高考物理二轮复习专题18 力学试验（原卷版）

第页码页码页/总NUMPAGES总页数总页数页EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍专题18力学试验目录TOC\o"1-3"\h\u一、热点题型归纳 1【题型一】纸带类问题 1【题型二】弹簧、橡皮条类实验 7【题型三】平抛和碰撞实验 13【题型四】创新型实验 18二、高考题型标准练 23一、热点题型归纳【题型一】纸带类问题【题型解码】1．平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑。2．三个关键点(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点；计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源。打点稳定后，再释放纸带。(3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、截距等的物理意义。【典例分析1】(2020·吉林长春市二模)某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数，让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，纸带连在滑块上，打出的纸带如图1所示，图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，测得相邻计数点间距离标在图中，重力加速度g取10m/s2.(1)滑块与纸带的________端相连；(填“左”或“右”)(2)滑块与木板间的动摩擦因数为________________．(结果保留三位有效数字)(3)各步操作均正确的情况下，考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦，会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．【典例分析2】(2021·吉林“五地六校”合作体联考)如图甲所示装置可以进行以下实验：A．“研究匀变速直线运动”B．“验证牛顿第二定律”C．“研究合外力做功和物体动能变化关系”(1)在A、B、C这三个实验中，__________需要平衡摩擦阻力。(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力，为此需要满足m≪M.前述A、B、C三个实验中，________不需要满足此要求。(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系”这个实验，由此可求得如图乙纸带上(纸带上除O点以外的其他点为连续点且相邻两点时间间隔为T)由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式W＝________，该小车动能改变量的表达式ΔEk＝__________________。由于实验中存在系统误差，所以W________ΔEk(选填“小于”“等于”或“大于”)。【提分秘籍】1．两个关键点(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点．要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的说法是等效的，T＝5×0.02s＝0.10s.(2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带．2．纸带记录的信息纸带可以记录物体运动的时间和物体运动的位移．(频闪照相和纸带记录的物理量相同)3．纸带的三大应用(1)判断物体的运动性质．①若Δx＝0，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动．②若Δx不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动．(2)求解瞬时速度做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图所示，求打某一点时物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn＋1，则打n点时的速度vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T).(3)求加速度①用“逐差法”求加速度如图所示因为a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，所以a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2).②v－t图象求加速度可以根据纸带计算出各计数点的速度，画出v－t图象．直线的斜率为物体运动的加速度，a＝eq\f(Δv,Δt).【强化训练】1.(2020·安徽省定远重点中学高三期末)利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验．(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________．(选填器材前的字母)A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤C．刻度尺 D．游标卡尺E．秒表(2)如图是实验中得到的一条纸带．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hA、hB、hC.重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________.(3)在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________．A．释放重锤前，只要使纸带保持竖直B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v＝eq\r(2gh)计算，其中g应取当地的重力加速度D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度(4)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2­h图象去研究机械能是否守恒．若实验中重锤所受阻力可忽略，从理论上分析，合理的v2­h图象是图中的哪一个________．2．【典例分析3】(2021·北京市普通高中学业水平等级考试，15)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6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a与质量M的7组实验数据，如下表所示。在图所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出a－eq\f(1,M)图像。次数1234567a/(m·s－2)0.620.560.480.400.320.240.15M/kg0.250.290.330.400.500.711.00(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．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力【题型二】弹簧、橡皮条类实验【典例分析1】(2020·四川雅安中学开学考试)两个实验小组做了如下两个实验，请回答下列问题：Ⅰ.一个实验小组利用图甲实验装置进行“探究求合力的方法”实验．(1)下列说法中正确的是________．A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.(3)本实验采用的科学方法是________．A．理想实验法 B．控制变量法C．等效替代法 D．建立物理模型法Ⅱ.另一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图丙所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．(1)本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差________．A．两个分力F1、F2间的夹角尽量小些B．两个分力F1、F2的大小要适当大些C．拉橡皮条的细绳要稍短一些D．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度(2)本实验采用的是等效替代法，但若将细绳也换成橡皮条，则实验结果是否会发生变化？答：________(选填“变化”或“不变化”)．(3)为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮条时，必须记录的有________．A．两细绳的方向 B．橡皮条的原长C．两弹簧测力计的示数 D．结点O的位置(4)若保持结点O的位置及OB绳方向不变，而将OC顺时针缓慢转动一小角度，其他操作均正确，则________．A．弹簧测力计甲的示数不变B．弹簧测力计甲的示数一直减小C．弹簧测力计乙的示数可能增大D．弹簧测力计乙的示数一定先减小后增大【典例分析2】．某同学利用图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m＝50.0g)。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：①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细绳水平且弹簧与细杆没有接触；②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；③逐次增加砝码个数，并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内)；④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)根据如表的实验数据在下图中补齐数据点并作出l－n图象。n12345l/cm10.4810.9611.4511.9512.40(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l－n图线的斜率a表示，表达式为k＝__________。若g取9.80m/s2，则本实验中k＝__________N/m(结果保留3位有效数字)。【提分秘籍】力学实验中用到弹簧或橡皮条的实验有探究求合力的方法、探究做功与物体速度变化的关系．1．探究求合力的方法(1)实验原理使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同．(2)操作关键①每次拉伸时结点位置O必须保持不变；②记下每次各力的大小和方向；③画力的图示时应选择适当的标度．2．探究做功与物体速度变化的关系(1)实验前，先平衡摩擦力，使橡皮条的拉力等于小车受到的合外力．(2)实验中必须使用完全相同的橡皮条，当用一根、两根、三根……橡皮条做实验时，拉力做的功分别为W、2W、3W….(3)测量小车速度时用间隔均匀的那段纸带．(4)数据处理方法：图象法．作W－v2图象，且纵坐标标度为W的倍数，若图象为一条过原点的直线，则说明W∝v2.3．探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度。(2)画图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧。【强化训练】1.(2020·浙江“山水联盟”返校考)在“探究做功与物体速度变化的关系”的实验中，实验装置如图甲所示．让小车在一条橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，此时橡皮筋对小车做的功记为W0.然后用相同的橡皮筋二条、三条……合并在一起分别进行第2次、第3次……实验，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度v可由电磁打点计时器所打的纸带求出(电磁打点计时器所用的交流电频率为50Hz)．请回答下列问题：(1)除了图甲中已给出的器材外，必需的器材还有________；A．学生电源及导线若干 B．天平及砝码C．毫米刻度尺 D．游标卡尺(2)为完成实验测量，图甲中橡皮筋与小车支柱连接方式应为图乙中的________(填“A”或“B”)；(3)图丙是小车在某次运动过程中电磁打点计时器在纸带上打出的一系列点，各点间距如图丙所示，则合理选取数据后计算出小车的速度v为________m/s；(结果保留2位有效数字)(4)在探究W、v的关系时，通常采用作图法，本实验最终选择作W－v2的图象，这样做的原因是________．2.(2020·陕西省第二次质检)某实验兴趣小组为了测量物体间的动摩擦因数，设计了如下实验：(1)如图甲，将轻弹簧竖直悬挂，用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度L1＝4.00cm。(2)如图乙，在弹簧的下端悬挂小木块，用刻度尺测出稳定时弹簧的长度L2＝________cm。(3)将一长木板平放在水平面上，小木块放置于木板上表面，如图丙，将图乙中的弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端拴接小木块，使弹簧水平，用力F向右拉动长木板，长木板与小木块发生相对运动，当小木块稳定时，测出此时弹簧的长度L3＝6.07cm。(4)根据上面的操作，可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________(结果保留2位有效数字)。3．某同学在做“验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则”实验，在竖直平面内，将轻质小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条的长度为LAB。用两个弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图甲所示。(1)此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上作出______________，以及O点的位置。(2)图乙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与F′中，方向一定沿AO方向的是__________。(3)如图丙所示，使b弹簧测力计从图示位詈开始顺时针缓慢转动，在这个过程中保持O点位置和a弹簧测力计的拉伸方向不变，则在整个过程中关于a、b弹簧测力计的读数变化，说法正确的是__________。A．a的读数增大，b的读数减小B．a的读数减小，b的读数增大C．a的读数减小，b的读数先增大后减小D．a的读数减小，b的读数先减小后增大【题型三】平抛和碰撞实验【典例分析1】(2020·广西南宁模拟)用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验．(1)下列操作或说法正确的是__________．A．将斜槽末端调成水平B．在斜槽上涂润滑油可以减少实验误差C．使入射球A每次都从同一高度由静止滚下D．从P点附近多个落点中选取最清晰的一个点作为P的标记(2)实验中小球的质量m1>m2，若其表达式满足______________________，则可验证相碰前后的动量守恒．(选择以下物理量表示m1、m2、水平槽到地面距离H、OP、OM、ON)【典例分析2】(2020·浙江杭高5月测试)(1)如图甲所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图乙所示的部分小球位置示意图．(重力加速度g＝10m/s2)(1)观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是______________________．(2)根据部分小球位置示意图乙，下列说法正确的是________．A．闪光间隔为0.1sB．A球抛出点坐标为(0,0)C．B球抛出点坐标为(0.95,0.50)D．两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的(3)若两球在实验中于图乙中C位置发生碰撞，则可知两小球释放的时间差约为________s.【提分秘籍】1．研究平抛运动(1)保证斜槽末端的切线水平，以保证小球抛出的初速度水平．(2)小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下，以保证小球到达斜槽末端的速度相同．(3)数据处理：坐标系的原点若为小球平抛的抛出点，可根据x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2，求得初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y)).若坐标平面轨迹上的初始点不是抛出点，则根据x＝v0t，y2－y1＝gt2求解相关物理量．2．探究碰撞中的不变量(1)常用方案实验方案实验装置利用气垫导轨完成一维碰撞实验滑块速度的测量v＝eq\f(Δx,Δt)用两摆球碰撞验证动量守恒定律摆球速度的测量v＝eq\r(2gh)在光滑水平桌面上两车碰撞验证动量守恒定律小车速度的测量v＝eq\f(Δx,Δt)利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律速度与平抛运动的水平位移成正比(2)操作关键①要保证碰撞或相互作用前后满足系统动量守恒，即合外力为零．②实验方案能方便地测量相互作用前后两物体的速度．【强化训练】1.采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验．(1)实验时须要下列哪个器材________；A．弹簧秤B．重垂线C．打点计时器(2)做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列的一些操作要求，正确的是________；(多选)A．每次必须由同一位置静止释放小球B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触D．记录的点应适当多一些(3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图乙所示的频闪照片．在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是________．已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是________．A.eq\f(x1,T)B.eq\f(x2,2T)C.eq\f(x3,3T)D.eq\f(x4,4T)2．(2020·安徽省皖江名校联盟摸底大联考)如图甲所示为晓宇同学利用气垫导轨“探究碰撞中的不变量”，利用弹射装置给滑块a一水平向右的速度，使其拖动纸带在气垫导轨上运动，经过一段时间滑块a与静止的滑块b发生相互作用，两滑块碰后粘合在一起共同在气垫导轨上运动，在整个过程中的纸带如图乙所示．已知两滑块的质量分别用ma、mb表示，纸带上打出相邻两点之间的时间间隔为T.(1)若碰撞过程系统的动量守恒，则需验证的关系式为________；(2)如果将上述物理量均测量出，代入数据后发现碰前的动量略大于碰后的动量，请分析引起实验误差的原因：________________________________________________________________________.【题型四】创新型实验【典例分析1】(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一个轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平，实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F，则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ＝________.(2)乙同学的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示细绳上的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平，实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t；在坐标系中作出F－eq\f(1,t2)的图线如图丙所示，图线的斜率为k，纵轴截距为b，因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为________(填所测物理量及符号)，根据所测物理量及图线信息，可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ＝________.【典例分析2】．(2020·福建漳州市测试)某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：①将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为x1，如图乙所示；②将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值x2和x3，如图丙所示。甲(1)为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为________。(2)实验中还需要测量的物理量为________________________________，验证动量守恒定律的表达式为________________________(用测量物理量对应的字母表示)。【提分秘籍】1．实验器材的等效与替换是实验考题的主要创新设计思路之一．从近几年的高考命题来看，主要有以下几个方向：(1)用气垫导轨代替长木板，用光电门或频闪相机代替打点计时器．(2)用拉力传感器代替弹簧测力计或钩码．(3)用钩码或已知质量的物体代替弹簧测力计．2．对于实验器材的替换，解决问题的思维方式不变，需要注意以下几点：(1)气垫导轨代替长木板时，应调整导轨水平，不必平衡摩擦力．(2)拉力传感器的示数即为细线对滑块的拉力，与钩码质量大小无关．(3)用钩码或已知质量的物体代替弹簧测力计时，钩码或物体的重力不一定等于弹簧测力计的读数．3.对于光电门要注意以下两点：(1)光电门的结构光电门是一个像门样的装置，一边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时装置连接．(2)光电门的原理当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度．①计算速度：如果挡光片的宽度为d，挡光时间为Δt，则物体经过光电门时的瞬时速度v＝eq\f(d,Δt).②计算加速度：利用两光电门的距离L及a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L)计算加速度．【强化训练】1.(2020·贵阳市高三期末)某实验小组利用如图所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B．打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C．重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤．回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？________(填“是”或“否”)．(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有________．A．悬挂钩码的总质量mB．长木板的倾角θC．两传感器间的距离lD．小车的质量M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为_______________．(重力加速度为g)【典例分析2】(2020·辽宁丹东市高三下学期线上测试)如图1、图2所示分别为甲、乙两位同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图，他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一宽度为d的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间．甲同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来(如图1)，乙同学把滑块用细线绕过定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码(如图2)，每次滑块都从A处由静止释放．(1)实验时应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他实验器材的情况下，如何判定调节是否到位？_________________________.(2)实验时，两同学首先将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间Δt，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是___________________________________________________________．(3)甲、乙两位同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，甲同学在实验时还需要测量记录的物理量有________________，实验时必须满足的条件是__________；乙同学在实验时需要记录的物理量有________________________.(4)乙同学在完成实验时，下列不必要的实验要求是________．(填选项前字母)A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节水平D．应使细线与气垫导轨平行二、高考题型标准练1.(2020·湖北武汉市检测)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段．在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置．如图2所示是物体下落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，地重力加速度大小为9.80m/s2，照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米．利用上述信息可以求出：物体下落至B点时速度大小为_____m/s(结果保留三位有效数字)，实验中物体由B点下落至C点，动能的增加量约为重力势能减少量的________%(结果保留两位有效数字)．2.如图(a)由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置．实验时，在水平长直木板旁边放上刻度尺，小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平面．利用该装置与器材，完成能体现如图(b)“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推论(设重力加速度为g)．(1)请指出，实验时必须控制的实验条件___________________________．(2)请表述，由实验现象可以得出的实验推论：______________________.(3)图(c)是每隔Δt时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片，测得小车之间的距离分别是s1、s2、s3、s4，由此可估算出小车与水平面间的动摩擦因数μ＝________(需要用s1、s2、s3、s4、g、Δt字符表示)．3.(2020·陕西西安四校联考)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组用如图甲所示的实验装置进行实验，重物通过滑轮用细绳拉小车，在小车和重物之间接一个轻质微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，滑轮左侧细绳与轨道平行，实验中力传感器的示数为F，保持小车[包括位移传感器(发射器)]的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图乙所示．(1)图乙中的a­F图线不过原点，表明实验之前缺少的一个必要步骤是________________________________．(2)本实验是否需要使所挂重物的质量远小于小车和位移传感器的总质量？________(填“是”或“否”)，原因是_______________________．(3)若某同学做该实验时，没有选用位移传感器和力传感器，只是把重物用细绳绕过定滑轮与小车相连，实验获得的a­F图线仍是图乙．所挂重物越重，细绳拉小车的力将越大，结果会使a­F图线不断延伸，如图丙所示，预测延伸后半部分的图线将会是________(填“①”“②”或“③”)．4.用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，打点计时器频率为50Hz，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点．每相邻两计数点之间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50g，m2＝150g．(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v＝________m/s.(2)在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统势能减少ΔEp＝________J(当地重力加速度g约为9.8m/s2)．(3)若某同学作出eq\f(1,2)v2­h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g＝________m/s2.5.(2020·湖南桃江市期末)在“研究平抛运动”的实验中：(1)某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．①他观察到的现象是：小球A、B________(填“同时”或“不同时”)落地；②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将________(填“变长”“不变”或“变短”)；③上述现象说明__________________．(2)一个同学在“研究平抛运动”实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得Δx＝0.1m．又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝0.1m，h2＝0.2m，取g＝10m/s2，利用这些数据，可求得：(结