专题17 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（广东专用）

专题17 力学实验 一、实验题 1．（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）。 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。 【答案】(1) 平衡摩擦力 2.86 (2)4.108 (3) 光源 干涉条纹 【详解】（1）[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力； [2]小车的加速度大小 （2）游标卡尺读数为 4.1cm+4×0.02mm=4.108cm （3）[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 2．（2022·广东·高考真题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下： （1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。 （2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径 。 （3）测量时，应 （选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。 （4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失 （用字母m、d、和表示）。 （5）若适当调高光电门的高度，将会 （选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。 【答案】 7.884/7.882/7.883/7.885/7.886 B 增大 【详解】（2）[1]依题意，小球的直径为 （3）[2]在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。 （4）[3]依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有 则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为 （5）[4]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。 一、单选题 1．（2024·广东佛山·二模）以下四幅图中，相关叙述正确的是（    ） A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，地面接收到信号频率先增大后减小 B．如图乙，A、B两灯均发亮，若断开开关，A灯和B灯都会立即熄灭 C．如图丙，高频感应炉是利用炉外线圈产生的热量使炉内的金属熔化 D．如图丁，利用该装置验证向心力与角速度的关系时，要保持皮带连接的两个塔轮半径相同 【答案】A 【详解】A．图甲中人造地球卫星先靠近跟踪站，然后远离跟踪站，根据多普勒效应，地面接收到信号频率先增大后减小，故A正确； B．图乙中，断开开关，B灯会先熄灭，因为电感L的自感作用，A灯会延迟熄灭，故B错误； C．图丙中，高频感应炉是利用被冶炼金属内部产生的热量使炉内的金属熔化，故C错误； D．图丁中，因为皮带连接的两个塔轮线速度大小相等，塔轮半径不同，才能研究向心力与不同角速度的关系，故D错误。 故选A。 二、实验题 2．（2024·广东深圳·三模）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的点。 (1)本实验采用电火花计时器，所接电源为频率为的交流电，打点的时间间隔 s。 (2)取下纸带，取其中的一段标出计数点（每间隔一个点取一个计数点）如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为，，，，，，若打点计时器的打点周期表示为T，则重锤运动的加速度计算表达式为 （用题目中的字母表示），代入数据，可得加速度 （计算结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据周期和频率的关系可知 （2）[1][2]根据逐差法求得其加速度 其中 整理可得 代入相关数据可得 3．（2024·广东广州·三模）在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为，现用图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。 将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。 (1)挂2个钩码时刻度尺的示数如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为 cm。 (2)根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像如图丙所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为 。（保留两位有效数字） (3)相对误差的计算式为，则该实验结果的相对误差为 %。（保留1位小数） (4)如下图，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1)10.90 (2)25 (3)3.8 (4)等于 【详解】（1）该毫米刻度尺的最小分度为0.1cm，需要估读到0.01cm，所以读数为10.90cm。 （2）根据图像可求得弹簧的劲度系数为 （3）该实验结果的相对误差为 （4）由第2问分析可知，劲度系数表达式中代入的是弹簧形变量的变化量，所以若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上等于真实值。 4．（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。 5．（2024·广东梅州·二模）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度取。 (1)根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数 。（保留两位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为 。（小数点后保留一位）。 (2)某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向 （填“左”或“右”）、大小为 。 (3)若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将 。（选填“不变”“增大”或“减小”） 【答案】(1) 20 0.2 (2) 左 5 (3)增大 【详解】（1）[1]根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数 [2]根据图丙读数可知小车的重力为2.0N，则质量为0.2。 （2）[1][2]某次测量小车所在位置如图丁所示，则弹簧被压缩，弹力向左，则小车的加速度方向为水平向左、大小为 （3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，根据 则相同的形变量时小车的加速度变大，那么该加速度测量仪的量程将增大。 6．（2024·广东佛山·二模）某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值。小明通过安装有该软件的智能手机（其坐标轴如图1所示）探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图2所示。已知当地重力加速度为g。 （1）分别称量出小桶的质量和手机的质量。 （2）开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码。 （3）用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力为 （用题目所给字母表示），读出此瞬间手机y轴上的加速度a的数值。 （4）往小桶中增加砝码，重复步骤（3），测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 小桶和砝码的重力m（kg） 0.0245 0.0445 0.0645 0.0845 0.1045 0.1245 手机加速度a（） 1.76 2.58 3.39 4.20 4.98 根据图3软件截图，上表中空白处的数据为 。利用数据作出图像，在图4中描出第一组数据的点并连线 ，可以得到结论： 。 （5）保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机背面，重复步骤（3），测得实验数据并作出图像，得出结论：当合外力一定，加速度与物体质量成反比。 （6）从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，下列做法可行的是 。 A．使用质量更大的砝码组 B．将弹簧更换为不可伸长的细线 C．将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 D．让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量 【答案】 0.98 当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比 A 【详解】（3）[1]静止时根据平衡条件可得弹簧的弹力 当将小桶突然托起时，弹簧的弹力大小不变，此瞬间手机受到的合外力 （4）[2]根据图3可读得手机的加速度大小大约为，因此上表中空白处的数据应为。 [3]作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，且应尽可能多的让点迹落在图线上，不能落在图线上的点迹应让其均匀的分布在图线的两侧，明显有误差的点迹应直接舍去。描点作图如图所示 [4]根据图像可以得到的结论是：当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 （6）[5]A．使用质量更大的砝码组，整体的惯性将增加，其状态将越难改变，扰动将越小，因此该方案可行，故A正确； B．将弹簧更换为不可伸长的细线，在挂上和去掉小桶和砝码时，手机自身总是能达到平衡态，因此该方法不可行，故B错误； C．劲度系数越小，弹簧越容易发生形变，则扰动越大，因此该方法不可行，故C错误； D．让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量，并不能减小其扰动，甚至会增加其扰动，且当托起小桶和砝码时，手机所受合外力将过小，对实验数据的处理将变得更困难，因此该方案不可行，故D错误。 故选A。 7．（2024·广东惠州·一模）用如图（a）所示的实验装置研究物体的平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下移动水平挡板MN到合适的位置，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列的痕迹点。 (1)为使小球能水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查切线是否水平的方法是 。 (2)每次都要从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，原因是 。 (3)为定量研究钢球的平抛运动，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于斜槽末端Q点，钢球的 （选填“最上端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。 ②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在如图（b）所示的轨迹上取A、B、C三点，测得AB和BC的水平间距均为x，AB和BC的竖直间距分别是和，已知当地重力加速度为g，可求得钢球平抛的初速度大小为 （用字母x、、和g表示）。 【答案】(1)将小球放置在斜槽末端，能保持静止（或既不向里滚，也不向外滚），则说明斜槽末端切线水平。 (2)保证小球每次以相同的速度从斜槽末端飞出。 (3) 球心 需要 【详解】（1）将小球放置在斜槽末端，能保持静止（或既不向里滚，也不向外滚），则说明斜槽末端切线水平。 （2）每次都要从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，原因是保证小球每次以相同的速度从斜槽末端飞出。 （3）①[1]小球在运动过程中记录下的是其球心的位置，故其抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点。 [2]小球在竖直方向为自由落体运动，故需要y轴与重垂线平行。 ②[3]平抛运动竖直方向做匀变速直线运动，根据匀变速运动推论 解得 平抛运动水平方向为匀速直线运动，根据匀速直线运动公式，解得 8．（2024·广东汕头·二模）乔乔同学用平抛运动规律来测量木制小球从玩具轨道顶部滚落到水平底部时的速度。装置图如图1所示，需要用到的器材有：新买的学习桌、配送的气泡水平仪、包装用的快递盒（瓦楞纸板）和刻度尺。实验步骤如下： （1）将桌子边缘与地板纹路平行，轨道底部与桌子边缘对齐。 （2）利用气泡水平仪将桌面调至水平。通过查阅说明书，乔乔知道气泡在水平仪中总保持在最高位置，当气泡处于参考线内时，安装面达到水平。将水平仪贴近桌子边缘，俯视图如图2，右侧气泡不在参考线内，此时应该将 （填写“1号”、“2号”、“3号”、“4号”）两个桌脚适当垫高。 （3）把瓦楞纸固定在架子上，调节好架子让瓦楞纸正对轨道固定在水平地面上；将小球沾上墨水，并记录小球在轨道开始下滑的位置为O点，静止释放小球，小球飞出后在瓦楞纸板留下痕迹。 （4）将瓦楞纸板往远离桌子方向平行移动距离D，并固定， （填写操作步骤）。重复此步骤4次，瓦楞纸板留下点迹如图。 （5）用刻度尺测量AB、BC、CD之间的距离、、，重力加速度g取，则相邻两次实验小球在空中运动的时间之差为 （结果保留2位有效数字）。 （6）用刻度尺测量瓦楞纸板每次平行移动的距离，则小球从轨道底部水平飞出的速度 （结果保留3位有效数字）。 （7）完成实验后，乔乔对实验进行评价反思，可能引起误差的原因有 （填写字母序号）。 A．未测量水平轨道底部离桌面高度 B．瓦楞纸板厚度不可忽略 C．小球下落过程中有空气阻力 D．通过小球在瓦楞纸板上的痕迹，通过圆心确定位置时存在误差 【答案】 1号、4号 小球从O点由静止开始下滑 1.09 CD 【详解】（2）[1]由图2可知气泡偏右，说明桌子左侧低，应该将1、4桌脚适当垫高。 （4）[2]实验中应保持平抛运动的初速度不变，需要小球从O点由静止开始下滑。 （5）[3]相邻两次实验小球在空中运动的时间之差为 解得 （6）[4]小球从轨道底部水平飞出的速度为 （7）[5]A．未测量水平轨道底部离桌面高度，不影响小球竖直位移，故A错误； B．瓦楞纸板厚度不影响水平位移，可忽略，故B错误； C．小球下落过程中有空气阻力，影响水平位移和竖直位移，故C正确； D．通过小球在瓦楞纸板上的痕迹，通过圆心确定位置时存在误差，影响竖直位移，故D正确。 故选CD。 9．（2024·广东·二模）为了测量“小物块与水平桌面之间的动摩擦因数”，某同学设计了如图甲所示的实验。与水平桌面平滑连接的四分之一圆弧紧靠挡板P，挡板底端通过强力吸盘可以吸附在桌面的任意位置。将小物块从圆弧上的A点由静止释放，小物块运动至桌面边缘后水平飞出。用刻度尺测出圆弧最低点到桌面边缘的距离L和小物块落地点到桌面边缘的水平距离x。改变挡板在水平桌面上的吸附位置，重复上述过程。根据测量数据绘制的图像如图乙所示，已知桌面到水平地面的高度，重力加速度。 (1)小物块从A点由静止释放后，滑至圆弧最低点时的速度大小为 。 (2)小物块与水平桌面之间的动摩擦因数为 。 (3)若将小物块的释放点沿圆弧往上移，根据多次实验测量的数据绘制出的图像如图中虚线所示，则正确的图像是___________。 A． B． C． D． 【答案】(1)1 (2)0.1 (3)C 【详解】（1）根据运动学公式有 由小物块飞出后做平抛运动有 联立，解得 结合题图乙，解得 ， （2）由第一问分析可得 （3）根据上述L与的关系式可知，若将小物块的释放点沿圆弧往上移，小物体到达圆弧最低点速度增大，图像的斜率不变，与纵轴交点坐标增大。故C正确；ABD错误。 故选C。 10．（2024·广东·二模）某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块1和滑块2前端均安装了圆形弹片，两滑块上的挡光片宽度相同。实验过程如下： ①分别测出滑块1和滑块2的质量； ②调整气垫导轨水平； ③将两滑块分别置于气垫导轨两端，同时轻推两个滑块，两滑块相向运动，分别经过两个光电门后发生碰撞，碰撞后两滑块弹开，速度方向均与碰撞前的相反，再次分别经过两个光电门，计时器记录滑块上的挡光片两次经过光电门的挡光时间； ④重复步骤③，得到多组数据； ⑤断开气源和计时器的电源，整理仪器。 根据以上步骤，回答下列问题： (1)步骤②中，判断气垫导轨水平的方法是：接通气源和计时器后，使滑块在气垫导轨上自由滑动时，滑块上的挡光片通过两个光电门的挡光时间 ； (2)步骤③中，轻推两个滑块后，若滑块1碰撞前、后经过光电门1的挡光时间分别为，滑块2碰撞前、后经过光电门2的挡光时间分别为，挡光片的宽度为L，则碰撞前，滑块1的速度大小为 ，碰撞前后，滑块1的速度变化量的大小为 ； (3)若等式 成立，则说明两滑块碰撞过程中总动量守恒． 【答案】(1)相等 (2) (3) 【详解】（1）步骤②中，判断气垫导轨水平的方法是：接通气源和计时器后，使滑块在气垫导轨上自由滑动时，滑块上的挡光片通过两个光电门的挡光时间相等； （2）[1][2]碰撞前，滑块1的速度大小为 碰撞后滑块1的速度大小为 碰撞前后，滑块1的速度变化量的大小为 （3）碰撞前，滑块2的速度大小为 碰撞后滑块2的速度大小为 乙滑块1碰前的速度为正方向，若碰撞动量守恒，则 即 11．（2024·广东广州·二模）1.如图甲，用量程为5N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力： （1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上； （2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合； （3）标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数 N； （4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力 ； ②由作图结果可得重物的重力为 N（结果保留一位小数）。 【答案】 3.00/2.99/3.01 见解析 7.0/6.8/6.9/7.1/7.2 【详解】（3）[1]弹簧测力计的最小分度为0.1N，读数时需要估读到0.01N，所以其读数为3.00N。 （4）①[2]做出力的图示，如图所示 ②[3]由作图结果可得重物的重力为7.0N。 12．（2024·广东揭阳·二模）某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的时间t。 (1)在该实验中，下列说法正确的是____________。 A．要用天平称量小车的质量 B．每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量 C．调节滑轮的高度，使细线与轨道平行 D．A、B之间的距离尽可能小些 (2)若挡光片的宽度为d，挡光片与光电门的距离为L，d<<L。则小车通过光电门时的速度大小为 ，加速度大小为 。（均用题中所给物理量的符号表示） 【答案】(1)C (2) 【详解】（1）A．探究“小车的加速度与外力关系”时，只要保持小车质量不变即可，没有必要测量其质量。故A错误； B．本题直接从力传感器上读出绳子拉力的大小，不需要测量钩码质量。故B错误； C．要使绳子的拉力等于小车受到的合外力，则要使细线与轨道平行。故C正确； D．A、B之间的距离尽可能大些，可以减小测量误差。故D错误。 故选C。 （2）[1]小车通过光电门时的速度大小为 [2]根据 解得小车的加速度大小为 13．（2024·广东·二模）如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容： (1)下列实验要求或操作，正确的有__________（填正确答案标号） A．必须使用交流电源 B．钩码质量必须远小于小车质量 C．必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D．小车应靠近打点计时器释放 E．先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记a、b、c、d四个点，则c点的读数为 cm。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，则在打下c点时，小车的瞬时速度为 m/s（计算结果保留3位有效数字） 【答案】(1)ADE (2) 7.40 0.625 【详解】（1）A．根据打点计时器的工作原理可知实验装置需要使用交流电源。故A正确； BC．在“测量小车做直线运动的瞬时速度”的实验中不需要平衡摩擦力，也不需要考虑绳上的拉力是否近似等于重力，所以不需要钩码质量远小于小车质量。故BC错误； D．为了能多打出一些点便于数据处理，小车释放前应靠近打点计时器。故D正确； E．实验中应先接通电源，再释放小车。故E正确。 故选ADE。 （2）[1]根据刻度尺的读数规则，应估读到最小分度值的下一位，故c点的读数为。 [2]近似取相邻两计数点的间平均速度代替该时间中点的瞬时速度，距离越小时瞬时速度测量越准确，即在打下c点时，小车的瞬时速度为 14．（2024·广东湛江·二模）某同学准备用自由落体测量当地重力加速度。已知打点计时器所接电源频率为50Hz。 (1)实验室中有如图甲所示的器材，在该实验中需要使用到的器材有 （填器材前的字母）。 (2)实验中得到一条打点清晰的纸带，a、b、c是纸带上连续打出的三个点，用毫米刻度尺测量这三个点的距离如图乙所示，打b点时，纸带的速度大小为 m/s。（结果保留三位有效数字） (3)关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．实验过程中，应该先释放纸带，再接通电源 B．若某纸带上打出的前面几个点比较模糊，则必须弃用该纸带 C．利用这种方法也可以验证机械能守恒定律 D．若测得的重力加速度比当地真实值大，则其原因可能是交流电的频率大于50Hz 【答案】(1)AC (2)1.38 (3)C 【详解】（1）[1]重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，在该实验中需要使用到的器材有AC。 （2）[1]相邻两个计数点间的时间间隔 T=0.02s 打b点时，纸带的速度大小为 （3）[1]A．实验过程中，应该先接通电源，再释放纸带，故A错误； B．若某纸带上打出的前面几个点比较模糊，可舍去，在后面取一段较为清晰的点同样可以验证，故B错误； C．利用这种方法可以得出某点的速度，用刻度尺测距离，所以利用这种方法也可以验证机械能守恒定律，故C正确； D．加速度 因实际频率大于50Hz，而计算时代入的仍是50Hz，所以会造成比真实值偏小，故D错误。 故选C。 15．（2024·广东韶关·二模）一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。 (1)以下实验操作合理且必要的是________（填正确答案标号） A．调整斜槽末端，必须使末端保持水平 B．小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放 C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系 D．用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些 (2)某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。取，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O （选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为 s；平抛运动的初速度是 m/s。 【答案】(1)AC (2) 不是 0.1 2 【详解】（1）A．该实验中要求斜槽末端的切线保持水平以保证小球做平抛运动。故A正确； B．小球每次必须从相同的高度位置滚下，以保证小球水平抛出时的速度相同。故B错误； C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系。故C正确； D．只要小球每次从相同的高度位置滚下，以相同的水平速度抛出即可，钢球与斜槽间的摩擦对实验没影响。故D错误。 故选AC。 （2）[1]由平抛运动的水平位移可知，OA段和AB段的时间相等，若O为抛出点，则OA段和AB段的竖直位移之比为1：3，而实际竖直位移之比是1：2，可知O点不是抛出点。 [2] 在竖直上有 解得 即小球从A点运动到B点的时间为0.1s。 [3] 平抛运动的初速度是 16．（2024·广东·二模）小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。 （1）如图甲所示，先把两根橡皮筋和细绳的一端连接，结点记为。 （2）用刻度尺测量橡皮筋的原长，记为。 （3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的点固定橡皮筋的上端，用手拉动橡皮筋的自由端，记录此时橡皮筋的长度和结点的位置。 （4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋的自由端，右手拉动细线，使得点两次位置重合，记录此时橡皮筋的长度和 。 （5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，使 ，记录 。 （6）根据胡克定律可知，橡皮筋的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力、及，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线与的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。 【答案】 与的方向 点位置再次重合且拉动方向均不变 橡皮筋的长度 【详解】（4）[1]实验时要记录力的大小和方向，力的大小可以通过橡皮筋的形变量获得，力的方向可以沿橡皮筋作直线获得，即需要记录此时橡皮筋的长度和与的方向。 （5）[2][3]把橡皮筋和细线互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故需要再次使点位置重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋的长度。 17．（2024·广东·一模）某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激光笔，B为光传感器。 实验过程如下： (1)用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径 mm。 (2)①测出两悬点（两悬点位于同一水平高度）间的距离s和摆线长（两摆线等长）。 ②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期 。 (3)根据上述数据可得当地重力加速度 （用T、d、、s表示），若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (4)该双线摆装置测重力加速度较传统的单摆实验有何优点? （回答一点即可）。 【答案】(1)20.80 (2) (3) 相等 (4)可使小球更好地在同一平面内摆动 【详解】（1）小球直径为 （2）因为每半个周期挡光一次，故双线摆摆动的周期 （3）[1]根据几何关系可得摆长 根据单摆周期公式 可得 [2]因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期，故重力加速度的测量值等于真实值。 （4）该装置测重力加速度可使小球更好地在同一竖直平面内摆动。 18．（2024·广东广州·一模）如图（a），光电门1、2固定在气垫导轨上，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。 (1)实验原理 若气垫导轨水平，A、B质量分别为、；A向右运动，遮光片通过光电门1的遮光时间为，A、B碰后粘在一起运动，遮光片通过光电门2的遮光时间为。当 （用、表示）时，系统动量守恒得到验证。 (2)实验操作 ①调节气垫导轨水平：接通气源，仅将A放置于光电门1的左侧，轻推A，若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间，则需要适当 （选填“升高”“降低”）导轨左端，反复调节使气垫导轨水平； ②再将A、B如图（a）放置，轻推A，使A、B碰撞并粘在一起，记录、的值； ③重复步骤②，多次实验，记录多组、数据； (3)实验数据处理 把记录的数据在图（b）中描点连线，作出图线，其斜率 （保留两位有效数字）； 已知，，若相对误差是实验误差允许范围，则该实验是否验证了A、B碰撞前后系统动量守恒？ （选填“是”“否”）；理由是 。 【答案】(1) (2)降低 (3) 0.49 是 见解析 【详解】（1）设遮光片的宽度为，则A通过光电门1的速度为 A、B碰后粘在一起通过光电门2的速度为 根据动量守恒可得 联立可得当满足 系统动量守恒得到验证。 （2）轻推A，若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间，说明A做加速运动，则需要适当降低导轨左端，反复调节使气垫导轨水平。 （3）[1]根据图线可知其斜率为 [2][3]已知，，则有 可知相对误差为 则该实验验证了A、B碰撞前后系统动量守恒，理由是图线斜率的值与的值相对误差小于。 19．（2024·广东·一模）某实验小组利用单摆周期公式测量当地重力加速度的值。 (1)为了较精确地测量重力加速度的值，以下四种单摆组装方式，应选择__________。 A． B． C． D． (2)组装好单摆，先用刻度尺测量摆线长度，再用游标卡尺测量小球的直径，其示数如图甲，则小球直径为 mm。 (3)周期公式中的L是单摆的摆长，其值等于摆线长与 之和。 (4)某次实验时，改变摆长并测出对应的周期，得到如下表的实验数据并描点在图乙的坐标中，请在图乙中作出图像 。 次数 1 2 3 4 5 L/m 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 T/s 1.42 1.55 1.67 1.85 1.90 2.02 2.40 2.79 3.42 3.61 (5)根据图像算出重力加速度 （结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)D (2)18.9 (3)小球半径 (4) (5)9.86（9.83~9.89均可） 【详解】（1）为了较精确地测量重力加速度的值，减小空气阻力的影响，应选择小钢球，小球在摆动的过程中，要固定摆长不发生变化。 故选D。 （2）该游标卡尺的分度值为，则小球的直径为 （3）周期公式中的L是单摆的摆长，其值等于摆线长与小球半径之和。 （4）描点连线如图所示 （5）根据单摆的周期公式 化简可得 根据图像的斜率为 解得当地的重力加速度大小为 20．（2024·广东汕头·一模）有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验： 科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格： 实验次数 1 2 3 4 5 砝码质量m/g 10 20 30 40 50 弹簧长度l/cm 4.51 4.03 3.48 3.27 2.46 弹簧形变量 0.99 1.47 2.02 2.23 3.04 (1)依据测量数据画出图像如图所示，观察图像可发现，其中第 次数据误差较大，应该剔除； (2)根据图像可得劲度系数 N/m（结果保留两位有效数字，g取10N/kg）； (3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能 （选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”）。 【答案】(1)4 (2)20 (3)逐渐变小 【详解】（1）由图可知，第4次的描点不在线上，出现明显偏差，故第4次数据误差较大，应该剔除； （2）根据胡克定律 可得 由图像斜率可得 解得 （3）在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾盒的重力减少，弹簧的型变量减少，故弹簧的弹性势能逐渐变小。 21．（2024·广东深圳·一模）某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。 (1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC= m/s。（保留两位有效数字） (2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为 s，请根据下图估算该同学的步幅为 m。（保留两位有效数字） 【答案】(1)1.1 (2) 0.10 0.53 【详解】（1）[1]相邻两个计数点间的时间间隔T=0.1s，纸带中BC段的平均速度为 （2）[1][2]纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为 T=0.10s 可把图像看成图像，同学的步幅为图像一个周期内每段纸带面积之和，该同学的步幅为 22．（2024·广东广州·二模）某同学设计了一个用拉力传感器进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图①所示。 (1)用游标卡尺测出小钢球直径结果如图②所示。则其直径D= mm； (2)让小钢球以较小的角度在竖直平面内摆动，从计算机中得到拉力大小随时间变化的关系图像如图③，则小球摆动的周期为T= s； (3)该同学还测得该单摆的摆线长为L，则重力加速度的表达式为g= （用物理量T、L、D表示）； (4)将摆球多次拉离竖直方向一定角度后由静止释放，测得拉力的最小值F1与最大值F2并得到F2－F1图线，如图④，如果小球在摆动的过程中机械能守恒，则该图线斜率的绝对值等于 。 【答案】(1)9.3 (2)2.0 (3)/ (4)2 【详解】（1）由图示游标卡尺可知，其示数为 D=9mm+3×0.1mm=9.3mm （2）相邻两次拉力最大的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为 （3）根据单摆的周期公式可得 解得 （4）由题意，当摆线与竖直方向的夹角为零时，小球在最低处静止不动时力传感器示数为F0，最小值与最大值相同 所以图像过（F0，F0）；当摆线与竖直方向的夹角为90°时 ， 从开始到最低点若机械能守恒，则有 解得 结合图像过（F0，F0），F2－F1图线的斜率为 23．（2024·广东梅州·一模）小明同学利用频闪相机来探究摩托车的运动规律。从某时刻（）开始的一段时间内，该摩托车可视为沿直线运动，每隔0.5s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示： t/s 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 x/m 0 0.46 1.24 2.34 3.76 5.50 7.56 9.94 12.64 根据表格内容可知（计算结果均保留两位小数）： （1）由表格数据可判断摩托车近似做匀加速直线运动，理由是 。 （2）当时，摩托车的速度大小为 m/s。 （3）摩托车的加速度大小为 。 【答案】 见解析 【详解】（1）[1]根据题意，由表中数据可知，第内的位移为，第内的位移为，第内的位移为，第内的位移为，可得相邻1s内的位移之差为 可知，摩托车近似做匀加速直线运动。 （2）[2]当时，摩托车的速度大小为 （3）[3]由逐差法有 解得 24．（2024·广东茂名·一模）在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，某同学利用智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（a）所示的单摆； （2）用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径d； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能软件，测量磁感应强度的变化； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，运行手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图（b）所示。试回答下列问题： ①由图（b）可知，单摆的周期为 ； ②重力加速度g的表达式为 （用测得物理量的符号表示）； ③改变悬线长度，重复步骤（2）、（3）、（4）的操作，可以得到多组周期T和悬线长度的值，以 为纵坐标（选填“”、“”或“”），以的值为横坐标，描点作图。若所得的图像如图（c）所示，图像的斜率为k，则重力加速度的测量值为 。 【答案】 【详解】（4）[1]①根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个电磁感应的最大值。由图9（b）可得出，单摆的周期为。 ②[2]根据 且因为 ， 解得 ③[3][4]根据 可得 所以为纵坐标，此时斜率 得 25．（2024·广东肇庆·二模）一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。 （1）以下实验操作合理且必要的是 （填正确答案标号） A．调整斜槽末端，必须使末端保持水平 B．小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放 C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系 D．用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些 （2）已知小球平抛运动的初速度为v0，重力加速度为g，则小球做平抛运动的轨迹方程为y= 。 （3）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。取g=10m/s2，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O （选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为 s；若小球的质量为100g，则小球经过图乙中的位置A时重力的瞬时功率为 W。 【答案】 AC/CA 不是 0.1/0.10 1.5 【详解】（1）[1] A．该实验中要求斜槽末端的切线保持水平以保证小球做平抛运动，A正确； B．小球每次必须从相同的高度位置滚下，以保证小球水平抛出时的速度相同，B错误； C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系，故C正确； D．只要小球每次从相同的高度位置滚下，以相同的水平速度抛出即可，钢球与斜槽间的摩擦对实验没影响，D错误。 故选AC。 （2）[2]根据平抛运动的规律有 ， 根据两式，将时间t消去有 （3）[3]由平抛运动的水平位移可知，OA段和AB段的时间相等，若O为抛出点，则OA段和AB段的竖直位移之比为1：3，而实际竖直位移之比是1：2，可知O点不是抛出点； [4]在竖直上有 y=gT2 解得 即小球从A点运动到B点的时间为0.1s。 [5]小球过A点时，在竖直方向上的速度为 小球经过图中的位置A时重力的瞬时功率为 26．（2024·广东佛山·一模）某同学利用“向心力定量探究仪”探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系，装置如下图所示，小球放在光滑的带四槽的旋转杆上，其一端通过细绳与电子测力计相连，当小球和旋转杆被电机带动一起旋转时，控制器的显示屏显示小球质量、转动半径、转动角速度以及细绳拉力的大小。    （1）该同学采用控制变量法，分别改变小球质量、转动角速度以及 进行了三组实验，测得的实验数据如下表甲、乙、丙所示。 小球质量 转动半径 角速度 向心力 0.1 0.2 3.15 0.2 0.2 6.29 0.3 0.2 9.45 0.4 0.2 12.61 甲 小球质量 转动半径 角速度 向心力 0.2 0.1 3.16 0.2 0.2 6.31 0.2 0.3 9.46 0.2 0.4 12.63 乙 小球质量 转动半径 角速度 向心力 0.2 0.2 1.57 0.2 0.2 6.29 0.2 0.2 14.14 0.2 0.2 25.16 丙 （2）由甲表的数据可得：当 一定时，小球的向心力大小与 成 比。 （3）为了通过作图法更直观地呈现向心力与角速度之间的关系，应绘制的图像是 。 A．图    B．图    C．图    D． 【答案】 转动半径 转动半径和转动角速度 小球质量 正 B 【详解】（1）[1]探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系，由甲、乙、丙表格可知该同学采用控制变量法，分别改变小球质量、转动半径以及转动角速度进行了三组实验。 （2）[2][3][4]在误差允许范围内，由甲表的数据可得：当小球的转动半径和角速度一定时，小球的向心力大小与小球质量成正比。 （3）[5]根据可知，为了通过作图法更直观地呈现向心力与角速度之间的关系，应绘制的图像是图像，从而得到一条拟合的直线。 故选B。 27．（2024·广东佛山·一模）某研究性学习小组利用光电门传感器、天平、刻度尺研究单摆的周期与摆球质量、摆长之间的关系。实验装置如图甲所示，实验时，将小球拉起一定角度后释放（小于），利用光电门测出小球摆动的周期。 （1）该实验采用的实验方法为 （选填“控制变量法”或“理想实验法”）； （2）如果实验组用该装置分别在北京和顺德两地进行探究“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验，然后将实验数据绘制成图像，如图乙所示，则在顺德测得的实验结果对应的图线是 （选填“A”或“B”）； （3）某次实验中，小组成员小明想用该装置测当地重力加速度，已知绳长为L，小球直径为d，摆球摆动过程中光电门接收到光信号强度I随时间ｔ的变化如图丙所示，和均为已知量，由此可知此次实验单摆的周期为 ，当地重力加速度大小的计算表达式 （用上述已知的物理量表示）． 【答案】 控制变量法 A 【详解】（1）[1]该实验是为了研究单摆的周期与摆球质量、摆长之间的关系。在研究研究单摆的周期与摆球质量关系时，要控制摆长不变；在研究单摆的周期与摆长的关系时，要控制摆球的质量的不变，所以该实验的实验方法为控制变量法。 （2）[2]由单摆的周期公式有 整理有 由于顺德在广东省，地理位置上靠近赤道，纬度低，所以该地区的重力加速度小。结合上述式子可知，顺德地区的实验图像的斜率大，故图线A为在顺德地区测得实验结果 （3）[3]因为摆球在一个周期内要经过两次光电门，有 整理有 [4]由题意可知，摆球的摆长为 由摆球的周期公式有 整理有 带入周期和摆长的数据，整理有 28．（2024·广东佛山·一模）实验室提供如图所示的气垫导轨和光电门组合实验装置，并有天平、螺旋测微器、细线、力传感器等辅助器材。某实验小组利用该装置及辅助器材来探究合外力做功与物体动能变化之间的关系，已知实验时光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时间分别为和。请回答下列问题： （1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图乙所示，则 mm； （2）实验过程中还需要测量的物理量有：两光电门之间的距离L、滑块的质量m和 （请写出物理量及对应的字母）； （3）实验得到滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为 ，滑块动能变化量的表式为 （用题中相关字母表示）； （4）以下操作步骤可以减小实验误差的有 。 A．为平衡摩擦力适当垫高导轨右端 B．两个光电门之间的距离适当远一些 C．遮光条的宽度适当小一些 D．换用质量尽量大的滑块 【答案】 0.729/0.730/0.731 力传感器的示数 BC 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，转动刻度估读到0.1格，则遮光条宽度为 （0.729~0.730） （2）[2]滑块的前端连接有力传感器，故还需要用力传感器读出绳的拉力； （3）[3][4]滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为 滑块通过两光电门的瞬时速度为 ， 则滑块动能变化量的表式为 （4）[4]A．因为滑块与气垫导轨之间的摩擦力非常小，可近似认为摩擦力为零，所以不需要把气垫导轨的右端适当垫高来平衡摩擦力，故A错误； B．两光电门之间的距离L适当大一些，这样可以使测量L的相对误差小些，故B正确； C．遮光条的宽度适当小一点，滑块通过光电门的时间更短，其平均速度更接近通过光电门的瞬时速度，有利于减小误差，故C正确； D．换用质量尽量大的滑块对动能的变化的测量没有影响，不能减小实验误差，故D错误。 故选BC。 29．（2024·广东惠州·二模）某小组同学利用如图（a）所示实验装置验证机械能守恒定律，所用电源的频率为50Hz。已知当地重力加速度大小。 （1）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是 。 A．打点计时器应接交流电源 B．需要精确测量出重物的质量 C．重物下落的起始位置要靠近打点计时器 D．可测量某点到O点的距离h，再根据公式计算出打该点时重物速度v （2）小组同学挑选出一条点迹清晰的纸带，如图（b）所示．从打出的第一个点O点后某个点开始，依次标为1、2、3、…，O点与计时点1之间还有若干个点未画出，分别测出计时点到O点的距离，则打计时点“4”时重物的速度= （结果保留三位有效数字） （3）若重物的质量m=1kg，从重物开始下落到打计时点“4”时，重物减少的重力势能= （保留二位有效数字）；实验中发现重物重力势能的减少量，总是略大于其动能的增加量，这个误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”），请写出一条减小该误差的措施 。 【答案】 AC/CA 3.05 4.8 系统误差 重物选用质量和密度较大的金属锤；或将打点计时器两限位孔调整在同一竖直线上（或竖直方向）；或释放重物前，让整条纸带保持在竖直方向；或调整安装的器材，尽可能地减小阻力；或选择电火花打点计时器。 【详解】（1）[1] A．打点计时器应接交流电源，故A正确； B．验证重力势能减小量与动能增加量是否相等，质量可以约去，不许测量，故B错误； C．为了充分利用纸带，重物下落的起始位置靠近打点计时器，故C正确； D．根据打出的纸带应用匀变速直线运动的推论求出重锤的速度，不能测量某点到O点的距离h，再根据公式计算出打该点时重物速度v，如果用公式则默认只有重力做功，机械能守恒。故D错误。 故选AC。 （2）[2]根据匀变速运动中间时刻速度等于全程平均速度，打计时点“4”时重物的速度 （3）[3][4][5]重物减少的重力势能 实验中测得重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，是因为克服阻力做功，这个误差是系统误差。减小该误差的措施：重物选用质量和密度较大的金属锤；或将打点计时器两限位孔调整在同一竖直线上（或竖直方向）；或释放重物前，让整条纸带保持在竖直方向；或调整安装的器材，尽可能地减小阻力；或选择电火花打点计时器。 30．（2024·广东惠州·二模）图（a）为测量滑块与长木板之间的动摩擦因数的实验装置，实验中利用了力传感器来测量细线的拉力大小F，所用电源的频率为50Hz。    （1）根据本实验的测量原理，下列说法中正确的是 。 A．应当先接通电源，待打点稳定后再释放滑块 B．需要平衡摩擦力 C．滑块在加速运动的过程中，力传感器的示数等于沙桶的重力大小 D．一定要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量 （2）图（b）的纸带中相邻两点间有四个点未画出，则滑块的加速度= （结果保留两位小数）。 （3）保持滑块质量不变，根据多组数据，绘制出加速度a与拉力F的图像，如图（c）所示．由图像 （选填“能”或“不能”）算出滑块的质量；取重力加速度则滑块与长木板间的动摩擦因数μ= 。（结果均保留两位小数） 【答案】 A 0.40 能 0.20 【详解】（1）[1] A．为充分利用纸带，应当先接通电源后释放滑块。故A正确； B．本实验目的是测量动摩擦因数，不需要平衡摩擦力。故B错误； C．弹簧测力计的示数等于绳的拉力，对于沙桶和动滑轮，根据牛顿第二定律有 mg-2F= ma 可知滑块在加速运动的过程中，弹簧测力计的示数不等于沙桶的重力，故C错误； D．滑块受到的拉力可以由测力计测出，不需要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量。故D错误。 故选A。 （2）[2]依题意，纸带上相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差法，可得 （3）[3][4]对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可知 整理可得 结合图像的斜率和截距，可得 解得 即由图像能算出滑块的质量。滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.20。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 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17 力学实验 一、实验题 1．（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）。 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。 2．（2022·广东·高考真题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下： （1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。 （2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径 。 （3）测量时，应 （选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。 （4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失 （用字母m、d、和表示）。 （5）若适当调高光电门的高度，将会 （选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。 一、单选题 1．（2024·广东佛山·二模）以下四幅图中，相关叙述正确的是（    ） A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，地面接收到信号频率先增大后减小 B．如图乙，A、B两灯均发亮，若断开开关，A灯和B灯都会立即熄灭 C．如图丙，高频感应炉是利用炉外线圈产生的热量使炉内的金属熔化 D．如图丁，利用该装置验证向心力与角速度的关系时，要保持皮带连接的两个塔轮半径相同 二、实验题 2．（2024·广东深圳·三模）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的点。 (1)本实验采用电火花计时器，所接电源为频率为的交流电，打点的时间间隔 s。 (2)取下纸带，取其中的一段标出计数点（每间隔一个点取一个计数点）如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为，，，，，，若打点计时器的打点周期表示为T，则重锤运动的加速度计算表达式为 （用题目中的字母表示），代入数据，可得加速度 （计算结果保留两位有效数字）。 3．（2024·广东广州·三模）在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为，现用图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。 将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。 (1)挂2个钩码时刻度尺的示数如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为 cm。 (2)根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像如图丙所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为 。（保留两位有效数字） (3)相对误差的计算式为，则该实验结果的相对误差为 %。（保留1位小数） (4)如下图，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 4．（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 5．（2024·广东梅州·二模）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度取。 (1)根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数 。（保留两位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为 。（小数点后保留一位）。 (2)某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向 （填“左”或“右”）、大小为 。 (3)若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将 。（选填“不变”“增大”或“减小”） 6．（2024·广东佛山·二模）某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值。小明通过安装有该软件的智能手机（其坐标轴如图1所示）探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图2所示。已知当地重力加速度为g。 （1）分别称量出小桶的质量和手机的质量。 （2）开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码。 （3）用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力为 （用题目所给字母表示），读出此瞬间手机y轴上的加速度a的数值。 （4）往小桶中增加砝码，重复步骤（3），测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 小桶和砝码的重力m（kg） 0.0245 0.0445 0.0645 0.0845 0.1045 0.1245 手机加速度a（） 1.76 2.58 3.39 4.20 4.98 根据图3软件截图，上表中空白处的数据为 。利用数据作出图像，在图4中描出第一组数据的点并连线 ，可以得到结论： 。 （5）保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机背面，重复步骤（3），测得实验数据并作出图像，得出结论：当合外力一定，加速度与物体质量成反比。 （6）从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，下列做法可行的是 。 A．使用质量更大的砝码组 B．将弹簧更换为不可伸长的细线 C．将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 D．让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量 7．（2024·广东惠州·一模）用如图（a）所示的实验装置研究物体的平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下移动水平挡板MN到合适的位置，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列的痕迹点。 (1)为使小球能水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查切线是否水平的方法是 。 (2)每次都要从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，原因是 。 (3)为定量研究钢球的平抛运动，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于斜槽末端Q点，钢球的 （选填“最上端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。 ②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在如图（b）所示的轨迹上取A、B、C三点，测得AB和BC的水平间距均为x，AB和BC的竖直间距分别是和，已知当地重力加速度为g，可求得钢球平抛的初速度大小为 （用字母x、、和g表示）。 8．（2024·广东汕头·二模）乔乔同学用平抛运动规律来测量木制小球从玩具轨道顶部滚落到水平底部时的速度。装置图如图1所示，需要用到的器材有：新买的学习桌、配送的气泡水平仪、包装用的快递盒（瓦楞纸板）和刻度尺。实验步骤如下： （1）将桌子边缘与地板纹路平行，轨道底部与桌子边缘对齐。 （2）利用气泡水平仪将桌面调至水平。通过查阅说明书，乔乔知道气泡在水平仪中总保持在最高位置，当气泡处于参考线内时，安装面达到水平。将水平仪贴近桌子边缘，俯视图如图2，右侧气泡不在参考线内，此时应该将 （填写“1号”、“2号”、“3号”、“4号”）两个桌脚适当垫高。 （3）把瓦楞纸固定在架子上，调节好架子让瓦楞纸正对轨道固定在水平地面上；将小球沾上墨水，并记录小球在轨道开始下滑的位置为O点，静止释放小球，小球飞出后在瓦楞纸板留下痕迹。 （4）将瓦楞纸板往远离桌子方向平行移动距离D，并固定， （填写操作步骤）。重复此步骤4次，瓦楞纸板留下点迹如图。 （5）用刻度尺测量AB、BC、CD之间的距离、、，重力加速度g取，则相邻两次实验小球在空中运动的时间之差为 （结果保留2位有效数字）。 （6）用刻度尺测量瓦楞纸板每次平行移动的距离，则小球从轨道底部水平飞出的速度 （结果保留3位有效数字）。 （7）完成实验后，乔乔对实验进行评价反思，可能引起误差的原因有 （填写字母序号）。 A．未测量水平轨道底部离桌面高度 B．瓦楞纸板厚度不可忽略 C．小球下落过程中有空气阻力 D．通过小球在瓦楞纸板上的痕迹，通过圆心确定位置时存在误差 9．（2024·广东·二模）为了测量“小物块与水平桌面之间的动摩擦因数”，某同学设计了如图甲所示的实验。与水平桌面平滑连接的四分之一圆弧紧靠挡板P，挡板底端通过强力吸盘可以吸附在桌面的任意位置。将小物块从圆弧上的A点由静止释放，小物块运动至桌面边缘后水平飞出。用刻度尺测出圆弧最低点到桌面边缘的距离L和小物块落地点到桌面边缘的水平距离x。改变挡板在水平桌面上的吸附位置，重复上述过程。根据测量数据绘制的图像如图乙所示，已知桌面到水平地面的高度，重力加速度。 (1)小物块从A点由静止释放后，滑至圆弧最低点时的速度大小为 。 (2)小物块与水平桌面之间的动摩擦因数为 。 (3)若将小物块的释放点沿圆弧往上移，根据多次实验测量的数据绘制出的图像如图中虚线所示，则正确的图像是___________。 A． B． C． D． 10．（2024·广东·二模）某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块1和滑块2前端均安装了圆形弹片，两滑块上的挡光片宽度相同。实验过程如下： ①分别测出滑块1和滑块2的质量； ②调整气垫导轨水平； ③将两滑块分别置于气垫导轨两端，同时轻推两个滑块，两滑块相向运动，分别经过两个光电门后发生碰撞，碰撞后两滑块弹开，速度方向均与碰撞前的相反，再次分别经过两个光电门，计时器记录滑块上的挡光片两次经过光电门的挡光时间； ④重复步骤③，得到多组数据； ⑤断开气源和计时器的电源，整理仪器。 根据以上步骤，回答下列问题： (1)步骤②中，判断气垫导轨水平的方法是：接通气源和计时器后，使滑块在气垫导轨上自由滑动时，滑块上的挡光片通过两个光电门的挡光时间 ； (2)步骤③中，轻推两个滑块后，若滑块1碰撞前、后经过光电门1的挡光时间分别为，滑块2碰撞前、后经过光电门2的挡光时间分别为，挡光片的宽度为L，则碰撞前，滑块1的速度大小为 ，碰撞前后，滑块1的速度变化量的大小为 ； (3)若等式 成立，则说明两滑块碰撞过程中总动量守恒． 11．（2024·广东广州·二模）1.如图甲，用量程为5N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力： （1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上； （2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合； （3）标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数 N； （4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力 ； ②由作图结果可得重物的重力为 N（结果保留一位小数）。 12．（2024·广东揭阳·二模）某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的时间t。 (1)在该实验中，下列说法正确的是____________。 A．要用天平称量小车的质量 B．每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量 C．调节滑轮的高度，使细线与轨道平行 D．A、B之间的距离尽可能小些 (2)若挡光片的宽度为d，挡光片与光电门的距离为L，d<<L。则小车通过光电门时的速度大小为 ，加速度大小为 。（均用题中所给物理量的符号表示） 13．（2024·广东·二模）如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容： (1)下列实验要求或操作，正确的有__________（填正确答案标号） A．必须使用交流电源 B．钩码质量必须远小于小车质量 C．必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D．小车应靠近打点计时器释放 E．先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记a、b、c、d四个点，则c点的读数为 cm。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，则在打下c点时，小车的瞬时速度为 m/s（计算结果保留3位有效数字） 14．（2024·广东湛江·二模）某同学准备用自由落体测量当地重力加速度。已知打点计时器所接电源频率为50Hz。 (1)实验室中有如图甲所示的器材，在该实验中需要使用到的器材有 （填器材前的字母）。 (2)实验中得到一条打点清晰的纸带，a、b、c是纸带上连续打出的三个点，用毫米刻度尺测量这三个点的距离如图乙所示，打b点时，纸带的速度大小为 m/s。（结果保留三位有效数字） (3)关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．实验过程中，应该先释放纸带，再接通电源 B．若某纸带上打出的前面几个点比较模糊，则必须弃用该纸带 C．利用这种方法也可以验证机械能守恒定律 D．若测得的重力加速度比当地真实值大，则其原因可能是交流电的频率大于50Hz 15．（2024·广东韶关·二模）一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。 (1)以下实验操作合理且必要的是________（填正确答案标号） A．调整斜槽末端，必须使末端保持水平 B．小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放 C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系 D．用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些 (2)某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。取，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O （选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为 s；平抛运动的初速度是 m/s。 16．（2024·广东·二模）小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。 （1）如图甲所示，先把两根橡皮筋和细绳的一端连接，结点记为。 （2）用刻度尺测量橡皮筋的原长，记为。 （3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的点固定橡皮筋的上端，用手拉动橡皮筋的自由端，记录此时橡皮筋的长度和结点的位置。 （4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋的自由端，右手拉动细线，使得点两次位置重合，记录此时橡皮筋的长度和 。 （5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，使 ，记录 。 （6）根据胡克定律可知，橡皮筋的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力、及，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线与的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。 17．（2024·广东·一模）某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激光笔，B为光传感器。 实验过程如下： (1)用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径 mm。 (2)①测出两悬点（两悬点位于同一水平高度）间的距离s和摆线长（两摆线等长）。 ②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期 。 (3)根据上述数据可得当地重力加速度 （用T、d、、s表示），若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (4)该双线摆装置测重力加速度较传统的单摆实验有何优点? （回答一点即可）。 18．（2024·广东广州·一模）如图（a），光电门1、2固定在气垫导轨上，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。 (1)实验原理 若气垫导轨水平，A、B质量分别为、；A向右运动，遮光片通过光电门1的遮光时间为，A、B碰后粘在一起运动，遮光片通过光电门2的遮光时间为。当 （用、表示）时，系统动量守恒得到验证。 (2)实验操作 ①调节气垫导轨水平：接通气源，仅将A放置于光电门1的左侧，轻推A，若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间，则需要适当 （选填“升高”“降低”）导轨左端，反复调节使气垫导轨水平； ②再将A、B如图（a）放置，轻推A，使A、B碰撞并粘在一起，记录、的值； ③重复步骤②，多次实验，记录多组、数据； (3)实验数据处理 把记录的数据在图（b）中描点连线，作出图线，其斜率 （保留两位有效数字）； 已知，，若相对误差是实验误差允许范围，则该实验是否验证了A、B碰撞前后系统动量守恒？ （选填“是”“否”）；理由是 。 19．（2024·广东·一模）某实验小组利用单摆周期公式测量当地重力加速度的值。 (1)为了较精确地测量重力加速度的值，以下四种单摆组装方式，应选择__________。 A． B． C． D． (2)组装好单摆，先用刻度尺测量摆线长度，再用游标卡尺测量小球的直径，其示数如图甲，则小球直径为 mm。 (3)周期公式中的L是单摆的摆长，其值等于摆线长与 之和。 (4)某次实验时，改变摆长并测出对应的周期，得到如下表的实验数据并描点在图乙的坐标中，请在图乙中作出图像 。 次数 1 2 3 4 5 L/m 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 T/s 1.42 1.55 1.67 1.85 1.90 2.02 2.40 2.79 3.42 3.61 (5)根据图像算出重力加速度 （结果保留3位有效数字）。 20．（2024·广东汕头·一模）有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验： 科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格： 实验次数 1 2 3 4 5 砝码质量m/g 10 20 30 40 50 弹簧长度l/cm 4.51 4.03 3.48 3.27 2.46 弹簧形变量 0.99 1.47 2.02 2.23 3.04 (1)依据测量数据画出图像如图所示，观察图像可发现，其中第 次数据误差较大，应该剔除； (2)根据图像可得劲度系数 N/m（结果保留两位有效数字，g取10N/kg）； (3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能 （选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”）。 21．（2024·广东深圳·一模）某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。 (1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC= m/s。（保留两位有效数字） (2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为 s，请根据下图估算该同学的步幅为 m。（保留两位有效数字） 22．（2024·广东广州·二模）某同学设计了一个用拉力传感器进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图①所示。 (1)用游标卡尺测出小钢球直径结果如图②所示。则其直径D= mm； (2)让小钢球以较小的角度在竖直平面内摆动，从计算机中得到拉力大小随时间变化的关系图像如图③，则小球摆动的周期为T= s； (3)该同学还测得该单摆的摆线长为L，则重力加速度的表达式为g= （用物理量T、L、D表示）； (4)将摆球多次拉离竖直方向一定角度后由静止释放，测得拉力的最小值F1与最大值F2并得到F2－F1图线，如图④，如果小球在摆动的过程中机械能守恒，则该图线斜率的绝对值等于 。 23．（2024·广东梅州·一模）小明同学利用频闪相机来探究摩托车的运动规律。从某时刻（）开始的一段时间内，该摩托车可视为沿直线运动，每隔0.5s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示： t/s 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 x/m 0 0.46 1.24 2.34 3.76 5.50 7.56 9.94 12.64 根据表格内容可知（计算结果均保留两位小数）： （1）由表格数据可判断摩托车近似做匀加速直线运动，理由是 。 （2）当时，摩托车的速度大小为 m/s。 （3）摩托车的加速度大小为 。 24．（2024·广东茂名·一模）在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，某同学利用智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（a）所示的单摆； （2）用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径d； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能软件，测量磁感应强度的变化； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，运行手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图（b）所示。试回答下列问题： ①由图（b）可知，单摆的周期为 ； ②重力加速度g的表达式为 （用测得物理量的符号表示）； ③改变悬线长度，重复步骤（2）、（3）、（4）的操作，可以得到多组周期T和悬线长度的值，以 为纵坐标（选填“”、“”或“”），以的值为横坐标，描点作图。若所得的图像如图（c）所示，图像的斜率为k，则重力加速度的测量值为 。 25．（2024·广东肇庆·二模）一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。 （1）以下实验操作合理且必要的是 （填正确答案标号） A．调整斜槽末端，必须使末端保持水平 B．小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放 C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系 D．用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些 （2）已知小球平抛运动的初速度为v0，重力加速度为g，则小球做平抛运动的轨迹方程为y= 。 （3）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。取g=10m/s2，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O （选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为 s；若小球的质量为100g，则小球经过图乙中的位置A时重力的瞬时功率为 W。 26．（2024·广东佛山·一模）某同学利用“向心力定量探究仪”探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系，装置如下图所示，小球放在光滑的带四槽的旋转杆上，其一端通过细绳与电子测力计相连，当小球和旋转杆被电机带动一起旋转时，控制器的显示屏显示小球质量、转动半径、转动角速度以及细绳拉力的大小。    （1）该同学采用控制变量法，分别改变小球质量、转动角速度以及 进行了三组实验，测得的实验数据如下表甲、乙、丙所示。 小球质量 转动半径 角速度 向心力 0.1 0.2 3.15 0.2 0.2 6.29 0.3 0.2 9.45 0.4 0.2 12.61 甲 小球质量 转动半径 角速度 向心力 0.2 0.1 3.16 0.2 0.2 6.31 0.2 0.3 9.46 0.2 0.4 12.63 乙 小球质量 转动半径 角速度 向心力 0.2 0.2 1.57 0.2 0.2 6.29 0.2 0.2 14.14 0.2 0.2 25.16 丙 （2）由甲表的数据可得：当 一定时，小球的向心力大小与 成 比。 （3）为了通过作图法更直观地呈现向心力与角速度之间的关系，应绘制的图像是 。 A．图    B．图    C．图    D． 27．（2024·广东佛山·一模）某研究性学习小组利用光电门传感器、天平、刻度尺研究单摆的周期与摆球质量、摆长之间的关系。实验装置如图甲所示，实验时，将小球拉起一定角度后释放（小于），利用光电门测出小球摆动的周期。 （1）该实验采用的实验方法为 （选填“控制变量法”或“理想实验法”）； （2）如果实验组用该装置分别在北京和顺德两地进行探究“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验，然后将实验数据绘制成图像，如图乙所示，则在顺德测得的实验结果对应的图线是 （选填“A”或“B”）； （3）某次实验中，小组成员小明想用该装置测当地重力加速度，已知绳长为L，小球直径为d，摆球摆动过程中光电门接收到光信号强度I随时间ｔ的变化如图丙所示，和均为已知量，由此可知此次实验单摆的周期为 ，当地重力加速度大小的计算表达式 （用上述已知的物理量表示）． 28．（2024·广东佛山·一模）实验室提供如图所示的气垫导轨和光电门组合实验装置，并有天平、螺旋测微器、细线、力传感器等辅助器材。某实验小组利用该装置及辅助器材来探究合外力做功与物体动能变化之间的关系，已知实验时光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时间分别为和。请回答下列问题： （1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图乙所示，则 mm； （2）实验过程中还需要测量的物理量有：两光电门之间的距离L、滑块的质量m和 （请写出物理量及对应的字母）； （3）实验得到滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为 ，滑块动能变化量的表式为 （用题中相关字母表示）； （4）以下操作步骤可以减小实验误差的有 。 A．为平衡摩擦力适当垫高导轨右端 B．两个光电门之间的距离适当远一些 C．遮光条的宽度适当小一些 D．换用质量尽量大的滑块 29．（2024·广东惠州·二模）某小组同学利用如图（a）所示实验装置验证机械能守恒定律，所用电源的频率为50Hz。已知当地重力加速度大小。 （1）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是 。 A．打点计时器应接交流电源 B．需要精确测量出重物的质量 C．重物下落的起始位置要靠近打点计时器 D．可测量某点到O点的距离h，再根据公式计算出打该点时重物速度v （2）小组同学挑选出一条点迹清晰的纸带，如图（b）所示．从打出的第一个点O点后某个点开始，依次标为1、2、3、…，O点与计时点1之间还有若干个点未画出，分别测出计时点到O点的距离，则打计时点“4”时重物的速度= （结果保留三位有效数字） （3）若重物的质量m=1kg，从重物开始下落到打计时点“4”时，重物减少的重力势能= （保留二位有效数字）；实验中发现重物重力势能的减少量，总是略大于其动能的增加量，这个误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”），请写出一条减小该误差的措施 。 30．（2024·广东惠州·二模）图（a）为测量滑块与长木板之间的动摩擦因数的实验装置，实验中利用了力传感器来测量细线的拉力大小F，所用电源的频率为50Hz。    （1）根据本实验的测量原理，下列说法中正确的是 。 A．应当先接通电源，待打点稳定后再释放滑块 B．需要平衡摩擦力 C．滑块在加速运动的过程中，力传感器的示数等于沙桶的重力大小 D．一定要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量 （2）图（b）的纸带中相邻两点间有四个点未画出，则滑块的加速度= （结果保留两位小数）。 （3）保持滑块质量不变，根据多组数据，绘制出加速度a与拉力F的图像，如图（c）所示．由图像 （选填“能”或“不能”）算出滑块的质量；取重力加速度则滑块与长木板间的动摩擦因数μ= 。（结果均保留两位小数） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 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 $$