专题33 力学实验——历年高考物理真题精选之黄金30题（解析版）

1、历年高考物理真题精选之黄金30题专题33 力学实验一、实验题1（2021·全国·高考真题）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为的斜面（已知sin=0.34，cos=0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔T=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为

2、_m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为_。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2）【答案】 0.43 0.32【解析】根据逐差法有对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有代入数据解得2（2021·浙江·高考真题）在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表用作图法求得该弹簧的劲度系数k =_N/m；（2）某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为_N，同时利用（3）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合_

3、；（3）由图得到F合=_N【答案】 53； 2.10； 3.3【解析】（1）图象如图所示：图像的斜率表示弹簧的劲度系数，故根据图象得：（2）弹簧秤的示数：根据力的图示法，作出两个分力，2.20N和2.50N，以这两个边为临边，作出平行四边形，对角线即可合力（3）根据图象及比例尺得出合力的大小F合=3.3N3（2019·全国·高考真题）如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等回答下列问题：（1）铁块与木板间动摩擦因数=_（用木板与水平面的夹角、重力加速度g和铁块下滑的加速度a

4、表示）（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角=30°接通电源开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）重力加速度为9.8 m/s2可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_（结果保留2位小数）【答案】 0.35【解析】（1）由mgsin-mgcos=ma，解得：=（2）由逐差法a= 得：SII=（76.39-31.83）×10-2m，T=0.10s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a= m/s2=1.97 m/s2，代入式，得：= =0.35

5、4（2019·江苏·高考真题）某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：A电磁打点计时器B电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_（选填“A”或“B”）（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动看法正确的同学是_（选填“甲”或“乙”）（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码接通打点计时器电源，松开小车，小

6、车运动纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=_m/s（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L小车动能的变化量可用Ek=算出砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应_（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出多次测量，若W与Ek均基本相等则验证了动能定理【答案】 B 乙 0.31（0.300.33都算对） 远大于【解析】（1）为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；（2）当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静

7、摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；（3）由图可知，相邻两点间的距离约为0.62cm，打点时间间隔为0.02s，所以速度为 ；（4）对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有： 联立解得：，当时有：，所以应满足：5（2020·浙江·高考真题）某同学用单摆测量重力加速度，为了减少测量误差，下列做法正确的是_（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计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，

8、其原因可能是_。A测周期时多数了一个周期B测周期时少数了一个周期C测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长【答案】 BC C【解析】A单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不能超过5°，否则单摆将不做简谐振动，故A做法错误；B实验尽量选择质量大的、体积小的小球，减小空气阻力，减小实验误差，故B做法正确；C为了减小实验误差，摆线应轻且不易伸长的细线，实验选择细一些的、长度适当、伸缩性小的绳子，故C做法正确；D物体再平衡位置（最低点）速度最大，计时更准确，故D做法错误。单摆的周期即但是实验所得没过原点，测得重力加速度与当地结果相符

9、，则斜率仍为；则故实验可能是测量是直接将摆线的长度作为摆长了。6（2020·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小vB=_m/s，打出P点时小车的速度大小vP=_m/s（结果均保留2位小数）。若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为_。【答案】 0.36 1.80 B、P之间的距

10、离【解析】由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以还需要测量对应的B、P之间的距离。7（2021·浙江·高考真题）用如图所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实验。装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和砝码的重力可当作牵引力。小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出，以小车为研究对象，改变砝码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速度变化的关系。关于这个实验，下列说法正确的是_；A需要补偿小车受到阻力的影响B该实验装置可以“验证机械能守恒定律”C需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行D需要满足盘和砝码的总质量远小于

11、小车的质量如图2所示是两条纸带，实验时打出的应是第_条（填写“I”或“II”）纸带；根据实验数据，在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线，据此图象_（填“能”或“不能”）求出小车的质量。【答案】 ACD 能【解析】A题中需要将盘和砝码的重力可当作牵引力，所以首先需要补偿小车受到阻力的影响，即抬高长木板右端，小车在不接盘和砝码的情况下，轻推小车，使小车做匀速直线运动，说明小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力等大反向，A正确；D然后挂上盘与砝码，根据牛顿第二定律对小车，根据牛顿第二定律两式相比解得绳子拉力当满足盘和砝码的总质量远小于小车的质量，即，盘和砝码的重力可当作牵引力，D正确；B实验过

12、程中摩擦阻力无法消除，本实验装置无法验证“机械能守恒定律”故B错误。C细线与长木板平行需要平行，保证绳子的拉力与小车运动方向一致，这样盘和砝码的重力可完全当作牵引力，C正确。故选ACD。小车做匀加速直线运动，位移逐渐增大，所以实验打出的纸带是第II条。根据动能定理可知，图像的斜率为，据能求出小车的质量。8（2021·天津·高考真题）某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为、。写出小球在位置1的速度表达式_。要求充分利

13、用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式_。在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是_误差。（填“偶然”或“系统”）【答案】 偶然【解析】匀变速直线运动中，中间时刻速度等于平均速度，所以1位置的速度为题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则解得加速度为读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差。9（2015·山东·高考真题）某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记

14、为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）每次将弹簧秤示数改变050 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F/N0050100150200250l/cml010971202130013981505找出中F=250 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、，橡皮筋的拉力记为FOO在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB完成下列作图和填空：（1）利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线_（2）测得OA

15、=600cm，OB=760cm，则FOA的大小为_N（3）根据给出的标度，作出FOA和FOB的合力的图示_（4）通过比较与_的大小和方向，即可得出实验结论【答案】 180（170190均正确） FOO【解析】（1）根据表中数据利用描点法得出对应的数据，图象与横坐标的交点即为l0；（2）橡皮筋两端拉力相等，根据题意求得总长度即可求得皮筋上的拉力；（3）通过给出的标度确定力的长度，根据平行四边形得出图象如图所示；（4）根据实验原理可明确应比较实验得出的拉力与通过平行四边形定则得出的合力解：（1）根据表格中数据利用描点法作出图象如图所示：由图可知，图象与横坐标的交点即为l0，由图可知l0=10.0c

16、m；（2）AB的总长度为6.00+7.60cm=13.60cm；由图可知，此时两端拉力F=1.80N；（3）根据给出的标度，作出合力如图所示；（4）只要作出的合力与实验得出的合力F00大小和方向在误差允许的范围内相等，即可说明平行四边形定则成立；故答案为（1）如图所示；10.0；（2）1.80；（3）如图所示；（4）F0010（2013·全国·高考真题）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C重力加速度为g实验步骤如下：用天平称出物块Q的质量m；

17、测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和 的高度h；将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D； ；重复步骤，共做10次；将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C的距离s（1）用实验中的测量量表示：（）物块Q到达B点时的动能EkB_；（）物块Q到达C点时的动能EkC_；（）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf_；（）物块Q与平板P之间的动摩擦因数_（2）回答下列问题：（）实验步骤的目的是_（ii）已知实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是_（写出一个可能的原因即可）【答案】 mgR mgR 减小实验结果的误差 圆弧轨

18、道存在摩擦【解析】（1）（）1从A到B，由动能定理得mgR=EkB-0则物块到达B时的动能EkB=mgR（）2离开C后，物块做平抛运动，水平方向s=vCt竖直方向h=gt2物块在C点的动能EkC=mvC2解得EkC=（）3由B到C过程中，由动能定理得-Wf=mvC2-mvB2克服摩擦力做的功Wf=mgR-（）4B到C过程中，克服摩擦力做的功Wf=mgL=mgR-则=（2）（）5实验步骤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；（ii）6实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等11（2019·北京·高考真题）用

19、如图1所示装置研究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移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点（1）下列实验条件必须满足的有_A斜槽轨道光滑B斜槽轨道末段水平C挡板高度等间距变化D每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系a取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于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

20、者“不需要”）y轴与重锤线平行b若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则_（选填“大于”、“等于”或者“小于”）可求得钢球平抛的初速度大小为_（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_A从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定

21、初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样这实际上揭示了平抛物体_A在水平方向上做匀速直线运动B在竖直方向上做自由落体运动C在下落过程中机械能守恒（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_【答案】 BD 球心 需要 大于 AB B 利用平抛运动的轨迹的抛物线和圆周运动知识证明即

22、可【解析】根据平抛运动的规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动解答（1）本实验中要保证小球飞出斜槽末端时的速度为水平，即小球做平抛运动，且每次飞出时的速度应相同，所以只要每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放即可，故BD正确；（2）a.平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时，钢球的球心对应纸上的位置，由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动，所以在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；b.由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为可知，由于A点不是抛出点，所以；设AB，BC间所用的时间为T，竖直方向有：，水平方向有：，联立解得：；（3）A项：细管A始终在水面之下，B就会喷

23、出稳定的细水柱，故可行A正确B项：用频闪照相在同一底片上记录小球不同时刻的位置即平抛运动的轨迹上的点，平滑连接在一起即为平抛运动轨迹，所以此方案可行；C项：将铅笔垂直于竖直的白板放轩，以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用，所以铅笔作的不是平抛运动，故此方案不可行；（4）由平抛运动竖直方向运动可知，时间，所以只要高度相同，时间相同，故B正确；（5）由平抛运动可知，竖直方向：，水平方向：，联立解得：，即抛出物体的轨迹为抛物线，当抛出的速度越大，在抛物线上某点的速度足以提供该点做圆周运动的向心力时，物体的轨迹从抛物线变为圆12（2019·海南·高考真题）某同学利用图

24、（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为），弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出，实验步骤如下：在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；逐次增加砝码个数，并重复步骤（保持弹簧在弹性限度内）；用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。回答下列问题：（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出图像_；l1234510.4810.96

25、11.4511.9512.40（2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及图线的斜率表示，表达式为_；若g取，则本实验中_（结果保留3位有效数字）。【答案】 ； 109N/m【解析】（1）做出图像如图；（2）由胡克定律：，即，则，解得；由图形可知，解得13（2017·全国·高考真题）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。 （已知滴水计时器每30 s内

26、共滴下91个小水滴）（1）由 图（b）可知，小车在桌面上是_（填“从右向左”或“从左向右”）运动的；（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为_ m/s，加速度大小为_ m/s2。（结果均保留2位有效数字）【答案】 从右向左 0.38m/s 0.15m/s2【解析】（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动。（2）已知滴水计时器每30s内共滴下91个小水滴，那么各点时间间隔为根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度

27、，得那么加速度的大小为 0.15 m/s2。14（2010·海南·高考真题）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：（1）实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平.用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图2所示，由此读为l=_mm.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_cm.将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.从数字计数器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.（2）有表示直接测量

28、量的字母写出下列所求物理量的表达式：滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=_和v2=_.当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为EK1=_和EK2=_在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少=_（重力加速度为g）.（3）如果_，则可认为验证了机械能守恒定律.【答案】 9.30 60.00（59.9660.04） 【解析】第一空.该游标卡尺的精确度为0.05mm，主尺读数为9mm，副尺读数为0.05mm×6=0.30mm，故遮光条的宽度l=9mm+0.05mm×6=9.30mm.第二空.刻度尺的精确度为1mm，

29、估读到0.1mm，则两光电门中心之间的距离s=80.00cm-20.00cm=60.00cm（59.9660.04）.第三空.第四空.由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度有：，第五空.根据动能的定义式得：通过光电门1，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为.第六空.通过光电门2，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为.第七空.系统势能的减少EP=mgh=mgs第八空.如果EP=E k=Ek2-Ek1即重力势能的减小量等于动能的增加量，则可认为验证了机械能守恒定律15（2016·江苏·高考真题）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒

30、定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小与动能变化大小，就能验证机械能是否守恒（1）用计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到_之间的竖直距离A钢球在A点时的顶端B钢球在A点时的球心C钢球在A点时的底端（2）用计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为_cm某次测量中，计时器的示

31、数为0.0100 s，则钢球的速度为v=_m/s（3）下表为该同学的实验结果：他发现表中的与之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由_（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议_【答案】 B 1.50 1.50 不同意，空气的阻力造成的，则要小于，所以误差不是空气的阻力造成的 分别是小球的球心到悬点的距离和光电门到悬点的距离和L，在计算小球的动能时，使用的速度为：【解析】（1）小球下落的高度为初末位置球心间的距离，所以选B；（2）由题图知读数为1.50cm，小球的速度为：代入数据解得v=1.50m/s；（3）若是空气阻力造成的，则小于，根据表格数据知大于，故不是空气

32、阻力造成的；（4） 由图可知，在该实验中所求的速度是遮光片的速度，而不是小球的速度，二者之间的速度略有差别。由于小球与遮光片都做圆周运动，它们具有相等的角速度，根据角速度与线速度之间的关系：可知，小球的速度与遮光片的速度之间的关系为：解得小球的速度为：16（2020·天津·高考真题）某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。为了正确完成实验，以下做法必要的是_。A实验时应

33、保持桌面水平B每次应使钢球从静止开始释放C使斜面的底边ab与桌边重合D选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为、，示意如图2。重力加速度，钢球平抛的初速度为_m/s。图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是_。【答案】 AB 2 方便调整木板保持在竖直平面上【解析】A实验过程中要保证钢球水平抛出，所以要保持桌面水平，故A正确；B为保证钢球抛出时速度相同，每次应使钢球从同一位置静止释放，故B正确；CD实验只要每次钢球抛出时速度相同即可，斜面底边ab与桌面是否重合和钢球与斜面间的摩擦力大小对于每次抛出的速度无影响

34、，故C错误，D错误。故选AB。 每次将木板向远离桌子的方向移动，则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等，刚球抛出后在竖直方向做自由落体运动，根据可知相邻两点的时间间隔为刚球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球初速度为悬挂铅垂线的目的是方便调整木板保持在竖直平面上。17（2018·全国·高考真题）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实

35、验所得数据在下表中给出，其中f4的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列问题（1）f4 = _N；（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线；_（3）f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f = _，fm图线（直线）的斜率的表达式k = _；（4）取g = 9.80m/s2，由绘出的fm图线求得 = _。（保留2位有效数字）【答案】 2.75 见解析 （M + m）g g 0.40【解析】（1）从图b读出f4 = 2.75N。（

36、2）根据数据描点连线有（3）木块受到的摩擦力可表达为所以图像的斜率表示为。（4）木块受到木板给的的滑动摩擦力的大小从图表中可以观察当m每增加0.05kg，摩擦力f增加0.2N，故可见f与砝码的质量成正比，故本题中木块的质量为近似0，图像与纵轴的截距为，图像近似过原点，M近似为0，代入相关参数可得。18（2021·广东·高考真题）某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从

37、管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09（1）利用计算弹簧的压缩量：，_cm，压缩量的平均值_cm；（2）上述是管中增加_个钢球时产生的弹簧平均压缩量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，该弹簧的劲度系数为_N/m。（结果保留3位有效数字）【答案】 6.04 6.05 3 48.6【解析】（1）根据压缩量的变化量为压缩量的平均值为（2）因三个是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增

38、加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量；（3）根据钢球的平衡条件有解得19（2021·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为_，竖直分量大小为_；（2）根据图（

39、b）中数据可得，当地重力加速度的大小为_。【答案】 1.0 2.0 9.7【解析】（1）因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得（2）由竖直方向的自由落体运动可得代入数据可得20（2019·浙江·高考真题）小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动（1）小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d=_mm又测得了小球A质量m1，细线长度l，碰撞

40、前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h为完成实验，还需要测量的物理量有：_（2）若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期_（选填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前单摆的周期（摆角小于5°）【答案】 14.40； 小球B质量m2，碰后小球A摆动的最大角 ； 大于；【解析】（1）球的直径为d=14mm+×8mm=14.40mm；根据机械能守恒定律可得碰撞前瞬间球A的速度（），碰撞后仍可根据机械能守恒定律计算小球A的速度，所以需要小球A碰后摆动的最大角；小球B碰撞后做平抛运动，根据根据平抛运动规律可得小球B的速度，要求B的动量所以需要测量小球B

41、的质量；（2）黏在一起后，球的重心发生变化，如图所示，摆长发生变化，故根据单摆周期可得周期变大21（2021·浙江·高考真题）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是_。已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值_J、C点的动能_J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是_。A工作电压偏高 B

42、存在空气阻力和摩擦力 C接通电源前释放了纸带【答案】 阻力与重力之比更小（或其它合理解释） 0.547 0.588 C【解析】在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小由图中可知OC之间的距离为，因此机械能的减少量为匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此因此动能的增加量为工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。22（2021·海南·高考真题）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习

43、小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是_；在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门、，并连接数字毫秒计；用天平测量滑块和遮光条的总质量m；用游标卡尺测量遮光条的宽度d；通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；调整好气垫导轨的倾斜状态；将滑块从光电门左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门、的时间、；用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤，完成多次测量。（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，

44、游标卡尺的示数如图所示，则_；某次实验中，测得，则滑块通过光电门的瞬时速度_（保留3位有效数字）；（3）在误差允许范围内，若_（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；（4）写出两点产生误差的主要原因：_。【答案】 滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差【解析】（1）滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能整理化简得所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，满足题目要求，测量、之间的距离不必要，满足题目要求。故选

45、。（2）游标卡尺的读数为；滑块通过光电门的速度（3）根据（1）问可知在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。（4）滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。23（2020·全国·高考真题）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_m/s2（保留3位有效数字

46、）。从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a=_m/s2（保留3位有效数字）。可以看出，a与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：_。【答案】 1.84 1.96 滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦（或滑轮有质量）【解析】有题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有代入数据解得a=1.84m/s2；根据牛顿第二定律可知对小球A有对小球B有带入已知数据解得；在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小。24（2020

47、83;浙江·高考真题）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：（）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；（）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；（）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小_（保留两位有效数字）；需要满足条件的方案是_（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图象时，把作为F值的是_（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。【答案】 0.18

48、0.19 甲 甲和乙【解析】打点计时器打点周期由匀加速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，在打d点时小车的速度在图甲的实验方案中，由托盘和砝码的重力提供拉力，让小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得则则绳子对小车的拉力当时，绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力。故甲需要满足。在图乙的实验方案中，挂上托盘和砝码，小车匀速下滑，设斜面的倾斜角为，斜面和纸带对小车的摩擦力或阻力总和为f，则有取下托盘和砝码，小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得即故乙方案中，不需要满足。在甲乙方案中，均用托盘和砝码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F。25（2020·北京·高考

49、真题）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：_（选填选项前的字母）。A小车质量相同，钩码质量不同B小车质量不同，钩码质量相同C小车质量不同，钩码质量不同（2）某同学为了定量验证（1）中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度与质量的7组实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好

50、了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出图像_。次数12345670.620.560.480.400.320.240.150.250.290.330.400.500.711.00（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：_（选填选项前的字母）。A使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D让小车的质量远大于砂和桶的质量，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力【答案】 B AD【解析】（1）为

51、了探究加速度与质量的关系，必须控制小车所受拉力相同，而让小车的质量不同，所以钩码质量相同，故B正确。（2）数据描点和图像如图所示（3）A使小车沿倾角合适的斜面运动，小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小车受力可等效为只受绳的拉力，故A正确；B若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小车所受合力将大于绳的拉力，不利于简化“力”的测量，故B错误；C由牛顿第二定律可知，无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都大于绳的拉力，故C错误；D当小车的质量远大于砂和桶的质量时，砂和桶的重力近似等于绳的拉力，故D正确；故选AD。26（2021·湖南·高考真题）某实验小组利

52、用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量垫块厚度，示数如图（b）所示，_；（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数和滑块对应的加速度；（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：1234560.0870.1800.2600.4250.519根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线_。如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是_（保留三位有效数字）。【答案】 1.02 0.342【解析】（1）垫块的厚度为h=1cm+2×0.1mm=1.02cm（5）绘制图线如图；根据可知a与n成正比关系，则根据图像可知，斜率解得a=0.342m/s227（2021·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：（1）实验仪器。用游标卡尺测某