专题14 力学实验-2022年新高考物理精选模拟题分项汇编（第四期）

专题14 力学实验 1．（2021·辽宁丹东一中高三月考）某同学用如图实验装置验证机械能守恒定律。在水平桌面上放置一倾斜的长木板，长木板上表面光滑。在木板上A点处锁定一左端带长方形遮光条的小车，其总质量为M，右端由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量为m的重物相连，且细线与木板平行。木板B处的光电门测出遮光条经过光电门的时间为t，用L表示A点到长木板低端C的距离，h表示A与C的高度差，d表示遮光条宽度（d很窄），s表示A到B的距离，重力加速度为g。 （1）实验中是否要求 ，_______（选填“是”或“否”）； （2）解除小车锁定，则在小车从A运动到B的过程中，小车、遮光片与重物组成的系统重力势能的减少量可表示为_______，动能的增加量可表示为_______。 2．（2021·辽宁大连长兴岛高级中学模拟）一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的细绳连接的钩码A和B（B左侧安装挡光片）。 实验步骤如下： ①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A的质量比B大，实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，系统静止。 ②用剪刀剪断钩码B下方的细绳，使B在A带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为t1、t2。 ③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度d，如图2，则d＝________mm。 ④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。 ⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离L（L≫d）。 ⑥查表得到当地重力加速度大小为g。 ⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）________，用以上物理量写出验证方程_________。 ⑧实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，请写出一条产生误差的原因_________。 3．（2021·重庆市涪陵实验中学校高三期中）小王想测量家中自已锻炼用的两个不同沙袋的质量，但没有直接测量质量的工具，于是他利用家中已有的如下器材进行测量：悬挂沙袋的轻质细绳、大小和质量均不计的光滑定滑轮、一套总质量为 （各方块的质量已知）的玩具方块、毫米刻度尺、带有秒表软件的手机。请完成下列步骤。 （1）如图所示，两沙袋用轻绳跨过定滑轮连接安装好，设右边沙袋 的质量为 、左边沙袋B的质量为 。 （2）取出质量为 的玩具方块放入 中，剩余玩具方块都放入B中，放手后发现 下降、B上升。 （3）用毫米刻度尺测出 从静止下降的距离 ，用手机中的秒表软件测出 下降距离 所用的时间 ，则 下降的加速度大小 __________（用 和 表示）。 （4）从B中取出部分玩具方块放入 中，以改变A中玩具方块的质量 ，测量相应的加速度大小 ，得到多组 及 的数据，作出a随 变化的关系图线a-m。 （5）若图线的斜率 ，图线在纵轴上的截距 ，取重力加速度大小 ，则 __________ 、 __________ 。 4．（2021·重庆八中高三月考）某探究学习小组的同学欲以如图甲所示装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘（含砝码）等组成。光电门可以测出滑块上的遮光条依次分别通过两个光电门的时间 、 ，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砝码盘（含砝码）的质量分别为M和m，不计滑轮的重量和摩擦。 （1）如图乙所示，游标卡尺测出遮光条的宽度 ______cm。 （2）实验操作中，下列说法正确的是______。 A．该实验装置需要平衡摩擦力 B．为减小误差，实验中一定要保证质量m远小于质量M C．实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值以减小偶然误差 D．气垫导轨充气后，如果气垫导轨水平，则滑块轻放在导轨上能保持静止 （3）对质量保持不变过程，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为 ，求得图线的斜率为k，则滑块质量可表示为______。 A． B． C．k D．2k （4）该装置中弹簧测力计的读数为F，需要验证的表达式为 ______。 5．（2021·重庆八中高三月考）某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，光电门1、2与光电计时器相连，可记录小球经过光电门1和光电门2所用的时间。 （1）实验前用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d = ______mm。 （2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门1和光电门2所用的时间t1、t2，测出两光电门间的高度差h，小球质量为m（重力加速度取g）。从光电门1到光电门2的过程中，小球动能的增