专题卷13 力学实验与创新-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理二轮复习专题卷

高三二轮复习专题卷十三/物理 力学实验与创新 (考试时间40分钟，满分100分) 1.(18分)某同学利用如图甲所示的实验装置测定滑块与斜面体之间的动摩擦因数，实验进行了如 下操作： ①将斜面体固定在桌面上，测量出其倾角为，光电门固定在斜面体上； ②用游标卡尺测量遮光条的宽度d; ③将带有遮光条的滑块由静止释放，测量遮光条与光电门之间的距离x,记录遮光条经过光电门 的挡光时间t; ④改变滑块释放点的位置，重复实验步骤③。 滑块P一遮光条 2 3 cm 光电门 ⊙ Hh 10 20 甲 乙 (1)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是 (填正确答案标号) A.等效替代法 B.理想实验法 C.极限思维法 (2)如图乙所示，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度d,则遮光条的宽度d= mm。 (3)滑块运动过程中的加速度a= 。(用x、d、t表示) (4)在不计空气阻力的情况下，滑块与斜面体之间的动摩擦因数= 。(用x、d、t、0表示) 2.(20分)碰撞恢复系数e=二。，其中和分别为碰箍崩两物体的速度，心和分别为碰 撞后两物体的速度。某同学利用如图所示的实验装置测量半径相同的钢球A和玻璃球B的碰撞 恢复系数，实验步骤如下： ①用电子天平测量出钢球A和玻璃球B的质量分别为m1、m2(m1>m2); ②调节斜槽末端切线水平并找到斜槽末端在白纸上的竖直投影点O; ③将钢球A从斜槽上某一位置S由静止释放，落到复写纸上并在白纸上留下痕迹。重复上述操 作多次，得到多个落点痕迹，找到平均落点P; 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题· ④将玻璃球B放在斜槽末端，再将钢球A从位置S由静止释放，两球碰撞后落到复写纸上并在白 纸上留下痕迹。重复上述操作多次，分别找到钢球A、玻璃球B的平均落点M、V; ⑤用刻度尺测量出线段OP、OM和ON的长度，分别记为xo、x1和x2。 试分析下列问题： (1)关于实验操作和过程，下列说法正确的是 。(填正确答案标号) A.实验时需测量小球开始释放时距离斜槽末端的高度h B.实验装置中的铅垂线是用来判断斜槽末端是否水平 C.实验时每次释放钢球A的位置必须相同，斜槽是否光滑对实验结果无影响 (2)两球的碰撞恢复系数e=。(用x0、x2表示) (3)将玻璃球B换成大小相同的其他材质的小球，测得其质量为了m。重复实验，发现落点N和 P重合，则两球的碰撞恢复系数=。（结果保留两位有效数字） 3.(20分)在“探究系统机械能守恒”的实验中，某实验小组设计了如图甲所示的装置，在水平气垫导 轨上安装了两个光电门M、V,带有小槽的滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮与一沙桶相连， 沙桶内装有一定量的沙子。已知光电门M、N之间的距离为L,沙桶及沙子的总质量为m1,遮光 条的宽度为d,滑块与遮光条的总质量为m2,重力加速度为g。 遮光条 一光电门、 带小槽的滑块 气垫导轨 连气源 沙桶及沙子日 刻度尺 甲 三二轮复习专题卷十三 物理第2页（共4页） (1)接通气源，滑块从某位置由静止释放，滑块在细线拉动下运动，记录遮光条通过光电门M、N 的遮光时间分别为t1、2,则滑块经过两光电门的过程中，滑块、遮光条、沙桶及沙子组成的系统动 能的变化量△Ek= ,该过程中沙桶及沙子重力势能的减少量为 。（用m1、m2、d、 t、t2、g和L表示) (2)现从沙桶中取出部分沙子，放人滑块的小槽中，测出沙桶和沙子的总质量，重复(1)中的 操作。 (3)用(2)中的方法，不断改变沙桶和沙子的总质量，多次实验，测得多组数据。作出沙桶和沙子的 总质量m与滑块通过两光电门时速度平方的差值△的关系图像，如图乙所示，则该图线的斜率 为 。(用m1、m2、g和L表示) 4.(20分)如图甲所示为探究加速度与力、质量的关系的装置，带滑轮的长木板水平放置，力传感器 固定在墙上，细绳绕过小车上的滑轮连接力传感器和沙桶（含沙子），细绳平行于长木板。接通电 源（频率为50Hz),释放沙桶，获得一条纸带同时记录相应力传感器的示数，多次改变沙桶（含沙 子)的质量，重复操作。 cm 打点计时器 1.98 力传感器 5.92 11.92 19.88 29.87 41.84 必 乙 (1)若实验中用的打点计时器是电火花计时器，则使用的电源为 (填“8V”或“220V”) 的 (填“交流”或“直流”)电源。 (2)如图乙所示为实验获得的一条清晰的纸带，取其中的O、A、B、C·七个点（每两个点之间还有 9个点未画出)进行研究。该小组同学根据图乙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。 (结果保留两位小数) 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题· (3)通过实验测得的数据，绘制出反映小车的加速度α与力传感器的示数F之间的关系图像如图 丙所示，则实验中小车所受摩擦力的大小为 (用图丙中的字母表示) ◆a 丙 5.(22分)某同学使用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”的实验。 个F 9定滑轮 5 -4 定滑轮⊙ 单位：N x 丙 (1)下列说法正确的是 。(填正确答案标号) A.弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下 B.测量时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板 C.为减小测量误差，F1、F2方向间的夹角应为90° D.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计 (2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图乙可知拉力的大小为 N。 (3)该实验小组所用的弹簧测力计的量程均为0~5N,某次实验测得F1=3N、F2=4N,为了完 成实验，则两个力间的夹角可能为 。(填“锐角”或“钝角”) (4)某小组在实验之余又做了探究橡皮筋弹力与形变量关系的实验，测出橡皮筋在不同拉力F作 用下的长度x,并据此作出了F-x图像，如图丙所示。请根据图像分析橡皮筋劲度系数的变化特 点是 高三二轮复习专题卷十三 物理第4页（共4页）高三二轮复习 ·物理· 高三二轮复习专题卷十三 物理 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理论证能力 Ⅲ.模型建构能力Ⅳ.创新能力V.实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维。③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I D M ① ② ③ ④ 档次 系数 测量滑块与斜面体之间的动摩 非选择题 18 易 0.80 擦因数 非选择题 20 碰撞恢复系数 中 0.70 非选择题 20 验证机械能守恒定律 中 0.70 4 非选择题 20 探究加速度与力、质量的关系 中 0.70 5 非选择题 22 验证力的平行四边形定则 难 0.55 叁考答条及解析 1.(1)C(4分) (2)2二西(6分) (2)10.55(4分) (3) (3)0.33(8分) 275分) 【解析】(1)本实验需要测量碰撞恢复系数，由碰撞恢 (4)tan0- 2 Fgcos5分) 复系数一二可知，本实验实际是要测量小球 20一U0 【解析】(1)本实验利用光电门测滑块的速度，当遮光 的速度，由装置可以确定本实验运用平抛运动规律测 时间很短时，将遮光片经过光电门时的平均速度近似 量速度，考虑到所有小球平抛运动下落的高度相同， 认为等于瞬时速度，用了极限思维法，故C项正确。 运动的时间相同，故只需要测量水平位移，即可用以 (2)游标卡尺测量遮光条的宽度d=10mm十 代替平抛运动的初速度，故不需要测量小球开始释放 0.05mm×11=10.55mm。 时距离斜槽末端的高度h,A项错误；实验装置中的 (3)滑块经过光电门时的速度0=号，根据寸=2a, 铅垂线是用来确定初始位置的投影点，B项错误：实 验时每次释放钢球A的位置必须相同，只要释放位 解得加速度a=2t d 置相同，斜槽是否光滑对实验结果无影响，C项正确。 (2)设小球做平抛运动的时间为t,碰撞前，钢球A的 (4)根据牛顿第二定律得mgsin0-ngcos0=ma,解 速度=，玻璃球B的速度为0，碰撞后，锅球A 得μ=tanf- t 2xt gcos 0 2.(1)C(6分) 的速度，=，玻璃球B的速度2=，故碰撞恢 ·47 ·物理· 参考答案及解析 2-1 运动的加速度大小a= TCF-Tu 复系数e= 2一 x2-x1 9T2 12-0 (0.4184-0.1192-0.1192m/s=0.50m/s2。 9×0.22 (3)将玻璃球B换成大小相同、质量为号m的小球 (3)对小车进行分析，根据牛顿第二定律有2F一= 后，碰撞前后瞬间，钢球A与小球组成的系统动量守 M,变形得a=后F-有，结合图丙可知，当力传感 1 恒，则有m=m十3m,由于落点N和P重 器的示数为F。时，加速度为0，代人上式解得f 2 =2F0。 合，故=w,=子w,故两球的碰撞恢复系数= 5.(1)BD(6分) 1w=1≈0.33。 (2)3.8(5分) -03 (3)钝角(6分) 3.(①)号(m十m)[()-(4)](6分)mgL(6 (4)在弹性限度内，橡皮筋的劲度系数随长度的增大 t2 而减小(5分) 分) 【解析】(1)弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要 (3)m丰m(8分) 2gL 竖直向下，A项错误；测量时，为了减小误差，橡皮筋、 【解析】(1)由题意可知滑块经过光电门M、N的速度 细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，B项正确； 分别为=亡，=，则系统动能的变化量△E 本实验只要使两次效果相同即可，两个弹簧测力计拉 力的方向没有限制，为减小误差，夹角应在60°一120° （m十m)暖一合(m十m),整理得△6= 1 范围为宜，并非一定要夹角为90°不变，C项错误；实 验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个 名(m十，[（号”-（号1，该过程中沙桶及沙千 读数相同的弹簧测力计，则弹簧测力计读数更为准 重力势能的减少量为m1gL。 确，D项正确。 (③)根据动能定理有mgL=号(m十m:)话 (2)题图所示的弹簧测力计，每一大格被分成5小格， 则1小格就表示0.2N,所以弹簧测力计的示数 十m:）听=2（m十m）△，整理得m= 为3.8N。 (3)F,=3N,F2=4N,当两力间的夹角为90时它们 m十△心，可得图像的斜率k=m,十m 2gL 2gL 的合力大小为5N,当两分力大小一定时，两力的合 4.(1)220V(4分)交流(4分) 力大小随两力间的夹角的增大而减小，随夹角的减小 (2)0.55(4分)0.50(4分) 而增大，弹簧测力计的量程为5N,如果两力间的夹 (3)2F。(4分) 角为锐角，则合力大于5N,大于弹簧测力计的量程， 【解析】(1)电火花计时器使用220V的交流电源。 则两个力的夹角可能为钝角。 (2)每两个点间还有9个点未画出，可知T=0.2s,由 (4)在F-x图像中，斜率代表橡皮筋的劲度系数，由 纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大小E= 图可知图线的斜率不断减小，则在弹性限度内，橡皮 27=1.84198)X102 筋的劲度系数随长度的增大而减小。 2×0.2 m/s≈0.55m/s,小车 ·48