专题06 力学实验大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺（新高考江苏专用）

专题06 力学实验大题综合 一、实验题 1．（2023·江苏·模拟预测）2022年11月30日7时33分，翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”，热情欢迎远道而来的神舟十五号乘组亲人入驻“天宫”。胜利会师的两个航天员乘组，一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张载入史册的太空合影（图甲）。假设刘洋想在太空用如图乙所示的装置验证碰撞中的动量守恒，粗糙导轨平放在实验台上，A、B两滑块上装有相同的挡光板但宽度未知，两静止滑块A、B被压缩的弹簧弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录挡光时间为t1，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录挡光时间为t2，A、B质量未知。 （1）假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现给B滑块一个恒力，如图丙所示，此时压力传感器示数为N1，将A、B对换位置，给A施加相同的恒力，压力传感器示数为N2，据此可知A、B两滑块的质量之比mA:mB= （用N1、N2表示）。 （2）关于在天宫二号中验证碰撞中的动量守恒的实验，下列说法正确的是 ； A．需要测出挡光板宽度d B．可以用天平测出A、B物块的质量 C．验证动量守恒，不需要先平衡摩擦力 D．通过题干条件和步骤（1）无法估算出弹簧的弹性势能 （3）写出验证滑块A、B动量守恒的表达式 （用N1、N2、t1、t2表示）。 2．（2023·江苏·统考一模）某实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数。 实验操作步骤如下：①取若干个完全相同的钩码，将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块凹槽中，记录悬挂钩码的个数；②保持长木板水平，释放木块后打点计时器打出纸带；③将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，重复多次打出纸带。 （1）如图乙所示用刻度尺测量纸带上点的位置，其第4点读数为 。 （2）已知打点周期为，第5点的瞬时速度为 。（结果保留两位有效数字） （3） 测得悬挂钩码数与相应的加速度如下表，请根据表中数据在图丙作出图像 。已知当地重力加速度，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数 。（结果保留两位有效数字） 0.60 1.30 1.96 2.62 3.30 个 6 7 8 9 10 （4）实验中发现木板未调节水平，右端偏高，考虑到此因素的影响，的测量值 （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 3．（2023春·江苏·高三校联考阶段练习）如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系、验证机械能守恒定律的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，测量在A处的遮光条到光电门B的距离x，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码．开动气泵，调节气垫导轨，每次滑块都从A处由静止释放． （1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则 ． （2）开动气泵后，将滑块从A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，则滑块的加速度大小是 （各物理量均用字母表示）． （3）探究加速度与力的关系，下列不必要的一项实验要求是 ．（请填写选项前对应字母） A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 （4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，分别求出滑块对应的加速度a，通过描点作出图像，研究滑块的加速度a与力F的关系，所作图线的特点是 ． （5）在如图甲所示的装置中撤去力传感器，将钩码直接与定滑轮下的细线相连，开动气泵后，仍将滑块从A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间，已知钩码质量为m、滑块和遮光条的总质量为M，重力加速度为g，则验证m与M组成的系统机械能守恒定律的表达式为 ． 4．（2023·江苏·模拟预测）以下是利用落体法验证机械能守恒定律的两种方案。 （1）采用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。 ①图乙中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器频率为50 Hz，打下O点（图中未标出）时，钩码开始下落，、、是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的0刻线与O点对齐，、、三个点所对刻度如图乙所示。打点计时器在打出b点时钩码下落的速度为 m/s（计算结果保留三位有效数字）； ②若打点计时器在打出b点时的速度表示为，钩码下落的高度表示为，当地的重力加速度为g，若在误差允许范围内表达式 （用题中所给的物理量表示）成立，则机械能守恒。 （2）采用光电门验证机械能守恒定律，装置如图丙