专题12 力学实验-【好题汇编】2024年高考物理二模试题分类汇编（山东专用）

专题12 力学实验 1、（2024·淄博市高考二模）利用智能手机和钕磁粒测量滑块在斜面上运动的加速度。如图甲所示，一斜面上安装有两组磁粒，其中B组磁粒固定在斜面上靠近底端处，A组磁粒的位置可移动（A组磁粒更靠近滑块），两组磁粒之间的距离为x。在滑块上面安装智能手机，打开APP中的磁力计，将滑块从斜面上的O点由静止释放，滑块依次经过两组磁粒附近时，手机磁力计会测出磁感应强度的峰值，该峰值所对应的时刻就是智能手机磁力计到达该组磁粒所在位置的时刻，而相邻两个峰值之间的时间差即是智能手机磁力计依次经过两组磁粒所用的时间t。改变A组磁粒的位置进行多次测量，每次都使滑块从O点由静止释放，并用米尺测量A、B之间的距离x，记下相应的t值，所得数据如图乙所示。 1组 2组 3组 4组 5组 6组 0.30 0.40 050 0.60 0.70 0.80 0.21 0.29 0.40 0.49 0.81 1.43 1.38 1.25 1.22 0.99 （1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过B组磁粒的瞬时速度、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是______； （2）根据图乙信息补充表格中缺失的数据：______s，______； （3）在答题纸上的图丙中，描出第5、6两组数据对应的点并画出图线______； （4）由图线，可得滑块加速度的大小为______（保留3位有效数字）。 2、（2024·广饶县一中高考二模）某同学自己在家里做单摆测定重力加速度的实验，由于没有摆球，他用一块不规则的石块代替，用细线将石块系好，结点为A，细线上端固定于O点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长，将石块拉开一个小角度（约）并由静止释放，石块摆到最低点时开始计时，用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期，改变OA间细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 摆线长L（cm） 50次全振动时间t（s） 周期T（s） （1）第4次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （2）该同学根据实验数据作出的图像如图丙所示，图丙中图像没有通过原点的原因是______； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 3、（2024·济南长清中学4月期中）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。 （2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角___________5°（填“大于”或“小于”）。 （3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为___________s，该小组测得的重力加速度大小为___________m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870） 4、（2024·临沂18中高三4月月考）某实验小组利用手机内置的加速度传感器探究碰撞中的动量是否守恒，主要实验步骤如下： ①将两手机A、B放入防撞包内，然后用等长的轻细绳分别悬挂在同一高度处的O、点，静止时A、B刚好接触，如图甲所示； ②将手机A拉高至某一位置，然后由静止释放，手机A摆动到最低点时与手机B发生碰撞，如图乙所示； ③利用电脑软件远程控制手机并记录两手机水平方向的加速度随时间变化图像，如图丙（a）、丙（b）所示； ④将图像进一步处理，如图丁所示，根据图像数据进行分析，从而验证手机碰撞过程中是否满足动量守恒。 分析实验，回答以下问题： （1）为达到实验目的，本实验还必须测量的物理量有______ A.手机A、B的质量　　　　B.细绳的绳长　　　　C.手机A拉高的高度 （2）软件中设置加速度水平向左为正，图丙______（填“（a）”或者“（b）”）图为·A手机的图像； （3）若测得手机A的质量为kg，手机B的质量为kg，根据图丁所示数据可知，碰撞过程中手机A的动量变化量大小为______，手机B的动量变化量大小为______，·由实验结果可知两手机在碰撞过程中满足动量守恒。（结果保留3位有效数字） 5、（2024·日照市高考二模）某学习小组用单摆测量当地的重力加速度，由于没有摆球，他们用一个小挂件来代替摆球。然后按以下步骤进行实验： （1）用细线下端系好小挂件，将细线上端固定，用刻度尺测量固定点和系小挂件结点间细线长度L作为摆长。然后将小挂件拉离平衡位置，使悬挂小挂件的细线偏离竖直方向约为5°的位置，由静止释放小挂件； （2）小挂件摆到最低点开始计时并计数为零，到第100次通过最低点所用的时间为t，则小挂件的周期_________； （3）改变细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T，做出图像，如图所示； （4）取，由图像求出重力加速度_________（结果保留一位小数）。实验过程中把细线的长度作为摆长，根据图像求出的重力加速度值_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 6、（2024·青岛市高考二模）如图1，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。 （1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间小于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图2所示，其读数为__________mm； （3）经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为：__________（用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示）； （4）本实验的系统误差与下列哪些因素有关__________。（填正确答案标号） A．气垫导轨没有调成水平状态 B．遮光条宽度不够窄 C．测量滑块质量时未计入遮光条质量 7、（2024·临沂市高考二模）某物理小组的同学查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。他们设计了图甲所示装置来测量重力加速度g，操作步骤如下： （1）该同学首先利用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，宽度为______。 （2）按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置，用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x，并按图甲所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。 （3）用手缓慢地将钩码向上托起，直至遮光条下边缘恰好回到弹簧原长时指针标记的等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间，则钩码此时的速度______（用题中所给字母表示）。 （4）多次改变钩码个数，重复步骤（2）（3），得到多组数据，作出图像如图丙所示；根据数据计算出图线斜率为b时，可计算出______（用d和b表示）。 8、（2024·聊城市高考二模）某小组利用气垫导轨装置研究力与速度的关系。如图甲所示，遮光条宽度为d，光电门可测出其挡光时间；滑块与遮光条的总质量为M，砝码盘的质量忽略不计，不计滑轮和导轨摩擦。实验步骤如下： ①调节气垫导轨使其水平，并取4个质量均为m的砝码放在滑块上； ②用细绳连接砝码盘与滑块，让滑块静止放在导轨右侧的某一位置； ③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，释放滑块后，测出遮光条经过光电门的挡光时间； ④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，重复步骤③，并保证滑块从同一位置由静止释放； ⑤重复步骤④，直至滑块上的砝码全部放入到砝码盘中。 请完成下面问题： （1）若用十分度的游标卡尺测量遮光条宽度d如图乙所示，则__________mm； （2）滑块经过光电门时的速度__________（用题中所给的字母表示）； （3）在本次实验过程中，砝码盘中放1个砝码与放4个砝码两种情况下，不考虑偶然误差，遮光条经过光电门时的速度之比__________。 9、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。 主要实验步骤如下： ①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（二者的总质量为m），其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，右端跨过定滑轮与质量为M的钩码连接； ②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F； ③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。 请回答以下问题： （1）已知打点计时器的打点周期为0.02s，某次实验所得纸带如图乙所示，M、P和P、N间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为______（结果保留两位有效数字）。 （2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为，则重物和动滑轮的总质量______，当钩码与二者总质量相等时，重物的加速度大小为______。（本问结果均用k、b表示） 10、（2024·德州市高考二模）如图所示，在水平平台上静止放置一轻弹簧，弹簧左端与固定竖直挡板拴接，弹簧处于原长时标记右端对应平台台面上的O点，在O点右侧的A处固定一个光电门。已知水平平台摩擦很小可忽略不计，当地重力加速度为g。某同学利用该装置进行“验证动量守恒定律”实验，具体步骤如下： ①在小滑块a上固定一个宽度为d的挡光片； ②用天平分别测出小滑块a和b的质量、； ③使小滑块a向左压缩轻弹簧到某一位置，标记该位置后，由静止释放小滑块a，a瞬间被弹开后沿平台向右运动，经过光电门后与另一小滑块b发生正碰，碰后两滑块先后从平台边缘飞出，分别落在水平地面的B、C点； ④记录小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； ⑤用刻度尺测出O、之间的距离l、平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线分别与B、C点之间的水平距离、； ⑥改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）若满足表达式______（用题目中给定的字母表示），则说明小滑块a、b正碰过程动量守恒； （2）该同学利用图像分析O、之间的距离l与小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t之间的数值关系，利用描点法做出如图乙所示的图像是一条过原点的直线，该图像纵轴表示l，则横轴表示______（选填“t”、“”或“”）。若该图像的斜率为c，则由图乙可求得该轻弹簧的劲度系数______。（弹簧的弹性势能可表示为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量） 11、（2024·山东省高三二轮复习检测）李华同学设计图甲所示装置探究“动滑轮、沙和沙桶的总质量m一定时，加速度与合力的关系”。弹簧测力计竖直悬挂在天花板上，挂钩与轻绳的一端相连，轻绳绕过动滑轮（悬挂装有沙的沙桶）、固定在长木板右端的定滑轮与带有遮光片的木块相连。释放后木块会沿长木板运动，经过光电门时数字计时器会记录落光片的挡光时间。先用刻度尺测出木块初始位置A点与光电门位置B点间的距离x，用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 请回答下列问题： （1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d时，示数如图乙所示，则______mm。 （2）下列做法正确的是______。 A. 实验中，需要测量木块（包括放在上面的砝码）的总质量M B. 动滑轮两侧的轻绳要调整为竖直 C. 实验前，需要平衡木块的摩擦力 D. 释放木块时，应将木块的左边缘与A点重合 （3）按正确操作，将木块从A点由静止释放，记录弹簧测力计示数F、遮光片通过光电门的遮光时间t；在木块上增加砝码，进行多次反复实验，并记录F、t的多组数据，为了直观判断出加速度与合力的关系，应以______（选填“t”“”或“”）为纵轴，以F为横轴作出图像。 12、（2024·山东名校考试联盟高考二模）利用双缝干涉实验测光的波长，实验装置如图甲所示。 （1）已知单缝到双缝之间的距离是100mm，双缝到屏的距离为1.0m，双缝之间的距离为0.30mm，干涉图样如图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为1.234mm，在B位置时读数如图丙所示，为__________mm，则该光的波长为________nm（计算结果保留三位有效数字）。 （2）某同学观察到图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx，则波长的测量值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其实际值。 （3）下列操作能够使（2）问中干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上的是__________（单选）。 A. 调整目镜使条纹清晰 B. 调节拨杆使单缝与双缝平行 C. 旋转测量头使分划板中心线与某一条纹的中心对齐 13、（2024·新泰中学高考二模）某实验小组要用如图甲所示装置精确测量当地的重力加速度。 （1）甲同学先用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径________； （2）再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心的高度，给电磁铁断电，让小球由静止自由落下，小球通过光电门的遮光时间为，则当地的重力加速度________（用测量的和已知的物理量符号表示）； （3）乙同学没有测小球的直径，通过改变光电门的位置重复实验，测得多组和相应的数据，则作出的图像应是图丙中的________（填“”、“”或“”）；若图像的斜率为，、均为已知量，则当地的重力加速度________（用测量的和已知的物理量符号表示）。 14、（2024·山师大附中高考5月模拟）如图1，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。 （1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间小于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图2所示，其读数为__________mm； （3）经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为：__________（用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示）； （4）本实验的系统误差与下列哪些因素有关__________。（填正确答案标号） A．气垫导轨没有调成水平状态 B．遮光条宽度不够窄 C．测量滑块质量时未计入遮光条质量 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 力学实验 1、（2024·淄博市高考二模）利用智能手机和钕磁粒测量滑块在斜面上运动的加速度。如图甲所示，一斜面上安装有两组磁粒，其中B组磁粒固定在斜面上靠近底端处，A组磁粒的位置可移动（A组磁粒更靠近滑块），两组磁粒之间的距离为x。在滑块上面安装智能手机，打开APP中的磁力计，将滑块从斜面上的O点由静止释放，滑块依次经过两组磁粒附近时，手机磁力计会测出磁感应强度的峰值，该峰值所对应的时刻就是智能手机磁力计到达该组磁粒所在位置的时刻，而相邻两个峰值之间的时间差即是智能手机磁力计依次经过两组磁粒所用的时间t。改变A组磁粒的位置进行多次测量，每次都使滑块从O点由静止释放，并用米尺测量A、B之间的距离x，记下相应的t值，所得数据如图乙所示。 1组 2组 3组 4组 5组 6组 0.30 0.40 050 0.60 0.70 0.80 0.21 0.29 0.40 0.49 0.81 1.43 1.38 1.25 1.22 0.99 （1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过B组磁粒的瞬时速度、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是______； （2）根据图乙信息补充表格中缺失的数据：______s，______； （3）在答题纸上的图丙中，描出第5、6两组数据对应的点并画出图线______； （4）由图线，可得滑块加速度的大小为______（保留3位有效数字）。 【答案】（1） （2） ①. 0.61 ②. 1.15 （3）见解析 （4） 【解析】 【小问1详解】 滑块沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为vt的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有 【小问2详解】 [1]根据图乙信息可知0.61s。 [2]则有 【小问3详解】 【小问4详解】 由第一问表达式，可得 结合图像，有 解得 2、（2024·广饶县一中高考二模）某同学自己在家里做单摆测定重力加速度的实验，由于没有摆球，他用一块不规则的石块代替，用细线将石块系好，结点为A，细线上端固定于O点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长，将石块拉开一个小角度（约）并由静止释放，石块摆到最低点时开始计时，用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期，改变OA间细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 摆线长L（cm） 50次全振动时间t（s） 周期T（s） （1）第4次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （2）该同学根据实验数据作出的图像如图丙所示，图丙中图像没有通过原点的原因是______； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 【答案】（1）95.9 （2）以细线长作为摆长 （3）9.77 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 根据秒表的读数规律，该读数为 【小问2详解】 摆长为悬点到石块重心之间的间距，图丙中图像没有通过原点的原因是以细线长作为摆长，没有考虑结点A到石块重心的间距。 【小问3详解】 令结点A到石块重心的间距为d，则有 解得 结合图丙有 解得 【小问4详解】 结合上述，可知，根据图像的斜率求解重力加速度与结点A到石块重心的间距无关，即把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值等于当地的真实值。 3、（2024·济南长清中学4月期中）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。 （2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角___________5°（填“大于”或“小于”）。 （3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为___________s，该小组测得的重力加速度大小为___________m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870） 【答案】 ①. 0.006##0.007##0.008 ②. 20.034##20.033##20.035##20.032 ③. 20.027##20.028##20.029 ④. 大于 ⑤. 82.5 ⑥. 1.82 ⑦. 9.83 【解析】 （1）[1]测量前测微螺杆与和测砧相触时，图（a）的示数为 [2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度（0.5mm以下的小数）读数，图中读数为 [3]则摆球的直径为 （2）[4]角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°； （3）[5]单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为 结果保留三位有效数字，得摆长为82.5cm； [6]一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为 [7]由单摆的周期表达式得，重力加速度 4、（2024·临沂18中高三4月月考）某实验小组利用手机内置的加速度传感器探究碰撞中的动量是否守恒，主要实验步骤如下： ①将两手机A、B放入防撞包内，然后用等长的轻细绳分别悬挂在同一高度处的O、点，静止时A、B刚好接触，如图甲所示； ②将手机A拉高至某一位置，然后由静止释放，手机A摆动到最低点时与手机B发生碰撞，如图乙所示； ③利用电脑软件远程控制手机并记录两手机水平方向的加速度随时间变化图像，如图丙（a）、丙（b）所示； ④将图像进一步处理，如图丁所示，根据图像数据进行分析，从而验证手机碰撞过程中是否满足动量守恒。 分析实验，回答以下问题： （1）为达到实验目的，本实验还必须测量的物理量有______ A.手机A、B的质量　　　　B.细绳的绳长　　　　C.手机A拉高的高度 （2）软件中设置加速度水平向左为正，图丙______（填“（a）”或者“（b）”）图为·A手机的图像； （3）若测得手机A的质量为kg，手机B的质量为kg，根据图丁所示数据可知，碰撞过程中手机A的动量变化量大小为______，手机B的动量变化量大小为______，·由实验结果可知两手机在碰撞过程中满足动量守恒。（结果保留3位有效数字） 【答案】 ①. A ②. （a） ③. 0.265 ④. 0.263 【解析】 （1）[1]若验证动量守恒，则碰撞前后两手机的动量变化量大小相等，即 即，需要通过实验等到两手机的质量和速度变化量，速度变化量可通过图丁得到，故需要测量两手机的质量。 故选A。 （2）[2]碰撞瞬间A手机受到的作用力水平向左，故加速度水平向左，为正方向，故（a）图为A手机的图像； （3）[3]由丁图可得，图线与坐标轴围成的面积表示速度变化量，通过数格子的方法，则A手机的速度变化量为 则A手机的动量变化量为 [4]B手机的速度变化量为 则B手机的动量变化量为 5、（2024·日照市高考二模）某学习小组用单摆测量当地的重力加速度，由于没有摆球，他们用一个小挂件来代替摆球。然后按以下步骤进行实验： （1）用细线下端系好小挂件，将细线上端固定，用刻度尺测量固定点和系小挂件结点间细线长度L作为摆长。然后将小挂件拉离平衡位置，使悬挂小挂件的细线偏离竖直方向约为5°的位置，由静止释放小挂件； （2）小挂件摆到最低点开始计时并计数为零，到第100次通过最低点所用的时间为t，则小挂件的周期_________； （3）改变细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T，做出图像，如图所示； （4）取，由图像求出重力加速度_________（结果保留一位小数）。实验过程中把细线的长度作为摆长，根据图像求出的重力加速度值_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. ③. 不变 【解析】 （2）[1]一个周期经过最低点两次，则 解得 （4）[2]设细线下端结点到小挂件重心的距离为，则有 可得 可知图像的斜率为 解得重力加速度为 [3]根据 可知图像虽然没有能通过坐标原点，但图像的斜率不变，所以求出的重力加速度值与当地真实值相比不变。 6、（2024·青岛市高考二模）如图1，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。 （1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间小于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图2所示，其读数为__________mm； （3）经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为：__________（用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示）； （4）本实验的系统误差与下列哪些因素有关__________。（填正确答案标号） A．气垫导轨没有调成水平状态 B．遮光条宽度不够窄 C．测量滑块质量时未计入遮光条质量 【答案】 ①. 降低 ②. 14.8 ③. ④. B 【解析】 （1）[1]打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，根据 ，测得光电门1挡光时间小于光电门2的挡光时间，表明滑块运动相同的距离时，时间变大，速度变小，做减速运动，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端降低一些。 （2）[2]遮光条的宽度 （3）[3]根据动量守恒定律得 解得 （4）[4]AC．气垫导轨没有调成水平状态或者测量滑块质量时未计入遮光条质量都是由于实验原理不完善或者实验方法不合理造成的误差，属于系统误差，选项AC正确； B．由表达式可知，遮光条的宽度d从表达式两边消掉了，即遮光条宽度对实验不会造成误差不，B错误。 故选AC。 7、（2024·临沂市高考二模）某物理小组的同学查阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。他们设计了图甲所示装置来测量重力加速度g，操作步骤如下： （1）该同学首先利用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，宽度为______。 （2）按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置，用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x，并按图甲所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。 （3）用手缓慢地将钩码向上托起，直至遮光条下边缘恰好回到弹簧原长时指针标记的等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间，则钩码此时的速度______（用题中所给字母表示）。 （4）多次改变钩码个数，重复步骤（2）（3），得到多组数据，作出图像如图丙所示；根据数据计算出图线斜率为b时，可计算出______（用d和b表示）。 【答案】 ①. 0.230 ②. ③. 【解析】 （1）[1]主尺读数为2mm，游标卡尺第6条刻度线与主尺对齐，宽度为 （3）[2]钩码此时的速度为 （4）[3]根据受力平衡 所以 根据机械能守恒定律 联立，解得 结合丙图，可得 解得 8、（2024·聊城市高考二模）某小组利用气垫导轨装置研究力与速度的关系。如图甲所示，遮光条宽度为d，光电门可测出其挡光时间；滑块与遮光条的总质量为M，砝码盘的质量忽略不计，不计滑轮和导轨摩擦。实验步骤如下： ①调节气垫导轨使其水平，并取4个质量均为m的砝码放在滑块上； ②用细绳连接砝码盘与滑块，让滑块静止放在导轨右侧的某一位置； ③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，释放滑块后，测出遮光条经过光电门的挡光时间； ④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，重复步骤③，并保证滑块从同一位置由静止释放； ⑤重复步骤④，直至滑块上的砝码全部放入到砝码盘中。 请完成下面问题： （1）若用十分度的游标卡尺测量遮光条宽度d如图乙所示，则__________mm； （2）滑块经过光电门时的速度__________（用题中所给的字母表示）； （3）在本次实验过程中，砝码盘中放1个砝码与放4个砝码两种情况下，不考虑偶然误差，遮光条经过光电门时的速度之比__________。 【答案】（1）5.2 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知遮光条宽度为 【小问2详解】 释放滑块后，测出遮光条经过光电门的挡光时间，由于挡光时间很短，可认为挡光过程的平均速度等于滑块经过光电门时的速度，则有 【小问3详解】 在本次实验过程中，砝码盘中放1个砝码与放4个砝码两种情况下，可认为两种情况下滑块受到的合力之比为 根据牛顿第二定律可知两种情况下滑块的加速度之比为 根据运动学公式 可知遮光条经过光电门时的速度之比为 9、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。 主要实验步骤如下： ①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（二者的总质量为m），其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，右端跨过定滑轮与质量为M的钩码连接； ②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F； ③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。 请回答以下问题： （1）已知打点计时器的打点周期为0.02s，某次实验所得纸带如图乙所示，M、P和P、N间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为______（结果保留两位有效数字）。 （2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为，则重物和动滑轮的总质量______，当钩码与二者总质量相等时，重物的加速度大小为______。（本问结果均用k、b表示） 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1 打点周期为0.02s，M、P和P、N间各有4个点未标出，则M、P和P、N间的运动时间为 由逐差法有 解得 【小问2 [1]对重物由牛顿第二定律得 可得 则斜率 截距绝对值 解得 [2]由图可知，钩码的加速度为重物的2倍，则 又 解得 10、（2024·德州市高考二模）如图所示，在水平平台上静止放置一轻弹簧，弹簧左端与固定竖直挡板拴接，弹簧处于原长时标记右端对应平台台面上的O点，在O点右侧的A处固定一个光电门。已知水平平台摩擦很小可忽略不计，当地重力加速度为g。某同学利用该装置进行“验证动量守恒定律”实验，具体步骤如下： ①在小滑块a上固定一个宽度为d的挡光片； ②用天平分别测出小滑块a和b的质量、； ③使小滑块a向左压缩轻弹簧到某一位置，标记该位置后，由静止释放小滑块a，a瞬间被弹开后沿平台向右运动，经过光电门后与另一小滑块b发生正碰，碰后两滑块先后从平台边缘飞出，分别落在水平地面的B、C点； ④记录小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； ⑤用刻度尺测出O、之间的距离l、平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线分别与B、C点之间的水平距离、； ⑥改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）若满足表达式______（用题目中给定的字母表示），则说明小滑块a、b正碰过程动量守恒； （2）该同学利用图像分析O、之间的距离l与小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t之间的数值关系，利用描点法做出如图乙所示的图像是一条过原点的直线，该图像纵轴表示l，则横轴表示______（选填“t”、“”或“”）。若该图像的斜率为c，则由图乙可求得该轻弹簧的劲度系数______。（弹簧的弹性势能可表示为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量） 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小物块a到达光电门的速度为 之后物块a与物块b发生碰撞，碰后两物块将做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 整理有 所以平抛运动时，物块a的速度为 物块b的速度为 由于动量守恒有 整理有 【小问2详解】 [1]由题意可知，l为弹簧的形变量，结合题意可知，弹簧的弹性势能为 由能量守恒有 整理有 所以图像的横坐标为。 [2]由上述分析可知，图像的斜率为 整理有 11、（2024·山东省高三二轮复习检测）李华同学设计图甲所示装置探究“动滑轮、沙和沙桶的总质量m一定时，加速度与合力的关系”。弹簧测力计竖直悬挂在天花板上，挂钩与轻绳的一端相连，轻绳绕过动滑轮（悬挂装有沙的沙桶）、固定在长木板右端的定滑轮与带有遮光片的木块相连。释放后木块会沿长木板运动，经过光电门时数字计时器会记录落光片的挡光时间。先用刻度尺测出木块初始位置A点与光电门位置B点间的距离x，用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 请回答下列问题： （1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d时，示数如图乙所示，则______mm。 （2）下列做法正确的是______。 A. 实验中，需要测量木块（包括放在上面的砝码）的总质量M B. 动滑轮两侧的轻绳要调整为竖直 C. 实验前，需要平衡木块的摩擦力 D. 释放木块时，应将木块的左边缘与A点重合 （3）按正确操作，将木块从A点由静止释放，记录弹簧测力计示数F、遮光片通过光电门的遮光时间t；在木块上增加砝码，进行多次反复实验，并记录F、t的多组数据，为了直观判断出加速度与合力的关系，应以______（选填“t”“”或“”）为纵轴，以F为横轴作出图像。 【答案】（1）5.25 （2）BCD （3） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，该游标卡尺的精确度为0.05，所以读数为 【小问2详解】 A．本实验中物体受到的合外力通过弹簧测力计读出，而加速度则是通过匀变速直线运动，间接求出，即 物体速度为 整理有 由此可知，该实验不需要测量木块（包括放在上面的砝码）的总质量M，故A项错误； B．为了让实验数据的准确，所以动滑轮两侧的轻绳需要调整为竖直，故B项正确； C．为了让弹簧测力计测的力即为物块的合外力，所以该实验需要平衡摩擦力，故C项正确； D．由上述分析可知，加速度的测量涉及物块的位移，为了减少误差，其释放木块时，应将木块的左边缘与A点重合，故D项正确。 故选BCD。 【小问3详解】 由之前的分析可知，弹簧测力计的读数F为物体所受的合力，物体的加速度为 所以应以为纵轴。 12、（2024·山东名校考试联盟高考二模）利用双缝干涉实验测光的波长，实验装置如图甲所示。 （1）已知单缝到双缝之间的距离是100mm，双缝到屏的距离为1.0m，双缝之间的距离为0.30mm，干涉图样如图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为1.234mm，在B位置时读数如图丙所示，为__________mm，则该光的波长为________nm（计算结果保留三位有效数字）。 （2）某同学观察到图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx，则波长的测量值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其实际值。 （3）下列操作能够使（2）问中干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上的是__________（单选）。 A. 调整目镜使条纹清晰 B. 调节拨杆使单缝与双缝平行 C. 旋转测量头使分划板中心线与某一条纹的中心对齐 【答案】（1） ①. 14.538 ②. 665 （2）大于 （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]图丙中的读数为 14.5mm+3.8×0.01mm=14.538mm [2]A、B间距为 其间有6个条纹间隔，相邻两条纹间距为 根据可知所测光的波长为 【小问2详解】 测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值 其中θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，故可知测量值大于实际值。由，可知 则波长的测量值大于其实际值。 【小问3详解】 旋转测量头，分划板的竖线随之旋转，可使分划板的竖线与亮条纹平行。 故选C。 13、（2024·新泰中学高考二模）某实验小组要用如图甲所示装置精确测量当地的重力加速度。 （1）甲同学先用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径________； （2）再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心的高度，给电磁铁断电，让小球由静止自由落下，小球通过光电门的遮光时间为，则当地的重力加速度________（用测量的和已知的物理量符号表示）； （3）乙同学没有测小球的直径，通过改变光电门的位置重复实验，测得多组和相应的数据，则作出的图像应是图丙中的________（填“”、“”或“”）；若图像的斜率为，、均为已知量，则当地的重力加速度________（用测量的和已知的物理量符号表示）。 【答案】（1）6.30 （2） （3） ①. a ②. 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的精确度为0.05mm，小球直径 mm+60.05mm=6.30mm 【小问2详解】 根据自由落体运动规律有 其中 解得 【小问3详解】 [1] [2]乙同学没有测小球的直径，则有 其中 解得 则应为图像a，根据图像的斜率可知 解得 14、（2024·山师大附中高考5月模拟）如图1，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。 （1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间小于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图2所示，其读数为__________mm； （3）经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为：__________（用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示）； （4）本实验的系统误差与下列哪些因素有关__________。（填正确答案标号） A．气垫导轨没有调成水平状态 B．遮光条宽度不够窄 C．测量滑块质量时未计入遮光条质量 【答案】 ①. 降低 ②. 14.8 ③. ④. B 【解析】 （1）[1]打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，根据 ，测得光电门1的挡光时间小于光电门2的挡光时间，表明滑块运动相同的距离时，时间变大，速度变小，做减速运动，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端降低一些。 （2）[2]遮光条的宽度 （3）[3]根据动量守恒定律得 解得 （4）[4]AC．气垫导轨没有调成水平状态或者测量滑块质量时未计入遮光条质量都是由于实验原理不完善或者实验方法不合理造成的误差，属于系统误差，选项AC正确； B．由表达式可知，遮光条的宽度d从表达式两边消掉了，即遮光条宽度对实验不会造成误差不，B错误。 故选AC。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$