专题11 力学实验-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（广东专用）

专题11 力学实验 一、实验题 1．（2024·福建漳州·三模）阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置。受此原理启发，某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合力关系。主要实验步骤如下： ①将小桶释放，让质量为m的物块A上的挡光片从光电门1处由静止开始竖直向上运动，记录挡光片从光电门1运动到光电门2的时间t和此过程中拉力传感器的示数； ②往小桶里加适量的沙，多次重复步骤①，获得多组与t对应的F值。 请回答下列问题： (1)为完成实验目的，还需要测量的物理量有___________。（填正确答案标号） A．定滑轮的质量 B．拉力传感器与小桶及桶内沙的总质量M C．两光电门间的高度差h (2)物块A的加速度大小 （用t和还需要测量的物理量表示）。 (3)根据多组与a对应的F值的数据，作出图像。 ①下列图像能正确反映a随F变化的规律的是 ；（填正确答案标号） A． B．  C． ②利用正确的图像， （填“能”或“不能”）测出当地重力加速度大小。 2．（2024·广东·三模）某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将弹射器固定在水平桌边，将小球压缩弹簧后由静止释放，利用频闪照相法拍下小球运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为2cm，频闪周期为0.05s，取重力加速度g=10m/s2。 (1)以下实验操作合理且必要的是（　　） A．应该选用体积小、密度大的小球 B．释放小球前，弹簧的压缩量越大越好 C．实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球 D．用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹 (2)根据图乙频闪照片，小球经过B点时对应的竖直速度vy= m/s，小球平抛的初速度为v0= m/s。（结果均保留两位有效数字） (3)若要测量小球释放前弹簧的弹性势能，还需要测量（　　） A．弹簧的劲度系数 B．小球的质量 C．弹簧压缩后的长度 D．小球下落的高度 3．（2024·北京海淀·三模）在高中阶段，我们学习了多种测量物体加速度的方法。 (1)通过打点计时器，可以测量小车的加速度。实验装置如图所示。通过实验得到了一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后每隔选取一个计数点，如图中A、B、C、D、E、F所示。某同学测量了相邻两计数点间的距离：，，，，，，请计算该小车的加速度 （保留小数点后两位） (2)通过光电门，同样可以测量物体的加速度。如图，滑块上安装了宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间，通过第二个光电门的时间，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，试估算滑块的加速度 （保留两位有效数字），该估算值与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”） (3)频闪照片也是一种测量加速度的方法。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某时刻，将一小球从O点由静止释放，频闪仪每隔闪光一次。以O点为原点，竖直向下为正方向建立坐标轴，并测量各时刻的位置坐标、、。下图是小球自由下落时的部分频闪照片示意图，照片中的数字是小球下落的距离（单位：cm）。小崔同学为了减小偶然误差，他建议做图，把实验数据代入（如，；，），得到一条过原点的直线，再通过该直线的斜率得到加速度。请问该方案是否可行？如果可行，请求出加速度的值（结果保留两位有效数字）；如果不可行，请说明原因 。 4．（2024·山东济宁·三模）在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中： (1)小明同学用如图甲所示装置进行实验，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在C挡板处与 （选填“A”或“B”）挡板处，同时选择半径 （选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。 (2)小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上，力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光片，其宽度为d，光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述，回答以下问题： ①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度 （用题中所给物理量符号表示）； ②以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为 。（用k、r、d表示） 一、实验题 5．（2024·陕西·三模）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹。（忽略软笔尖对钢柱运动的影响，已知当地重力加速度为g） (1)实验操作时，应该______。（填正确答案标号） A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 (2)如图乙所示是某次实验得到的钢柱痕迹图像，其中痕迹O为画出的第一个痕迹，从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为、、、、。若钢柱的质量为m，电动机每秒转动n圈，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度 ，此时钢柱的重力势能比开始下落时减少了 。（用题中所给物理量的字母表示） (3)该同学测量出各痕迹到第一个痕迹O的距离h及各痕迹对应钢柱的下落速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线。若钢柱下落过程中机械能守恒，则图线的斜率近似等于 。（用题中所给物理量的字母表示） 6．（2024·辽宁沈阳·三模）下图为某实验小组“验证加速度与物体所受合力关系”的实验装置，图中弹簧秤竖直固定，滑轮均为轻质滑轮，重力加速度为g。 (1)将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向。当遮光条距光电门的距离为L时，由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的挡光时间为t。若遮光条的宽度为d，则滑块通过光电门的速度 ；加速度 （均用题中字母表示）。 (2)由静止释放滑块后，滑块所受合力F的大小最接近______。 A．钩码的重力 B．钩码重力的2倍 C．弹簧秤示数的一半 (3)改变钩码个数，每次滑块都从同一位置由静止释放，记录挡光时间t和细绳拉力F。在滑块（含遮光条）的质量M、L和d均无需测量的前提下，只要能证明 和滑块所受拉力F成正比，即可证明加速度a与F成正比（用题中字母表示）。 7．（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。 8．（2024·宁夏银川·三模）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)某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d=( )mm； (2)再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心的高度h，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t，则当地的重力加速度g=( )用测量的和已知的物理量符号表示）。 一、实验题 9．（2023·浙江台州·三模）某同学利用如图甲所示装置验证动量定理，器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门A、B、天平、砝码盘和砝码等。用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使细绳保持与导轨平面平行。滑块在砝码和砝码盘的拉动下从气垫导轨的右边开始运动，与计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门时的遮光时间、及遮光片从A到B所用时间。测出砝码盘和砝码的总质量为、滑块（含遮光片）的质量为，已知重力加速度为g。 ①用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则 mm； ②实验开始前，调节气垫导轨水平，滑块未连接轻绳时，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间 （选填“>，=，＜”）； ③在遮光片随滑块从A到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小 ，滑块动量变化量的大小 ；（均用题中给定的字母表示） ④为尽量减小实验误差，本实验要求砝码盘和砝码的总质量 （选填“远大于”、“远小于”或“等于”）滑块（含遮光片）的质量。 10．（2024·广西柳州·三模）小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下： A．测出小车质量M，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数F； B．取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点0（之后每五个点取一个计数点）。已知打点计时器的打点频率为； C．用刻度尺测量出第4个计数点和第5个计数点之间的距离3、第5个计数点和第6个计数点之间的距离，、的数值如图乙所示。 (1)相邻两个计数点之间的时间间隔 s。 (2)小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 ；若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 。 A．各计数点的瞬时速度    B．相邻计数点的瞬时速度的变化 C．小车运动的加速度a    D．小车运动的加速度的一半即 (3)某次实验测得，拉力传感器的示数为，实验得到的纸带如图乙所示，则从0→5过程中小车所受合外力的冲量为 ，小车动量变化量的大小为 。（结果均保留3位有效数字） (4)实验操作中 （选填“需要”或“不需要”）再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是 ． 试卷第2页，共30页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 力学实验 一、实验题 1．（2024·福建漳州·三模）阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置。受此原理启发，某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合力关系。主要实验步骤如下： ①将小桶释放，让质量为m的物块A上的挡光片从光电门1处由静止开始竖直向上运动，记录挡光片从光电门1运动到光电门2的时间t和此过程中拉力传感器的示数； ②往小桶里加适量的沙，多次重复步骤①，获得多组与t对应的F值。 请回答下列问题： (1)为完成实验目的，还需要测量的物理量有___________。（填正确答案标号） A．定滑轮的质量 B．拉力传感器与小桶及桶内沙的总质量M C．两光电门间的高度差h (2)物块A的加速度大小 （用t和还需要测量的物理量表示）。 (3)根据多组与a对应的F值的数据，作出图像。 ①下列图像能正确反映a随F变化的规律的是 ；（填正确答案标号） A． B．  C． ②利用正确的图像， （填“能”或“不能”）测出当地重力加速度大小。 【答案】(1)C (2) (3) C 能 【详解】（1）（1）AB．物块A受到的合外力大小 得不需要测量定滑轮的质量，也不需要测量拉力传感器与小桶及桶内沙的总质量M，故A、B错误； C．研究对象为物块A，为了测量加速度大小，由 知还需要测量两光电门间的高度差h，故C正确。 故选C。 （2）（2）由 解得 故填。 （3）（3）①[1]由牛顿第二定律 整理得 当时，解得 故选C； ②[2]由①的，可得 利用图像能测出当地重力加速度大小，故填能。 2．（2024·广东·三模）某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将弹射器固定在水平桌边，将小球压缩弹簧后由静止释放，利用频闪照相法拍下小球运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为2cm，频闪周期为0.05s，取重力加速度g=10m/s2。 (1)以下实验操作合理且必要的是（　　） A．应该选用体积小、密度大的小球 B．释放小球前，弹簧的压缩量越大越好 C．实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球 D．用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹 (2)根据图乙频闪照片，小球经过B点时对应的竖直速度vy= m/s，小球平抛的初速度为v0= m/s。（结果均保留两位有效数字） (3)若要测量小球释放前弹簧的弹性势能，还需要测量（　　） A．弹簧的劲度系数 B．小球的质量 C．弹簧压缩后的长度 D．小球下落的高度 【答案】(1)AC (2) 1.6 2.0 (3)B 【详解】（1）A．为减小空气阻力以及测量误差的影响，小球应该选用体积小、密度大的。故A正确； B．释放小球前，弹簧的压缩量应该适当，使小球以适当的初速度做平抛运动。故B错误； C．实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球。故C正确； D．以平滑曲线连接相邻的像点，可得小球的运动轨迹。故D错误。 故选AC。 （2）[1]小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据 可得 [2]在水平方向做匀速直线运动，则初速度 （3）根据机械能守恒，弹簧的弹性势能 只需要测量出小球的质量即可。 故选B。 3．（2024·北京海淀·三模）在高中阶段，我们学习了多种测量物体加速度的方法。 (1)通过打点计时器，可以测量小车的加速度。实验装置如图所示。通过实验得到了一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后每隔选取一个计数点，如图中A、B、C、D、E、F所示。某同学测量了相邻两计数点间的距离：，，，，，，请计算该小车的加速度 （保留小数点后两位） (2)通过光电门，同样可以测量物体的加速度。如图，滑块上安装了宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间，通过第二个光电门的时间，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，试估算滑块的加速度 （保留两位有效数字），该估算值与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”） (3)频闪照片也是一种测量加速度的方法。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某时刻，将一小球从O点由静止释放，频闪仪每隔闪光一次。以O点为原点，竖直向下为正方向建立坐标轴，并测量各时刻的位置坐标、、。下图是小球自由下落时的部分频闪照片示意图，照片中的数字是小球下落的距离（单位：cm）。小崔同学为了减小偶然误差，他建议做图，把实验数据代入（如，；，），得到一条过原点的直线，再通过该直线的斜率得到加速度。请问该方案是否可行？如果可行，请求出加速度的值（结果保留两位有效数字）；如果不可行，请说明原因 。 【答案】(1)0.63 (2) 0.12 偏大 (3)不可行，理由：取由O到A点，下落时间为0.04s，重力加速度约为，由，可知第一段OA的时间间隔小于0.04s，因此不是一条直线。 【详解】（1）相邻两个计数点间的时间间隔 根据逐差法，该小车的加速度 （2）[1]遮光条宽度 遮光条通过第一光电门的速度 通过第二光电门的速度 滑块的加速度 [2]光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光片通过光电门的速度可以用平均速度代替，真实速度为挡光片前边缘到达光电门中心的瞬时速度，显然测量的速度偏大，故测得的加速度偏大。 （3）不可行，理由：取由O到A点，下落时间为0.04s，重力加速度约为，由 可知第一段OA的时间间隔小于0.04s，因此不是一条直线。 4．（2024·山东济宁·三模）在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中： (1)小明同学用如图甲所示装置进行实验，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在C挡板处与 （选填“A”或“B”）挡板处，同时选择半径 （选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。 (2)小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上，力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光片，其宽度为d，光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述，回答以下问题： ①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度 （用题中所给物理量符号表示）； ②以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为 。（用k、r、d表示） 【答案】(1) B 相同 (2) 【详解】（1）[1][2]在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应保持小球的质量和转动的角速度相等，即选择半径相同的两个塔轮进行实验，让小球做圆周运动的半径不同，即分别放在C挡板处与B挡板处。 （2）[1]遮光片经过光电门时，滑块的速度为 由公式可得，角速度为 [2]由向心力公式有 则有 解得 一、实验题 5．（2024·陕西·三模）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹。（忽略软笔尖对钢柱运动的影响，已知当地重力加速度为g） (1)实验操作时，应该______。（填正确答案标号） A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 (2)如图乙所示是某次实验得到的钢柱痕迹图像，其中痕迹O为画出的第一个痕迹，从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为、、、、。若钢柱的质量为m，电动机每秒转动n圈，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度 ，此时钢柱的重力势能比开始下落时减少了 。（用题中所给物理量的字母表示） (3)该同学测量出各痕迹到第一个痕迹O的距离h及各痕迹对应钢柱的下落速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线。若钢柱下落过程中机械能守恒，则图线的斜率近似等于 。（用题中所给物理量的字母表示） 【答案】(1)A (2) (3)2g 【详解】（1）实验中，为了使得软笔尖在钢柱表面画第一条痕迹时，钢柱的速度为0，需要先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。 故选A。 （2）[1]电动机每秒转动n圈，则相邻痕迹之间的时间间隔为 由于匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有 解得 [2]结合上述可知，此时钢柱的重力势能比开始下落时减少值为 （3）根据机械能守恒定律有 变形得 可知，若钢柱下落过程中机械能守恒，则图线的斜率近似等于2g。 6．（2024·辽宁沈阳·三模）下图为某实验小组“验证加速度与物体所受合力关系”的实验装置，图中弹簧秤竖直固定，滑轮均为轻质滑轮，重力加速度为g。 (1)将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向。当遮光条距光电门的距离为L时，由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的挡光时间为t。若遮光条的宽度为d，则滑块通过光电门的速度 ；加速度 （均用题中字母表示）。 (2)由静止释放滑块后，滑块所受合力F的大小最接近______。 A．钩码的重力 B．钩码重力的2倍 C．弹簧秤示数的一半 (3)改变钩码个数，每次滑块都从同一位置由静止释放，记录挡光时间t和细绳拉力F。在滑块（含遮光条）的质量M、L和d均无需测量的前提下，只要能证明 和滑块所受拉力F成正比，即可证明加速度a与F成正比（用题中字母表示）。 【答案】(1) (2)C (3) 【详解】（1）[1]根据光电门的测速原理可知，滑块通过光电门的速度为 [2]根据速度与位移的关系式有 结合上述解得 （2）气垫导轨调至水平时，摩擦阻力可以忽略，滑块所受合力F等于细绳的拉力，令弹簧秤的示数为，对弹簧下方的滑轮进行分析可知 解得 即滑块所受合力F的大小最接近弹簧秤示数的一半。 故选C。 （3）对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有 结合上述有 可知，只要能证明和滑块所受拉力F成正比，即可证明加速度a与F成正比。 7．（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。 8．（2024·宁夏银川·三模）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)某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d=( )mm； (2)再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心的高度h，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t，则当地的重力加速度g=( )用测量的和已知的物理量符号表示）。 【答案】(1)6.30 (2) 【详解】（1）游标卡尺的精确度为0.05mm，小球直径 （2）根据自由落体运动规律有 其中 解得 一、实验题 9．（2023·浙江台州·三模）某同学利用如图甲所示装置验证动量定理，器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门A、B、天平、砝码盘和砝码等。用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使细绳保持与导轨平面平行。滑块在砝码和砝码盘的拉动下从气垫导轨的右边开始运动，与计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门时的遮光时间、及遮光片从A到B所用时间。测出砝码盘和砝码的总质量为、滑块（含遮光片）的质量为，已知重力加速度为g。 ①用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则 mm； ②实验开始前，调节气垫导轨水平，滑块未连接轻绳时，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间 （选填“>，=，＜”）； ③在遮光片随滑块从A到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小 ，滑块动量变化量的大小 ；（均用题中给定的字母表示） ④为尽量减小实验误差，本实验要求砝码盘和砝码的总质量 （选填“远大于”、“远小于”或“等于”）滑块（含遮光片）的质量。 【答案】 11.70 = 远小于 【详解】①[1]游标卡尺读数为 ②[2]实验开始前，需平衡摩擦力，则轻推滑块，滑块在导轨上做匀速直线运动，则滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间相同。 ③[3]如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小为 [4]滑块经过A时滑块的速度为 滑块经过B时滑块的速度为 滑块动量变化量的大小为 ④[5]码盘和砝码的总质量，滑块（含遮光片）的质量为，根据牛顿第二定律有 而对滑块研究 则 将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则 即码盘和砝码的总质量远小于滑块（含遮光片）的质量。 10．（2024·广西柳州·三模）小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下： A．测出小车质量M，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数F； B．取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点0（之后每五个点取一个计数点）。已知打点计时器的打点频率为； C．用刻度尺测量出第4个计数点和第5个计数点之间的距离3、第5个计数点和第6个计数点之间的距离，、的数值如图乙所示。 (1)相邻两个计数点之间的时间间隔 s。 (2)小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 ；若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 。 A．各计数点的瞬时速度    B．相邻计数点的瞬时速度的变化 C．小车运动的加速度a    D．小车运动的加速度的一半即 (3)某次实验测得，拉力传感器的示数为，实验得到的纸带如图乙所示，则从0→5过程中小车所受合外力的冲量为 ，小车动量变化量的大小为 。（结果均保留3位有效数字） (4)实验操作中 （选填“需要”或“不需要”）再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是 ． 【答案】(1)0.1 (2) B D (3) 1.10 1.08 (4) 不需要 纸带与计时器之间存在摩擦 【详解】（1）相邻两个计数点之间的时间间隔 （2）[1] 所连直线的斜率表示 所以其直线斜率表示相邻计数点的瞬时速度的变化，故选B； [2] 若纵轴表示，则根据 则纵坐标为该点的瞬时速度，则所连直线的斜率表示为 故选D。 （3）[1]由题可知静止时绳的拉力等于重力的分力与摩擦力的矢量和，所以释放小车的合力等于之前记录传感器的示数 从0→5过程中所用的时间 从0→5过程中小车所受合外力的冲量为 [2] 第5个计数点的速度 小车动量变化量的大小为 （4）[1] 释放小车的合力等于之前记录传感器的示数，所以实验操作中不需要再添加补偿阻力的步骤； [2] 合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是纸带与计时器之间存在摩擦。 试卷第2页，共30页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$