专题强化小卷（十七）力学实验 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦力学核心实验，通过8道典型题构建“实验原理-数据处理-误差分析”逻辑链，强化科学探究与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |弹性碰撞|1题|考查碰撞条件控制、速度测量与守恒验证|基于运动和相互作用观念，通过平抛模型转化速度测量，体现科学推理| |向心力|1题|涉及变量控制、角速度计算与图像分析|围绕向心力公式，结合遮光片测速，培养模型建构能力| |动能定理/机械能守恒|3题|包含实验操作、功与能计算及误差评估|以自由落体为载体，强化能量观念，通过纸带数据处理深化科学论证| |动量守恒|2题|验证斜槽碰撞规律，强调质量关系与落点分析|基于动量守恒定律，通过平均落点法转化动量测量，体现科学探究过程| |单摆|1题|考查装置选择、误差分析与图像斜率应用|围绕单摆周期公式，通过实验操作与图像分析提升科学态度|

专题强化小卷（十七）力学实验 2027届高考物理一轮复习 1．如图所示实验装置，某同学用a、b两个半径相等的小球，按照以下步骤研究弹性正碰的实验规律。 ①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠水平槽口处，使小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心就处于小球落点的平均位置，得到痕迹B； ③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，重复多次，并使用与第二步同样的方法分别标出碰撞后两个小球落点的平均位置，得到两球撞在木板上痕迹A和C； (1)为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1__________m2（选填“大于”“小于”或“等于”）； (2)完成本实验，必须测量的物理量有__________； A．小球a开始释放的高度h B．a球和b球的质量m1、m2 C．木板水平向右移动的距离l D．O点到A、B、C三点的距离y1、y2、y3 (3)本实验中，小球做平抛运动的初速度v0=__________（用水平位移x、竖直位移y、重力加速度g表示）； (4)①若（2）中测量量满足__________则两小球碰撞前后动量守恒（用m1、m2、y1、y2、y3表示）， ②若（2）中测量量满足__________则两小球发生的是弹性碰撞（用y1、y2、y3表示）。 2．某实验小组利用如图所示的装置验证向心力大小与角速度的关系。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过与水平杆平行的细绳连接滑块，滑块中心固定宽度为的遮光片，固定在支架上的光电门可记录遮光片通过的时间，滑块中心到竖直杆的距离为，滑块与水平杆间的摩擦不可忽略，实验过程中细绳始终被拉直。 (1)为了验证向心力大小与角速度的关系，实验中需要控制滑块的__________和旋转半径保持不变； (2)某次旋转过程中测得遮光片通过光电门的时间为 ，则此时滑块的角速度 __________（用、 、表示）； (3)实验小组记录多组力传感器示数与遮光片通过光电门的时间 ，拟合出图像，下列可能正确的是__________。 A． B． C． 3．用打点计时器验证动能定理的实验中，使质量为m=1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。现选取一条符合实验要求的纸带，如图乙所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，重力加速度g取9.80 m/s2。 (1)下列几个操作步骤中： A．按照图甲所示，安装好实验装置 B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C．先接通电源，后释放重物，纸带随重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列点 D．测量纸带上某些点间的距离 E.根据测量的结果计算重物下落过程中重力做的功是否等于增加的动能 根据乙图所得数据，应选取图中O点和_______点来验证动能定理。 (2)从O点到第（1）问中所取的点，重物重力做的功W=_______J，动能的增加量ΔEk=_______J。（计算结果均保留三位有效数字） (3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是下列图中的_______。 A． B． C． D． 4．某同学采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，将第一个点标记为，、、为从合适位置开始选取连续点中的三个点，测得部分数据如图乙所示。已知当地重力加速度为取，打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz。 (1)该实验________（填“需要”或“不需要”）测量重物的质量。 (2)若已知实验所用重物质量，从点到点的过程，重物重力势能的减少量________J，动能的增加量________J。（结果保留三位有效数字） (3)科学实验要求相对误差小于5%，计算本实验相对误差________%，其中为重力势能的减少量，为动能的增加量。（结果保留两位有效数字） 5．某班在实验室利用“自由落体运动”来验证机械能守恒定律。 (1)不同组学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是______。 A． B． C． D． (2)为了验证机械能守恒定律，_________（填“需要”或“不需要”）测出重物质量。某小组打出的纸带如图所示，设O点到测量点的距离为h，v为对应测量点的速度。玲玲认为可通过测量重物下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，她作出的v 2 - h关系图线如图所示，由图可得重物下落的加速度g=_______m/s2（结果保留三位有效数字）。 (3)小明误把纸带中的A点当作O点，其他操作与玲玲相同，也绘制出v 2 - h图像，如图所示，b是玲玲作的图线，则小明所作的图线最有可能是______（填写图线上的字母）。 (4)小张同学研究物体从下落起始点到纸带上打下某一点过程，实验结果显示，该过程中重力势能的减少量小于动能的增加量，原因可能是______。 A．利用公式v = g t计算打下某一点时重物速度 B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C．没有采用多次实验取平均值的方法 6．如图所示，某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸； c.先让入射小球A多次从斜轨上的某位置由静止释放；然后把被碰小球B静置于轨道的末端，再将入射小球A从斜轨上同一位置由静止释放，与小球B相撞； d.多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，其中P点为小球A单独运动的落点。 (1)为了防止小球A被反弹，则应满足小球A的质量____________（选填“大于”、“等于”或“小于”）小球B的质量 (2)被撞小球B的落点是____________（选填“M”、“P”或“N”）； (3)关于对本实验的理解，下列正确的是____________； A．需测量释放点到斜槽末端的高度h B．需用测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间t C．需用天平测量两球的质量m1和m2 D．需测量M、P、N到斜槽末端O点的长度L1、L2、L3 (4)若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式____________成立（用m1、m2、L1、L2、L3表示）； 7．用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，且。 (1)下列实验步骤中必要的是_____。 A．测量球1静止释放的高度 B．测量抛出点距地面的高度 C．测量两小球的半径 D．利用重垂线确定点的位置 (2)某次实验时先将球1从斜槽上离桌面某高度h静止释放，确定球1平均落地点。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽向右侧滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从同一高度静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点和。则_____或。（选填“”“”或“”）。 (3)某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是__________。 A． B． C． D． 8．某实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验： (1)如图几种实验装置，最合理的是__________。 A． B． C． D． (2)实验时由于操作失误，致使摆球在水平面内做圆锥摆运动，如图甲所示，其他操作都正常，则求出的重力加速度与实际值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)实验中，测量不同摆长及对应的周期，由此得到的图像，如图乙所示，若某同学记录摆长时，忘记加小球半径了，由此得到的图线是__________（选填“①”“②”或“③”）。 (4)实验中，得到的图像的斜率为，由此得到该地重力加速度为__________。 参考答案 1．(1)大于 (2)BD (3) (4) 2．(1)质量 (2) (3)C 3．(1)B (2) 1.88 1.84 (3)A 4．(1)不需要 (2) 1.88 1.84 (3)2.1 5．(1)B (2) 不需要 9.33 (3)a (4)A 6．(1)大于 (2) (3)CD (4) 7．(1)D (2) (3)C 8．(1)B (2)偏大 (3)① (4) 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $