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1、1专题 力学实验专题 力学实验1(2024四川南充一模)某学校的学生在做“探究共点力合成的规律”实验时：(1)以下三位同学的实验操作最合理的是(填选项的字母)；A.B.C.(2)如图A、B、C分别是甲、乙、丙三位同学根据F1、F2的大小与方向，利用两块三角板画平行四边形的情况，其中正确的是(填选项的字母)。A.甲同学固定b三角板，移动a三角板B.乙同学固定a三角板，移动b三角板C.丙同学固定b三角板，移动a三角板力学实验力学实验-2024届新高考物理冲刺专项训练届新高考物理冲刺专项训练22(2024辽宁一模)某同学要做“验证机械能守恒定律”的实验。如图所示，在房梁上O点固定一根长度为l(l未知
2、)、不可伸长的轻绳，轻绳另一端系一个小球。小球静止时位于P点，在P点两侧固定光电门。现把小球拉至M点使轻绳伸直，使M、P两点间距也为l，然后将小球由静止释放，记录小球经过光电门的时间。(1)除了光电门及配套电源外，要完成此实验还需要的器材是。A.天平B.打点计时器C.刻度尺D.游标卡尺(2)如果设小球质量为m，直径为D，小球经过光电门所用时间为t，重力加速度为g，则小球从M点运动到P点，重力势能的减少量为，动能的增加量为。(用题中所给物理量的符号表示)3(2024湖南衡阳二模)某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块(含遮光条)的质量用M表示，砝码的质量用m表示。(1
3、)本实验(填“需要”或“不需要”)满足mM。(2)通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了Lt-t图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为，经过光电门2的速度大小为。(3)由以上实验即可验证牛顿第二定律。4(2024江西九江二模)小明同学在实验室利用如图所示的实验装置来测量物块与木板间的动摩擦因数。把一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，在长木
4、板的左端固定有光电门，物块的左端装有宽度为d的挡光片。物块通过细线跨过定滑轮与测力计和沙桶连接，细线有拉力时处于水平方向。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从同一位置由静止释放，测出遮光片到光电门距离为x，读出多组测力计示数F及对应的物块通过光电门的时间t，回答下列问题：3(1)在坐标系中作如图所示的图像为一条倾斜直线，纵坐标为1t2，则横坐标为(选“F”“1F”或“F2”)。(2)若图线与横轴的截距为b，与纵轴的截距为-c，根据实验测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为，物块与遮光片的总质量为m=(已知重力加速度为g)。5(2024山东潍坊一模)某同学利用如图所
5、示装置探究滑块与长木板间的动摩擦因数。实验过程如下：长木板水平固定，将弹簧左端固定在挡板P上，弹簧右端与滑块不栓接，当弹簧处于原长时，与弹簧右端接触的滑块中心位于O点，O点右侧放一相同的木板，与左侧木板上表面平齐水平对接，如图甲所示；用滑块压缩弹簧到A点，用刻度尺测量出AO间的距离x；释放滑块，记录其在右侧木板上停止时的位置B，测出OB间的距离L1；如图乙所示，拆去O点右侧的木板，在O点下方挂上重锤，再次用滑块将弹簧压缩到A点无初速释放，记录其落到水平地面的位置C，测出O点到地面的竖直高度h，及落地点C到O点的水平距离L2；查得当地重力加速度为g。请回答下列问题：(1)滑块从O点滑离时的初速度
6、大小为，滑块与长木板间的动摩擦因数=(用所测物理量符号表示)。(2)若测得滑块质量为m，则释放滑块时弹簧的弹性势能Ep=(用所测物理量的符号表示)。6(2024江苏南京一模)下图是一款能显示转速的多功能转动平台。某兴趣小组的同学利用该平台测量正六边形螺母与转盘间的动摩擦因数。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取9.80m/s2)4(1)用游标卡尺测量螺母宽度d=cm，再将螺母置于转盘上，进而测量出螺母做圆周运动半径R。(2)缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n。则=。(用题中所给字母表达)改变螺母位置多次测量求出的平均值。(3)有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的
7、状态。于是他们提出了另一个探究方案。在螺母上固定一个无线力传感器(螺母和传感器总质量M=100g)并用轻绳连接传感器与转轴。调节平台转速，测出五组数据如下表所示：他们在坐标纸中已经描出四个实验点，请将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出F-n2图像。()组数物理量12345绳子拉力F(N)0.400.451.001.712.58转速n(r/min)6090120150180转速平方n2(r2/s2)1.02.34.06.39.0根据绘制F-n2图像可测定六角螺母与转盘间的动摩擦因数=。(保留两位有效数字)若在平台加速转动时，就进行测量读数，则的测量值(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。请简述理
8、由：。7(2024河北邯郸二模)某实验小组用压力传感器设计测量弹簧劲度系数的实验方案。如图所示，压力传感器放在水平地面上，一轻质弹簧下端与重物连接，上端与跨过定滑轮的轻绳连接，轻绳的另一端连着托盘。托盘中不放砝码时，传感器读数为F0，在托盘中放置n(n=0，1，2，3，4，5)个砝码，对应弹簧长度的变化量为xn，传感器的读数为Fn，记录下相应的数据。5(1)数据处理时采用画F-x图像的方法，试分析该图像(填“过”或“不过”)坐标原点，该图像的可表示弹簧的劲度系数。(2)滑轮的摩擦力对实验结果(填“产生”或“不产生”)影响。8(2024广东汕头一模)有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图所
9、示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验：科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格：实验次数12345砝码质量m/g1020304050弹簧长度l/cm4.514.033.483.272.46弹簧形变量l/cm0.991.472.022.233.04(1)依据测量数据画出m-l图像如图所示，观察图像可发现，其中第次数据误差较大，应该剔除；(2)根据图像可得劲度系数k=N/m(结果保留两位有效数字，g取10N/kg)；(3)在使用过程中，盒子里
10、的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能(选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”)。9(2024江西上饶一模)某学习小组利用手机安装的APP(phyphox)、带刻度尺的轨道、小车、和几粒小磁粒等，设计了一个测量小车在斜面上做匀变速直线运动加速度的实验。操作如下：6(1)用游标卡尺测量以下长度：小车的车身为11.735cm；测得小磁粒直径读数如图乙，为cm。(2)在小车车身前、后端分别固定一个小磁粒。将带刻度尺的轨道一端垫高，形成斜面。小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，每次实验小车都从“0”刻度线处无初速度释放。智能手机顶部紧贴轨道，如图甲所示。第一次将智能手机的左边缘与位置L1=20cm刻度
11、线对齐，运行智能手机中的phyphox程序，打开磁力计。释放小车，当小车从智能手机附近经过时，小车前后端的磁粒引发的空间磁场变化被智能手机中的磁力计感知并记录下来并将智能手机位置换至L2=70cm处同样对齐，再做一次。两次操作记录的数据如图丙所示。由图可知，智能手机磁力计测得小车经过20cm处用时约为0.69s，根据实验数据可求得小车经过20cm处的速度为v1=m/s(结果保留2位小数)；同理可得70cm处速度v2，则小车加速度为a=(用v1，v2，L1，L2表示)。10(2024广东一模)某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激光笔，B为光传感器。实验过程如下：(1
12、)用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d=mm。(2)测出两悬点(两悬点位于同一水平高度)间的距离s和摆线长l(两摆线等长)。使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期T=。(3)根据上述数据可得当地重力加速度g=(用T、d、l、s表示)，若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。7(4)该双线摆装置测重力加速度较传统的单摆实验有何优点?(回答一点即可)。11(2024广东深圳一模)某同学利用打点计时器分析自身步行时
13、的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。(1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC=m/s。(保留两位有效数字)(2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间
14、，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为s，请根据下图估算该同学的步幅为m。(保留两位有效数字)12(2024广东广州一模)如图(a)，光电门1、2固定在气垫导轨上，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。(1)实验原理若气垫导轨水平，A、B质量分别为mA、mB；A向右运动，遮光片通过光电门1的遮光时间为t1，A、B碰后粘在一起运动，遮光片通过光电门2的遮光时间为t2。当t1t2=(用mA、mB表示)时，系统动量守恒得到验证。(2)实验操作调节气垫导轨水平：接通气源，仅将A放置于光电门1的左侧，轻推A，若遮光片通过
15、光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间，则需要适当(选填“升高”“降低”)导轨左端，反复调节使气垫导轨水平；再将A、B如图(a)放置，轻推A，使A、B碰撞并粘在一起，记录t1、t2的值；重复步骤，多次实验，记录多组t1、t2数据；(3)实验数据处理8把记录的数据在图(b)中描点连线，作出t1-t2图线，其斜率k=(保留两位有效数字)；已知mA=176.0g，mB=177.8g，若相对误差=测量值-真实值真实值100%5%是实验误差允许范围，则该实验是否验证了A、B碰撞前后系统动量守恒？(选填“是”“否”)；理由是。13(2024浙江温州二模)实验小组用如图1所示装置来验证两个小球在斜槽末
16、端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为m1、m2，且m1m2。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上E点静止释放，平均落点为P1；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点M1、N1。(1)为了确认两个小球的直径相同，实验小组用游标卡尺对它们进行了测量，下面四幅图分别是四次测量情景，其中最佳的操作是。A.B.C.D.9(2)关于该实验的要求，说法正确的是。A.斜槽末端必须是水平的B.斜槽轨道必须是光滑的C.必须测出斜槽末端的高度D.放上小球B后，A球必须仍从E点释放(3)图1中
17、O点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中，测出OM1、OP1、ON1的长度分别为x1、x2、x3，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为(用题中给定的物理量表示)。(4)图3中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，O点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点M2、P2、N2，测出OM2、OP2、ON2长度分别为y1、y2、y3，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为(用题中给定的物理量表示)。(5)如图4所示。再一次仅改变接球板的放置，让接球板的一端紧靠在斜槽末端，使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复第一次实验操作
18、，在接球板上得到三个落点M3、P3、N3，其中O点为斜槽末端与接球板的接触点，测出OM3、OP3、ON3长度分别为l1、l2、l3，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为(用题中给定的物理量表示)。14(2024浙江嘉兴二模)(1)某实验小组用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。除图1中器材外，还需在图2中选取的器材是(填字母)。图3是经规范操作得到的一条纸带。O点为起始点，在纸带上选取连续打出的点A、B、C、D、E、F，则下列数据处理方法可行的是。A.测出B点瞬时速度vB及BF间距hBF，计算得EB=12mv2B+mghBF。同理得出EC、ED、EE。若EB、EC、10ED、EE相等
19、，则可验证机械能守恒B.读取O、A间的时间tOA，利用vA=gtOA得A点瞬时速度vA，测出OA间距hOA。若A、B、C、D、E、F各点均满足12mv2=mgh，则可验证机械能守恒C.测出B、C、D、E点瞬时速度vB、vC、vD、vE。以A点时刻为计时起点，绘制v-t图像。若图线过原点，则可验证机械能守恒D.测出B、C、D、E点瞬时速度vB、vC、vD、vE，及四点到O点的距离h，绘制v2-h图像。若图线斜率略小于2g，则可验证机械能守恒(2)如图4所示是利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”实验的装置。若气垫导轨水平放置，测出遮光条宽度d、两光电门间距l、遮光条依次通过两光电门的遮光时间t1和
20、t2，以及滑块和遮光条总质量M，托盘和砝码总质量m。当满足关系式时，可验证机械能守恒。实验中，气垫导轨是否必须水平放置：(选填“是”或“否”)，是否需要满足mM(选填“是”或“否”)。15(2024广东佛山一模)实验室提供如图所示的气垫导轨和光电门组合实验装置，并有天平、螺旋测微器、细线、力传感器等辅助器材。某实验小组利用该装置及辅助器材来探究合外力做功与物体动能变化之间的关系，已知实验时光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时间分别为t1和t2。请回答下列问题：(1)用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图乙所示，则d=mm；(2)实验过程中还需要测量的物理量有：两光电门之间的距离L、滑块
21、的质量m和(请写出物理量及对应的字母)；(3)实验得到滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为W=，滑块动能变化量的表式为Ek=(用题中相关字母表示)；(4)以下操作步骤可以减小实验误差的有。A.为平衡摩擦力适当垫高导轨右端B.两个光电门之间的距离适当远一些C.遮光条的宽度适当小一些D.换用质量尽量大的滑块16(2024广西河池一模)某实验小组为了验证小球所受向心力与角速度、半径的关系，设计了如图甲所示的实验装置，转轴MN由小电机带动，转速可调，固定在转轴上O点的力传感器通过轻绳连接一质量为m的小球，一根固定在转轴上的光滑水平直杆穿过小球，保证小球在水平面内转动，直杆最外
22、边插一小遮光片P，小球每转一周遮光片P通过右边光电门时可记录遮光片最外边的挡光时间，某次实验操作如下：11(1)用螺旋测微器测量遮光片P的宽度d，测量结果如图乙所示，则d=mm。(2)如图甲所示，安装好实验装置，用刻度尺测量遮光片最外端到转轴O点的距离记为L1，测量小球球心到转轴O点的距离记为L2。开动电动机，让小球转动起来，某次遮光片通过光电门时光电门计时为t，则小球此时的角速度等于。(用字母d、t、L1、L2中的部分字母表示)(3)验证向心力与半径关系时，让电动机匀速转动，遮光片P每次通过光电门的时间相同，调节小球球心到转轴O点的距离L2的长度，测出每一个L2的长度以及其对应的力传感器的读
23、数F，得出多组数据，画出F-L2的关系图像应该为。(4)验证向心力与角速度关系时让小球球心到转轴O点距离L2不变，调节电动机转速，遮光片P每次通过光电门的时间不同，记录某次挡光时间t同时记录此时力传感器的读数F，得出多组F与t的数据，为了准确验证小球所受向心力F与角速度的关系，利用实验测量应画(选填“F-t”“F-t2”“F-1t”或“F-1t2”)关系图。17(2024福建厦门二模)某同学设计实验“探究向心力大小与半径、角速度的关系”，装置如图甲所示，角速度可调节的水平圆盘，沿半径方向固定一光滑凹槽，小球Q通过轻绳与传感器在圆心O处连接，且可在凹槽内沿半径方向滑动，当小球与凹槽一起绕圆心O旋
24、转时，传感器可测出转动的角速度和轻绳的拉力大小。(1)用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d=mm；(2)关闭转动盘的开关，转盘缓慢减速，测出这一过程的角速度和轻绳拉力F数据，作出F与2的关系图像如图丙所示，由图可判断当小球质量m和转动半径r一定时，减小，F(选填“增大”“减小”或“不变”)，已知r=0.40m，根据相关数据可求得小球的质量m=kg(计算结果保留2位有效数字)。(3)在“探究向心力大小F与转动半径r的关系”时，根据实验数据得出F与r的关系图像如图丁所示，图线12没有过原点，图线没有过原点的原因可能是。A.把轻绳长作为转动的半径B.把轻绳长与小球直径之和作为转动
25、的半径C.凹槽不够光滑小球受到指向圆心的摩擦力18(2024重庆模拟预测)某兴趣小组对水平流出的水流曲线是否可视为抛物线进行探究。实验所用的主要装置示意图如题图所示，其中盛水桶放置在升降台上，出水管固定于有标尺的背景前，水流能从出水管沿水平方向流出。(1)实验时，调节注水口水流，使盛水桶中的水从溢水口流出，保持桶内水面高度为定值，让水从出水管流出时具有相同的。(2)水流稳定后，拍摄第一张水流照片：调整升降台高度，重复步骤(1)，水流稳定后，拍摄第二张照片。以出水管管口中心为坐标原点O，以水流初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向。在水柱中心线上选取五个标记点，得到这些点的位置坐标。第一次
26、实验照片中标记点的坐标为x、y1，第二次实验照片中标记点的坐标为x、y2，两次实验的测量结果如表所示。x/cm03.006.009.0012.00实验1y1/cm00.391.302.854.95实验2y2/cm00.793.086.9012.23由表中数据可知，第一次实验出水管口处水流速度(选填“大于”“等于”“小于”)第二次实验出水管口处水流速度。(3)若某小球从O点以一定的初速度水平抛出后做平抛运动，恰好通过表中y2=6.90cm对应的标记点，分析它能否继续通过y2=12.23cm对应的标记点并写出分析过程。19(23-24高三上海南期末)(1)某同学在家中找到一透明圆柱体，他想粗测一下
27、该圆柱体材料的折射率，他用一激光笔沿如图1虚线方向射出一束激光到圆柱体上表面，结果发现光斑落在柱体底面圆心处，经测量发现该柱体高度为h=3cm，游标卡尺测直径如图2所示，d=cm，则该材料的折射率为(结果可用根号表示)。(2)某同学在探究小车加速度与力的关系后，对实验进行了改进，如图1所示，带滑轮的长木板调节后可固定，实验过程中跨过小车上的光滑定滑轮的两根细线始终保持与长木板平行。对于该实验：13下列说法正确是(填选项序号)；A.需要补偿长木板对小车的摩擦力影响B.不需要补偿长木板对小车的摩擦力影响C.实验中要保证小车的质量远大于砂和砂桶的总质量D.实验中不需要保证小车的质量远大于砂和砂桶的总
28、质量实验中严格规范操作，若拉力传感器的示数为F，小车(含定滑轮)质量为M，当地重力加速度为g，实验中改变砂桶中砂的质量并处理纸带，获得多组数据后绘制F-a图像如图2所示，图像斜率为k，则k=(用已知的物理量字母表示)。20(2024湖北二模)如图甲所示，实验小组利用手机 phyphox程序的“磁力计”功能，测量小车在斜面上运动的加速度。将手机的感应端紧贴轨道放置，小车的前后端都贴着圆柱形钕磁粒，当小车经过手机时前后磁粒引发空间磁场变化，磁力计记录下前后磁粒依次经过智能手机的时间间隔t，如图乙所示。(1)步骤一:测量小车的长度为12.15cm，用游标卡尺测量钕磁粒的直径示数如图丙所示，则测量值为
29、mm，由此可得小车前后两个磁粒中心之间的距离d。步骤二：手机先置于位置 1，由静止释放小车进行实验，读取时间间隔 t。将手机沿小车运动方向移动距离L=50.00cm，置于位置2，再次释放小车，读取时间间隔t。请写出计算加速度的表达式a=(用题中所给物理量的字母表示)。(2)对本次实验的理解与评估，下列说法正确的是A.在步骤二中，小车可以从不同位置由静止释放B.小车的长度太长导致初、末速度测量误差较大C.若实验操作都准确无误，加速度的测量值仍偏小1专题 力学实验专题 力学实验1(2024四川南充一模)某学校的学生在做“探究共点力合成的规律”实验时：(1)以下三位同学的实验操作最合理的是(填选项的
30、字母)；A.B.C.(2)如图A、B、C分别是甲、乙、丙三位同学根据F1、F2的大小与方向，利用两块三角板画平行四边形的情况，其中正确的是(填选项的字母)。A.甲同学固定b三角板，移动a三角板B.乙同学固定a三角板，移动b三角板C.丙同学固定b三角板，移动a三角板【答案】BB2【详解】(1)1A中两个弹簧秤拉力的夹角过大；C中两个弹簧秤的拉力的夹角过小，都会产生较大的误差；只有B角度适当。故选B。(2)2A甲同学固定b三角板，移动a三角板，但是a三角板应该向右移动，底边容易脱离b三角板的底边从而产生误差，选项A错误；B乙同学固定a三角板，移动b三角板，b三角板要向下移动，不会脱离a三角板的斜边
31、，选项B正确；C丙同学固定b三角板，移动a三角板，但是b三角板的斜边和a的底边没有重合，会产生误差，选项C错误。故选B。2(2024辽宁一模)某同学要做“验证机械能守恒定律”的实验。如图所示，在房梁上O点固定一根长度为l(l未知)、不可伸长的轻绳，轻绳另一端系一个小球。小球静止时位于P点，在P点两侧固定光电门。现把小球拉至M点使轻绳伸直，使M、P两点间距也为l，然后将小球由静止释放，记录小球经过光电门的时间。(1)除了光电门及配套电源外，要完成此实验还需要的器材是。A.天平B.打点计时器C.刻度尺D.游标卡尺(2)如果设小球质量为m，直径为D，小球经过光电门所用时间为t，重力加速度为g，则小球
32、从M点运动到P点，重力势能的减少量为，动能的增加量为。(用题中所给物理量的符号表示)【答案】CDmgl2mD22t2【详解】(1)1本实验需要验证机械能守恒，即需要验证mgh=12mv2即需要测量小球下落的高度和末速度，故需用刻度尺测量轻绳的长度得出小球下落的高度；用游标卡尺测量小球的直径进而计算小球的末速度。故选CD。(2)2小球减小的重力势能为Ep=mgl(1-cos60)=mgl23小球在P点时的速度为v=Dt则小球增加的动能为Ek=12mv2=mD22t23(2024湖南衡阳二模)某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块(含遮光条)的质量用M表示，砝码的质量用
33、m表示。3(1)本实验(填“需要”或“不需要”)满足mM。(2)通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了Lt-t图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为，经过光电门2的速度大小为。(3)由以上实验即可验证牛顿第二定律。【答案】不需要2kb【详解】(1)1当实验中调节气垫导轨水平且细线与气垫导轨平行时，力传感器的示数F等于细线的拉力，结合上述可知，
34、该示数即为滑块的合力，可知实验中不需要使力传感器和钩码的总质量远小于滑块及遮光条的总质量。(2)23滑块释放位置不变，光电门2的位置不变，则无论光电门1位置如何变化，经过光电门2的速度大小不变，设为v，则根据匀变速直线运动中平均速度的规律，两光电门之间的间距为L=v+(v-at)2t整理可得Lt=v-a2t则Lt-t图像中斜率绝对值为k，则k=-a2解得滑块加速度的大小为a=2k截距为b，可得经过光电门2的速度大小为v=b4(2024江西九江二模)小明同学在实验室利用如图所示的实验装置来测量物块与木板间的动摩擦因数。把一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，在长木板的左端固定有光电门，物块的左
35、端装有宽度为d的挡光片。物块通过细线跨过定滑轮与测力计和沙桶连接，细线有拉力时处于水平方向。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从同一位置由静止释放，测出遮光片到光电门距离为x，读出多组测力计示数F及对应的物块通过光电门的时间t，回答下列问题：4(1)在坐标系中作如图所示的图像为一条倾斜直线，纵坐标为1t2，则横坐标为(选“F”“1F”或“F2”)。(2)若图线与横轴的截距为b，与纵轴的截距为-c，根据实验测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为，物块与遮光片的总质量为m=(已知重力加速度为g)。【答案】F=d2c2gx2xbcd2【详解】(1)(2)123物块由静止
36、开始做匀加速运动v2-0=2ax根据牛顿第二定律F-mg=ma又v=dt整理得1t2=2xmd2F-2gxd2则纵坐标为1t2时，横坐标为F，根据图知2xmd2=cb2gxd2=c联立解得=d2c2gxm=2xbcd25(2024山东潍坊一模)某同学利用如图所示装置探究滑块与长木板间的动摩擦因数。实验过程如下：长木板水平固定，将弹簧左端固定在挡板P上，弹簧右端与滑块不栓接，当弹簧处于原长时，与弹簧右端接触的滑块中心位于O点，O点右侧放一相同的木板，与左侧木板上表面平齐水平对接，如图甲所示；5用滑块压缩弹簧到A点，用刻度尺测量出AO间的距离x；释放滑块，记录其在右侧木板上停止时的位置B，测出OB
37、间的距离L1；如图乙所示，拆去O点右侧的木板，在O点下方挂上重锤，再次用滑块将弹簧压缩到A点无初速释放，记录其落到水平地面的位置C，测出O点到地面的竖直高度h，及落地点C到O点的水平距离L2；查得当地重力加速度为g。请回答下列问题：(1)滑块从O点滑离时的初速度大小为，滑块与长木板间的动摩擦因数=(用所测物理量符号表示)。(2)若测得滑块质量为m，则释放滑块时弹簧的弹性势能Ep=(用所测物理量的符号表示)。【答案】(1)L2g2hL224hL1(2)mgL224hL1x+L1【详解】(1)1根据题意可知，拆去O点右侧的木板，滑块从O点飞出做平抛运动，竖直方向上有h=12gt2水平方向上有L2=
38、v0t解得v0=L2g2h2滑块由O点到B点，由动能定理有-mgL1=0-12mv20解得=L224hL1(2)滑块由A点到O点，由能量守恒定律可得，释放滑块时弹簧的弹性势能Ep=mgx+12mv20=mgL224hL1x+L16(2024江苏南京一模)下图是一款能显示转速的多功能转动平台。某兴趣小组的同学利用该平台测量正六边形螺母与转盘间的动摩擦因数。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取9.80m/s2)(1)用游标卡尺测量螺母宽度d=cm，再将螺母置于转盘上，进而测量出螺母做圆周运动半径R。(2)缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n。则=。(用题中所给字母表达)
39、改变螺母位置多次测量求出的平均值。(3)有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的状态。于是他们提出了另一个探究方案。在螺母上固定一个无线力传感器(螺母和传感器总质量M=100g)并用轻绳连接传感器与转轴。调节平台转速，测出五组数6据如下表所示：他们在坐标纸中已经描出四个实验点，请将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出F-n2图像。()组数物理量12345绳子拉力F(N)0.400.451.001.712.58转速n(r/min)6090120150180转速平方n2(r2/s2)1.02.34.06.39.0根据绘制F-n2图像可测定六角螺母与转盘间的动摩擦因数=。(保留两位有效数字)若在平台加速转
40、动时，就进行测量读数，则的测量值(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。请简述理由：。【答案】(1)3.060/3.055/3.065(2)42n2Rg(3)见解析0.29(0.200.35)偏小转台加速转动时静摩擦力会有沿切线方向的分力用以增加螺母速度大小【详解】(1)20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图可知螺母宽度为d=3cm+120.05mm=30.60mm=3.060cm(2)缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，则有mg=m2R又=2n联立可得=42n2Rg(3)1根据表格数据将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出F-n2图像如图所示72根据牛顿第二定律可得F+Mg=M(2n)2R
41、可得F=42MRn2-Mg可知F-n2图像的纵轴截距为b=-Mg=-0.28N解得六角螺母与转盘间的动摩擦因数为=0.280.19.80.2934若在平台加速转动时，就进行测量读数，则 的测量值偏小；原因是：转台加速转动时静摩擦力会有沿切线方向的分力用以增加螺母速度大小，则测量值只是沿径向方向的摩擦力，使得摩擦力测量值偏小，的测量值偏小。7(2024河北邯郸二模)某实验小组用压力传感器设计测量弹簧劲度系数的实验方案。如图所示，压力传感器放在水平地面上，一轻质弹簧下端与重物连接，上端与跨过定滑轮的轻绳连接，轻绳的另一端连着托盘。托盘中不放砝码时，传感器读数为F0，在托盘中放置n(n=0，1，2，
42、3，4，5)个砝码，对应弹簧长度的变化量为xn，传感器的读数为Fn，记录下相应的数据。(1)数据处理时采用画F-x图像的方法，试分析该图像(填“过”或“不过”)坐标原点，该图像的可表示弹簧的劲度系数。(2)滑轮的摩擦力对实验结果(填“产生”或“不产生”)影响。【答案】不过斜率绝对值不产生【详解】(1)12弹簧中弹力的增加量kx=F0-F整理得8F=F0-kx可知该图线是一条不过原点的直线；斜率的绝对值为弹簧的劲度系数。(2)3由表达式F=F0-kx可知滑轮的摩擦力不影响实验结果。8(2024广东汕头一模)有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块
43、挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验：科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格：实验次数12345砝码质量m/g1020304050弹簧长度l/cm4.514.033.483.272.46弹簧形变量l/cm0.991.472.022.233.04(1)依据测量数据画出m-l图像如图所示，观察图像可发现，其中第次数据误差较大，应该剔除；(2)根据图像可得劲度系数k=N/m(结果保留两位有效数字，g取10N/kg)；(3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能(选填“不变”
44、、“逐渐变大”或“逐渐变小”)。【答案】(1)4(2)20(3)逐渐变小【详解】(1)由图可知，第4次的描点不在线上，出现明显偏差，故第4次数据误差较大，应该剔除；(2)根据胡克定律mg=kl可得m=kgl由图像斜率可得kg=50-1010-33.0-1.010-2=29解得k=20N/m(3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾盒的重力减少，弹簧的型变量减少，故弹簧的弹性势能逐渐变小。9(2024江西上饶一模)某学习小组利用手机安装的APP(phyphox)、带刻度尺的轨道、小车、和几粒小磁粒等，设计了一个测量小车在斜面上做匀变速直线运动加速度的实验。操作如下：(1)用游标卡尺测量以下长
45、度：小车的车身为11.735cm；测得小磁粒直径读数如图乙，为cm。(2)在小车车身前、后端分别固定一个小磁粒。将带刻度尺的轨道一端垫高，形成斜面。小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，每次实验小车都从“0”刻度线处无初速度释放。智能手机顶部紧贴轨道，如图甲所示。第一次将智能手机的左边缘与位置L1=20cm刻度线对齐，运行智能手机中的phyphox程序，打开磁力计。释放小车，当小车从智能手机附近经过时，小车前后端的磁粒引发的空间磁场变化被智能手机中的磁力计感知并记录下来并将智能手机位置换至L2=70cm处同样对齐，再做一次。两次操作记录的数据如图丙所示。由图可知，智能手机磁力计测得小车经过
46、20cm处用时约为0.69s，根据实验数据可求得小车经过20cm处的速度为v1=m/s(结果保留2位小数)；同理可得70cm处速度v2，则小车加速度为a=(用v1，v2，L1，L2表示)。【答案】0.5150.18v22-v212 L2-L1【详解】(1)1小磁粒直径为d=5mm+0.05mm3=5.15mm=0.515cm(2)2小车经过20cm处的速度为v1=0.11735+0.005150.690.18m/s(3)3根据v22-v21=2a L2-L1小车加速度为10a=v22-v212 L2-L110(2024广东一模)某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激
47、光笔，B为光传感器。实验过程如下：(1)用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d=mm。(2)测出两悬点(两悬点位于同一水平高度)间的距离s和摆线长l(两摆线等长)。使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期T=。(3)根据上述数据可得当地重力加速度g=(用T、d、l、s表示)，若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。(4)该双线摆装置测重力加速度较传统的单摆实验有何优点?(回答一点即可)。【答案】(1)20.80(
48、2)2t(3)42T2l2-s24+d2相等(4)可使小球更好地在同一平面内摆动【详解】(1)小球直径为d=36mm-0.9516mm=20.80mm(2)因为每半个周期挡光一次，故双线摆摆动的周期T=2t(3)1根据几何关系可得摆长L=l2-s22+d2根据单摆周期公式T=2Lg可得g=42T2l2-s24+d22因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期，故重力加速度的测量值等于真实值。(4)该装置测重力加速度可使小球更好地在同一竖直平面内摆动。1111(2024广东深圳一模)某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面
49、上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。(1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC=m/s。(保留两位有效数字)(2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为s，请根据下图估算该同学的步幅为m
50、。(保留两位有效数字)【答案】(1)1.1(2)0.100.53【详解】(1)1相邻两个计数点间的时间间隔T=0.1s，纸带中BC段的平均速度为vBC=xBCT=0.110.1m/s=1.1m/s(2)12纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为T=0.10s可把图像看成v-t图像，同学的步幅为图像一个周期内每段纸带面积之和，该同学的步幅为s=(8.8+11+12+11+9.7)cm0.53m12(2024广东广州一模)如图(a)，光电门1、2固定在气垫导轨上，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。(1)实验原理若气