专题14 力学实验-【好题汇编】2024年高考物理二模试题分类汇编（北京专用）

专题14 力学实验（原卷版） 1．（2024·北京朝阳·统考二模）（1）某同学用弹簧测力计粗测重力加速度。将一个质量为165g的物体挂在校准后的竖直弹簧测力计下端，静止时指针如图1所示，则重力加速度为 m/s2（结果保留2位有效数字）。 （2）某同学用如图2所示的装置测量重力加速度。打点计时器的打点周期为T。让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图3所示。A、B、C、D、E为纸带上5个连续打下的点。根据纸带可得重力加速度g= （用、、、T表示）。 （3）某实验小组利用图4装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 ①组装好装置后，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图5所示，小钢球直径d= mm，记摆长。 ②多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出图像，如图6所示。已知图线斜率为k，可得重力加速度g= （用k、表示）。 2．（2024·北京海淀·统考模拟）两组同学做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）甲组同学采用如图甲所示的实验装置。    ①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是 。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．打点计时器的两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．先释放重物，再接通电源后 ②在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图丙所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知纸带相邻两个点之间时间间隔为△t。从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量 ；设这一过程中物体的重力势能减小量为，则应该有大小关系 （填“大于”、“等于”或“小于”），这是因为 。    ③根据学过的匀变速直线运动的规律，利用图乙中的纸带，论证说明AC段的平均速度是否可以代替AC段时间中点B的瞬时速度。 （2）乙组同学采用如图丙所示的实验装置。实验前，将气垫导轨调至水平，用天平称出托盘和砝码的总质量m，测出挡光条的宽度为d，并将滑块移到图示位置，测出挡光条到光电门的距离为l。释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t。多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点开始滑动，测量相应的l与t值。    为验证机械能守恒定律，请写出该组同学还需要测量哪个物理量以及各物理量应满足的关系式。 3．（2024·北京顺义·统考模拟）甲、乙两同学分别用不同的方案做“验证动量守恒定律”实验。 (1)甲同学用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让质量为的入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP（称为第一次操作）。然后，把半径相同质量为的被碰小球静置于斜槽末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N，测出OM、ON（称为第二次操作）。在实验误差允许范围内，若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 ①下列关于本实验条件的叙述，正确的是 。（选填选项前的字母） A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C．斜槽倾斜部分必须光滑 D．斜槽末端必须水平 ②若第二次操作时，入射小球从斜槽上静止释放的位置低于S，其他操作都正确的情况下，实验结果为 （选填“>”“<”或“=”）。 (2)乙同学用如图所示实验装置进行实验，两个带有等宽遮光条的滑块A、B间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定，将其置于气垫导轨上。接通充气开关，烧断细线，A、B由静止向相反方向运动。利用光电计时器可记录下两遮光条通过光电门C、D的时间分别为、。A、B的质量分别为、。 ①在实验操作正确的前提下，若满足 与 近似相等（用所测物理量的字母表示），则可以认为两滑块被弹簧弹开前后动量守恒。 ②本实验 （选填“需要”或者“不需要”）调节气垫导轨水平，判断气垫导轨水平的依据是 。 4．（2024·北京平谷·统考模拟）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。 (1)本实验主要采用的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．