專題13 力學(xué)實(shí)驗(yàn)-5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（山東專用）（解析版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題13力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、（2024·山東卷·T13）在第四次“天宮課堂”中，航天員演示了動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)，某同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進(jìn)行了碰撞實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌兩端分別安裝a、b兩個(gè)位移傳感器，a測(cè)量滑塊A與它的距離xA，b測(cè)量滑塊B與它的距離xB。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：①測(cè)量?jī)蓚€(gè)滑塊的質(zhì)量，分別為200.0g和400.0g；②接通氣源，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；③撥動(dòng)兩滑塊，使A、B均向右運(yùn)動(dòng)；④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制xA、xB隨時(shí)間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示?；卮鹨韵聠?wèn)題：（1）從圖像可知兩滑塊在t=_________s時(shí)發(fā)生碰撞；（2）滑塊B碰撞前的速度大小v=_____________m/s（保留2位有效數(shù)字）；（3）通過(guò)分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是________（填“A”或“B”）。【答案】（1）1.0（2）0.20（3）B【解析】【小問(wèn)1詳析】由圖像的斜率表示速度可知兩滑塊的速度在時(shí)發(fā)生突變，即這個(gè)時(shí)候發(fā)生了碰撞；【小問(wèn)2詳析】根據(jù)圖像斜率的絕對(duì)值表示速度大小可知碰撞前瞬間B的速度大小為【小問(wèn)3詳析】由題圖乙知，碰撞前A的速度大小，碰撞后A的速度大小約為，由題圖丙可知，碰撞后B的速度大小為，A和B碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有代入數(shù)據(jù)解得所以質(zhì)量為200.0g的滑塊是B。2、（2022·山東卷·T13）在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無(wú)線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。回答以下問(wèn)題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：（1）彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)____N/m。（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為_(kāi)_______kg。（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫(huà)出新的a—F圖像Ⅱ，則待測(cè)物體的質(zhì)量為_(kāi)_______kg?！敬鸢浮竣?12②.0.20③.0.13【解析】（1）[1]由題知，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm。拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F—t圖有x=5.00cm，F(xiàn)=0.610N根據(jù)胡克定律計(jì)算出k≈12N/m（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律有F=ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I，則有則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m=0.20kg（3）[3]滑塊上增加待測(cè)物體，同理，根據(jù)圖丙中II，則有則滑塊、待測(cè)物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′=0.33kg則待測(cè)物體的質(zhì)量為m=m′-m=0.13kg3、（2021·山東卷·T13）某乒乓球愛(ài)好者，利用手機(jī)研究乒乓球與球臺(tái)碰撞過(guò)程中能量損失的情況。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①固定好手機(jī)，打開(kāi)錄音功能；②從一定高度由靜止釋放乒乓球；③手機(jī)記錄下乒乓球與臺(tái)面碰撞的聲音，其隨時(shí)間（單位：s）的變化圖像如圖所示。根據(jù)聲音圖像記錄的碰撞次序及相應(yīng)碰撞時(shí)刻，如下表所示。碰撞次序1234567碰撞時(shí)刻（s）1.121.582.002.402.783.143.47根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答下列向題：（1）利用碰撞時(shí)間間隔，計(jì)算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為_(kāi)__________m（保留2位有效數(shù)字，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋＃?）設(shè)碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為k，則每次碰撞損失的動(dòng)能為碰撞前動(dòng)能的___________倍（用k表示），第3次碰撞過(guò)程中___________（保留2位有效數(shù)字）。（3）由于存在空氣阻力，第（1）問(wèn)中計(jì)算的彈起高度___________（填“高于”或“低于”）實(shí)際彈起高度。【答案】①.0.20②.③.0.95④.高于【解析】（1）[1]第3次碰撞到第4次碰撞用時(shí)，根據(jù)豎直上拋和自由落體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知第3次碰撞后乒乓球彈起的高度為（2）[2]碰撞后彈起瞬間速度，碰撞前瞬間速度為，根據(jù)題意可知?jiǎng)t每次碰撞損失的動(dòng)能與碰撞前動(dòng)能的比值為[3]第3次碰撞前瞬間速度為第2次碰后從最高點(diǎn)落地瞬間的速度第3次碰撞后瞬間速度為則第3次碰撞過(guò)程中（3）[4]由于存在空氣阻力，乒乓球在上升過(guò)程中受到向下的阻力和重力，加速度變大，上升的高度變小，所以第（1）問(wèn)中計(jì)算的彈起高度高于實(shí)際彈起的高度。4、（2020·山東卷·T13）2020年5月，我國(guó)進(jìn)行了珠穆朗瑪峰的高度測(cè)量，其中一種方法是通過(guò)使用重力儀測(cè)量重力加速度，進(jìn)而間接測(cè)量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮　?shí)驗(yàn)步驟如下：（i）如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺（圖中未畫(huà)出）。（ii）調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對(duì)木板表面，開(kāi)啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放，用手機(jī)記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運(yùn)動(dòng)的情況。然后通過(guò)錄像的回放，選擇小物塊運(yùn)動(dòng)路徑上合適的一點(diǎn)作為測(cè)量參考點(diǎn)，得到小物塊相對(duì)于該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)距離L與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的數(shù)據(jù)。（iii）該同學(xué)選取部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出了—t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6m/s2（iv）再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)?；卮鹨韵聠?wèn)題：（1）當(dāng)木板的傾角為37°時(shí)，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過(guò)測(cè)量參考點(diǎn)時(shí)速度的大小為_(kāi)__________m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點(diǎn)上的A、B兩點(diǎn)，利用A、B兩點(diǎn)數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為_(kāi)__________m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開(kāi)__________m/s2。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字，sin37°=0.60，cos37°=0.80）【答案】①.0.32##0.33②.3.1③.9.4【解析】（1）[1][2]根據(jù)可得則由圖像可知?jiǎng)tv0=0.33m/s（2）[3]由牛頓第二定律可知即當(dāng)θ=53°時(shí)a=5.6m/s2，即當(dāng)θ=37°時(shí)a=3.0m/s2，即聯(lián)立解得g=9.4m/s21．（2024·山東濟(jì)寧·三模）在探究小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系實(shí)驗(yàn)中：(1)小明同學(xué)用如圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使變速塔輪、長(zhǎng)槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂的擋板提供，同時(shí)小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y(cè)力筒下降，標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個(gè)小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為，在探究向心力的大小與圓周運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，分別放在C擋板處與（選填“A”或“B”）擋板處，同時(shí)選擇半徑（選填“相同”或“不同”）的兩個(gè)塔輪進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)小強(qiáng)同學(xué)用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一滑塊套在水平桿上，力傳感器套于豎直桿上并通過(guò)一細(xì)繩連接滑塊，用來(lái)測(cè)量細(xì)線拉力F的大小?；瑝K隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，滑塊上固定一遮光片，其寬度為d，光電門(mén)可記錄遮光片通過(guò)的時(shí)間。已知滑塊做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r、水平桿光滑。根據(jù)以上表述，回答以下問(wèn)題：①某次轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的遮光時(shí)間為，則角速度（用題中所給物理量符號(hào)表示）；②以F為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作出一條傾斜的直線，若圖像的斜率為k，則滑塊的質(zhì)量為。（用k、r、d表示）【答案】(1)B相同(2)【詳析】（1）[1][2]在探究向心力的大小與圓周運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持小球的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，即選擇半徑相同的兩個(gè)塔輪進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，即分別放在C擋板處與B擋板處。（2）[1]遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，滑塊的速度為由公式可得，角速度為[2]由向心力公式有則有解得2．（2024·山東濟(jì)南·三模）兩小球?qū)π呐鲎埠笙鄬?duì)速度大小與碰撞前相對(duì)速度大小的比值被稱為此情形下的“恢復(fù)系數(shù)”，用表示。某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究影響“恢復(fù)系數(shù)”的因素。實(shí)驗(yàn)所用的小球?yàn)槿齻€(gè)相同大小的鋼球、玻璃球、橡膠球，鋼球質(zhì)量大于另外兩球質(zhì)量。(1)先用鋼球和玻璃球來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，具體步驟如下：（a）安裝實(shí)驗(yàn)裝置，調(diào)整斜槽末端水平，在適當(dāng)位置鋪放好白紙和復(fù)寫(xiě)紙，復(fù)寫(xiě)紙?jiān)谏希浵轮卮咕€所指的位置；（b）先不放被撞的玻璃球，讓入射的鋼球從斜槽上某位置處自由釋放，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫(huà)盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；（c）再把被撞玻璃球放在斜槽末端，讓入射鋼球仍從斜槽上同一位置自由釋放，使它們發(fā)生對(duì)心正碰，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次，用步驟（b）的方法，標(biāo)出碰后入射鋼球落點(diǎn)的平均位置和被碰玻璃球落點(diǎn)的平均位置，如圖乙所示，分別測(cè)量到、、的距離；（d）多次改變鋼球釋放點(diǎn)的位置，重復(fù)上述步驟，分別測(cè)量到落點(diǎn)、、的距離。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理的表格如表1所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234560.28410.30440.33650.37230.42340.48590.39520.42230.46650.51810.58820.67410.7190.7210.7190.7200.721表1表1中第2次實(shí)驗(yàn)的恢復(fù)系數(shù)（保留三位有效數(shù)字）；(2)把被撞小球更換為橡膠球，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理的表格如表2所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234560.37290.41840.45610.52870.61070.65880.40520.45530.49650.57420.66310.71650.9200.9190.9190.9210.9210.920表2根據(jù)以上兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，恢復(fù)系數(shù)與碰前速度（選填“有關(guān)”或者“無(wú)關(guān)”），與小球的材料（選填“有關(guān)”或者“無(wú)關(guān)”）?！敬鸢浮?1)0.721(2)無(wú)關(guān)有關(guān)【詳析】（1）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知小球落地時(shí)間相等，則有，，所以恢復(fù)系數(shù)（2）[1][2]比較以上兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，當(dāng)碰撞前速度增大時(shí)，求得的恢復(fù)系數(shù)近似不變，但是換用不同的材料，求得的恢復(fù)系數(shù)變化，因此恢復(fù)系數(shù)與碰前速度無(wú)關(guān)，與小球的材料有關(guān)。3．（2024·山東臨沂·二模）某物理小組的同學(xué)查閱資料得知，彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式為，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧形變量。他們?cè)O(shè)計(jì)了圖甲所示裝置來(lái)測(cè)量重力加速度g，操作步驟如下：（1）該同學(xué)首先利用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，如圖乙所示，寬度為。（2）按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧，將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度；在鐵架臺(tái)上固定一個(gè)位置指針，標(biāo)示出彈簧不掛鉤碼時(shí)遮光條下邊緣的位置，用輕質(zhì)細(xì)線在彈簧下方掛上鉤碼，測(cè)量出平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度x，并按圖甲所示將光電門(mén)的中心線調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度。（3）用手緩慢地將鉤碼向上托起，直至遮光條下邊緣恰好回到彈簧原長(zhǎng)時(shí)指針標(biāo)記的等高處（保持細(xì)線豎直），將鉤碼由靜止釋放，記下遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，則鉤碼此時(shí)的速度（用題中所給字母表示）。（4）多次改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟（2）（3），得到多組數(shù)據(jù)，作出圖像如圖丙所示；根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出圖線斜率為b時(shí)，可計(jì)算出（用d和b表示）?！敬鸢浮?.230【詳析】（1）[1]主尺讀數(shù)為2mm，游標(biāo)卡尺第6條刻度線與主尺對(duì)齊，寬度為（3）[2]鉤碼此時(shí)的速度為（4）[3]根據(jù)受力平衡所以根據(jù)機(jī)械能守恒定律聯(lián)立，解得結(jié)合丙圖，可得解得4．（2024·山東煙臺(tái)·二模）如圖所示，在水平平臺(tái)上靜止放置一輕彈簧，彈簧左端與固定豎直擋板拴接，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)標(biāo)記右端對(duì)應(yīng)平臺(tái)臺(tái)面上的O點(diǎn)，在O點(diǎn)右側(cè)的A處固定一個(gè)光電門(mén)。已知水平平臺(tái)摩擦很小可忽略不計(jì)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。某同學(xué)利用該裝置進(jìn)行“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，具體步驟如下：①在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的擋光片；②用天平分別測(cè)出小滑塊a和b的質(zhì)量、；③使小滑塊a向左壓縮輕彈簧到某一位置，標(biāo)記該位置后，由靜止釋放小滑塊a，a瞬間被彈開(kāi)后沿平臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)光電門(mén)后與另一小滑塊b發(fā)生正碰，碰后兩滑塊先后從平臺(tái)邊緣飛出，分別落在水平地面的B、C點(diǎn)；④記錄小滑塊a通過(guò)光電門(mén)時(shí)擋光片的遮光時(shí)間t；⑤用刻度尺測(cè)出O、之間的距離l、平臺(tái)距水平地面的高度h及平臺(tái)邊緣鉛垂線分別與B、C點(diǎn)之間的水平距離、；⑥改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量。(1)若滿足表達(dá)式（用題目中給定的字母表示），則說(shuō)明小滑塊a、b正碰過(guò)程動(dòng)量守恒；(2)該同學(xué)利用圖像分析O、之間的距離l與小滑塊a通過(guò)光電門(mén)時(shí)擋光片的遮光時(shí)間t之間的數(shù)值關(guān)系，利用描點(diǎn)法做出如圖乙所示的圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，該圖像縱軸表示l，則橫軸表示（選填“t”、“”或“”）。若該圖像的斜率為c，則由圖乙可求得該輕彈簧的勁度系數(shù)。（彈簧的彈性勢(shì)能可表示為，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）【答案】(1)(2)【詳析】（1）小物塊a到達(dá)光電門(mén)的速度為之后物塊a與物塊b發(fā)生碰撞，碰后兩物塊將做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有水平方向有整理有所以平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊a的速度為物塊b的速度為由于動(dòng)量守恒有整理有（2）[1]由題意可知，l為彈簧的形變量，結(jié)合題意可知，彈簧的彈性勢(shì)能為由能量守恒有整理有所以圖像的橫坐標(biāo)為。[2]由上述分析可知，圖像的斜率為整理有5．（2024·山東日照·二模）某學(xué)習(xí)小組用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，由于沒(méi)有擺球，他們用一個(gè)小掛件來(lái)代替擺球。然后按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）用細(xì)線下端系好小掛件，將細(xì)線上端固定，用刻度尺測(cè)量固定點(diǎn)和系小掛件結(jié)點(diǎn)間細(xì)線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)。然后將小掛件拉離平衡位置，使懸掛小掛件的細(xì)線偏離豎直方向約為5°的位置，由靜止釋放小掛件；（2）小掛件擺到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)為零，到第100次通過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則小掛件的周期；（3）改變細(xì)線的長(zhǎng)度，再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下相應(yīng)的L和T，做出圖像，如圖所示；（4）取，由圖像求出重力加速度（結(jié)果保留一位小數(shù)）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中把細(xì)線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)，根據(jù)圖像求出的重力加速度值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。【答案】不變【詳析】（2）[1]一個(gè)周期經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)兩次，則解得（4）[2]設(shè)細(xì)線下端結(jié)點(diǎn)到小掛件重心的距離為，則有可得可知圖像的斜率為解得重力加速度為[3]根據(jù)可知圖像雖然沒(méi)有能通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，但圖像的斜率不變，所以求出的重力加速度值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比不變。6．（2024·山東聊城·二模）某小組利用氣墊導(dǎo)軌裝置研究力與速度的關(guān)系。如圖甲所示，遮光條寬度為d，光電門(mén)可測(cè)出其擋光時(shí)間；滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M，砝碼盤(pán)的質(zhì)量忽略不計(jì)，不計(jì)滑輪和導(dǎo)軌摩擦。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使其水平，并取4個(gè)質(zhì)量均為m的砝碼放在滑塊上；②用細(xì)繩連接砝碼盤(pán)與滑塊，讓滑塊靜止放在導(dǎo)軌右側(cè)的某一位置；③從滑塊上取出一個(gè)砝碼放在砝碼盤(pán)中，釋放滑塊后，測(cè)出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間；④再?gòu)幕瑝K上取出一個(gè)砝碼放在砝碼盤(pán)中，重復(fù)步驟③，并保證滑塊從同一位置由靜止釋放；⑤重復(fù)步驟④，直至滑塊上的砝碼全部放入到砝碼盤(pán)中。請(qǐng)完成下面問(wèn)題：(1)若用十分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度d如圖乙所示，則mm；(2)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度（用題中所給的字母表示）；(3)在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，砝碼盤(pán)中放1個(gè)砝碼與放4個(gè)砝碼兩種情況下，不考慮偶然誤差，遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度之比?！敬鸢浮?1)5.2(2)(3)【詳析】（1）10分度游標(biāo)卡尺的精確值為，由圖乙可知遮光條寬度為（2）釋放滑塊后，測(cè)出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間，由于擋光時(shí)間很短，可認(rèn)為擋光過(guò)程的平均速度等于滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度，則有（3）在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，砝碼盤(pán)中放1個(gè)砝碼與放4個(gè)砝碼兩種情況下，可認(rèn)為兩種情況下滑塊受到的合力之比為根據(jù)牛頓第二定律可知兩種情況下滑塊的加速度之比為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度之比為7．（2024·山東德州·模擬預(yù)測(cè)）小李同學(xué)在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律時(shí)”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①安裝斜槽軌道和水平凹槽軌道，讓斜槽末端水平且與水平凹槽良好對(duì)接；②取大小相等、質(zhì)量分別是m1、m2（m1>m2）的小球a，b；③讓小球a從斜槽軌道上H高度處無(wú)初速釋放，記錄小球a在水平軌道停下的位置A點(diǎn)；④在水平軌道上O點(diǎn)放置一個(gè)同樣大小的小球b，讓a球仍從H高度處釋放，分別記錄ab兩球碰完后停下的位置B、C；⑤用刻度尺測(cè)量OA、OB、OC的距離x1，x2，x3。(1)請(qǐng)寫(xiě)出動(dòng)量守恒的表達(dá)式（用題目所給字母表示）(2)若小球a的質(zhì)量小于小球b的質(zhì)量，（填“能”或“不能”）滿足動(dòng)量守恒，若碰完后a球回到圓弧軌道上，能否完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？（填“能”或“不能”）(3)若碰撞是彈性碰撞，需滿足的條件?！敬鸢浮?1)(2)能不能(3)m1x1=m1x2+m2x3【詳析】（1）[1]根據(jù)能量守恒根據(jù)動(dòng)量守恒聯(lián)立得（2）[1][2]若小球a的質(zhì)量小于小球b的質(zhì)量，能滿足動(dòng)量守恒，若碰完后a球回到圓弧軌道上，因軌道有摩擦力小球再次回到水平面的速度會(huì)變小，水平方向速度無(wú)法測(cè)出，不能完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（3）[1]若碰撞是彈性碰撞結(jié)合得m1x1=m1x2+m2x38．（2024·山東棗莊·一模）某同學(xué)使用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢?shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。O點(diǎn)為單擺的懸點(diǎn)，將擺球拉到A點(diǎn)，由靜止釋放擺球，B點(diǎn)為其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最低位置。(1)若使用光電計(jì)時(shí)器精確測(cè)量單擺的周期，光電門(mén)應(yīng)放在（選填“A”或“B”）處與球心等高的位置，測(cè)得光電計(jì)時(shí)器相鄰兩次遮擋時(shí)間間隔為t，則單擺的周期為。(2)改變擺長(zhǎng)重復(fù)操作，記錄多組擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)據(jù)，作出圖像，如圖乙所示。求得重力加速度的表達(dá)式為（用、、、表示）。【答案】(1)B(2)【詳析】（1）[1]擺球經(jīng)過(guò)B時(shí)速度最大，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間最短，測(cè)量誤差小，故光電門(mén)應(yīng)放在B處。[2]擺球一周內(nèi)經(jīng)過(guò)兩次平衡位置，則單擺的周期為（2）根據(jù)單擺周期公式整理得圖像的斜率為解得重力加速度的表達(dá)式為9．（2024·山東泰安·一模）某探究小組利用圖示裝置探究機(jī)械能守恒。將拉力傳感器固定在天花板上，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線一端連在拉力傳感器上的O點(diǎn)，另一端系住可視為質(zhì)點(diǎn)的鋼球。鋼球靜止于最低點(diǎn)位置時(shí)拉力傳感器示數(shù)為；現(xiàn)將鋼球分別拉至不同高度由靜止釋放，小球釋放前后細(xì)線一直處于伸直狀態(tài)，如圖甲所示。記下每次釋放瞬間拉力傳感器示數(shù)和每次釋放后鋼球第1次擺到最低點(diǎn)時(shí)拉力傳感器示數(shù)。并作出圖像如圖乙所示，若小球第1次下擺過(guò)程中機(jī)械能守恒，則(1)圖乙中圖線斜率；(2)傳感器示數(shù)N；(3)若某次該鋼球由靜止釋放時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為，在最低點(diǎn)時(shí)傳感器示數(shù)，則．【答案】(1)(2)4.9(3)0.75【詳析】（1）設(shè)小球質(zhì)量為，根據(jù)題意有設(shè)小球釋放時(shí)，繩子與豎直方向的夾角為，則有小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒可得在最低點(diǎn)有聯(lián)立可得可知圖像的斜率為（2）根據(jù)由圖乙可知，當(dāng)時(shí)，有可得（3）根據(jù)在最低點(diǎn)時(shí)傳感器示數(shù)，則有則有10．（2024·山東煙臺(tái)·一模）圖甲為測(cè)量滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用天平測(cè)量滑塊和遮光條的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d；②安裝器材，并調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；③用米尺測(cè)量遮光條與光電門(mén)間距x；④由靜止釋放滑塊，用數(shù)字毫秒計(jì)測(cè)出遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t；⑤改變滑塊與光電門(mén)間距，重復(fù)步驟③④?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為cm；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，以（選填“”或“”）為橫坐標(biāo)，以x為縱坐標(biāo)，可做出如圖丙所示的圖像，該圖像的斜率為k，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得m=2M，則滑塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=（用k、g、d表示）。【答案】0.960【詳析】（1）[1]游標(biāo)卡尺的示數(shù)為d=0.9×10mm+0.05mm×12=9.60mm=0.960cm（2）[2][3]滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)速度為由可得即根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，以為橫坐標(biāo)，以x為縱坐標(biāo)，可做出如圖丙所示的圖像，該圖像的斜率為k，則對(duì)滑塊和物塊的系統(tǒng)由牛頓第二定律因?yàn)閙=2M，解得滑塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為11．（2024·山東濟(jì)南·一模）(1)在用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中，下列器材和操作最合理的是___________。A．B．C．D．(2)某同學(xué)課后想利用身邊的器材再做一遍“單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。家里沒(méi)有合適的擺球，于是他找到了一塊外形不規(guī)則的小金屬塊代替小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①如圖所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他先將金屬塊用細(xì)線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將細(xì)線的上端固定于O點(diǎn)。②利用刻度尺測(cè)出OM間細(xì)線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)，利用手機(jī)的秒表功能測(cè)出金屬塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T。③在測(cè)出幾組不同擺長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的周期T的數(shù)值后，他作出的圖像如圖所示。④根據(jù)作出的圖像可得重力加速度的測(cè)量值為。（取3.14。計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(3)相比于實(shí)驗(yàn)室作出的圖像，該同學(xué)在家做實(shí)驗(yàn)的圖像明顯不過(guò)原點(diǎn)，其中橫軸截距絕對(duì)值的意義為?！敬鸢浮?1)D(2)9.86(3)金屬塊重心與M點(diǎn)間距離【詳析】（1）根據(jù)單擺理想模型可知，為減小空氣阻力的影響，擺球應(yīng)采用密度較大，體積較小的鐵球，為使單擺擺動(dòng)時(shí)擺長(zhǎng)不變化，擺線應(yīng)用不易形變的細(xì)絲線，懸點(diǎn)應(yīng)該用鐵夾來(lái)固定。故選D。（2）設(shè)M點(diǎn)到重心得距離為r，根據(jù)周期公式可得故該圖像的斜率為解得由此得出重力加速度的測(cè)量值為（3）令，解得所以橫軸截距絕對(duì)值的意義為M點(diǎn)到重心的距離。12．（2024·山東濟(jì)寧·一模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。左側(cè)鐵架臺(tái)的橫桿上固定一拉力傳感器，將小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在傳感器上。右側(cè)有兩個(gè)豎直桿固定在底座上，桿上分別裝有刻度尺和激光筆，激光筆保持水平。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①使小球自由靜止在最低點(diǎn)，記錄此時(shí)拉力傳感器的示數(shù)；②借助激光束調(diào)節(jié)刻度尺的零刻線與小球相平；③借助激光筆測(cè)出懸點(diǎn)O與之間的高度差L；④將激光筆向下移動(dòng)到某位置，讀出此時(shí)激光束與高度差h，并記為。把小球拉至該高度處（并使細(xì)線處于伸直狀態(tài)），由靜止釋放小球，讀出小球下擺過(guò)程中拉力傳感器最大示數(shù)F，并記為；⑤改變激光筆的高度重復(fù)步驟④，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中h均小于L；⑥測(cè)出多組F和h的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上做出圖像如圖乙所示。(1)由題中信息可知，小球從高處擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量為，小球動(dòng)能的增加量為。（用題中所給物理量符號(hào)表示）(2)測(cè)得圖像的斜率為k，如果該過(guò)程滿足機(jī)械能守恒定律，則。（用題中所給物理量符號(hào)表示）【答案】(1)(2)【詳析】（1）[1]對(duì)小球，根據(jù)平衡條件可得小球從高處擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量[2]小球在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律又聯(lián)立可得小球動(dòng)能的增加量（2）根據(jù)牛頓第二定律可得若滿足機(jī)械能守恒定律，則聯(lián)立可得整理可得若測(cè)得圖像的斜率為則該過(guò)程滿足機(jī)械能守恒定律。13．（2024·山東濰坊·一模）某同學(xué)利用如圖所示裝置探究滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①長(zhǎng)木板水平固定，將彈簧左端固定在擋板P上，彈簧右端與滑塊不栓接，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，與彈簧右端接觸的滑塊中心位于O點(diǎn)，O點(diǎn)右側(cè)放一相同的木板，與左側(cè)木板上表面平齊水平對(duì)接，如圖甲所示；②用滑塊壓縮彈簧到A點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量出AO間的距離x；釋放滑塊，記錄其在右側(cè)木板上停止時(shí)的位置B，測(cè)出OB間的距離；③如圖乙所示，拆去O點(diǎn)右側(cè)的木板，在O點(diǎn)下方掛上重錘，再次用滑塊將彈簧壓縮到A點(diǎn)無(wú)初速釋放，記錄其落到水平地面的位置C，測(cè)出O點(diǎn)到地面的豎直高度h，及落地點(diǎn)C到O點(diǎn)的水平距離；④查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)滑塊從O點(diǎn)滑離時(shí)的初速度大小為，滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)（用所測(cè)物理量符號(hào)表示）。(2)若測(cè)得滑塊質(zhì)量為m，則釋放滑塊時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能（用所測(cè)物理量的符號(hào)表示）。【答案】(1)(2)【詳析】（1）[1]根據(jù)題意可知，拆去O點(diǎn)右側(cè)的木板，滑塊從點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向上有水平方向上有解得[2]滑塊由點(diǎn)到點(diǎn)，由動(dòng)能定理有解得（2）滑塊由點(diǎn)到點(diǎn)，由能量守恒定律可得，釋放滑塊時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能14．（23-24高二上·山東菏澤·期末）某小組在“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)中。（1）安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，先用刻度尺測(cè)量擺線長(zhǎng)，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，其示數(shù)如圖甲所示，；（2）若完成次全振動(dòng)的時(shí)間為，用題目所測(cè)物理量的符號(hào)表示重力加速度的表達(dá)式；（3）該組同學(xué)測(cè)出幾組單擺振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，并作出關(guān)系如圖乙。根據(jù)圖像可得重力加速度（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】1.45×10-29.85/9.86/9.87【詳析】（1）[1]用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑d=1.4cm+0.1mm×5=1.45cm=1.45×10-2m；（2）[2]單擺的周期根據(jù)解得（3）[3]根據(jù)可得由圖可得解得g=9.86m/s215．（2