高考物理模拟题分类训练(02期)专题12力学实验(教师版含解析).docx

专题12 力学实验 1(2021届福建省厦门外国语高三质检)用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图所示。(1)若有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是_。(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_。(填写各步骤前的序号)把刻度尺竖直固定在墙上捏住小球，从刻度尺旁静止释放手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置打开手机摄像功能，开始摄像(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是1mm，由此测得重力加速度为_ 。(结果保留2位有效数字)【答案】小钢球 9.6(9.59.7) 【解析】(1)1 利用小球的自由下落测量当地的重力加速度的实验中，要求空气阻力相对于小球的重力来说可以忽略，所以选取小球时要尽可能选取体积小、密度大的球，故几种小球中最适合用作实验中下落物体的是小钢球；(2)2 实验时要先把刻度尺竖直固定在墙上，再固定手机，调整好手机镜头的位置，然后打开手机摄像功能，开始摄像，从刻度尺旁静止释放小球，故正确的操作顺序为：；(3)3 根据图可知三幅图中小球中心对应的刻度值分别为x1=2.50cm=0.0250m，x2=26.50cm=0.2650m，x3=77.50cm=0.7750m，根据逐差法求解加速度的方法可得2(2021届广东省东莞市光明中学高三模拟)某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接)，压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径)，金属管水平固定在离地面一定高度处，如图所示。解除弹簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射。现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，并探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验：用天平测出两球质量分别为m1、m2；用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在水平地面上的落点M、N。根据该小组同学的实验，回答下列问题：(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有_；A弹簧的压缩量xB两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2C小球直径D两球从弹出到落地的时间t1、t2(2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为_；(3)用测得的物理量来表示，如果满足关系式_，则说明弹射过程中系统动量守恒。【答案】B 【解析】(1)1弹簧弹出两球过程中，系统机械能守恒，要测定压缩弹簧的弹性势能，可转换为测定两球被弹出时的动能，实验中显然可以利用平抛运动测定平抛初速度以计算初动能，因此在测出平抛运动下落高度的情况下，只需测定两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离、，故选B。(2)2平抛运动的时间，初速度，因此初动能由机械能守恒定律可知，压缩弹簧的弹性势能等于两球平抛运动的初动能之和，即(3)3若弹射过程中系统动量守恒，则代入时间得3(2021届广东省东莞市光明中学高三模拟)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系如图23(a)，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k= N/m(g取9.80m/s2)砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示：调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小 用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为 重复中操作，得到v与x的关系如图23(c)由图可知，v与x成 关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的 成正比【答案】50N/m(49.550.5) 相等 动能 正比；x2(或压缩量的平方)【解析】据，有：，则，同理可以求得：，则劲度系数为：学科网使滑块通过两个光电门时的速度相等，则可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动；弹性势能转化为滑块的动能；图线是过原点的倾斜直线，所以v与x成正比；弹性势能转化为动能，即，即弹性势能与速度平方成正比，又由v与x成正比，则弹性势能与压缩量的平方成正比4(2021届广东省佛山市高三质检)某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。(1)为完成本实验，下列器材中必须有的是(填编号)_；天平 46V低压直流电源 刻度尺 秒表(2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是_；A托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量B调整滑轮的高度，使细线与长木板平行C将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起D释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置E选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验(3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电频率为f，若_(填写表达式，用题及图中物理量表示)，则可认为匀变速直线运动具有_的特点(提示：填有关速度或位移的特点)。【答案】 BDE 连续相等时间内的位移之差相等 【解析】(1)1在处理纸带求解速度与加速度的过程中，物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量。故错误；实验使用的电源必须是交流电源，故错误；刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离，所以必须要有刻度尺，故正确；打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，故错误。故选。(2)2A不管托盘和砝码的总质量与小车的总质量大小关系如何，只要小车做匀变速直线运动即可，即托盘和砝码的总质量不需要远小于小车的总质量。故A错误；B调整滑轮的高度，使细线与长木板平行，保证小车所受的合力在运动过程中不变。故B正确；C将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起是为了平衡摩擦力，但本实验是探究小车做匀变速直线运动的特点，不管平衡摩擦力与否，都是匀变速直线运动。因此不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起。故C错误；D为了纸带的利用率，释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置。故D正确；E为了保证小车受力稳定，做匀变速直线运动，因此要选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验。故E正确。故选BDE。(3)34本实验要探究小车做匀变速直线运动的特点，即可知，匀变速直线运动在连续相等时间内的位移差相等。5(2021届广东省梅州市兴宁市一中高三模拟)某实验小组用如图(a)的实验装置校对流量计盛水容器上端开口，下端有横截面一定的细管(厚度可忽略)与流量计相连(流量计可测得每秒流出液体的体积)打开开关让水沿水平方向喷出，为保证流速恒定，实验时不断给容器加水保持液面稳定，已知当地的重力加速度为g请完善如下实验步骤(1)安装器材前用螺旋测微器测量细管的直径如图(b)，其直径为d=_mm；(2)按图(a)安装好实验器材，测定喷口到地面的竖直距离y，再打开开关让水喷出；(3)待水流运动稳定后，读出流量计读数：测量_，计算水喷出时的初速度；(4)测得水喷出时的初速度为v，则液体的流量表达式Q=_，代入具体数值可计算出实际流量(5)将实际流量值与读数值比较，进行流量计校对【答案】6.860mm 液体的水平射程x 【解析】(1)直径为d=6.5mm+0.01mm×36.0=6.860mm；(3)待水流运动稳定后，读出流量计读数：测量液体的水平射程x，计算水喷出时的初速度；(4)液体的流量表达式：6(2021届广东省新高考八省大联考高三模拟)实验室中有5根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。计算结果保留3位有效数字。(1)为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量x的关系，小明以1号弹簧末端指针中点为原点，做出竖直的y轴及水平的x轴，其中y轴代表_，x轴代表_(选填“F”或“x”)。(2)为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100 cm刻度刚好与1号弹簧末端指针中点在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为_cm。【答案】 F 4.50cm 【解析】(1)12由图甲知，y轴的原点选择在了弹簧原长处，所以y轴代表弹簧的伸长量，x轴原点也在弹簧原长处，即没有悬挂钩码时，所以x轴代表弹力大小F；(2)3 由图乙知，2号弹簧末端指针中点位置对应的刻度为95.5cm，故弹簧伸长量为7(2021届海南省海南中学高三模拟)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：(1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_(填“相等”或“不相等”)时，可认为气垫导轨水平；(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2；用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d，测量结果如图所示，则挡光片的宽度d=_mm；(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间t1、t2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=_，滑块动量改变量的大小p=_；(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)(6)该同学又用该装置来验证砝码和砝码盘以及滑块所组成的系统机械能守恒。实验中，接通气源，滑块由静止释放后，除了要测量(2)(4)中的物理量外，还需要测量的物理量是_(用文字和符号表示)。在实验误差允许范围内，m1和m2满足的表达式_(用上述测量的物理量符号及重力加速度g表示)成立，则系统机械能守恒。【答案】相等 4.45或4.50 m1gt12 AB的距离L 【解析】(1)1当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等，则滑块经过两个光电门的速度相等，即滑块做匀速直线运动，说明气垫导轨水平。(2)2固定刻度读数为4mm，可动刻度读数为，所以挡光片的宽度为(5)3拉力冲量的大小为4滑块动量改变量的大小为(6)5验证机械能守恒，需要计算重力势能变化，必须测量两光电门间的距离。所以还需要测量的物理量是AB的距离L。6 系统机械能守恒，则砝码和砝码盘减少的重力势能与系统增加的动能相等，即8(2021届河北省衡水市第一中学高三模拟)某同学借助频闪照相机研究小球的平抛运动。已知照相机的频闪频率为10Hz，得到的照片如图所示，已知小球的直径d=2.36cm，请你根据图中坐标纸相关的数据，完成以下问题。(结果保留3位有效数字)(1)小球平抛运动的初速度v0=_；(2)当地的重力加速度g=_。【答案】0.944(0.9320.956均可) 9.44(9.099.79均可) 【解析】(1)1由图可得，坐标纸中每小格边长均为1.18cm，频闪周期为在水平方向小球做匀速直线运动，有以球的最左边的点为参考，可得代入数据得(2)2根据匀变速直线运动的推论，在竖直方向有以球的最上面的点为参考，可得代入数据解得9(2021届河北省选择性考试模拟演练)为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器坐标纸，细线，定滑轮(位置可调)两个，钩码若干。支架带有游标尺和主尺，游标尺(带可滑动的指针)固定在底座上，主尺可升降，如图1所示。实验步骤如下：(1)仪器调零。如图1，将已测量好的劲度系数k为5.00N/m的弹簧悬挂在支架上，在弹箦挂钩上用细线悬挂小钩码做为铅垂线，调节支架竖直。调整主尺高度，使主尺与游标尺的零刻度对齐。滑动指针，对齐挂钩上的O点，固定指针。(2)搭建的实验装置示意图如图2.钩码组mA=40g，钩码组mB=30g，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针。实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面。此时测得=36.9°，=53.1°，由图3可读出游标卡尺示数为_cm，由此计算出弹簧拉力的增加量F=_N。当地重力加速度g为9.80m/s2。(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图框中做出，用平行四边形定则做出合力F_。(4)依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较F和F的大小和方向，得出结论。实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果_(填写“有”或“无”)影响。【答案】 无 【解析】(2)1游标卡尺精度为，读数为2则弹簧拉力的增量为。(3)3根据题意可知绳产生的拉力为，绳产生的拉力为，力的合成如图(4)4在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以小钩码的重力对实验结果无影响。10(2021届湖北省选择性考试模拟演练)某同学利用如图(a)所示的装置测量滑块与长金属板之间的动摩擦因数和当地重力加速度。金属板固定于水平实验台上，一轻绳跨过轻滑轮，左端与放在金属板上的滑块(滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条)相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m0=0.010kg。实验步骤如下：在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。用电子秤称量出滑块和遮光条的总质量为M=0.150kg。将n(依次取n=1，2，3，4，5，6)个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录：i.遮光条通过光电门A的时间t1；ii.遮光条通过光电门B的时间t2；iii.遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间t12；经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。回答下列问题：(1)在n=3时，t1=0.0289s，t2=0.0160s，t12=0.4040s。i.忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为a1=_，其测量值为_m/s2(计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到=34.60s-1，=62.50s-1)；ii.考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的测量值a2_a1(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)利用记录的数据拟合得到a-n图象，如图(b)所示，该直线在横轴上的截距为p、纵轴上的截距为q。用已知量和测得的物理量表示滑块与长金属板之间动摩擦因数的测量值=_，重力加速度的测量值g=_(结果用字母表示)。【答案】 1.38 大于 【解析】(1)1通过光电门A的速度为通过光电门B的速度为忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为2代入数据解得，滑块的加速度为3若考虑到遮光条通过光电门时速度的变化，则遮光片通过两个光电门中间时刻间隔的时间比测量值大，所以加速度的测量值比真实值大；(2)45由牛顿第二定律可得化简得可得，解得，11(2021届湖北省武汉市洪山高级中学高三模拟)图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d(很小)的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则_cm；(2)实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，记录遮光条通过光电门1的时间。保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x(单位为m)及其对应的t(单位为s)，作出图像如图丙，图像不过原点的原因是_，滑块加速度的大小_。(计算结果保留一位有效数字)【答案】0.75 经过光电门1时速度不为0 0.4 【解析】(1)1主尺的读数为，游标尺的读数为故遮光条宽度为(2)23滑块在两光电门间做匀加速直线运动，由位移公式可得变形可得由图象可知，图象与纵轴的交点表示滑块经过光电门1的速度，则图象不过原点的原因是滑块经过光电门1的速度不为0。图象的斜率为那么滑块加速度的大小12(2021届湖北省华中师大附中高三质量测评)某同学用如图所示的实验装置验证动能定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为的遮光条)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光条经过两个光电门的遮光时间大约相等时，可认为气垫导轨水平；用天平测砝码与砝码盘的总质量、滑块(含遮光条)的质量，用刻度尺测量、两光电门的距离；用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光条经过、两处的光电门的遮光时间、。已知重力加速度为，在遮光条随滑块从运动到的过程中。(1)如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力对滑块做功的测量值_；拉力对滑块做功的测量值_拉力对滑块做的功(填“大于”“等于”或“小于”)；要使与大约相等，满足的条件是_。(2)不考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量_；考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为，则_(填“ > ”“ = ”或“ < ”)。【答案】 大于 > 【解析】(1)12根据牛顿第二定律，求功公式有，解得，3已知当时，T m1，则与大约相等。 (2)4不考虑遮光条的宽度影响，5考虑遮光条宽度的影响，设遮光条的前端到达光电门、的速度分别为、，解得因为，若设遮光条的后端到达光电门、的速度分别为、，可推导相同的结果。13(2021届湖北省华中师大附中高三模拟)某同学测量玩具车的额定功率。如图a所示安装器材，先接通打点计时器电源，再让玩具车以额定功率启动，达到最大速度后，再经过一段时间关闭电源，玩具车静止后再关闭打点计时器。玩具车所受阻力恒定不变。某次实验打出的部分纸带如图b所示，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，回答下列问题：(1)玩具车获得的最大速度=_m/s；(结果保留3位有效数字)(2)关闭玩具车电源后，玩具车做减速运动的加速度大小=_m/s2；(结果保留3位有效数字)(3)为测量玩具车的额定功率，还需要测量的物理量及其符号为_，小车的额定功率=_(用实验测得物理量的符号表示)。【答案】1.50 1.98 小车的质量m mavm 【解析】(1)1计时器打点周期0.02s，相邻计数点的时间间隔是T=0.04s，则最大速度(2)2加速度大小(3)3 4玩具车受到的滑动摩擦力是f=ma，匀速运动时F=f，所以还需要测量玩具车的质量。14(2021届湖南省衡阳市田家炳实验中学高三模拟)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表：(当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留3位有效数字)时刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=_m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量=_J，动能减少量=_J；(3)在误差允许的范围内，若与近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得_(选填“>”“<”或“=”)，造成这种结果的主要原因是：_。【答案】3.48 1.24 1.28 < 存在空气阻力 【解析】(1)1在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有(2)23重力势能的增量代入数据解得因动能减少量为代入解得(3)45由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能，因此15(2021届湖南省娄底市春元中学高三模拟)甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q，弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。(1)图中弹簧测力计a的示数为_N；(2)下列不必要的实验要求是(_)(请填写选项前对应的字母)A应测量重物Q所受的重力 B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是_。A BC D【答案】5.80 D C 【解析】(1)1图中弹簧测力计a的示数为5.80N；(2)2 AD要验证力的平行四边形定则，必须测出Q的重力，才能画出力的图示，才能根据平行四边形求出合力，不需要固定O点，因为Q的重力已经测出。A正确，D错误； B为了减小力的大小的测量误差，弹簧测力计应在使用前校零，B正确；C为了减小力的大小的测量误差，拉线方向应与木板平面平行，C正确；故选D。(3)3根据二力平衡条件，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F一定与橡皮筋共线，而作图得到的合力F不一定与橡皮筋共线。故选C。16(2021届湖南省娄底市春元中学高三模拟)研究平抛运动的实验装置如图(甲)所示 (1)为减少空气阻力对小球的影响，应选择的小球是_A实心小木球 B实心小铁球C空心小铁球 D以上三种球都可以(2)用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动把整个装置放在不同高度进行实验，结果两小球总是同时落地：这个实验说明了A球_A水平方向的分运动是匀速直线运动B水平方向的分运动是匀加速直线运动C竖直方向的分运动是自由落体运动D竖直方向的分运动是匀速直线运动 (3)某同学描出了的小钢球做平抛运动的轨迹如图(乙)所示他以抛出点为坐标原点O，取水平向右为x轴，竖直向下为y轴，在轨迹上取两点A(x1，y1)和B(x2，Y2)，且使y1：y2=l：4，若测量发现x1：x2大约为_，则说明小钢球在水平方向做匀速直线运动【答案】(1)B (2)C (2)1：2 【解析】(1)为减少空气阻力对小球的影响，应选择的小球是实心小铁球，故选B.(2)在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动故选C.(3)竖直方向上做自由落体运动，y1：y2=1：4，根据h=gt2知，运到到A、B两点的时间比为1：2，所以O到A、A到B的时间相等，若水平位移又相等，即如果x1：x2大约为1:2，则说明小球水平方向上做匀速直线运动17(2021届湖南省三湘名校联盟高三联考)某同学用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验。装有遮光片的滑块A、B放在气垫导轨上，压缩的弹簧放在A、B两滑块之间，两滑块用长为L的细线连接，两滑块上遮光片的宽度相同。(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度，示数如图乙所示，则遮光片的宽度_cm；(2)调节气垫导轨水平，接通气源，固定滑块B，剪断细线，测出滑块A通过光电门1的时间；再用长为L的细线连接两滑块，将弹簧压缩后放在两物块之间，固定滑块A，剪断细线，测出滑块B通过光电门2的时间，则A、B两滑块(包括遮光片)的质量之比为_；(3)仍用长为L的细线连接两滑块，将弹簧压缩后放在两物块之间，剪断细线，测出滑块A、B通过光电门1、2的时间分别为、，当表达式_成立时，动量守恒定律得到验证。【答案】 【解析】(1)1遮光片的宽度为。(2)2由题意知得到(3)3当动量守恒时，则有即成立时，动量守恒定律得到验证。18(2021届湖南省永州市宁远一中高三模拟)如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放，下落过程中能依次通过A处正下方固定于B处的光电门，和可上下移动的光电门C。测得间的距离为H()，光电计时器记录下小球通过光电门B的时间为，通过光电门C的时间为t，当地的重力加速度为g，则：(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径_；(2)小球经过光电门C时的速度表达式为_；(3)保持位置不变，多次将C光电门下移，改变间的高度H，重复上述实验，多次实验近似不变，作出随H的变化图像如图丙所示，当丙图的斜率满足_时，可判断小球下落过程中机械能守恒。【答案】 【解析】(1)1游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，则小球的直径；(2)2根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在C处的瞬时速度(3)3小球下落过程中重力势能的减小量为，动能的增加量若机械能守恒则则当丙图的斜率满足时，可判断小球下落过程中机械能守恒。19(2021届湖南省长沙市长郡中学高三模拟)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续计数点，其中两相邻计数点间还有四个点未画出。(结果均保留三位有效数字)(1)打A点时物块的速度vA=_m/s，物块下滑时的加速度a=_m/s2。(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的一个物理量是_。A物块的质量 B斜面的高度 C斜面的倾角【答案】1.35 1.57 C 【解析】(1) 12两相邻计数点间还有四个点未画出，则T=0.1s，打A点时物块的速度根据逐差法可求得物块下滑时的加速度(2)3由牛顿第二定律可得即则为求出动摩擦因数，还必须测量的一个物理量是斜面的倾角。故选C。20(2021届湖南省株洲市高三模拟)某同学利用如图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。所用交变电流的频率为50Hz。乙图是他某次得到的纸带，两个计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示。(1)打点计时器在打A点时小车的速度大小为_m/s，小车的加速度大小为_m/s2。(结果均要求保留三位有效数字)(2)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如下表所示，并在图丙所示的坐标纸中准备作出图像，该同学已描出了其中6个点的位置，请把未描完的两个点描出来，并作出图像_。次数12345678m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67a/(m·s-2)0.6180.5570.4820.4030.3170.2350.1520.0864.003.453.032.502.001.411.000.60【答案】0.696 0.510 【解析】(1)1根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，每两个计数点之间的时间为5×0.02s=0.1s，打A点时小车的速度大小为2由可知，小车的加速度大小为(2)3根据图中数据进行描点连线，如下图所示。21(2021届江苏省连云港市高三模拟)某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带打出的纸带如图所示，选取纸带上打出的连续五个点A，B，C，D，E，测出A点距起点O的距离为，点A，C间的距离为，点C，E间的距离为已知重物的质量为m，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点C：(1)重物减少的重力势能=_，增加的动能为=_若算得的和值很接近，则说明：_(2)一般来说，实验中测得的=_(填“大于”，“等于”，“小于”)，这是因为_【答案】 在误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒 大于 重物克服阻力做功 【解析】(1)打出点C时的速度为，所以(2)由于阻力的存在，所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能22(2021届江苏省南京市秦淮中学高三模拟)某研究性学习小组利用气垫导轨进行物理实验，实验装置如图(a)所示在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门，滑块上固定一遮光条，光电门可以记录下遮光条通过光电门时所用的时间滑块上装有拉力传感器，可以读出细线上的拉力大小实验前用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图(b)所示，则d=_mm滑块用细线跨过气垫导轨右端的定滑轮与托盘(盘内有砝码)相连，将滑块由图(a)所示位置释放，若已知遮光条通过两个光电门所用时间分别为t1、t2以及遮光条宽度d，还测出两光电门间距离L，则滑块的加速度可用上述物理量表示为a=_利用该实验装置还可以进行牛顿定律的验证，关于牛顿定律的验证某同学提出如下观点，其中正确的是_A测量遮光条宽度时可以采取多次测量取平均值的方法消除系统误差B实验中加速度己由中获得，只需读取拉力传感器的读数F并测得滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M，即可验证牛顿定律C因为拉力传感器可以直接读取拉力，所以不需要调整气垫导轨右端定滑轮的高度，使牵引滑块的细绳与导轨平行D因为拉力传感器可以直接读取拉力，所以不需要托盘和砝码的总质量m远小于滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M【答案】8.473mm； ； BD 【解析】由图可知，螺旋测微器的读数为：；通过两个光电门的速度分别为：，由匀变速直线运动的速度位移公式得：，解得：；A项：系统误差不可能消除，只可能减小，故A错误；B项：由于拉力传感器的示数即为小车的合力，所以只需读取拉力传感器的读数F并测得滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M，即可验证牛顿定律，故B正确；C项：要调整气垫导轨右端定滑轮的高度，使牵引滑块的细绳与导轨平行，这样才能保证小车的合力为力传感器的示数，故C错误；D项：因为拉力传感器可以直接读取拉力，所以不需要托盘和砝码的总质量m远小于滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M，故D正确23(2021届江苏省新高考适应性考试)用如图1所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块在槽码的牵引下运动通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，槽码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力f。改变M和m进行多次实验。(1)下列实验操作步骤，正确顺序是_；释放木块接通打点计时器电源将木板固定在水平桌面上调节滑轮高度使细线与木板平行将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上(2)实验打出的一段纸带如图2所示打点计时器的工作频率为50Hz，图中纸带按实际尺寸画出，则木块的加速度为_m/s2；(3)甲同学测得的数据见下表。M/kg0.7000.6000.5000.4000.300f/N2.482.181.801.501.16请根据表中的数据，在方格纸上作出f-M图像_；(4)已知重力加速度g=9.80m/s2，可求得该木块与木板的动摩擦因数=_；(5)乙同学用(3)问表中的数据逐一计算出每次测量的值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在(4)问中得出的值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由_。【答案】 0.47 见解析 0.33(0.320.34)