专题09 力学试验-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题09 力学试验 研究小车做匀变速直线运动 1.（2025·天津市重点校联考·一模）某小组同学在研究小车做匀变速直线运动的实验中，利用重物牵引小车，用频率为50Hz的电火花计时器打点，得到一条清晰的纸带，取其中的O、A、 B、 C……七个点（每两个点中间还有9个点未画出）进行研究。 （1）电火花计时器使用220V的_______（填“交流”或“直流”）电源，小车向______运动（相对图中方位填“左”或“右” ）。 （2）该小组同学根据图中的数据判断出小车做匀变速运动，由纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大小为______m/s， 小车运动的加速度大小为_______m/s²。（（结果保留2位小数） 探究弹簧弹力F和长度L的关系 2.（2025·天津市红桥区·一模）某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。 （1）由图乙，弹簧自由下垂时的长度______，弹簧的劲度系数______； （2）图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧______（选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。 验证平行四边形法则 3.（2025·天津市河东区·一模） 在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和弹簧测力计。 （1）本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是___________。 A．橡皮筋可以用细绳替代 B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 （2）某次实验中，弹簧测力计C的指针位置如图甲所示，其示数为___________N。 （3）在另一次实验中，两弹簧测力计拉力的图示已作出（如图乙所示），方格每边的长度表示1.0N，O是橡皮条的一个端点，则合力F的大小为___________ N。（结果保留两位有效数字） 探究加速度与力、质量的关系 4.（2025·天津市河北区·一模）（1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图甲所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。 请指出图乙中错误之处： ___________ ；调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为 ___________ 。 5.（2025·天津市和平区·一模）用如图甲所示装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 （1）下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是___________ （2）对于该实验，下列说法正确的是___________ A. 要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C. 倾斜轨道目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D. 需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 （3）某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为___________m/s2（保留三位有效数字） 单摆测重力加速度 6.（2025·天津市蓟州区·一模）根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 （1）单摆周期公式为_______。 （2）组装单摆时，应在下列器材中选用（　　） A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （3）在该实验中，有利于减小实验误差的做法是（　　） A. 测量摆线长度时多测几次取平均值 B. 质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D. 为计时方便，测量单摆振动周期时从摆球经过最大位移处时开始计时 6.（2025·天津市南开区·一模）某同学使用如图所示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。请完成以下问题： （1）为了减少测量误差，下列做法正确是（多选）； A. 摆的振幅越大越好 B. 摆球质量大些、体积小些 C. 摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 （2）某次摆球在最高点接通数据采集器，数据采集器记录n（n≥3）次小球通过光电门时间为t，则该单摆的周期为__________，设该单摆摆长为L，则重力加速度g=__________（用L、n、t、π表示）。 （3）某同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2-L图像中的实线OM；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2-L图像为。 A. 虚线①，不平行实线OM B. 虚线②，平行实线OM C. 虚线③，平行实线OM 7.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。 （1）选用合适的器材组装成单摆后，主要步骤如下： ①将单摆上端固定在铁架台上。 ②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L。 ③记录小球完成n次全振动所用的总时间t。 ④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小。 重力加速度测量值表达式g=__________（用L、n、t表示）。 （2）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2-L图像，如图2所示。由图可知重力加速度g=__________（用图中字母表示）。 （3）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是（　　） A. 测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量 B. 摆长一定的情况下，摆的振幅越大越好 C. 多次改变摆线长l，测量多组对应的50次全振动时间t，通过绘制的t2-l关系图线也可以测定重力加速度 8.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）某实验小组的同学们利用单摆来测量当地的重力加速度，按如图安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）； A. 把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D. 尽量选择质量大、体积小的摆球 （2）小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，做出图像如图所示，可测得当地的重力加速度________，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的图线分别如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（填选项前的字母）________。 A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 D. 图线a对应的g值大于图线b对应的g值 9.（2025·天津市十二区重点校·一模）某兴趣小组在科技活动中用如图甲所示装置测当地的重力加速度。用细线拴一个磁性小球并悬挂，手机放在悬点O正下方桌面上，打开手机中测量磁感应强度的智能软件。（地磁场对磁性小球的运动影响很小，可忽略不计） （1）用螺旋测微器测量磁性小球的直径如图乙所示，__________mm。 （2）用毫米刻度尺测量摆线长度，则摆长，然后使磁性小球在竖直面内做小角度摆动，手机的智能软件记录接收到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，则小球摆动的周期__________。 （3）多次改变摆线长度，重复实验，得到多组摆长l及小球摆动的周期T，作出图像如图丁所示，根据图丁可得重力加速度的测量值为__________。（，计算结果保留3位有效数字） 验证机械能守恒定律 10（2025·天津市和平区·二模）同学们在做“验证机械能守恒定律”实验时，根据实验原理，设计了三种方案，实验装置如图所示。 （1）对于这几个实验方案，分析正确的是______ A. 3个实验方案均不需要使用天平测量质量 B. 方案2中，轨道倾斜的目的是为了减小系统误差 C. 方案1中，如果通过图像处理数据，必须打出多条纸带进行测量 D. 方案3中，不要求砝码和托盘的质量远远小于滑块的质量 （2）进行方案3的实验时，用螺旋测微器测量遮光条的宽度，其示数如图所示，则遮光条的宽度为______mm； （3）某实验小组利用方案1将打点计时器接到周期为T的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。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、、，若它们之间的关系满足表达式______，则可验证此过程机械能守恒。 验证系统动量守恒定律 11.（2025·天津市部分区·一模）（1）两组同学利用不同的实验器材进行碰撞的实验研究。 第一组同学利用气垫导轨通过频闪照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。 ①若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的__________（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）； 第二组同学采用下图所示装置进行“验证动量守恒定律”实验，在水平槽末端与水平面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接，使入射小球从斜槽上S点由静止滚下，落点为P ′ ，放上被碰小球后，入射小球和被碰小球在斜面上的落点分别为M ′、N ′。已知入射小球质量为m1 ，被碰小球质量为m2 ，用刻度尺测量斜面顶点到M ′、P ′、N ′三点的距离分别为l1、l2、l3。 ②关于本实验条件叙述，下列说法正确的是________； A.斜面与水平槽必须光滑 B.该实验不需要秒表计时 C.两小球的质量应满足m1>m2 D.必须测量水平槽末端的高度 ③则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________（用所测物理量的字母表示）。 12.（2025·天津市河西区·一模）如图为验证动量守恒定律的实验装置图。实验时，将斜槽固定在铁架台上，使槽末端水平。先让质量为的入射球多次从倾斜轨道上由静止释放，记录其在水平桌面上的平均落点位置。然后把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射球从倾斜轨道上由静止释放，与相碰，并多次重复，记录两小球在桌面上的平均落点位置。用刻度尺测量O点到三个平均落点位置M、P、N的距离，分别记为、、。 （1）关于该实验，下列说法中哪些是正确的？___________（填正确答案标号） A. 入射球和被碰球的质量必须满足 B. 入射球每次可从斜槽上任意位置释放 C. 实验中还必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D. 将小球静置于斜槽末端，若小球能保持静止，则说明斜槽末端水平 （2）在测量的过程中，直尺的O刻度与白纸上O点对齐，测量时如图所示，则___________cm。 （3）在误差允许范围内，表达式___________成立，则两个小球的碰撞满足动量守恒定律。（用、、、和表示）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 力学试验 研究小车做匀变速直线运动 1.（2025·天津市重点校联考·一模）某小组同学在研究小车做匀变速直线运动的实验中，利用重物牵引小车，用频率为50Hz的电火花计时器打点，得到一条清晰的纸带，取其中的O、A、 B、 C……七个点（每两个点中间还有9个点未画出）进行研究。 （1）电火花计时器使用220V的_______（填“交流”或“直流”）电源，小车向______运动（相对图中方位填“左”或“右” ）。 （2）该小组同学根据图中的数据判断出小车做匀变速运动，由纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大小为______m/s， 小车运动的加速度大小为_______m/s²。（（结果保留2位小数） 【答案】（1） ①. 交流 ②. 左 （2） ①. 0.55 ②. 0.50 [1][2]电火花计时器使用220V的交流电源，小车向左运动。 【小问2详解】 [1][2]每两个点中间还有9个点未画出可知T=0.2s 由纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大小为 小车运动的加速度大小为 探究弹簧弹力F和长度L的关系 2.（2025·天津市红桥区·一模）某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。 （1）由图乙，弹簧自由下垂时的长度______，弹簧的劲度系数______； （2）图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧______（选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。 【答案】（1） ①. 10 ②. 50 （2）a 【小问1详解】 [1][2]根据胡克定律有 可知图像的横轴截距为弹簧原长，则有 图像的斜率为劲度系数，则有 【小问2详解】 根据胡克定律有 可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图丙可知，弹簧a劲度系数小于弹簧b的劲度系数，故用弹簧a来制作弹簧秤，可以满足当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高。 验证平行四边形法则 3.（2025·天津市河东区·一模） 在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和弹簧测力计。 （1）本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是___________。 A．橡皮筋可以用细绳替代 B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 （2）某次实验中，弹簧测力计C的指针位置如图甲所示，其示数为___________N。 （3）在另一次实验中，两弹簧测力计拉力的图示已作出（如图乙所示），方格每边的长度表示1.0N，O是橡皮条的一个端点，则合力F的大小为___________ N。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. D ②. 2.10 ③. 7.0 【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代。 故选D。 （2）[2]该弹簧测力计的分度值为，则其示数为。 （3）[3]根据平行四边形，作出合力的示意图，如图所示 得其合力的理论值为7.0N 探究加速度与力、质量的关系 4.（2025·天津市河北区·一模）（1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图甲所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。 请指出图乙中错误之处： ___________ ；调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为 ___________ 。 【答案】 ①. 拉小车的细绳与木板没有平行；托盘和砝码的总质量没有远小于小车的质量 ②. x1：x2 【详解】[1]实验装置的错误之处：拉小车的细绳与木板没有平行；实验中要小盘和重物所受的重力近似等于小车的牵引力，必须要使得托盘和砝码的总质量远小于小车的质量，而图中没能满足该条件； [2]根据 两小车运动的时间相等，则加速度之比等于位移之比，即 a1：a2 =x1：x2 5.（2025·天津市和平区·一模）用如图甲所示装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 （1）下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是___________ （2）对于该实验，下列说法正确的是___________ A. 要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C. 倾斜轨道目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D. 需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 （3）某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为___________m/s2（保留三位有效数字） 【答案】（1）B （2）ABD （3）2.40 【小问1详解】 探究加速度与力的关系，需要控制小车的质量不变，采用的是控制变量法。 A．探究合力与分力的关系，采用了等效替代法，故A不符合题意； B．探究向心力大小与质量、半径、角速度的半径采用了控制变量法，故B符合题意； C．平抛运动采用了等效替代法，故C不符合题意； D．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故D不符合题意。 故选B。 【小问2详解】 A．为了使细线上的拉力近似等于槽码的重力，应要求槽码的质量远小于小车的质量，故A正确； B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车受到的合力等于小车的拉力，使小车可以做匀变速运动，故B正确； C．倾斜轨道的目的是为了平衡摩擦力，故C错误； D．实验时改变槽码的质量打出多条纸带获取数据可以减小测量时的偶然误差，故D正确。 故选ABD。 【小问3详解】 相邻两计数点之间的时间间隔为 则小车运动的加速度大小为 单摆测重力加速度 6.（2025·天津市蓟州区·一模）根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 （1）单摆周期公式为_______。 （2）组装单摆时，应在下列器材中选用（　　） A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （3）在该实验中，有利于减小实验误差的做法是（　　） A. 测量摆线长度时多测几次取平均值 B. 质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D. 为计时方便，测量单摆振动周期时从摆球经过最大位移处时开始计时 【答案】（1） （2）AD （3）AC 【小问1详解】 单摆的周期公式为 【小问2详解】 在实验中，摆线要选择细些的、伸缩性小些，并且尽可能长一些，摆球尽量选择质量大些、体积小些的。 故选AD。 【小问3详解】 A．测量摆线长度时多测几次取平均值，故A正确； B．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积小些的，故B错误； C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大，应小于5°，故C正确； D．测量单摆振动周期时应该在摆动稳定后从平衡位置开始计时，记录摆球多次全振动所用的时间从而求得单摆周期，故D错误。 故选AC。 6.（2025·天津市南开区·一模）某同学使用如图所示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。请完成以下问题： （1）为了减少测量误差，下列做法正确是（多选）； A. 摆的振幅越大越好 B. 摆球质量大些、体积小些 C. 摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 （2）某次摆球在最高点接通数据采集器，数据采集器记录n（n≥3）次小球通过光电门时间为t，则该单摆的周期为__________，设该单摆摆长为L，则重力加速度g=__________（用L、n、t、π表示）。 （3）某同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2-L图像中的实线OM；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2-L图像为。 A. 虚线①，不平行实线OM B. 虚线②，平行实线OM C. 虚线③，平行实线OM 【答案】（1）BCD （2） ①. ②. （3）B 【小问1详解】 A．单摆在摆角小于5度时的振动为简谐运动，故A错误； B．为减小空气阻力对实验的影响，摆球质量大些、体积小些，故B正确； C．为保证摆长不变且减小周期测量的误差，摆线尽量细些、长些、伸缩性小些，故C正确； D．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故D正确。 答案BCD 【小问2详解】 [1]小球第一次通过光电门开始计时，依次每通过两次为一周期，所以t时间为个周期，所以周期 [2]根据，解得 【小问3详解】 测量摆长时忘了加上摆球的半径，也就是将摆线的长度l作为摆长，则 斜率未受影响。 故选B。 7.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。 （1）选用合适的器材组装成单摆后，主要步骤如下： ①将单摆上端固定在铁架台上。 ②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L。 ③记录小球完成n次全振动所用的总时间t。 ④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小。 重力加速度测量值表达式g=__________（用L、n、t表示）。 （2）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2-L图像，如图2所示。由图可知重力加速度g=__________（用图中字母表示）。 （3）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是（　　） A. 测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量 B. 摆长一定的情况下，摆的振幅越大越好 C. 多次改变摆线长l，测量多组对应的50次全振动时间t，通过绘制的t2-l关系图线也可以测定重力加速度 【答案】（1） （2） （3）AC 【小问1详解】 根据题意可得 根据单摆的周期公式 联立可得 【小问2详解】 根据单摆周期公式 可得 所以图线的斜率表示 所以 【小问3详解】 A．测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量，可以更精确地测量出悬点到球心的距离，故A正确； B．单摆只有在摆角小于或等于5°时才能看作简谐运动，故B错误； C．根据单摆的周期公式 周期为 联立可得 由此可知，通过绘制的t2-l关系图线也可以测定重力加速度，故C正确。 故选AC。 8.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）某实验小组的同学们利用单摆来测量当地的重力加速度，按如图安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）； A. 把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D. 尽量选择质量大、体积小的摆球 （2）小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，做出图像如图所示，可测得当地的重力加速度________，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的图线分别如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（填选项前的字母）________。 A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 D. 图线a对应的g值大于图线b对应的g值 【答案】（1）D （2）9.86 （3）B 【小问1详解】 A．把单摆从平衡位置拉开5°的摆角，并在摆球到达最低点时开始计时，选项A错误； B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为，选项B错误； C．根据可得，若用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，选项C错误； D．尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小阻力的影响，选项D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据 由图像可知 解得g=9.86m/s2 【小问3详解】 AD．若将悬点到小球上端的距离记为摆长，没有加摆球的半径，则摆线长变成摆长，则有 由此可知，出现a图线可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长，但图线的斜率不变，即a、b图线测出的重力加速度相同，故AD错误； B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度偏大，图线的斜率偏小，故B正确； C．图线c的斜率小于b图线的斜率，因此图线c的g值大于图线b的g值，故C错误。 故选B。 9.（2025·天津市十二区重点校·一模）某兴趣小组在科技活动中用如图甲所示装置测当地的重力加速度。用细线拴一个磁性小球并悬挂，手机放在悬点O正下方桌面上，打开手机中测量磁感应强度的智能软件。（地磁场对磁性小球的运动影响很小，可忽略不计） （1）用螺旋测微器测量磁性小球的直径如图乙所示，__________mm。 （2）用毫米刻度尺测量摆线长度，则摆长，然后使磁性小球在竖直面内做小角度摆动，手机的智能软件记录接收到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，则小球摆动的周期__________。 （3）多次改变摆线长度，重复实验，得到多组摆长l及小球摆动的周期T，作出图像如图丁所示，根据图丁可得重力加速度的测量值为__________。（，计算结果保留3位有效数字） 【答案】（1）6.700 （2） （3）9.86 【小问1详解】 螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为6.5mm+20.0mm=6.700mm 【小问2详解】 由图像可知，从磁场最强再到最强间隔半个周期为t0，则铁块摆动的周期。 【小问3详解】 根据单摆周期公式 可得 故该图像的斜率为 解得重力加速度的测量值为 验证机械能守恒定律 10（2025·天津市和平区·二模）同学们在做“验证机械能守恒定律”实验时，根据实验原理，设计了三种方案，实验装置如图所示。 （1）对于这几个实验方案，分析正确的是______ A. 3个实验方案均不需要使用天平测量质量 B. 方案2中，轨道倾斜的目的是为了减小系统误差 C. 方案1中，如果通过图像处理数据，必须打出多条纸带进行测量 D. 方案3中，不要求砝码和托盘的质量远远小于滑块的质量 （2）进行方案3的实验时，用螺旋测微器测量遮光条的宽度，其示数如图所示，则遮光条的宽度为______mm； （3）某实验小组利用方案1将打点计时器接到周期为T的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。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、、，若它们之间的关系满足表达式______，则可验证此过程机械能守恒。 【答案】（1）D （2）6.300 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．方案1和方案2中，验证机械能守恒的对象分别为重物、滑块，在验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，不需要使用天平测量质量；方案3中，验证机械能守恒的对象是砝码和托盘、滑块组成的系统，需要使用天平测量质量，故A错误； B．方案2中，轨道倾斜的目的是使滑块的重力势能减小，而动能增加，故B错误； C．方案1中，如果通过图像处理数据，不需要打出多条纸带进行测量，只需要通过同一条纸带得到的多组对应数据进行图像处理，故C错误； D．方案3中，验证机械能守恒的对象是砝码和托盘、滑块组成的系统，所以不要求砝码和托盘的质量远远小于滑块的质量，故D正确。 故选D 【小问2详解】 螺旋测微器的精确值为，由图可知遮光条的宽度为 【小问3详解】 从O到B，重物减少的重力势能为 B点对应的速度为 从O到B，重物增加的动能为 若重物机械能守恒，则有 则它们之间的关系满足表达式 则可验证此过程机械能守恒。 验证系统动量守恒定律 11.（2025·天津市部分区·一模）（1）两组同学利用不同的实验器材进行碰撞的实验研究。 第一组同学利用气垫导轨通过频闪照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。 ①若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的__________（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）； 第二组同学采用下图所示装置进行“验证动量守恒定律”实验，在水平槽末端与水平面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接，使入射小球从斜槽上S点由静止滚下，落点为P ′ ，放上被碰小球后，入射小球和被碰小球在斜面上的落点分别为M ′、N ′。已知入射小球质量为m1 ，被碰小球质量为m2 ，用刻度尺测量斜面顶点到M ′、P ′、N ′三点的距离分别为l1、l2、l3。 ②关于本实验条件叙述，下列说法正确的是________； A.斜面与水平槽必须光滑 B.该实验不需要秒表计时 C.两小球的质量应满足m1>m2 D.必须测量水平槽末端的高度 ③则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________（用所测物理量的字母表示）。 【答案】（1） ①. 甲 ②. BC ③. 【小问1详解】 ①[1]乙图中由于装有撞针和橡皮泥，则两滑块相碰时成为一体，机械能的损失最大，甲图中采用弹性圈，二者碰后即分离，机械能损失最小，若要求碰撞动能损失最小则应选图中的甲。 ②[2]A．实验验证的是碰撞过程系统动量是否守恒，研究碰撞过程，斜面与水平槽不必光滑，故A错误； BD．实验中，碰撞后小球做平抛运动，测出小球位移，应用运动学公式可以求出小球的速度，该实验不需要秒表计时，也不需要测量水平槽末端的高度，故B正确；D错误； C．为防止碰撞后入射球反弹，两小球的质量应满足m1>m2，故C正确。 故选BC。 ③[3]小球离开斜面后做平抛运动，设斜面的倾角为，小球做平抛运动的位移为l，则有， 联立，解得 碰撞前入射小球速度 碰撞后入射小球的速度 碰撞后被碰小球的速度 两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律可得 整理，可得 12.（2025·天津市河西区·一模）如图为验证动量守恒定律的实验装置图。实验时，将斜槽固定在铁架台上，使槽末端水平。先让质量为的入射球多次从倾斜轨道上由静止释放，记录其在水平桌面上的平均落点位置。然后把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射球从倾斜轨道上由静止释放，与相碰，并多次重复，记录两小球在桌面上的平均落点位置。用刻度尺测量O点到三个平均落点位置M、P、N的距离，分别记为、、。 （1）关于该实验，下列说法中哪些是正确的？___________（填正确答案标号） A. 入射球和被碰球的质量必须满足 B. 入射球每次可从斜槽上任意位置释放 C. 实验中还必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D. 将小球静置于斜槽末端，若小球能保持静止，则说明斜槽末端水平 （2）在测量的过程中，直尺的O刻度与白纸上O点对齐，测量时如图所示，则___________cm。 （3）在误差允许范围内，表达式___________成立，则两个小球的碰撞满足动量守恒定律。（用、、、和表示）。 【答案】（1）AD （2）43.90（43.88～43.92） （3） 【小问1详解】 A．为了避免碰撞后入射球被反弹，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即，故A正确； B．为保证入射球每一次获得相同的初速度，故每一次入射球都要从同一位置静止释放，故B错误； C．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同，即可用水平位移表示速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度，故C错误； D．为保证小球做平抛运动，所以要将小球静置于斜槽末端，若小球能保持静止，则说明斜槽末端水平，故D正确。 故选AD 【小问2详解】 由图乙所示刻度尺可知，其分度值是1mm，故读数为43.90 cm。 【小问3详解】 小球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，由题意可知，P点为碰撞前入射球的落点，M点为碰撞后入射球的落点，N点为碰撞后被碰球的落点，则碰撞前入射球的速度大小 碰撞后入射球的速度大小 碰撞后被碰球的速度大小 两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 整理得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$