力学实验-2022年高考真题和模拟题物理分类汇编（解析版）

专题17力学实验

【真题汇编】

1、（2022•湖南卷・门1）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）

所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

橡

刻

支

K冰

度

架

墩

尺

皮E

墩

e币

筋

降

E

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；

（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度/,记录数据如下表:

序号12345

硬币数量〃/枚510152025

长度//cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；.

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋

的长度为cm；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g（计算结果保留3位有效数字）。

【答案】①.见解析②.15.35③.127

【解析】

（3）[1]根据表格标点连线如图

（4）[2]由图可知刻度尺的分度值为1mm,故读数/=15.35cm；

（5）[3]设橡皮筋的劲度系数为k,原长为xo,则

n^mg^k^-x0）

n2mg:k也一%）

设冰墩墩的质量为m,则有

m1g=左（1-%）

联立各式代入数据可得叫“42.69g,

2、（2022•广东卷-T11）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（。）所示的装置，实验过程如下：

(b)

（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（〃）所示，小球直径d=mm。

⑶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”，8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遮光时间彳和与。

（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为〃3可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失AE=

（用字母机、4、A和弓表示）。

（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】①.7.883##7.884②.B③.-；«（-）---///（—）（4）.增大

【解析】

（2）[1]依题意，小球的直径为

d-7.5mm+38.4x0.01mm=7.884mm

考虑到偶然误差，7.883mm也可以。

（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也、丫2,则有

d

Vl~?

d

则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为

,„1,121,d、,1,d、2

△E=-mV[——mv-——m(—)~

2222A2

（5）⑷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。

3、（2022•山东卷・T13）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此

启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质

量的实验，如图中所示。主要步骤如下：

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上;

②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

"传感器加整臂器

r^iooooooooooooy）oooooo「一"［滑块气垫导轨*连气通

Ld.......廿一百

图甲

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于。点。A点到。点的距离为5.00cm,

拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；

④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力尺加速度〃随时间f变化的图像，部分图像如图乙所示。

回答以下问题(结果均保留两位有效数字):

(1)弹簧的劲度系数为N/m。

(2)该同学从图乙中提取某些时刻尸与。的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度

传感器的总质量为kg。

(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的〃一尸图像H,则待测物体的

质量为

【答案】①.12②.0.20③.0.13

【解析】

(1)[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于。点，A点到。点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处

于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—f图有

Ax=5.00cm,F=0.61ON

根据胡克定律

计算出

k=12N/m

(2)[2]根据牛顿第二定律有

F=ma

则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I,则有

13-0

kg-1=5kg-'

m0.6

则滑块与加速度传感器的总质量为

m=0.20kg

（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II,则有

11.5-0

kg」=3kg」

m'0.5

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为

=0.33kg

则待测物体的质量为

△/i=M-m=0.13kg

4、（2022•全国甲卷-T23）利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为网的滑块A与质量为加2

的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小匕和力，进而分

析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空：

（1）调节导轨水平;

（2）测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为

kg的滑块作为A；

（3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离”

相等；

（4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各

自撞到挡板所用的时间4和弓；

（5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示；

12345

tjs0.490.671.011.221.39

121s0.150.210.330.400.46

0.31

k20.330.330.33

(6)表中的左2=(保留2位有效数字)；

(7)五的平均值为；(保留2位有效数字)

彩

V.

(8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由，判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，

岭

则之的理论表达式为(用叫和加2表示)，本实验中其值为(保留2位有效数字)，若该值与

V2

(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。

【答案】①.0.304②.0.31③.0.32④.2m⑤.0.33

【解析】

(2)[1]应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块作为A。

(6)[2]由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得

(7)[3]—平均值为

%

O.31+O.31+O.33+O.33+O.33八“

kr=------------------------------------=0.32

5

（8）⑷⑸弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得

m,%=一机M+m2v2

121212

耳仍％=5叫匕+万里吗

联立解得

v{_nu-町

v22叫

代入数据可得

上=0.33

%

5、（2022•全国乙卷・T22）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（r=0）开始的一段时间内，该飞

行器可视为沿直线运动，每隔1s测量一次其位置，坐标为x,结果如下表所示:

t/s0i23456

x/m050710941759250533294233

回答下列问题：

（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是:

（2）当x=5O7m时，该飞行器速度的大小丫=m/s；

（3）这段时间内该飞行器加速度的大小。=m/s2（保留2位有效数字）。

【答案】①.相邻1s内的位移之差接近&t=80m②.547③.79

【解析】

(1)⑴第Is内的位移507m,第2s内的位移587m,第3s内的位移665m,第4s内的位移746m,第5s内

的位移824m,第6s内的位移904m,则相邻Is内的位移之差接近Ar=80m,可知判断飞行器在这段时间内

做匀加速运动：

(2)[2]当户507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度，则

「您1nzs=547mzs

2

(3)⑶根据

_玉6-％03_4233-2x1759

m/s2®79m/s2

9T29xl2

6、(2022•浙江6月卷•T17)(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水

平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点。为位移测量起点和计时起点，则打计

数点8时小车位移大小为cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为m/s?(保留两位有

效数字)。

OAB

〕岫他1时1|11|1他师“加他卿他

01cm23456

图2

利用图1装置”探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是.

A.换成质量更小的车B.调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成祛码盘和祛码D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角

v/(m•s")

1.50

1.50

0.90

0.60

0.30

00.100.200.300.400.500.60

图3图4

(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，

①下列说法正确的是;

A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同

B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点

C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦

D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板

②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到

0。

【答案】①.6.15~6.25②.1.7~2.1③.BC##CB④.D⑤.3

【解析】

(1)|1]依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20cm,考虑到偶然误差，6.15cm~6.25cm也可;

[2]由图3中小车运动的数据点，有

Av1.05-0.30

=1.9m/s2

0.4

考虑到偶然误差，L7m/s2~2.1m"也可;

[31A.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量,

所以不需要换质量更小的车，故A错误;

B.利用图1装置”探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻

力，所以需要将长木板安打点计时器-端较滑轮一端适当的高一些，故B正确；

C.以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有

L9mzs2x1ng二手.

M4-m

考虑到实际情况，即/4小g,行

1.9m/s2—

M+m

则可知

Ma4/77

而利用图1装置”探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即加

可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成祛

码盘和祛码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确：

D.实验过程中，需将连接祛码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误。

故选BC.

（2）f4]A.在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计

的示数相同，故A错误；

B.在日记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故B错误;

C.实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等，

与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误：

D.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故

D正确。

故选D。

[5]若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，互成角度的拉橡

皮条，使其结点达到某一点0,记下位置。和弹簧称示数Q和两个拉力的方向；交换弹簧称和手所拉细绳

的位置，再次将结点拉至。点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧称的示数B；只有一

个弹簧称将结点拉至0点，并记下此时弹簧称的示数尸的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成

该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到。。

7、（2022•浙江1月卷・T23）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑轨上有两辆小

车A、B,给小车A一定速度去碰撞静止的小车B,小车A、B碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。

BA

u裆

①实验应进行的操作有。

A.测量滑轨的长度

B.测量小车的长度和高度

C.碰撞前将滑轨调成水平

②下表是某次实验时测得的数据：

碰撞后B的速

碰撞前A的速度大碰撞后A的速度

A的质量/kgB的质量/kg度大小/

小/（m.s"）大小/（m-s-1）

（m-s-1）

0.2000.3001.0100.2000.800

由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是kg-m/s»（结果保留3位有效数字）

【答案】①.C（2）.0.200

【解析】

①⑴碰撞前将滑轨调成水平，保证碰撞前后A、B做匀速直线运动即可，没有必要测量滑轨的长度和小车

的长度、高度。

故选Co

②[2]由表中数据可知小车A的质量小于B的质量，则碰后小乍A反向运动，设碰前小车A的运动方向为正

方向，则可知碰后系统的总动量大小为

p'^mHvB-mAv'A

解得

p=0.200kg-m/s

8、（2022•浙江1月卷•T17）（1）在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标

原点。，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为人处静止释放，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，如图所示。在轨迹上取一点A,读取其坐标（xo,州）。

①下列说法正确的是_______.

A.实验所用斜槽应尽量光滑

B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来

C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据

②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小vo=

③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是。

【答案】①.C②.D③.确保多次运动的轨迹相同

【解析】

①[1]A.只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光

滑无关，故A错误；

B.画轨迹时应应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B错误；

C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离远点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差，故C正确；

故选Co

②⑵坐标原点0为抛出点，由平抛规律有

%=%

12

y«=2gr

联立解得平抛初速度为

故选D。

③[3]小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次

运动的轨迹相同。

9、（2022•河北•T11）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能

守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为匕原长为Lo,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能

表达式为E依2,其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

2

弹黑

钩码

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L接通打点计时器电源。从静止

释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相

邻两点之间的时间间隔均为了（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出4点到打出F

点时间内，弹簧的弹性势能减少量为，钩码的动能增加量为，钩码的重力势能增加量为。

BCDE1•'G

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上

升高度力的关系，如图3所示。由图3可知，随着力增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是

【答案】①.k{L-^hs--kh；（2）.加仇一.）③.mghs④.见解析

28T2

【解析】

（1）⑴从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为

11

△Ep弹=5&（乙一4厂9--k（L-0

整理有

多弹.“-4也-；利

[2]打F点时钩码的速度为

2T

由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出4点，则钩码动能的增加量为

1、m仇一儿丫

AE=_.,_0=、勺

kk28T2

⑶钩码的重力势能增加量为

△Ep&=mg/is

（2）⑷钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少

量等于钩码机械能的增加量。现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间

隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是钩码和纸带运动的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，

以至于空气阻力做的功也逐渐增大.

10、（2022•湖北・112）某同学设计了一个用拉力传感器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，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖

直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值（侬和最小值4m。改变小钢球的初始释放位

置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Inax-Znin图像是一条直线，如图乙所示。

（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为o

（2）由图乙得:直线的斜率为，小钢球的重力为—N。（结果均保留2位有效数字）

（3）该实验系统误差的主要来源是（单选，填正确答案标号）。

A.小钢球摆动角度偏大

B.小钢球初始释放位置不同

C.小钢球摆动过程中有空气阻力

图甲图乙

【答案】①.-2②.-2.1③.0.59④.C

【解析】

(1)田设初始位置时，细线与竖直方向夹角为仇则细线拉力最小值为

Tmin=mgcos0

到最低点时细线拉力最大，则

mg1（1—cos。）--mv2

Ttt^-mg=my

联立可得

=3〃zg_27；m

即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为-2；

（2）[2]⑶由图乙得直线的斜率为

1.77-1.35

k=

0.2

3mg=1.77

则小钢球的重力为

mg=0.59

（3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。

【突破练习】

1.（2022•广东普通高中高三下学期一模）某兴趣小组用光电门、计时器和直尺测量当地的重力加速度。图

（a）是其实验装置，其操作方法是：让直尺下端刚好处于光电门处并由静止释放，光电计时器记录直尺通

过光电门的时间，直尺运动过程中尺身始终处于竖直方向，图（b）是量程分别为0〜15.0cm的钢尺和。〜

20.0cm的塑料尺。

vI(i1111v।11•i1pi11111i'p।111111n1iM

01234567891011121314151617181920

cm

图(a)图(b)

（1）为了较准确测出重力加速度，应选择（选填"钢尺”或"塑料尺”）完成该实验。

（2）小组通过5次实验，测得直尺通过光电门的时间如下表。第4次实验操作可能存在的问题是：直尺下

端开始遮光时具有（选填“加速度”“初速度”或“重力”）

次数12345

时间/S0.1840.1860.1850.1500.186

2L

（3）剔除第4组数据，从表格其他数据算出时间的平均值是0.185s,并利用选定的直尺的量程L代入g=丁

得gR8.77m/s2,结果与当地重力加速度差距较大，上述数据处理存在的问题是。

(4)根据实验数据，正确的计算结果应该是8=_______。(结果保留2位小数)

【答案】①.钢尺②.初速度③.计算位移时误用钢尺的量程，应该用钢尺的总长度④.

9.70m/s2

【解析】

(1)[1|由于钢尺的密度大，空气阻力的影响小，所以选钢尺；

(2)[2]由表格可知，第4次实验的时间明显小于其他几次，可能存在的问题是：直尺下端开始遮光时具有

初速度；

2[

(3)[3]根据g=7-,带入计算的加速度得

L-0A5m

结果与当地重力加速度差距较大，上述数据处理存在的问题是计算位移时误用钢尺的量程，应该用钢尺的

总长度;

(4)[4]由图可知，钢尺总长度为0.166m,根据实验数据，正确的计算结果应该是

g=2x0166s2

1nz=9.70m/s

0.185x0.185

2.(2022•北京市海淀区高三下学期一模)如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两

个小球碰撞前后的动量关系。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次

从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置及然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，

再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与8球相碰

的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置。和凡用刻度尺测量出水平射程0。、OE、OF。测

得A球的质量为“入，B球的质量为，7%。

p

图1

（1）实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。

①实验必须满足的条件有。

A.两球的质量必须相等B.轨道末端必须水平

C.A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放

②“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是o

A.运动过程中，小球的机械能保持不变

B.平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比

（2）当满足表达式时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式时，则说明两球的

碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量表示）

（3）某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为‘初人、!加人、!加人的8球。将A球三次从

斜轨上位置P静止释放，分别与三个质量不同的8球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离

。点的距离。0、OE、OF,记为西、&、刍。将三组数据标在西一演图中。从理论上分析，图2中能反

映两球相碰为弹性碰撞的是。

图2

【答案】

①.BC##CB②.B③.mA0E=mAOD+mBOF④.

〃久222

OE=mAOD+mROF⑤.A

【解析】

（1）（HA.为防止碰后小球A反弹，应使A的质量大于B的质量，故A错误；

B.为保证小球做平抛运动，轨道末端必须水平，故B正确；

C.为保证小球4到轨道末端时的速度相等，4球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，故C正确。

故选BCo

[2]小球做平抛运动的过程，有

.12

x=vt

整理得

发现，平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比。

故选B

（2）[3]因为可用小球做平抛运动的水平射程来代替小球抛出时的速度，根据动量守恒有

以%=%匕+%匕

mAOE-加4OD+mBOF

[4]若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒，有

121212

m

=~^l+-^BV2

即

222

mAOE=m^OD-^-mBOF

(3)[5]因为碰撞前，球A的速度不变，则球A单独落地时的演一直不变。

根据

mAx2=mAx]+mBx3

222

mX

加A%2=Al+'%工3

整理得

m.-mB

&=———-x,

2mA,

因为三组数据中球B的质量不同，故王-七图像中，三个数据点与原点连线的斜率不同，且代入数据得斜

率分别为

,5,1,1

K.=—,k、=一,k,=—

'12-34

故选A»

3.(2022•山东潍坊市高三下学期一模)利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面

上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动.当一带有遮光片

的滑块自斜面上端滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.

改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的

距离X,记下相应的"直,

遮光片

滑块,/光电门甲

光电门乙

x(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950

l(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4

x

1(m/s)1.711.621.551.451.341.22

完成下列填空和作图:

(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小滑块经过光电门乙时的瞬时速度w、测量值X和r四

个物理量之间所满足的关系式是

X

(2)根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出一一，图线

X

(3)由所画出的二一f图线，得出滑块加速度的大小为“m*(保留2位有效数字).

【答案】①.言』+匕

③.2.0

000.10.20.30.40.50.60.70.80.91.077*

【解析】

沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为火的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式

x=v,t+-at2

2

x

山于要画7-r图象，所以可将上式变形得

Xa

—=——t+v,

t2'

X

⑵⑵——/图线如图所示.

（3）［刃由

xa

—=——t+v

t2't

可知图象的斜率

解得

a——2k—2.0m/s2.

4.（2022•山东济南市高三下学期一模）某研究性学习小组从北京冬奥会冰壶比赛项目中获得启发，利用冰

壶碰撞来验证动量守恒定律。该小组在两个相同的奶粉罐中加水，放在户外结冰后制成两只质量不同的冰

壶A和B,在户外一块平整的水平地面上泼水结冰形成冰面。小组成员用如图甲（俯视）所示的装置压缩

弹簧后将冰壶弹出，此冰壶与另一只静止的冰壶发生碰撞。主要实验步骤如下：

①固定发射装置，将冰壶A压缩弹簧后释放;

②标记冰壶A停止时的位置，在冰壶运动路径上适当位置标记一定点O,测出冰壶A停止时右端到。点的

距离，如图乙所示。重复多次，计算该距离的平均值记为

③将冰壶B静置于冰面，左端位于0点。重新弹射冰壶A,使两冰壶对心正碰，测出冰壶A停止时右端距

。点的距离和冰壶B停止时左端距0点的距离。重复多次，分别计算距离的平均值记为々和W，如图丙所

示。

丙

(1)实验中，应如何操作才能确保冰壶A每次到达。点时的速度均相同？()

(2)为完成实验，还需要测出,验证动量守恒定律的表达式为(用/、巧、七和测量物

理量对应的字母表示)。

【答案】①.每次将弹簧压缩至同一位置静止释放②.冰壶A的质量■，冰壶B的质量@.

—rriyylx^

【解析】

(1)[1]确保冰壶A每次到达0点时的速度均相同，需要每次将弹簧压缩至同一位置：

(2)⑵⑶根据动量守恒定律

州巧=町匕’+62%，

运动过程中做匀减速运动

v2=2ax

联立解得

故还需要测量冰壶A的质量叫，冰壶B的质量加2。

5.（2022•山东烟台市德州市高三下学期一模）某物理实验小组利用图甲所示装置“探究小车的加速度与受

力的关系”。

（1）关于实验操作，下列说法正确是______;

A.实验时，先释放小车再接通打点计时器的电源

B.调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行

C.每次改变重物质量时，不需要重新调整长木板的倾斜度

D.为尽可能减小实验误差，小车的质量应远大于重物的质量

（2）一次实验中获得纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为50Hz,每5个点取一个计数点，4、B、C、

D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得加速度大小。=m/s2；（计算结果保留两位有效数字）

々44??gF

012345678cm

乙

（3）实验小组先保持小车质量为如不变，改变小车所受的拉力尸，得到“随产变化的规律如图丙中直线4

所示，然后实验小组换用另一质量为3的小车，重复上述操作，得到如图丙中所示的直线B,由图可知，

如m2（选填“大于”或“小于”）,直线8不过坐标原点的原因是一一。

【答案】①.BCD②.（）.18##0.19③.小于④.长木板倾斜程度过大，补偿阻力过度

【解析】

(I)[1]A.实验时，要去先接通打点计时器的电源再释放小车，A错误；

B.绳子的拉力应与运动方向一致，故应调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行，B正确;

C.平衡后，应有

/.imgcos0=mgsin0

即有

〃=tan夕

故每次改变重物质量时，不需要重新调整长木板的倾斜度，C正确；

D.为尽可能减小实验误差，实验要求小车的质量应远大于重物的质量，D正确。

故选BCD。

⑵[2]设

AD=xt

DG-x.,

由图乙可得

%=3.65cm-0.40cm=3.25cm

x2=8.60cm-3.65cm=4.95cm

所用电源的频率为50Hz,每5个点取一个计数点，可得AO之间的时间间隔为

t=3x0.02x5s=0.3s

根据匀变速直线运动的推论，即

Ax=&-占=aF

代入数据，解得

a=0.19m/s2

（3）[3][4]根据牛顿第二定律可得

F