专题17 力学实验-三年（2020-2022）高考物理真题模拟题分类练（全国卷专用）

全国三年（2022-2020）高考物理真题分项汇编 专题17　力学实验 【考纲定位】 近3年考情分析 考点要求 等级要求 考题统计 2022 2021 2020 实验一：研究匀变速直线运动 Ⅱ 实验二：探究弹力与弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定则 实验四：验证牛顿运动定律 全国甲卷·T22 Ⅱ卷·T22 实验五：研究平抛物体的运动 全国乙卷·T22 实验六：探究动能定理 Ⅲ卷·T22 实验七：探究机械能守恒定律 实验八：验证动量守恒定律 【知识重现】 知识点一：基本仪器的使用和读数 1.长度的测量仪器 游标卡尺（不估读） （1）读数：测量值＝主尺读数（mm）＋精度×游标尺上对齐刻线数值（mm）。 （2）常用精确度：10分度游标，精度0.1mm； 20分度游标，精度0.05mm； 50分度游标，精度0.02mm 螺旋测微器（需估读） 测量值＝固定刻度＋可动刻度（带估读值）×0.01mm 毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位 2.时间类测量仪器的读数 （1）打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5s＝0.1s。 （2）频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来，时间间隔Δt＝。（f为频闪照相机的频率） （3）光电计时器：记录遮光条通过光电门的遮光时间。 知识点二：基本力学实验 1.研究性实验 实验名称 实验原理 实验装置 数据处理方法 研究匀变 速直线运动 通过纸带数据分析运动   （1）利用连续相等时间内的位移之差等于恒量进行有关计算或判断 （2）利用平均速度法求瞬时速度 （3）利用Δx=aT2（或逐差法）求a （4）利用v-t图像求a 研究平抛运动 轨迹描绘法分析运动   取点分析法 y2-y1=gT2 Δx=v0T 2.探究性实验 实验名称 实验原理 实验装置 数据处理方法 探究弹力与弹簧伸长量的关系 F=kx 图像法 探究动能定理 探究单摆运动 3.验证性实验 实验名称 实验原理 实验装置 数据处理方法 验证力平行四边形定则 两力的作用效果与一力相同 作图法 验证牛顿第二定律 控制变量法验证：a∝F a∝    图像法 验证 机械 能守 恒定 律 Ep少=Ek增   从几条打下点的纸带中挑选出点迹清楚的纸带进行测量 ΔEk= ,|ΔEp|=mgdn, vn=计算对比 →|ΔEp|与ΔEk 验证动量守恒定律 m1v1=m1v1'+m2v2'   落点距离分析  m1·OP=m1·OM+m2·ON 【真题汇编】 1. （2022·全国甲卷·T23）利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小和，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空： （1）调节导轨水平； （2）测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为______kg的滑块作为A； （3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等； （4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和； （5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示； 1 2 3 4 5 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 0.31 0.33 0.33 0.33 （6）表中的______（保留2位有效数字）； （7）的平均值为______；（保留2位有效数字） （8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为______（用和表示），本实验中其值为______（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。 【答案】 ①. 0.304 ②. 0.31 ③. 0.32 ④. ⑤. 0.34 【解析】 （2）[1]应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块作为A。 （6）[2]由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得 （7）[3]平均值为 （