專題15 力學(xué)實(shí)驗(yàn)-【好題匯編】5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（解析版）

專題15力學(xué)實(shí)驗(yàn)1．（2024·北京·高考）如圖甲所示，讓兩個(gè)小球在斜槽末端碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是_____（填選項(xiàng)前的字母）。A．實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平B．選用兩個(gè)半徑不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C．用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球(2)圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為m1的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為m2的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為m1的小球從S位置由靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點(diǎn)，記為M、N和P（P為m1單獨(dú)滑落時(shí)的平均落點(diǎn)）。a．圖乙為實(shí)驗(yàn)的落點(diǎn)記錄，簡(jiǎn)要說明如何確定平均落點(diǎn)；b．分別測(cè)出O點(diǎn)到平均落點(diǎn)的距離，記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式成立，即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。(3)受上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長(zhǎng)的等長(zhǎng)輕繩將兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點(diǎn)和O′點(diǎn)，兩點(diǎn)間距等于小球的直徑。將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至A點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)B與靜止于C點(diǎn)的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至最高點(diǎn)A′，小球2向右擺動(dòng)至最高點(diǎn)D。測(cè)得小球1，2的質(zhì)量分別為m和M，弦長(zhǎng)AB=l1、A′B=l2、CD=l3。推導(dǎo)說明，m、M、l1、l2、l3滿足關(guān)系即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。【答案】(1)AC(2)用圓規(guī)畫圓，盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心位置代表平均落點(diǎn)m1OP=m1OM＋m2ON(3)ml1=?ml2＋Ml3【詳解】（1）A．實(shí)驗(yàn)中若使小球碰撞前、后的水平位移與其碰撞前，后速度成正比，需要確保小球做平拋運(yùn)動(dòng)，即實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平，故A正確；B．為使兩小球發(fā)生的碰撞為對(duì)心正碰，兩小球半徑需相同，故B錯(cuò)誤；C．為使碰后入射小球與被碰小球同時(shí)飛出，需要用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球，故C正確。故選AC。（2）[1]用圓規(guī)畫圓，盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心位置代表平均落點(diǎn)。[2]碰撞前、后小球均做平拋運(yùn)動(dòng)，由可知，小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以水平位移與平拋初速度成正比，所以若m1OP=m1OM＋m2ON即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。（3）設(shè)輕繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，小球從偏角θ處?kù)o止擺下，擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，小球經(jīng)過圓弧對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)為l，則由動(dòng)能定理有由數(shù)學(xué)知識(shí)可知聯(lián)立兩式解得若兩小球碰撞過程中動(dòng)量守恒，則有mv1=?mv2＋Mv3又有，，整理可得ml1=?ml2＋Ml32．（2023·北京·高考）用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是___________（填選項(xiàng)前的字母）。A．選擇體積小、質(zhì)量大的小球

B．借助重垂線確定豎直方向C．先拋出小球，再打開頻閃儀

D．水平拋出小球（2）圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球自由落下，借助頻閃儀拍攝上述運(yùn)動(dòng)過程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可判斷A球豎直方向做___________運(yùn)動(dòng)；根據(jù)___________，可判斷A球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

（3）某同學(xué)使小球從高度為的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動(dòng)（每秒頻閃25次），最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)的___________個(gè)位置。（4）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)忘了標(biāo)記重垂線方向，為解決此問題，他在頻閃照片中，以某位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿任意兩個(gè)相互垂直的方向作為x軸和y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系，并測(cè)量出a3另外兩個(gè)位置的坐標(biāo)值、，如圖3所示。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法，可得重垂線方向與y軸間夾角的正切值為___________。

【答案】ABD自由落體運(yùn)動(dòng)A球相鄰兩位置水平距離相等10【詳解】（1）[1]A．用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，選擇體積小質(zhì)量大的小球可以減小空氣阻力的影響，A正確；B．本實(shí)驗(yàn)需要借助重垂線確定豎直方向，B正確；CD．實(shí)驗(yàn)過程先打開頻閃儀，再水平拋出小球，C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。（2）[2][3]根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可以判斷出A球豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)；根據(jù)A球相鄰兩位置水平距離相等，可以判斷A球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（3）[4]小球從高度為0.8m的桌面水平拋出，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，解得頻閃儀每秒頻閃25次，頻閃周期故最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)為（4）[5]設(shè)重垂線與y軸間的夾角為，則x軸方向有y軸方向在聯(lián)立解得3．（2022·北京·高考）某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為的交流電源上。使重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡。挑出點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1，2，…，8，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)。分別測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，并求出打點(diǎn)2，3，…，7時(shí)對(duì)應(yīng)的重錘的速度。在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，根據(jù)重錘下落的速度作出圖線并求重力加速度。（1）圖2為紙帶的一部分，打點(diǎn)3時(shí)，重錘下落的速度______________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）除點(diǎn)3外，其余各點(diǎn)速度對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)已在圖3坐標(biāo)系中標(biāo)出，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出速度對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并作出圖線______________。（3）根據(jù)圖3，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的重力加速度______________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（4）某同學(xué)居家學(xué)習(xí)期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)水龍頭閥門可實(shí)現(xiàn)水滴逐滴下落，并能控制相鄰水滴開始下落的時(shí)間間隔，還能聽到水滴落地時(shí)發(fā)出的清脆聲音。于是他計(jì)劃利用手機(jī)的秒表計(jì)時(shí)功能和刻度尺測(cè)量重力加速度。為準(zhǔn)確測(cè)量，請(qǐng)寫出需要測(cè)量的物理量及對(duì)應(yīng)的測(cè)量方法。_________________________【答案】1.159.79見解析【詳解】（1）[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為的交流電源上，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為紙帶做自由落體運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)3時(shí)的瞬時(shí)速度等于點(diǎn)2到點(diǎn)4之間的平均速度，由紙帶數(shù)據(jù)可知（2）[2]做出圖像如圖所示（3）[3]根據(jù)，可知根據(jù)圖像可知其斜率為重力加速度，則有（4）[4]需要測(cè)量的物理量：水滴下落的高度h和下落的時(shí)間t。測(cè)量h的方法：用刻度尺測(cè)量水龍頭出水口到地面的高度，多次測(cè)量取平均值；測(cè)量t的方法：調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使一滴水開始下落的同時(shí)，恰好聽到前一滴水落地時(shí)發(fā)出的清脆聲音。用手機(jī)測(cè)量n滴水下落的總時(shí)間，則4．（2021·北京·高考）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為_______mm。（2）數(shù)據(jù)分析。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標(biāo)出的連續(xù)3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的速度vC=________m/s（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。認(rèn)為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請(qǐng)分析說明這個(gè)要求的理由。()【答案】31.40.44見解析【詳解】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有（2）[2]每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，故兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5個(gè)間隔；故兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，則有（3）[3]設(shè)繩的拉力為T，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a。對(duì)桶和砂，有對(duì)小車，有得小車受到細(xì)繩的拉力T等于小車受到的合力F，即可見，只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時(shí)，才能認(rèn)為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力F。5．（2020·北京·高考）在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，做如下探究：（1）為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用圖1所示裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。兩小車放在水平板上，前端通過鉤碼牽引，后端各系一條細(xì)線，用板擦把兩條細(xì)線按在桌上，使小車靜止。抬起板擦，小車同時(shí)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后按下板擦，小車同時(shí)停下。對(duì)比兩小車的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。關(guān)于實(shí)驗(yàn)條件，下列正確的是：(選填選項(xiàng)前的字母)。A．小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同B．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同C．小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同（2）某同學(xué)為了定量驗(yàn)證(1)中得到的初步關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得到小車加速度與質(zhì)量的7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，并作出圖像。次數(shù)12345670.620.560.480.400.320.240.150.250.290.330.400.500.711.00（3）在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)之前，需要思考如何測(cè)“力”。請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出小車受力的示意圖。為了簡(jiǎn)化“力”的測(cè)量，下列說法正確的是：（選填選項(xiàng)前的字母）。A．使小車沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C．無論小車運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車的運(yùn)動(dòng)趨近與勻速運(yùn)動(dòng)，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力【答案】BAD【詳解】（1）[1]為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，必須控制小車所受拉力相同，而讓小車的質(zhì)量不同，所以鉤碼質(zhì)量相同，故B正確。（2）[2]數(shù)據(jù)描點(diǎn)和圖像如圖所示（3）[3]A．使小車沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車所受重力沿斜面的分力剛好等于小車所受的摩擦力，則小車受力可等效為只受繩的拉力，故A正確；B．若斜面傾角過大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車所受合力將大于繩的拉力，不利于簡(jiǎn)化“力”的測(cè)量，故B錯(cuò)誤；C．由牛頓第二定律可知，無論小車運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都大于繩的拉力，故C錯(cuò)誤D．當(dāng)小車的運(yùn)動(dòng)為勻速時(shí)，由平衡可知，砂和桶的重力近似等于繩的拉力，故D正確；故選AD。1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）某同學(xué)用圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。①安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示。O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn)，打下該點(diǎn)時(shí)重錘速度為零。選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)、、作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出三點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為、、。已知重錘質(zhì)量為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為。從打下點(diǎn)到打下點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢(shì)能減少量動(dòng)能增加量。（用題中所給字母表示）②圖中，起始點(diǎn)O和刻度尺的0刻線對(duì)齊，間的距離為。由、、三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)求得重錘下落的加速度，（選填“可以”或“不可以”）用該值作為重力加速度計(jì)算①中重錘重力勢(shì)能的減少量。【答案】不可以【詳解】[1]從打下點(diǎn)到打下點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能的減小量為[2]根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律推論可知，點(diǎn)的速度為則動(dòng)能的增加量為[3]根據(jù)刻度尺讀數(shù)可知，的距離為。[4]由于空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，所以利用由、、三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)求得重錘下落的加速度小于重力加速度，所以不可以用該值作為重力加速度計(jì)算①中重錘重力勢(shì)能的減少量。2．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用手通過兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)。小圓環(huán)靜止時(shí)，由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力和的大小，此外還必須（

）A．記錄小圓環(huán)的位置 B．記錄兩細(xì)線的方向C．測(cè)量?jī)杉?xì)線的夾角 D．測(cè)量橡皮條的伸長(zhǎng)量【答案】AB【詳解】由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力和的大小，此外還必須記錄小圓環(huán)的位置和記錄兩細(xì)線的方向。故選AB。3．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑如圖所示，擺球直徑mm。若測(cè)出擺線長(zhǎng)l及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度的大小，（用l、n、t、d表示）。(2)改變擺長(zhǎng)L，用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像也可以求出重力加速度。如圖所示，測(cè)得的數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合后，在一條過原點(diǎn)的直線上，直線的斜率為k。由此可得重力加速度的大小．（用k表示）?！敬鸢浮?1)18.5(2)【詳解】（1）[1]由題圖可知，游標(biāo)卡尺的精確度為0.1mm，所以其讀數(shù)為[2]單擺的擺長(zhǎng)為單擺的周期的公式為單擺的周期為整理有（2）單擺的周期公式為整理有結(jié)合題圖可知解得4．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）同學(xué)們用多種方法測(cè)重力加速度值。(1)用如圖甲所示的單擺做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。①此實(shí)驗(yàn)中重力加速度的表達(dá)式為（用擺長(zhǎng)l，周期T表示）。②若改變擺長(zhǎng)，多次測(cè)量，得到周期平方與擺長(zhǎng)l的關(guān)系如圖乙所示，所得結(jié)果與當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎迪喾?，但發(fā)現(xiàn)其延長(zhǎng)線沒有過原點(diǎn)，其原因可能是（選填正確選項(xiàng)前的字母）。A．測(cè)周期時(shí)多數(shù)了一個(gè)周期B．測(cè)周期時(shí)少數(shù)了一個(gè)周期C．測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)直接將擺線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)D．測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)將擺線的長(zhǎng)度加上擺球的直徑作為擺長(zhǎng)(2)將單擺掛在力傳感器的下端，通過力傳感器測(cè)定擺動(dòng)過程中擺線受到的拉力F，由計(jì)算機(jī)記錄拉力F隨時(shí)間t的變化，圖像如圖丙所示。測(cè)得擺長(zhǎng)為l，則重力加速度的表達(dá)式為。(3)如圖丁所示，將光電門安裝在小球平衡位置的正下方，在小球上安裝輕質(zhì)擋光片，擋光寬度為d，在鐵架臺(tái)后方固定量角器，利用此裝置測(cè)重力加速度值。首先測(cè)得擺長(zhǎng)為l，之后將小球拉離平衡位置，當(dāng)擺線與豎直方向成角（值可由量角器讀出）時(shí)將小球由靜止釋放，傳感器測(cè)得小球第一次擺下?lián)豕獾臅r(shí)間。多次改變擺角測(cè)得對(duì)應(yīng)的，可得到多組數(shù)據(jù)，同時(shí)計(jì)算機(jī)可根據(jù)需要算出關(guān)于的任意三角函數(shù)值。①為了能最方便準(zhǔn)確地利用圖像處理數(shù)據(jù)，應(yīng)繪制圖像（寫出圖像的縱坐標(biāo)—橫坐標(biāo)）；②根據(jù)第①問中繪制的圖像，求得圖像斜率的大小為k，則計(jì)算得到重力加速度?！敬鸢浮?1)C(2)(3)【詳解】（1）①[1]根據(jù)單擺周期公式解得②[2]根據(jù)單擺周期公式其中解得由圖可知，當(dāng)l為零時(shí)，T2不為零，所測(cè)擺長(zhǎng)偏小，可能是把擺線長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)，即把懸點(diǎn)到擺球上端的距離擺線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)。故選C。（2）單擺每隔半個(gè)周期到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，拉力F會(huì)達(dá)到最大，故由圖可知，單擺的周期為根據(jù)單擺周期公式解得（3）①[1]小球從最高點(diǎn)擺至最低點(diǎn)的過程，小球機(jī)械能守恒，故根據(jù)機(jī)械能守恒定律有小球經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度為整理可得為了能最方便準(zhǔn)確地利用圖像處理數(shù)據(jù)，應(yīng)繪制圖像。②[2]由上分析可知解得5．（2024·北京朝陽·統(tǒng)考一模）某學(xué)習(xí)小組采用以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。如圖甲，長(zhǎng)木板上的小車M左端貼有橡皮泥，右端連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，小車N置于M的左側(cè)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz。實(shí)驗(yàn)過程如下：①微調(diào)長(zhǎng)木板右端的小木片，使小車能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后，讓小車M做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并與靜置于木板上的小車N相碰③小車M與N粘在一起，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)④實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶如圖乙所示，在圖上標(biāo)記各計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測(cè)量出AB、BC、CD、DE四段長(zhǎng)度(1)計(jì)算小車M碰撞前的速度大小應(yīng)選段（選填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”），速度大小為m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。(2)若小車M的質(zhì)量為0.4kg，小車N的質(zhì)量為0.2kg，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，碰后兩小車的總動(dòng)量為（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），進(jìn)而可以驗(yàn)證，在誤差范圍內(nèi)兩小車碰撞過程中動(dòng)量（選填“守恒”、“不守恒”）。(3)請(qǐng)你說明步驟①對(duì)該實(shí)驗(yàn)的作用。【答案】(1)BC1.71(2)0.684守恒(3)平衡摩擦力，保證兩車作用過程中動(dòng)量守恒/便于選取小車勻速運(yùn)動(dòng)的紙帶區(qū)間，以計(jì)算碰撞前后對(duì)應(yīng)的速度大小【詳解】（1）[1][2]推動(dòng)小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，故小車有個(gè)加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過的位移相同，由圖可見BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選BC計(jì)算碰前的速度。打點(diǎn)時(shí)間間隔速度大小為（2）[1][2]碰撞過程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過程，而M和N碰后的共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過相同的位移，故應(yīng)選DE段來計(jì)算碰后共同的速度。碰后速度為碰前的總動(dòng)量為碰后的總動(dòng)量為可知在誤差范圍內(nèi)兩小車碰撞過程中動(dòng)量守恒。（3）步驟①對(duì)該實(shí)驗(yàn)的作用平衡摩擦力，保證兩車作用過程中動(dòng)量守恒/便于選取小車勻速運(yùn)動(dòng)的紙帶區(qū)間，以計(jì)算碰撞前后對(duì)應(yīng)的速度大小。6．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。用如圖所示的裝置探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)將皮帶套在左右半徑不同的變速塔輪上，可以探究向心力與以下哪個(gè)物理量的關(guān)系______。A．質(zhì)量 B．半徑 C．角速度【答案】C【詳解】實(shí)驗(yàn)時(shí)將皮帶套在左右半徑不同的變速塔輪上，使得小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不同，所以可以探究向心力與角速度的關(guān)系。故選C。7．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）“單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)計(jì)算重力加速度時(shí)，以下操作會(huì)使重力加速度的測(cè)量值偏小的是______。A．直接用擺線的長(zhǎng)度作為單擺的擺長(zhǎng)B．計(jì)時(shí)開始時(shí)，秒表啟動(dòng)稍晚C．測(cè)量周期時(shí)，誤將擺球（n－1）次全振動(dòng)的時(shí)間記為n次全振動(dòng)的時(shí)間D．?dāng)[球振動(dòng)過程中懸點(diǎn)處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng)【答案】AD【詳解】A．直接用擺線的長(zhǎng)度作為單擺的擺長(zhǎng)，偏小，偏小，A正確；B．計(jì)時(shí)開始時(shí)，秒表啟動(dòng)稍晚，則周期偏小，偏大，B錯(cuò)誤；C．測(cè)量周期時(shí)，誤將擺球（n－1）次全振動(dòng)的時(shí)間記為n次全振動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)可知偏小，偏大，C錯(cuò)誤；D.擺球振動(dòng)過程中懸點(diǎn)處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng)，則實(shí)際擺長(zhǎng)邊長(zhǎng)，測(cè)量的擺長(zhǎng)偏小，偏小，D正確.故選AD。8．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）用如圖所示的裝置驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓A球從斜槽上某一固定位置由靜止釋放，P點(diǎn)為A球落點(diǎn)的平均位置；再把半徑相同的B球放在水平軌道末端，將A球仍從原位置由靜止釋放，M、N分別為A、B兩球碰撞后落點(diǎn)的平均位置。O點(diǎn)是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)，O、M、P、N位于同一水平面上。(1)除了圖中器材外，完成本實(shí)驗(yàn)還必須使用的器材有______（選填選項(xiàng)前的字母）。A．天平 B．刻度尺 C．秒表 D．圓規(guī)(2)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得A、B兩球的質(zhì)量分別為、，三個(gè)落點(diǎn)的平均位置與O點(diǎn)距離OM、OP、ON分別為、、。在誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式（用所測(cè)物理量的字母表示），可以認(rèn)為兩球碰撞前后動(dòng)量守恒。(3)實(shí)驗(yàn)中能夠把速度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為位移的測(cè)量的必要操作是______。A．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平 B．每次必須從同一個(gè)高度靜止釋放小球C．實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)小球的質(zhì)量應(yīng)滿足 D．軌道應(yīng)當(dāng)盡量光滑(4)某同學(xué)將B球替換為半徑相同、質(zhì)量為的C球（），重復(fù)（2）的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碰撞后A球反向運(yùn)動(dòng)，沿傾斜軌道上升一段距離后再次下滑離開軌道末端，測(cè)量碰撞后A、C落點(diǎn)的平均位置到O點(diǎn)的距離分別為、，若誤差允許范圍內(nèi)滿足關(guān)系式（用所測(cè)物理量的字母表示），則可以認(rèn)為兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，系統(tǒng)碰撞前的動(dòng)量總是小于碰撞后的動(dòng)量，請(qǐng)分析其中可能的原因?！敬鸢浮?1)ABD(2)(3)A(4)由于軌道摩擦力影響，減小了碰后的動(dòng)量大小【詳解】（1）除了圖中器材外，完成本實(shí)驗(yàn)還必須使用的器材是天平、刻度尺、圓規(guī)。故選ABD。（2）設(shè)碰撞前瞬間入射小球的速度為，碰撞后瞬間入射小球和被碰小球的速度分別為，，根據(jù)動(dòng)量守恒可得由于兩小球下落高度相同，所用時(shí)間相等，則有，，可知在誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式可以認(rèn)為兩球碰撞前后動(dòng)量守恒。（3）實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為小球做平拋運(yùn)動(dòng)，兩小球下落高度相同，所用時(shí)間相等，則有則可以用水平位移等效代替小球拋出時(shí)的速度，所以實(shí)驗(yàn)中能夠把速度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為位移的測(cè)量的必要操作是：安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平，保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)。故選A。（4）[1]由（2）問分析可知若誤差允許范圍內(nèi)滿足關(guān)系式則可以認(rèn)為兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒。[2]系統(tǒng)碰撞前的動(dòng)量總是小于碰撞后的動(dòng)量，是由于軌道摩擦力影響，減小了碰后的動(dòng)量大小。9．（2024·北京通州·統(tǒng)考一模）某小組同學(xué)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重錘帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落。(1)在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)如圖1所示的四種情況，其中操作正確的是________（填選項(xiàng)下字母）。A． B．C． D．(2)實(shí)驗(yàn)中，按照正確的操作得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為、、。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重錘的質(zhì)量為m，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢(shì)能減少量?Ep=，動(dòng)能增加量?Ek=。在誤差允許的范圍內(nèi)，如果?Ep=?Ek，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。(3)在實(shí)驗(yàn)中，該組同學(xué)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)?Ep<?Ek，檢查測(cè)量與計(jì)算均無錯(cuò)誤，他們發(fā)現(xiàn)是操作錯(cuò)誤引起的，即先松手后接通電源。他僅利用這條紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的，并說明理由。(4)利用本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材，不能完成的實(shí)驗(yàn)是________（填選項(xiàng)前字母）。A．研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 B．探究加速度與物體質(zhì)量大小的關(guān)系C．研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 D．測(cè)量重力加速度的大小【答案】(1)B(2)mghB(3)見解析(4)B【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的電源為低壓交流電源，且應(yīng)將紙帶的一端與重物用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落。故選B。（2）[1]打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢(shì)能減少量為[2]動(dòng)能的增加量為（3）可以，任取兩點(diǎn)P、Q，測(cè)出P、Q兩點(diǎn)間距離hPQ，算出ghPQ和的值，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足則可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（4）利用本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材，可以研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以測(cè)量重力加速度的大小，也可以研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，但不能探究加速度與物體質(zhì)量大小的關(guān)系，因?yàn)橹匚锵侣溥^程中加速度不變。故選B。10．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)在探究加速度與物體質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不變（選填“鉤碼質(zhì)量”或“小車質(zhì)量”），并且要求鉤碼質(zhì)量小車質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）。(2)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，說法中正確的是。A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)與直流電源連接B．連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長(zhǎng)木板保持平行C．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將鉤碼掛在定滑輪左側(cè)細(xì)線上D．平衡摩擦力后，若改變小車質(zhì)量需要重新平衡摩擦力(3)某同學(xué)在沒有天平的情況下，利用圖甲所示的裝置測(cè)量小車的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。②將一個(gè)鉤碼從小車內(nèi)取出并掛在定滑輪左端細(xì)線上，其余鉤碼仍留在小車內(nèi)，釋放小車，計(jì)算小車的加速度a。③每次都從小車內(nèi)取出一個(gè)鉤碼，并掛在細(xì)線左端的鉤碼上，釋放小車，計(jì)算小車的加速度a。將結(jié)果填入表格輕繩左側(cè)槽碼數(shù)量123450.701.392.082.793.47④利用表中的數(shù)據(jù)在圖乙中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a-n圖像。⑤利用a–n圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為kg。（每個(gè)槽碼的質(zhì)量均為0.050kg，重力加速度取g取9.8m/s2）?！敬鸢浮?1)鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于(2)BC(3)0.45【詳解】（1）[1]因?yàn)橐骄课矬w運(yùn)動(dòng)的加速度與物體質(zhì)量關(guān)系，所以實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)保持鉤碼質(zhì)量不變；[2]設(shè)小車質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m，對(duì)整體，根據(jù)牛頓第二定律設(shè)繩子拉力為T，對(duì)小車只有當(dāng)時(shí)，才可以認(rèn)為，則實(shí)驗(yàn)中要使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合外力。（2）A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)與交流電源連接，故A錯(cuò)誤；B．為使鉤碼的重力等于細(xì)線沿木板向上的對(duì)小車的拉力，連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長(zhǎng)木板保持平行，故B正確；C．平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將鉤碼掛在定滑輪左側(cè)細(xì)線上，只讓小車拖著紙帶在木板上勻速下滑，故C正確；D．設(shè)木板的傾角為，平衡摩擦力時(shí)應(yīng)滿足滿足解得可知，平衡摩擦力后，若改變小車質(zhì)量不需要重新平衡摩擦力，故D錯(cuò)誤。故選BC。（3）[1]根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得圖像為[2]每個(gè)槽碼的質(zhì)量為對(duì)所有槽碼和小車，根據(jù)牛頓第二定律整理得則圖像的斜率為由[1]中圖像可得，斜率為聯(lián)立，解得11．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖所示。則該金屬管的內(nèi)徑為mm。(2)某同學(xué)利用機(jī)械能守恒原理測(cè)量重力加速度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡。紙帶的其中一部分如圖所示，A、B、C為紙帶上標(biāo)出的3個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)，通過測(cè)量得到O、A間距離為，O、B間距離為，O、C間距離為，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。則打下B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度。(3)在“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出圖像，如圖中a、c所示，其中a與b平行。已知圖線b對(duì)應(yīng)的g是當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?。?duì)圖線a和c的分析，下列說法正確的是______（選填選項(xiàng)前的字母）A．c可能是計(jì)數(shù)時(shí)每次都誤將49次全振動(dòng)記為50次B．圖線a對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值C．a(chǎn)可能是每次都誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)L【答案】(1)21.5mm(2)(3)C【詳解】（1）主尺的最小分度為1mm，讀數(shù)為21mm，游標(biāo)卡尺的最小分度值為0.1mm，讀數(shù)為，故該金屬管的內(nèi)徑為（2）打下B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為（3）由單擺周期公式有整理得可知圖像的斜率解得A．誤將49次全振動(dòng)記為50次，則周期的測(cè)量值偏小，導(dǎo)致重力加速度偏大，圖線的斜率偏小，圖線c的斜率增大，故A錯(cuò)誤；B．圖線a、b平行，斜率相等，可知圖線a對(duì)應(yīng)的g值等于圖線b對(duì)應(yīng)的g值，故B錯(cuò)誤；C．若實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)L，則有則圖線與b平行，縱軸截距為負(fù)值，圖線a符合情況，故C正確。故選C。12．（2024·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）下圖是“探究小車加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是________填選項(xiàng)前的字母）。A．本實(shí)驗(yàn)還需要秒表、刻度尺、交流電源等器材B．本實(shí)驗(yàn)需保持小車質(zhì)量不變，改變槽碼質(zhì)量C．平衡摩擦?xí)r，需小車連接紙帶，細(xì)繩末端連接槽碼D．實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源，后釋放小車(2)當(dāng)小車質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是（填選項(xiàng)前的字母）。A．用水平氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車B．在小車上加裝遮光條，用光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C．在小車與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車所受拉力大小【答案】(1)BD(2)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)誤差C【詳解】（1）A．本實(shí)驗(yàn)不需要秒表，還需要、刻度尺、交流電源等器材，故A錯(cuò)誤；B．本實(shí)驗(yàn)探究小車加速度與力的關(guān)系，利用控制變量法，需保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼質(zhì)量而改變小車受到的拉力，故B正確；C．平衡摩擦?xí)r，需小車連接紙帶，細(xì)繩末端不能連接槽碼，故C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放小車，故D正確。故選BD。（2）[1]設(shè)小車質(zhì)量為M，槽碼質(zhì)量為m。對(duì)小車和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有聯(lián)立解得由上式可知在小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)繩拉力近似等于槽碼的重力。[2]上述做法引起的誤差是由于實(shí)驗(yàn)方法或原理不完善造成的，屬于系統(tǒng)誤差。[3]該誤差是將細(xì)繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車與木板間存在阻力（實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)補(bǔ)償了阻力）或是速度測(cè)量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車所受拉力大小。故選C。13．（2024·北京延慶·統(tǒng)考一模）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)在實(shí)驗(yàn)操作過程中，下列做法正確的是A．實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以使用直流電源B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放紙帶C．實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、天平和刻度尺都是本實(shí)驗(yàn)必須使用的測(cè)量?jī)x器(2)如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，取紙帶上連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，通過測(cè)量并計(jì)算出點(diǎn)A距起始點(diǎn)O的距離為S0，AC間的距離為S1，CE間的距離為S2，若相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g。根據(jù)這些條件計(jì)算從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重錘重力勢(shì)能的減少量?EP＝，動(dòng)能的增加量?Ek＝。(3)利用該裝置還可以測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，某同學(xué)的做法是以各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h為橫坐標(biāo)，以各點(diǎn)速度的平方v2為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖像，如圖所示。請(qǐng)畫出v2-h圖線并求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(4)小剛利用氣墊導(dǎo)軌和光電門等器材驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，圖是實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)開啟氣泵，先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，然后滑塊通過細(xì)線與托盤和砝碼相連。將滑塊從圖示位置由靜止釋放，讀出擋光條通過光電門的擋光時(shí)間為t。已知?jiǎng)傖尫艜r(shí)擋光條到光電門的距離為l，擋光條的寬度為d，且l，托盤和砝碼的總質(zhì)量為m，滑塊和擋光條的總質(zhì)量為M，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。在滑塊從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到光電門的過程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量?EP＝mgl；系統(tǒng)動(dòng)能的增加量?Ek＝。在誤差允許的范圍內(nèi)，如果?EP＝?Ek，則可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒?！敬鸢浮?1)BC(2)(3)9.75/9.76/9.77/9.78/9.79/9.80(4)【詳解】（1）A．實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須使用交流電源，不能使用直流電源，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放紙帶，選項(xiàng)B正確；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上，以減小摩擦，選項(xiàng)C正確；D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和刻度尺都是本實(shí)驗(yàn)必須使用的測(cè)量?jī)x器，但是不需要天平，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。（2）[1]從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重錘重力勢(shì)能的減少量[2]打C點(diǎn)時(shí)的速度動(dòng)能的增加量（3）做出圖像如圖根據(jù)結(jié)合圖像可知解得g=9.78m/s2（4）滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度系統(tǒng)動(dòng)能的增加量14．（2024·北京海淀·統(tǒng)考二模）用如圖4所示裝置研究?jī)蓚€(gè)半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。圖5中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的豎直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓a球多次從斜槽上某一固定位置C由靜止釋放，其平均落地點(diǎn)的位置為P。再把b球放在水平軌道末端，將a球仍從位置C由靜止釋放，a球和b球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作多次，其平均落地點(diǎn)的位置為M、N。測(cè)量出a、b兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的長(zhǎng)度分別為x1、x2、x3。①在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式（用所測(cè)物理量的字母表示），則可以認(rèn)為兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒。②換用不同材質(zhì)的小球再次進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，計(jì)算得出，若碰撞過程滿足動(dòng)量守恒，請(qǐng)分析說明兩球碰撞過程機(jī)械能是否守恒。【答案】m1x2=m1x1+m2x3不守恒【詳解】[1]小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，若滿足動(dòng)量守恒定律有得[2]碰撞前后系統(tǒng)總動(dòng)能分別為故可得根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式結(jié)合，整理得由于，故，可知兩球碰撞過程機(jī)械能不守恒。15．（2024·北京海淀·統(tǒng)考二模）某同學(xué)用圖1所示裝置測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?1)關(guān)于器材選擇及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是。A．?dāng)[線盡量選擇細(xì)些、伸縮性小些且適當(dāng)長(zhǎng)一些的B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C．為了使擺的周期大一些以方便測(cè)量，應(yīng)使擺角大一些(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)、單擺完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，則利用上述測(cè)量量可得重力加速度的表達(dá)式g=。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變擺長(zhǎng)，測(cè)出幾組擺長(zhǎng)L和對(duì)應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，作出L-T2圖像，如圖2所示。①利用A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)可得重力加速度的表達(dá)式g=。②因擺球質(zhì)量分布不均勻，小球的重心位于其幾何中心的正下方。若只考慮擺長(zhǎng)測(cè)量偏小造成的影響，則由①計(jì)算得到的重力加速度的測(cè)量值真實(shí)值。（選填“大于”“等于”或“小于”）(4)關(guān)于摩擦力可以忽略的斜面上的單擺，某同學(xué)猜想單擺做小角度擺動(dòng)時(shí)周期滿足，如圖3所示。為了檢驗(yàn)猜想正確與否，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：如圖4所示，鐵架臺(tái)上裝一根重垂線，在鐵架臺(tái)的立柱跟重垂線平行的情況下，將小球、擺線、擺桿組成的“桿線擺”裝在立柱上，調(diào)節(jié)擺線的長(zhǎng)度，使擺桿與立柱垂直，擺桿可繞著立柱自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且不計(jì)其間的摩擦。如圖5所示，把鐵架臺(tái)底座的一側(cè)墊高，立柱傾斜，靜止時(shí)擺桿與重垂線的夾角為β，小球?qū)嶋H上相當(dāng)于是在一傾斜平面上運(yùn)動(dòng)。下列圖像能直觀地檢驗(yàn)猜想是否正確的是。A．-sinβ圖像 B．-cosβ圖像 C．-tanβ圖像【答案】(1)AB(2)(3)等于(4)B【詳解】（1）AB．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，擺線盡量選擇細(xì)些、伸縮性小些且適當(dāng)長(zhǎng)一些的，擺球盡量選擇密度大的，即質(zhì)量大些、體積小些的，故AB正確；C．應(yīng)使擺角小于5°，才可看作理想單擺，故C錯(cuò)誤；故選AB。（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)、單擺完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t,則周期為根據(jù)單擺周期公式解得（3）①[1]根據(jù)單擺周期公式變形有根據(jù)圖像的斜率可知解得②[2]因擺球質(zhì)量分布不均勻，小球的重心位于其幾何中心的正下方。表達(dá)式變?yōu)槿糁豢紤]擺長(zhǎng)測(cè)量偏小造成的影響，則圖像的斜率不變，測(cè)量值等于真實(shí)值；（4）根據(jù)題圖可知等效重力加速度為重力加速度沿著垂直于立柱方向的分量，大小為a=gcosβ根據(jù)單擺周期公式變形可知?jiǎng)t應(yīng)作圖像；故選B。16．（2024·北京朝陽·統(tǒng)考二模）（1）某同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)粗測(cè)重力加速度。將一個(gè)質(zhì)量為165g的物體掛在校準(zhǔn)后的豎直彈簧測(cè)力計(jì)下端，靜止時(shí)指針如圖1所示，則重力加速度為m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（2）某同學(xué)用如圖2所示的裝置測(cè)量重力加速度。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖3所示。A、B、C、D、E為紙帶上5個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。根據(jù)紙帶可得重力加速度g=（用、、、T表示）。（3）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖4裝置測(cè)量重力加速度。擺線上端固定在O點(diǎn)，下端懸掛一小鋼球，通過光電門傳感器采集擺動(dòng)周期。①組裝好裝置后，用毫米刻度尺測(cè)量擺線長(zhǎng)度L，用螺旋測(cè)微器測(cè)量小鋼球直徑d。螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖5所示，小鋼球直徑d=mm，記擺長(zhǎng)