专题11 力学实验-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（湖南专用）

专题11 力学实验 1、（2024·湖南卷·T12）在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图，某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案，主要实验仪器包括：气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体，主要步骤如下： （1）调平气垫导轨，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块； （2）将滑块拉至离平衡位置20cm处由静止释放，滑块第1次经过平衡位置处开始计时，第21次经过平衡位置时停止计时，由此测得弹簧振子的振动周期T； （3）将质量为m的砝码固定在滑块上，重复步骤（2）； （4）依次增加砝码质量m，测出对应的周期T，实验数据如下表所示，在图中绘制T2—m关系图线______； m/kg T/s T2/s2 0.000 0.632 0.399 0.050 0.775 0.601 0.100 0.893 0.797 0150 1001 1.002 0.200 1.105 1.221 0.250 1.175 1381 （5）由T2—m图像可知，弹簧振子振动周期平方与砝码质量的关系是________（填“线性的”或“非线性的”）； （6）取下砝码后，将待测物体固定在滑块上，测量周期并得到T2 = 0.880s2，则待测物体质量是________kg（保留3位有效数字）； （7）若换一个质量较小的滑块重做上述实验，所得T2—m图线与原图线相比将沿纵轴________移动（填“正方向”“负方向”或“不”）。 【答案】 ①. ②. 线性的 ③. 0.120kg ④. 负方向 【解析】 （4）[1]根据表格中的数据描点连线，有 （5）[2]图线是一条倾斜的直线，说明弹簧振子振动周期的平方与砝码质量为线性关系。 （6）[3]在图线上找到T2 = 0.880s2的点，对应横坐标为0.120kg。 （7）[4]已知弹簧振子的周期表达式为 M是小球质量，k是弹簧的劲度系数，M变小，则T变小，相较原来放相同质量砝码而言，周期变小，图线下移，即沿纵轴负方向移动。 2、（2023·湖南卷·T11）某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图（a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下： （1）测出钩码和小磁铁的总质量; （2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期； （3）某次采集到的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图（b）所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期______（用“”表示）； （4）改变钩码质量，重复上述步骤； （5）实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是______（填“线性的”或“非线性的”）； 0.015 2.43 0.243 0.059 0.025 3.14 0.314 0.099 0.035 3.72 0.372 0.138 0.045 4.22 0.422 0.178 0.055 4.66 0.466 0.217 （6）设弹簧的劲度系数为，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可能是______（填正确答案标号）； A． B． C． D． （7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差原因：____________． 【答案】 ①. ②. 线性的 ③. A ④. 空气阻力 【解析】 （3）[1]从图中可以算出弹簧振子振动周期 （5）[2]分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的比值接近于常量3.95，则弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是线性的； （6）[3]因的单位为 因为s（秒）为周期的单位，则其它各项单位都不是周期的单位，故选A。 （7）[4]除偶然误差外，钩码振动过程中受空气阻力的影响可能会使本实验产生误差。 3、（2022·湖南卷·T11）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： （1）查找资料，得知每枚硬币的质量为； （2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量/枚 5 10 15 20 25 长度 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 （3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；______ （4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为______； （5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______（计算结果保留3位有效数字）。 【答案】 ①. 见解析 ②. 15.35 ③. 127 【解析】 （3）[1]根据表格标点连线如图 （4）[2]由图可知刻度尺的分度值为1mm，故读数； （5）[3]设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则 设冰墩墩的质量为m1，则有 联立各式代入数据可得。 一、实验题 1．（2024·湖南长沙·一模）探究物体加速度与所受合外力的关系实验装置如图甲所示，主要实验步骤如下： （1）调整长木板倾角进行阻力补偿，使小车恰好沿长木板向下做匀速运动。 （2）保持长木板的倾角不变，绳子下端只挂一个钩码，将小车移近打点计时器，接通电源然后释放小车，小车沿长木板向下做匀加速直线运动，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器的频率为50Hz。利用刻度尺测量得到，，，，，。通过纸带求得小车加速度大小为 。（保留2位有效数字） （3）某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着小桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。 请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。 步骤 是否有必要 调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力 控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量 【答案】 0.60 有必要 没必要 【详解】（2）[1]相邻计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得，小车加速度大小为 （3）[2]要使拉力等于小车受到的合力，必须平衡摩擦力，即改进实验后有必要调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力。 [3]用无线力传感器来测量小车受到的拉力时,力传感器可以读出绳的拉力,则没必要控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量。 2．（2024·湖南·三模）某实验小组用如图甲所示装置用来验证机械能守恒，直径为d的摆球A拴在长为L的不可伸长的轻绳一端（），绳的另一端固定在O点，O点正下方摆球重心经过的位置固定光电门B。现将摆球拉起，使绳偏离竖直方向成角时由静止释放摆球，当其到达最低位置时，光电门B记录的遮光时间为t。 如图乙所示为万能角度尺，万能角度尺是利用游标卡尺读数原理来直接测量角度的工具。它有一个可转动的圆盘（即主尺），在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度，在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺。主尺上29°对应的弧长与游标尺上30格对应的弧长相等（）。 (1)图乙中万能角度尺所测量的角度为 ； (2)改变角并记录对应的时间t的值，作出图像，已知直线斜率的绝对值为k，则重力加速度 （用题中字母表示）； (3)写出一条减小实验误差的措施： 。 【答案】(1)(2)(3)减小摆角 【详解】（1）主尺精确到1°，游标卡尺（游标尺上有30个等分刻度）精确到，主尺读数为，游标读数为 万能角度尺所测量的角度为 （2）由机械能守恒定律可知 由于 联立解得 已知直线斜率的绝对值为k，那么 解得 （3）减小摆角，单摆才能近似为简谐振动，这样可以减小实验误差，故填减小摆角。 3．（2024·湖南长沙·一模）图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 (1)（单选）在“研究平抛物体运动”的实验中，下列因素不会使“研究平抛物体运动”的实验的误差增大的是______。 A．小球与斜槽之间有摩擦 B．安装斜槽时其末端不水平 C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的计算点离原点O很近 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是 。 (3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B、C三点竖直坐标为5.0cm、为45.0cm、为60.0cm，测得A、B两点水平距离为40.0cm，则小球在C点的速度为 m/s（g取）。 【答案】(1)A(2)C(3)4 【详解】（1）A．小球与斜槽之间有摩擦对实验无影响，选项A符合题意； B．安装斜槽时其末端不水平，则小球不能做平抛运动，会使实验产生误差，选项B不符合题意； C．建立坐标系时，应该以小球球心的投影点为坐标原点，若以斜槽末端端口位置为坐标原点则会产生误差，选项C不符合题意； D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的计算点离原点O尽量远些，若很近就会产生实验误差，选项D不符合题意。 故选A。 （2）根据 x=v0t 可得 则图像是过原点的直线，故选C； （3）根据 可得 则 水平速度 C点的竖直速度 C点的速度 4．（2024·湖南长沙·三模）某研究小组设计了一测量动摩擦因数的实验装置，如图所示，在桌面边缘固定一长木板，限位杆到桌面的距离为h，限位杆末端与木板底端平齐，测量限位杆与木板交点到限位杆右端的距离，记为x，将物块从长木板与限位杆交点处由静止释放，运动到木板底端后通过一小段圆弧使物块沿水平方向从桌面飞出，记下物块落地位置到桌面边缘的水平距离d，保持限位杆到桌面的距离不变，调整木板与桌面间的夹角，重复操作，得到多组对应的x和d。重力加速度为g，请完成以下问题： (1)设物块与木板间的动摩擦因数为μ，则物块运动到木板底端时的速度v= （要求式中含x、h）。 (2)桌面到水平面的距离为H，则物块运动到水平面时的水平速度v1= （要求式中含d、H）。 (3)本题中测量动摩擦因数的关系式为 ，结合测得数据作出 （填“”“x”或“”）图像，能得到一条直线，并结合图像法较方便得出结论，若作出图像的斜率为k，则物块与木板间的动摩擦因数为 。 (4)实验结束后，进行总结时，某同学提出，物块从木板末端经圆弧水平飞出的过程可能存在一定的动能损失，且损失的动能均相同，若该同学的说法成立，则动摩擦因数的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1)(2)(3) x (4)等于 【详解】（1）设木板倾角为θ，则物块在木板上运动时受到的摩擦力为 物块在木板上运动的过程中，由动能定理有 化简得 （2）物块从桌面水平飞出后做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 联立可得 （3）[1][2][3]上述两速度相同，联立得 对关系式变式有 即应作出图像，图像斜率为 则 （4）物块在小圆弧位置损失相同的动能，即速度减小量相同，相当于（3）中所得关系式右侧减去一个常量，不影响图线的斜率，故若该同学的说法成立，动摩擦因数的测量值仍等于真实值。 5．（2024·湖南岳阳·三模）某款多功能转动平台能显示转速，兴趣小组的同学利用该平台测量一螺母与转盘间的动摩擦因数。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取） （1）用螺旋测微器测量螺母宽度如图所示，则螺母宽度 mm。 （2）将螺母置于转盘上，测量出螺母做圆周运动半径为R。 （3）缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n。则 。（用题中所给字母表达）改变螺母位置多次测量求出的平均值。 （4）有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的状态，于是他们提出了另一个探究方案。在螺母上固定一个无线力传感器（螺母和传感器总质量）并用轻绳连接传感器与转轴。调节平台转速，测出五组数据如下表所示：他们在坐标纸中已经描出四个实验点，请将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出图像。 。 组数物理量 1 2 3 4 5 绳子拉力 0.40 0.45 1.00 1.71 2.58 转速 60 90 120 150 180 转速平方 1.0 2.3 4.0 6.3 9.0 根据绘制图像可测定螺母与转盘间的动摩擦因数 。（保留两位有效数字） 【答案】 5.800 见解析 0.29 【详解】（1）[1]螺母宽度 （3）[2]设螺母质量为，螺母恰好滑动，最大静摩擦力提供向心力，有 得 （4）[3][4]做出如下 由牛顿第二定律有 得 可知图线的纵截距为 得 6．（2024·湖南娄底·二模）某物理课外活动小组准备用单摆测量当地的重力加速度： (1)下列器材和操作最合理的是______。 A． B． C． D． (2)某次测量小球直径的结果如图所示，则这次测量的读数为 mm。 (3)实验中，测得摆球经过N次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。则重力加速度的表达式为 。（用题目中给出的字母表示） (4)如果测的g值偏小，可能的原因是______。 A．测摆长时，摆线拉的过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动记为50次 【答案】(1)D(2)10.020/10.021/10.019(3)(4)B 【详解】（1）根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变，摆球应用不易变形的细丝线，悬点应用铁夹来固定。 故选D。 （2）这次测量的读数为 （3）根据单摆周期公式 其中 ， 解得 （4）A．因为重力加速度的表达式为 测摆长时摆线拉得过紧，所测摆长偏大，则所测重力加速度偏大，故A错误； B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，即实际中的摆线长度增加了，测量的摆长偏小，故所测重力加速度偏小，故B正确； C．开始计时时，秒表过迟按下，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，故C错误； D．实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，故D错误。 故选B。 7．（2024·湖南张家界·二模）研究表明转动物体也具有动能，称为转动动能，转动动能属于机械能。某同学使用如图装置来探究“转动动能与角速度的关系”。质量不可忽略的滑轮可绕固定光滑轴自由转动，轻质细绳绕在滑轮的边缘，另一端连接装有遮光片的小球，光电门位于遮光片正下方。每次实验小球距光电门一定高度由静止释放，轻绳与滑轮之间不打滑。实验中测出了小球（含遮光片）的质量m、滑轮直径D、遮光片宽度d和遮光片通过光电门的时间。重力加速度为g，空气阻力可忽略。 (1)用螺旋测微器测出遮光片宽度如图所示，则遮光片宽度d= mm。 (2)若小球下落过程中，小球和滑轮组成的系统机械能守恒。释放小球时遮光片中心与光电门中心的高度差为h，遮光片通过光电门的时间为，则当遮光片通过光电门时滑轮的转动动能 。（用题中所给物理量的符号表示） (3)改变重物释放高度，多次重复上述实验得到表中所列数据。 次数 1 2 3 4 ω（rad/s） 4.0 8.0 11.9 19.7 E（J） 0.0010 0.0040 0.0089 0.024 由此可判断滑轮转动动能E与角速度ω的关系为___________。 A． B． C． 【答案】(1)5.800/5.799/5.801(2)(3)C 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为，由图可知遮光片宽度为 （2）遮光片通过光电门时的速度为 根据系统机械能守恒可知，当遮光片通过光电门时滑轮的转动动能为 联立可得 （3）由表中实验数据可知，滑轮转动动能E与角速度ω的关系为 故选C。 8．（2024·湖南邵阳·二模）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。 (1)在本实验中，b选用的是 （选填“一元”或“一角”）硬币； (2)碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）； (3)若a、b发生弹性碰撞，则 。 【答案】(1)一角(2)(3)1 【详解】（1）根据图乙可知，a碰撞b后，a的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知a的质量大一些，即在本实验中，a选用的是一元硬币，b选用的是一角硬币。 （2）碰撞前，b从O点运动到N点减速至0，设b在O点的速度大小为，根据动能定理有 解得 （3）设a碰撞前到O点是速度大小为，根据动能定理有 解得 a碰撞后到O点是速度大小为，根据动能定理有 解得 若a、b发生弹性碰撞，则碰撞时动量守恒，能量守恒 以上各式联立，解得 9．（2024·湖南岳阳·二模）某次实验课上，为测量重力加速度，小组设计了如下实验：如图甲所示，细绳一端连接金属小球，另一端固定于O点，O点处有力传感器（图中未画出）可测出细绳的拉力大小。将小球拉至图示位置处，由静止释放，发现细绳的拉力大小在小球摆动的过程中做周期性变化如图乙所示。由图乙可读出拉力大小的变化周期为T，拉力的最大值为，最小值为。就接下来的实验，小组内展开了讨论 (1)小王同学认为：若小球摆动的角度较小，则还需测量摆长L，结合拉力大小的变化周期T，算出重力加速度 （用L、T表示）； (2)小王同学用刻度尺测量了摆线长，用游标卡尺测量了小球直径如图丙所示，小球直径为 mm； (3)小李同学认为：无论小球摆动的角度大小，都只需测量小球的质量m，再结合拉力的最大值、最小值，算出重力加速度 （用m、、表示）； (4)小李同学测量出数据：，可计算出重力加速度 （保留两位有效数字）。 【答案】(1)(2)21.3(3)(4)9.7m/s2 【详解】（1）依题意，单摆的周期为2T，由 解得 （2）小球直径为 2.1cm+3×0.1mm=21.3mm （3）小球在最高点时，速度为零，可得 小球在最低点时，由牛顿第二定律可得 小球从最高点运动到最低点过程，根据机械能守恒，可得 联立，解得 （4）代入数据可得 g=9.7m/s2 10．（2024·湖南衡阳·二模）某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块（含遮光条）的质量用M表示，砝码的质量用m表示。 （1）本实验 （填“需要”或“不需要”）满足。 （2）通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为 ，经过光电门2的速度大小为 。 （3）由以上实验即可验证牛顿第二定律。 【答案】 不需要 【详解】（1）[1]当实验中调节气垫导轨水平且细线与气垫导轨平行时，力传感器的示数F等于细线的拉力，结合上述可知，该示数即为滑块的合力，可知实验中不需要使力传感器和钩码的总质量远小于滑块及遮光条的总质量。 （2）[2][3]滑块释放位置不变，光电门2的位置不变，则无论光电门1位置如何变化，经过光电门2的速度大小不变，设为，则根据匀变速直线运动中平均速度的规律，两光电门之间的间距为 整理可得 则图像中斜率绝对值为，则 解得滑块加速度的大小为 截距为，可得经过光电门2的速度大小为 11．（2024·湖南衡阳·模拟预测）某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。 (1)用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径 cm； (2)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为 。 (3)若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标，如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式 。 【答案】(1)1.240(2)(3) 【详解】（1）摆球直径为 （2）图像的峰值对于小球经过最低点，每个周期小球经过两次该位置，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为 （3）根据单摆周期公式 可得 可知图像的斜率 由图丁可知 故重力加速度表达式为 12．（2024·湖南长沙·一模）某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，实验过程中部分实验步骤如下： (1)将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度 mm。 (2)滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的速度大小为 m/s。 (3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为 。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】(1)4.00(2)0.2(3)0.77 【详解】（1）图乙游标卡尺分度值为0.05mm，则遮光条的宽度为 d=4mm+0.05mm×0=4.00mm （2）弹簧恢复形变的过程中滑块的速度大小为 （3）弹簧对滑块的冲量大小等于图像与坐标轴所围的面积，约等于。 13．（2024·湖南长沙·一模）某实验小组为测重力加速度，采用如图甲所示的装置，不可伸长的轻绳一端固定于悬点，另一端系一小球，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源，发出的光线与小球的球心在同一水平线上。 (1)现用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为 cm。 (2)在实验中，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到悬点的距离L，同时调整光电门的位置使光线与球心始终在同一水平线上，实验时将小球拉至其球心与悬点处于同一水平面处，轻绳伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t。得到多组L和t的数据，作出如图丙所示的图像，图线的纵截距为，则当地的重力加速度 （用字母b和d表示）。 (3)若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)0.820(2)bd(3)偏大 【详解】（1）由图可知，主尺刻度为，游标尺上对齐的刻度为4，故读数为 （2）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有 即 则有 解得 （3）此时小球的遮光䆓度小于直径，遮光时间偏小，由于，测出的速度偏大，所以动能偏大。 14．（2024·湖南长沙·模拟预测）某同学设计了一个“测定平抛运动初速度”的家庭实验装置，如图所示。在水平桌面上固定一个斜面，把桌子搬到墙的附近，将白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上。每次改变墙壁和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。 (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是______。 A．实验时应保持桌面水平 B．每次应使钢球从同一位置由静止释放 C．使斜面的底边ab与桌边重合 (2)在钢球离开桌面的位置固定一点光源，小球离开桌边打到墙壁的运动过程中，钢球在墙面上的影子的运动应是（    ） A．自由落体运动 B．变加速直线运动 C．匀速直线运动 (3)实验小组每次将桌子向远离墙的方向平移0.2m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm、35.0cm。重力加速度g=10m/s2，钢球平抛的初速度为 m/s。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)AB(2)C(3)2.0 【详解】（1）A.为了使钢球离开桌面做平抛运动，实验时应保持桌面水平，故A正确； B.为了使钢球做平抛运动的初速度相同，每次应使钢球从同一位置由静止释放，故B正确； C.若ab边与桌边重合，则钢球在空中做的可能不是平抛运动，故C错误。 故选AB。 （2）小球的水平位移 竖直位移 设桌面到墙壁的距离为，影子竖直向下运动的位移为，由相似三角形得 解得 因此墙面上影子的运动为匀速直线运动；故选C。 （3）钢球在水平方向做匀速直线运动，每次向右移动，钢球做平抛运动的时间均匀增大；竖直方向上，钢球做自由落体运动，有 得 所以钢球平抛的初速度 15．（2024·湖南·二模）某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，之后让纸带由静止开始下落。 （1）关于下列实验操作，不必要或不正确的是( ) A．实验前先用天平测出重物和夹子的质量 B．为减小阻力，用电磁打点计时器比用电火花计时器好一些 C．在重物大小合适的情况下，选择木块比选择铁块好 D．用秒表测出重物下落的时间 E．释放纸带前应先接通电源 （2）某次实验中所用重物的质量。某同学选取了一条纸带，如图乙所示，0是打下的第一个点，1、2、3、4是连续打的点，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减少量为 J，动能增加量为 J。（打点计时器频率为50Hz，取，结果均保留3位有效数字） （3）若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，这样会导致计算的动能增加量 （填“<”“=”或“>”）重力势能减少量；其原因是 。 【答案】 ABCD 5.44 5.28 见解析 【详解】（1）[1]A．由实验过程中我们比较与可知，可以消掉，则不需要测出重物和夹子的质量，故A符合题意； B．电火花计时器是通过火花放电留下点迹，电磁打点计时器是通过振针打点留下点迹，电火花计时器的阻力小于电磁打点计时器的阻力，故B符合题意； C．为了减小空气阻力对实验的影响，实验时应选用密度较大的重物，即在重物大小合适的情况下，选择铁块比选择木块好，故C符合题意； D．打点计时器可以测量时间，不需要用秒表测出重物下落的时间，故D符合题意； E．为了确保打第一个点迹的初速度为0，同时避免在纸带上出现大量空白段落，实验时应先接通电源后释放纸带，故E不符合题意。 故选ABCD。 （2）[2]从打下点0至打下点3的过程中，重物下降的高度为，重物重力势能的减少量为 [3]打点计时器频率为50Hz，则有 [4]打下点3时，重物的速度为 动能增加量为 （3）[5][6]若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，这样会导致计算的动能增加量小于重力势能减少量，其原因打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过打点计时器时受到的阻力较大，阻力对重物做负功，会使其动能增加量小于重力势能减少量。 16．（2024·湖南长沙·一模）长郡中学物理兴趣小组用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。将一带遮光条的小球用长为（L远大于小球的半径）的细线悬挂在力传感器上（它能将数据实时传送到计算机上），在力传感器正下方适当位置固定一光电门。实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2所示，则遮光条的宽度 。 （2）在细线伸直的情况下从某一位置由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间t。此过程中力传感器的示数一直在变化，应该记录力传感器示数的 （填“最大值”“最小值”或“平均值”）作为测量结果。 （3）改变小球的释放位置，多记录几组挡光时间t和对应的力传感器的测量结果F。 （4）以为横坐标，以F为纵坐标，将得到的数据进行描点如图3所示，则当地的重力加速度 （结果保留2位有效数字）。 【答案】 5.40 最大值 9.4/9.5/9.6 【详解】（1）[1]游标卡尺读数为 （2）[2]小球经过最低点时细线拉力最大，实验中应记录小球经过最低时绳子的拉力，故应记录拉力的最大值。 （4）[3]由于L远大于小球的半径，故单摆摆长近似等于绳长L。在最低点，根据牛顿第二定律得 解得 故斜率为 纵截距为 联立可得 图像如图所示 由图像可知 联立可得 17．（2024·湖南岳阳·一模）某小组为了验证机械能守恒定律，设计了如图甲所示的实验装置，物块P、Q用跨过定滑轮的轻绳相连，P底端固定一宽度为d的轻质遮光条，托住P，用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度差h（）。已知当地的重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图丙所示，则图丙中游标卡尺的读数应为 cm。 （2）下列实验步骤正确的是 A．选择两个质量相等的物块进行实验 B．实验时，要确保物块P由静止释放 C．需要测量出两物块的质量mP和mQ D．需要测量出遮光条从A到达B所用的时间T （3）改变高度h，重复实验，测得各次遮光条的挡光时间t，以h为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出图像，如图丙所示，该图像的斜率为k，在实验误差允许范围内，若k= （用题中字母表示），则验证了机械能守恒定律。 【答案】 0.52 BC/CB 【详解】（1）[1]用游标卡尺测量遮光条的宽度d为0.5cm+0.1mm×2=0.52cm。 （2）[2]A．实验中要让物块P下降，Q上升，则选择两个质量不相等，选项A错误； B．实验时，要确保物块P由静止释放，选项B正确； C．需要测量出两物块的质量mP和mQ，选项C正确； D．实验中不需要测量出遮光条从A到达B所用的时间T，选项D错误。 故选BC。 （3）[3]物块P经过光电门时的速度 实验中要验证的关系 即 则 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 力学实验 1、（2024·湖南卷·T12）在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图，某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案，主要实验仪器包括：气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体，主要步骤如下： （1）调平气垫导轨，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块； （2）将滑块拉至离平衡位置20cm处由静止释放，滑块第1次经过平衡位置处开始计时，第21次经过平衡位置时停止计时，由此测得弹簧振子的振动周期T； （3）将质量为m的砝码固定在滑块上，重复步骤（2）； （4）依次增加砝码质量m，测出对应的周期T，实验数据如下表所示，在图中绘制T2—m关系图线______； m/kg T/s T2/s2 0.000 0.632 0.399 0.050 0.775 0.601 0.100 0.893 0.797 0150 1001 1.002 0.200 1.105 1.221 0.250 1.175 1381 （5）由T2—m图像可知，弹簧振子振动周期平方与砝码质量的关系是________（填“线性的”或“非线性的”）； （6）取下砝码后，将待测物体固定在滑块上，测量周期并得到T2 = 0.880s2，则待测物体质量是________kg（保留3位有效数字）； （7）若换一个质量较小的滑块重做上述实验，所得T2—m图线与原图线相比将沿纵轴________移动（填“正方向”“负方向”或“不”）。 2、（2023·湖南卷·T11）某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图（a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下： （1）测出钩码和小磁铁的总质量; （2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期； （3）某次采集到的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图（b）所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期______（用“”表示）； （4）改变钩码质量，重复上述步骤； （5）实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是______（填“线性的”或“非线性的”）； 0.015 2.43 0.243 0.059 0.025 3.14 0.314 0.099 0.035 3.72 0.372 0.138 0.045 4.22 0.422 0.178 0.055 4.66 0.466 0.217 （6）设弹簧的劲度系数为，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可能是______（填正确答案标号）； A． B． C． D． （7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差原因：____________． 3、（2022·湖南卷·T11）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： （1）查找资料，得知每枚硬币的质量为； （2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量/枚 5 10 15 20 25 长度 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 （3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；______ （4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为______； （5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______（计算结果保留3位有效数字）。 一、实验题 1．（2024·湖南长沙·一模）探究物体加速度与所受合外力的关系实验装置如图甲所示，主要实验步骤如下： （1）调整长木板倾角进行阻力补偿，使小车恰好沿长木板向下做匀速运动。 （2）保持长木板的倾角不变，绳子下端只挂一个钩码，将小车移近打点计时器，接通电源然后释放小车，小车沿长木板向下做匀加速直线运动，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器的频率为50Hz。利用刻度尺测量得到，，，，，。通过纸带求得小车加速度大小为 。（保留2位有效数字） （3）某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着小桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。 请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。 步骤 是否有必要 调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力 控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量 2．（2024·湖南·三模）某实验小组用如图甲所示装置用来验证机械能守恒，直径为d的摆球A拴在长为L的不可伸长的轻绳一端（），绳的另一端固定在O点，O点正下方摆球重心经过的位置固定光电门B。现将摆球拉起，使绳偏离竖直方向成角时由静止释放摆球，当其到达最低位置时，光电门B记录的遮光时间为t。 如图乙所示为万能角度尺，万能角度尺是利用游标卡尺读数原理来直接测量角度的工具。它有一个可转动的圆盘（即主尺），在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度，在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺。主尺上29°对应的弧长与游标尺上30格对应的弧长相等（）。 (1)图乙中万能角度尺所测量的角度为 ； (2)改变角并记录对应的时间t的值，作出图像，已知直线斜率的绝对值为k，则重力加速度 （用题中字母表示）； (3)写出一条减小实验误差的措施： 。 3．（2024·湖南长沙·一模）图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 (1)（单选）在“研究平抛物体运动”的实验中，下列因素不会使“研究平抛物体运动”的实验的误差增大的是______。 A．小球与斜槽之间有摩擦 B．安装斜槽时其末端不水平 C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的计算点离原点O很近 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是 。 (3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B、C三点竖直坐标为5.0cm、为45.0cm、为60.0cm，测得A、B两点水平距离为40.0cm，则小球在C点的速度为 m/s（g取）。 4．（2024·湖南长沙·三模）某研究小组设计了一测量动摩擦因数的实验装置，如图所示，在桌面边缘固定一长木板，限位杆到桌面的距离为h，限位杆末端与木板底端平齐，测量限位杆与木板交点到限位杆右端的距离，记为x，将物块从长木板与限位杆交点处由静止释放，运动到木板底端后通过一小段圆弧使物块沿水平方向从桌面飞出，记下物块落地位置到桌面边缘的水平距离d，保持限位杆到桌面的距离不变，调整木板与桌面间的夹角，重复操作，得到多组对应的x和d。重力加速度为g，请完成以下问题： (1)设物块与木板间的动摩擦因数为μ，则物块运动到木板底端时的速度v= （要求式中含x、h）。 (2)桌面到水平面的距离为H，则物块运动到水平面时的水平速度v1= （要求式中含d、H）。 (3)本题中测量动摩擦因数的关系式为 ，结合测得数据作出 （填“”“x”或“”）图像，能得到一条直线，并结合图像法较方便得出结论，若作出图像的斜率为k，则物块与木板间的动摩擦因数为 。 (4)实验结束后，进行总结时，某同学提出，物块从木板末端经圆弧水平飞出的过程可能存在一定的动能损失，且损失的动能均相同，若该同学的说法成立，则动摩擦因数的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 5．（2024·湖南岳阳·三模）某款多功能转动平台能显示转速，兴趣小组的同学利用该平台测量一螺母与转盘间的动摩擦因数。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取） （1）用螺旋测微器测量螺母宽度如图所示，则螺母宽度 mm。 （2）将螺母置于转盘上，测量出螺母做圆周运动半径为R。 （3）缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n。则 。（用题中所给字母表达）改变螺母位置多次测量求出的平均值。 （4）有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的状态，于是他们提出了另一个探究方案。在螺母上固定一个无线力传感器（螺母和传感器总质量）并用轻绳连接传感器与转轴。调节平台转速，测出五组数据如下表所示：他们在坐标纸中已经描出四个实验点，请将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出图像。 。 组数物理量 1 2 3 4 5 绳子拉力 0.40 0.45 1.00 1.71 2.58 转速 60 90 120 150 180 转速平方 1.0 2.3 4.0 6.3 9.0 根据绘制图像可测定螺母与转盘间的动摩擦因数 。（保留两位有效数字） 6．（2024·湖南娄底·二模）某物理课外活动小组准备用单摆测量当地的重力加速度： (1)下列器材和操作最合理的是______。 A． B． C． D． (2)某次测量小球直径的结果如图所示，则这次测量的读数为 mm。 (3)实验中，测得摆球经过N次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。则重力加速度的表达式为 。（用题目中给出的字母表示） (4)如果测的g值偏小，可能的原因是______。 A．测摆长时，摆线拉的过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动记为50次 7．（2024·湖南张家界·二模）研究表明转动物体也具有动能，称为转动动能，转动动能属于机械能。某同学使用如图装置来探究“转动动能与角速度的关系”。质量不可忽略的滑轮可绕固定光滑轴自由转动，轻质细绳绕在滑轮的边缘，另一端连接装有遮光片的小球，光电门位于遮光片正下方。每次实验小球距光电门一定高度由静止释放，轻绳与滑轮之间不打滑。实验中测出了小球（含遮光片）的质量m、滑轮直径D、遮光片宽度d和遮光片通过光电门的时间。重力加速度为g，空气阻力可忽略。 (1)用螺旋测微器测出遮光片宽度如图所示，则遮光片宽度d= mm。 (2)若小球下落过程中，小球和滑轮组成的系统机械能守恒。释放小球时遮光片中心与光电门中心的高度差为h，遮光片通过光电门的时间为，则当遮光片通过光电门时滑轮的转动动能 。（用题中所给物理量的符号表示） (3)改变重物释放高度，多次重复上述实验得到表中所列数据。 次数 1 2 3 4 ω（rad/s） 4.0 8.0 11.9 19.7 E（J） 0.0010 0.0040 0.0089 0.024 由此可判断滑轮转动动能E与角速度ω的关系为___________。 A． B． C． 8．（2024·湖南邵阳·二模）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。 (1)在本实验中，b选用的是 （选填“一元”或“一角”）硬币； (2)碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）； (3)若a、b发生弹性碰撞，则 。 9．（2024·湖南岳阳·二模）某次实验课上，为测量重力加速度，小组设计了如下实验：如图甲所示，细绳一端连接金属小球，另一端固定于O点，O点处有力传感器（图中未画出）可测出细绳的拉力大小。将小球拉至图示位置处，由静止释放，发现细绳的拉力大小在小球摆动的过程中做周期性变化如图乙所示。由图乙可读出拉力大小的变化周期为T，拉力的最大值为，最小值为。就接下来的实验，小组内展开了讨论 (1)小王同学认为：若小球摆动的角度较小，则还需测量摆长L，结合拉力大小的变化周期T，算出重力加速度 （用L、T表示）； (2)小王同学用刻度尺测量了摆线长，用游标卡尺测量了小球直径如图丙所示，小球直径为 mm； (3)小李同学认为：无论小球摆动的角度大小，都只需测量小球的质量m，再结合拉力的最大值、最小值，算出重力加速度 （用m、、表示）； (4)小李同学测量出数据：，可计算出重力加速度 （保留两位有效数字）。 10．（2024·湖南衡阳·二模）某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块（含遮光条）的质量用M表示，砝码的质量用m表示。 （1）本实验 （填“需要”或“不需要”）满足。 （2）通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为 ，经过光电门2的速度大小为 。 （3）由以上实验即可验证牛顿第二定律。 11．（2024·湖南衡阳·模拟预测）某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。 (1)用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径 cm； (2)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为 。 (3)若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标，如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式 。 12．（2024·湖南长沙·一模）某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，实验过程中部分实验步骤如下： (1)将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度 mm。 (2)滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的速度大小为 m/s。 (3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为 。（计算结果保留2位有效数字） 13．（2024·湖南长沙·一模）某实验小组为测重力加速度，采用如图甲所示的装置，不可伸长的轻绳一端固定于悬点，另一端系一小球，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源，发出的光线与小球的球心在同一水平线上。 (1)现用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为 cm。 (2)在实验中，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到悬点的距离L，同时调整光电门的位置使光线与球心始终在同一水平线上，实验时将小球拉至其球心与悬点处于同一水平面处，轻绳伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t。得到多组L和t的数据，作出如图丙所示的图像，图线的纵截距为，则当地的重力加速度 （用字母b和d表示）。 (3)若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14．（2024·湖南长沙·模拟预测）某同学设计了一个“测定平抛运动初速度”的家庭实验装置，如图所示。在水平桌面上固定一个斜面，把桌子搬到墙的附近，将白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上。每次改变墙壁和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。 (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是______。 A．实验时应保持桌面水平 B．每次应使钢球从同一位置由静止释放 C．使斜面的底边ab与桌边重合 (2)在钢球离开桌面的位置固定一点光源，小球离开桌边打到墙壁的运动过程中，钢球在墙面上的影子的运动应是（    ） A．自由落体运动 B．变加速直线运动 C．匀速直线运动 (3)实验小组每次将桌子向远离墙的方向平移0.2m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm、35.0cm。重力加速度g=10m/s2，钢球平抛的初速度为 m/s。（结果保留两位有效数字） 15．（2024·湖南·二模）某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，之后让纸带由静止开始下落。 （1）关于下列实验操作，不必要或不正确的是( ) A．实验前先用天平测出重物和夹子的质量 B．为减小阻力，用电磁打点计时器比用电火花计时器好一些 C．在重物大小合适的情况下，选择木块比选择铁块好 D．用秒表测出重物下落的时间 E．释放纸带前应先接通电源 （2）某次实验中所用重物的质量。某同学选取了一条纸带，如图乙所示，0是打下的第一个点，1、2、3、4是连续打的点，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减少量为 J，动能增加量为 J。（打点计时器频率为50Hz，取，结果均保留3位有效数字） （3）若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，这样会导致计算的动能增加量 （填“<”“=”或“>”）重力势能减少量；其原因是 。 16．（2024·湖南长沙·一模）长郡中学物理兴趣小组用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。将一带遮光条的小球用长为（L远大于小球的半径）的细线悬挂在力传感器上（它能将数据实时传送到计算机上），在力传感器正下方适当位置固定一光电门。实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2所示，则遮光条的宽度 。 （2）在细线伸直的情况下从某一位置由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间t。此过程中力传感器的示数一直在变化，应该记录力传感器示数的 （填“最大值”“最小值”或“平均值”）作为测量结果。 （3）改变小球的释放位置，多记录几组挡光时间t和对应的力传感器的测量结果F。 （4）以为横坐标，以F为纵坐标，将得到的数据进行描点如图3所示，则当地的重力加速度 （结果保留2位有效数字）。 17．（2024·湖南岳阳·一模）某小组为了验证机械能守恒定律，设计了如图甲所示的实验装置，物块P、Q用跨过定滑轮的轻绳相连，P底端固定一宽度为d的轻质遮光条，托住P，用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度差h（）。已知当地的重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图丙所示，则图丙中游标卡尺的读数应为 cm。 （2）下列实验步骤正确的是 A．选择两个质量相等的物块进行实验 B．实验时，要确保物块P由静止释放 C．需要测量出两物块的质量mP和mQ D．需要测量出遮光条从A到达B所用的时间T （3）改变高度h，重复实验，测得各次遮光条的挡光时间t，以h为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出图像，如图丙所示，该图像的斜率为k，在实验误差允许范围内，若k= （用题中字母表示），则验证了机械能守恒定律。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$