.（2024年甘肅卷考題）11.用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置探究外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

ffA

蜜NmAm戶

■■小本

圖I

（1）以下操作正確的是（單選,填正確答案標(biāo)號(hào)）。

A.使小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)小于槽碼質(zhì)量B.調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力

C.補(bǔ)償阻力時(shí)移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶D.釋放小車(chē)后立即打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（2）保持槽碼質(zhì)量不變，改變小車(chē)上祛碼的質(zhì)量,得到一系列打點(diǎn)紙帶。其中一條紙帶的計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖

2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的距離分別為岳,邑,…,S8,時(shí)間間隔均為北下列加速度算式中，最優(yōu)的是

（單選，填正確答案標(biāo)號(hào)）。

$6-+_s4+-$3+S3-s?+S?-S]

yr2

S6—S,?S5—S3IS4—S??S3一，

，'2

2T22T22T22T2

$6-S3?S5-S21S4-4

3T23T23T2

4T24T2

由圖可知，在所受外力一定的條件下，a與〃成（填“正比”或“反比”）；甲組所用的

（填“小車(chē)”、“祛碼”或“槽碼”）質(zhì)量比乙組的更大。

【答案】（1）B（2）D（3）①.反比②.槽碼

【解析】【小問(wèn)1詳解】A.為了使小車(chē)所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力，故應(yīng)使小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)

大于槽碼質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；

B.為了保證小車(chē)所受細(xì)線拉力等于小車(chē)所受合力，則需要調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力，也要保持細(xì)線和

長(zhǎng)木板平行，故B正確；

C.補(bǔ)償阻力時(shí)不能移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，需要通過(guò)紙帶上點(diǎn)跡是否均勻來(lái)判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng),

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)操作要求，應(yīng)先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器再釋放小車(chē)，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【小問(wèn)2詳解】

根據(jù)逐差法可知

2

$5—H=401T2S6-S2=4a2T2S7-S3=4a3TSs-S4=4a4T?

聯(lián)立可得小車(chē)加速度表達(dá)式為。：產(chǎn)―+S：-S3+S-S+與①），故選D。

44T24T264T224T2

【小問(wèn)3詳解［［1］根據(jù)圖像可知!與〃成正比，故在所受外力一定的條件下，a與〃成反比；

a

［2］設(shè)槽碼的質(zhì)量為處則由牛頓第二定律加g=（加+〃）。

111

化簡(jiǎn)可得一二---加—

amgg

故斜率越小，槽碼的質(zhì)量〃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(pán)上緊貼邊緣放置一密度均勻的小圓柱體，如圖(a)所示，圖

(6)為俯視圖，測(cè)得圓盤(pán)直徑2=42.02cm,圓柱體質(zhì)量0=30.0g,圓盤(pán)繞過(guò)盤(pán)心07的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小圓柱體相對(duì)圓盤(pán)靜止。

為了研究小圓柱體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的向心力情況，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)用秒表測(cè)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)10周所用的時(shí)間t=62.8s,則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。二rad/s(Ji取3.14)

(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小圓柱體不同位置的直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)"二mm,

多次測(cè)量后，得到平均值恰好與d相等。

(3)寫(xiě)出小圓柱體所需向心力表達(dá)式尸=(用以以。、，表示)，其大小為N(保留2位有

效數(shù)字)

【答案】(1)1(2)16.2(3)“討3-d)6.1x10-3

2

【解析】(1)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)10周所用的時(shí)間t=62.8s,則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T(mén)=^s

根據(jù)角速度與周期的關(guān)系有①=2$冗=lrad/s

(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有L6cm+2X0.1mm=16.2mm

D-d

(3)[1]小圓柱體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r

則小圓柱體所需向心力表達(dá)式F="療"/)

2

[2]帶入數(shù)據(jù)有尸=6.1X10-3N

14.(2024年海南卷考題)15.為驗(yàn)證兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律，某組同學(xué)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、橡

皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細(xì)線和圖釘?shù)绕鞑模凑杖缦聦?shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)：

?

IN?O

Pj'P2

P：

(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(diǎn)，另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，將兩細(xì)線系

在小圓環(huán)上，細(xì)線另一端系在彈簧測(cè)力計(jì)上，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)到某位置，并標(biāo)記圓環(huán)的

圓心位置為。點(diǎn)，拉力E和凡的方向分別過(guò)V和2點(diǎn)，大小分別為艮=3.60N、F2=2.90N；拉力E和F2,

改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)，使其圓心到。點(diǎn)，在拉力尸的方向上標(biāo)記R點(diǎn)，拉力的大小為6=5.60N

請(qǐng)完成下列問(wèn)題:

(1)在圖(e)中按照給定的標(biāo)度畫(huà)出Fi、片和尸的圖示，然后按平行四邊形定則畫(huà)出F八月的合力F'o

(2)比較尸和尸'，寫(xiě)出可能產(chǎn)生誤差的兩點(diǎn)原因

G

O

F

(2)①?zèng)]有做到彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都與木板平行；②讀數(shù)時(shí)沒(méi)有正視彈簧測(cè)力計(jì)

【解析】(1)按照給定的標(biāo)度畫(huà)出E、乙和尸的圖示,然后按平行四邊形定則畫(huà)出品、久的合力Ff,

如下圖所示

G

O

F

(2)尸和尸不完全重合的誤差可能是：①?zèng)]有做到彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都與木板平行；②讀數(shù)時(shí)

沒(méi)有正視彈簧測(cè)力計(jì)。

2024

高考模擬題

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(shí)驗(yàn)室內(nèi)，通過(guò)測(cè)量以下物理量得到天

宮實(shí)驗(yàn)室軌道處的重力加速度，可行的是（）

A.用彈簧秤測(cè)出已知質(zhì)量的祛碼所受的重力

B.測(cè)量單擺擺線長(zhǎng)度、擺球半徑以及擺動(dòng)周期

C.從高處釋放一個(gè)重物、測(cè)量其下落高度和時(shí)間

D.測(cè)量天宮實(shí)驗(yàn)室繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和軌道半徑

【答案】D

【解析】在天宮實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)的向心力，

故ABC中的實(shí)驗(yàn)均無(wú)法得到天宮實(shí)驗(yàn)室軌道處的重力加速度。由重力提供繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

殂Mm472

將mg=G——=m—~r

4/

整理得軌道重力加速度為&=拳-廠

故通過(guò)測(cè)量天宮實(shí)驗(yàn)室繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和軌道半徑可行，D正確。

故選Do

二、實(shí)驗(yàn)題

2.（2024?河北?高考真題）圖1為探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐

標(biāo)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(xiě)紙，

在坐標(biāo)紙上留下印跡.某同學(xué)利用此裝置通過(guò)多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對(duì)

應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)應(yīng)平拋起點(diǎn).

①每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度（填“相同”或“不同”）。

②在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。

③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為m/s(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.8m/s2,保

留2位有效數(shù)字)。

【答案】相同

【解析】［1］為保證鋼球每次平拋運(yùn)動(dòng)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(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示

在圖線上找到坐標(biāo)為19.6cm的點(diǎn)

為研究位置，該點(diǎn)坐標(biāo)為(14.1cm,19.6cm),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律%=y=%

解得v0=0.71m/s

3.（2023?福建?高考真題）某小組用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究斜面傾角是否對(duì)動(dòng)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(biāo)卡尺、光電門(mén)、傾角調(diào)節(jié)儀等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：