专题12 力学实验-学易金卷：3年（2021-2023）高考1年模拟物理真题分项汇编（天津专用）

专题12 力学实验 1．(2023高考真题)利用气垫导轨和光电门验证机械能守恒的实验。 实验装置如图。已经测得： a．遮光片宽度d b．释放滑块时滑块上遮光片到光电门的距离为l c．钩码质量m1，滑块与遮光片质量m2 接通气源，释放钩码。则 （1）已知滑块上遮光片通过光电门时间t，滑块通过光电门时的速度为_________； （2）在滑块从释放到滑块上遮光片经过光电门这一过程中，系统重力势能减少量为_________，动能增加量为_________； （3）改变l，做多组实验，做出以l为横坐标。以为纵坐标的图像，如图。若机械能守恒成立，则图像斜率为_________。 2．(2022高考真题)某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P。 （1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如下图所示，其读数为__________。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的__________。 A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的 C．必须测出斜槽末端的高度 D．A、B的质量必须相同 （3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上落点位置分别为__________、__________。（填落点位置的标记字母） 3．(2021年高考真题)某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为、、、、、。 ①写出小球在位置1速度表达式___________。 ②要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式___________。 ③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是___________误差。（填“偶然”或“系统”） 1．(2023市五所联考一模)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。 （1）本实验中“等效代替”的含义是（ ） A.橡皮筋可以用细绳替代 B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________ ； (3)如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，可以_______。 A.增大b的示数，减小角度 B.减小b的示数，增大角度 C.减小b的示数，先增大角度，后减小角度 D.增大b的示数，先减小角度，后增大角度 2．(2023市五所联考一模)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为l，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下： 调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态； 在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部； 将光电门尽量靠近滑块C、D两端； 烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B； 由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间，以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间。 (1)实验中还应测量的物理量是___________； (2)根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是___________；实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是___________。 (3)利用上述实验数据测量被压缩弹簧的弹性势能的大小，其计算表达式是___________。 3．(2023和平区一模)用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，将重锤固定在纸带一端，使重锤由静止自由下落，打出的纸带由于初始部分的点迹模糊不清，舍去这部分点迹后得到如图乙所示纸带。 （1）选用的测量