(2021-2025)五年高考物理真題分類匯編(全國)專題17 力學實驗(解析版)_第1頁
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五年(2021-2025)高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題17力學實驗考點五年考情(2021-2025)命題趨勢考點1探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關系2025·安徽卷、2025·山東卷2024·廣東卷、江西卷、甘肅卷2022·新課標卷、山東卷2021·河北卷基礎實驗仍是考查重點,如游標卡尺、螺旋測微器的讀數(shù),紙帶類實驗數(shù)據(jù)處理等,常以選擇題或填空題形式出現(xiàn)。命題注重實驗創(chuàng)新與開放,可能會改變實驗條件或增加條件限制,要求學生設計實驗原理和步驟,反思實驗結果并提出改進措施。同時,會加強對實驗原理理解、實驗數(shù)據(jù)處理及綜合能力考查,要求學生具備良好實驗素養(yǎng)和創(chuàng)新能力,能將所學知識靈活應用于新情境中??键c2驗證機械能守恒定律2025·河南卷、甘肅卷2023·天津卷2022·河北卷2021·浙江卷、海南卷考點3驗證動量守恒定律2024·河南卷、北京卷2023·遼寧卷2022·天津卷考點4其他力學實驗2025·北京卷2024·河北卷2023·全國乙卷2022·重慶卷考點01探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關系1.(2025·廣西·高考真題)在用如圖甲的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中:(1)探究小車加速度與小車所受拉力的關系時,需保持小車(含加速度傳感器,下同)質(zhì)量不變,這種實驗方法是____。(2)實驗時,調(diào)節(jié)定滑輪高度,使連接小車的細繩與軌道平面保持_____。(3)由該裝置分別探究M、N兩車加速度a和所受拉力F的關系,獲得圖像如圖乙,通過圖乙分析實驗是否需要補償阻力(即平衡阻力)。如果需要,說明如何操作;如果不需要,說明理由。(4)懸掛重物讓M、N兩車從靜止釋放經(jīng)過相同位移的時間比為n,兩車均未到達軌道末端,則兩車加速度之比_____?!敬鸢浮?1)控制變量法(2)平行(3)需要;撤出細繩連接的力傳感器和重物,將木板左端用墊塊墊起適當高度,使小車能沿木板勻速下滑。(4)【詳析】(1)在探究小車加速度與小車所受拉力的關系時,需保持小車(含加速度傳感器)質(zhì)量不變,這種實驗方法是控制變量法。(2)實驗時,為使小車受到的合外力等于細繩的拉力,要調(diào)節(jié)定滑輪高度,使連接小車的細繩與軌道平面保持平行,保證細繩對小車的拉力方向與小車運動方向一致,減小實驗誤差。(3)由圖乙可知,當拉力F為某一值時才產(chǎn)生加速度,說明小車受到摩擦力,需要補償阻力。補償方法:撤出細繩連接的力傳感器和重物,將木板左端用墊塊墊起適當高度,使小車能沿木板勻速下滑。(4)兩車均從靜止釋放,都做初速度為零的勻加速直線運動,根據(jù)勻變速直線運動的位移公式可知因為聯(lián)立解得2.(2025·安徽·高考真題)某實驗小組通過實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關系。(1)利用圖甲裝置進行實驗,要平衡小車受到的阻力。平衡阻力的方法是:調(diào)整軌道的傾斜度,使小車___________。(選填正確答案標號)a.能在軌道上保持靜止b.受牽引時,能拖動紙帶沿軌道做勻速運動c.不受牽引時,能拖動紙帶沿軌道做勻速運動(2)利用圖乙裝置進行實驗,箱體的水平底板上安裝有力傳感器和加速度傳感器,將物體置于力傳感器上,箱體沿豎直方向運動。利用傳感器測得物體受到的支持力和物體的加速度a,并將數(shù)據(jù)實時傳送到計算機。①圖丙是根據(jù)某次實驗采集的數(shù)據(jù)生成的和a隨時間t變化的散點圖,以豎直向上為正方向。時,物體處于___________(選填“超重”或“失重”)狀態(tài);以為橫軸、a為縱軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)擬合得到的圖像為圖丁中的圖線a、②若將物體質(zhì)量增大一倍,重新進行實驗,其圖像為圖丁中的圖線___________。(選填“b”“c”或“d”)【答案】(1)c(2)失重d【詳析】(1)平衡阻力的方法是:調(diào)整軌道的傾斜度,使小車不受牽引時,能拖動紙帶沿軌道做勻速運動。故選c。(2)[1]根據(jù)圖像可知時,加速度方向豎直向下,故處于失重狀態(tài);[2]對物體根據(jù)牛頓第二定律整理得可知圖像的斜率為,故將物體質(zhì)量增大一倍,圖像斜率變小,縱軸截距不變,其圖像為圖丁中的圖線d。3.(2025·山東·高考真題)某小組采用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律,部分實驗步驟如下:(1)將兩光電門安裝在長直軌道上,選擇寬度為d的遮光片固定在小車上,調(diào)整軌道傾角,用跨過定滑輪的細線將小車與托盤及砝碼相連。選用________(填“5.00”或“1.00”)的遮光片,可以較準確地測量遮光片運動到光電門時小車的瞬時速度。(2)將小車自軌道右端由靜止釋放,從數(shù)字毫秒計分別讀取遮光片經(jīng)過光電門1、光電門2時的速度、,以及從遮光片開始遮住光電門1到開始遮住光電門2的時間,計算小車的加速度________(結果保留2位有效數(shù)字)。(3)將托盤及砝碼的重力視為小車受到的合力F,改變砝碼質(zhì)量,重復上述步驟,根據(jù)數(shù)據(jù)擬合出圖像,如圖乙所示。若要得到一條過原點的直線,實驗中應________(填“增大”或“減小”)軌道的傾角。(4)圖乙中直線斜率的單位為________(填“”或“”)?!敬鸢浮?1)1.00(2)(3)增大(4)【詳析】(1)實驗用遮光片通過光電門的平均速度代替瞬時速度,遮光片寬度越小,代替時的誤差越小,故為較準確地測量遮光片運動到光電門時小車的瞬時速度,選擇寬度較小的的遮光片;(2)根據(jù)加速度的定義式可得(3)根據(jù)圖像可知當有一定大小的外力F時此時小車的加速度仍為零,可知平衡摩擦力不足,若要得到一條過原點的直線,需要平衡摩擦力,故實驗中應增大軌道的傾角;(4)圖乙中直線斜率為,根據(jù)可知直線斜率的單位為。4.(2025·陜晉青寧卷·高考真題)下圖為探究加速度與力、質(zhì)量關系的部分實驗裝置。(1)實驗中應將木板__________________(填“保持水平”或“一端墊高”)。(2)為探究加速度a與質(zhì)量m的關系,某小組依據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖像如圖所示,很難直觀看出圖線是否為雙曲線。如果采用作圖法判斷a與m是否成反比關系,以下選項可以直觀判斷的有_________。(多選,填正確答案標號)0.250.6180.330.4820.400.4030.500.3171.000.152A.圖像 B.圖像 C.圖像 D.圖像(3)為探究加速度與力的關系,在改變作用力時,甲同學將放置在實驗桌上的槽碼依次放在槽碼盤上;乙同學將事先放置在小車上的槽碼依次移到槽碼盤上,在其他實驗操作相同的情況下,_________(填“甲”或“乙”)同學的方法可以更好地減小誤差?!敬鸢浮?1)一端墊高(2)AC(3)乙【詳析】(1)實驗需補償阻力,消除木板對小車的阻力的影響,應將木板一端墊高,使小車在無拉力時能勻速運動。(2)A.作出圖像,可以將圖像“化曲為直”,便于判斷,a與m是否成反比關系,故A正確;B.作出圖像,無法體現(xiàn)a與m是否成反比關系,故B錯誤;C.作出圖像,若a與m是成反比關系,有為定值,則圖像是一條平行與橫軸的直線,可見解判斷a與m是否成反比關系,故C正確;D.作出圖像,無法體現(xiàn)a與m是否成反比關系,故D錯誤。故選AC。(3)甲同學的方法中,槽碼依次放在槽碼盤上,小車質(zhì)量M不變,拉力(m為槽碼總質(zhì)量),但隨著m增大,不滿足條件,拉力與mg偏差增大,誤差變大;乙同學的方法中,將小車上的槽碼移到槽碼盤上,總質(zhì)量不變(M為小車質(zhì)量,m為槽碼質(zhì)量),拉力(當時近似,但實際總質(zhì)量不變),拉力更接近理論值,系統(tǒng)誤差更小,故乙同學方法更好。5.(2025·浙江·高考真題)“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗裝置如圖所示。(1)如圖是某次實驗中得到的紙帶的一部分。每5個連續(xù)打出的點為一個計數(shù)點,電源頻率為,打下計數(shù)點3時小車速度為_____(保留三位有效數(shù)字)。(2)下列說法正確的是_____(多選)A.改變小車總質(zhì)量,需要重新補償阻力B.將打點計時器接到輸出電壓為的交流電源上C.調(diào)節(jié)滑輪高度,使牽引小車的細線跟長木板保持平行D.小車應盡量靠近打點計時器,并應先接通電源,后釋放小車(3)改用如圖1所示的氣墊導軌進行實驗。氣墊導軌放在水平桌面上并調(diào)至水平,滑塊在槽碼的牽引下先后通過兩個光電門,配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過光電門1、2的遮光時間分別為,測得兩個光電門間距為x,用游標卡尺測量遮光條寬度d,結果如圖2所示,其讀數(shù)_____mm,則滑塊加速度_____(用題中所給物理量符號表示)?!敬鸢浮?1)0.390(2)CD(3)10.00【詳析】(1)相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s打計數(shù)點3時的速度(2)A.平衡摩擦力時滿足兩邊質(zhì)量消掉,改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力,選項A錯誤;B.電火花計時器需要接220V交流電源,選項B錯誤;C.調(diào)節(jié)滑輪高度,使牽引小車的細線根長木板保持平行,選項C正確;D.小車應盡量接近打點計時器,并應該先接通電源后釋放小車,以充分利用紙帶,選項D正確。故選CD。(3)[1]遮光條寬度d=10mm+0.05mm×0=10.00mm[2]經(jīng)過兩光電門時的速度分別為根據(jù)解得6.(2024·天津·高考真題)某同學用圖示裝置探究加速度與力的關系。(1)為補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力,調(diào)節(jié)木板傾角,使小車在不掛槽碼時運動,并打出紙帶進行檢驗,下圖中能表明補償阻力恰當?shù)氖莀________;A. B.C. D.(2)某次實驗得到一條紙帶,部分計數(shù)點如下圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,圖中未畫出),測得。已知打點計時器所接交流電源頻率為,則小車的加速度_________(要求充分利用測量數(shù)據(jù),結果保留兩位有效數(shù)字);(3)該同學將一個可以直接測出繩子拉力的傳感器安裝在小車上,小車和傳感器總質(zhì)量為。按要求補償阻力后,該同學共進行了四次實驗,懸掛的槽碼質(zhì)量依次為處理數(shù)據(jù)時,用兩種方式得到小車(含傳感器)受到的合力,一種將槽碼所受重力當作合力、另一種將傳感器示數(shù)當作合力,則這兩種方式得到的合力差異最大時,槽碼質(zhì)量為_________g?!敬鸢浮?1)B(2)0.51(3)40【詳析】(1)若補償摩擦力恰當,則小車應該勻速運動,打出的紙帶應該點跡均勻分布,故選B。(2)每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出,可知T=0.1s;小車的加速度(3)根據(jù)牛頓第二定律,對砝碼mg-T=ma對小車T=Ma可得則當m較小時傳感器的示數(shù)越接近與砝碼的重力mg;m越大,則傳感器的示數(shù)與砝碼重力的差異越大,即這兩種方式得到的合力差異最大時,槽碼質(zhì)量為40g。7.(2024·甘肅·高考真題)用圖1所示實驗裝置探究外力一定時加速度與質(zhì)量的關系。(1)以下操作正確的是______(單選,填正確答案標號)。A.使小車質(zhì)量遠小于槽碼質(zhì)量 B.調(diào)整墊塊位置以補償阻力C.補償阻力時移去打點計時器和紙帶 D.釋放小車后立即打開打點計時器(2)保持槽碼質(zhì)量不變,改變小車上砝碼的質(zhì)量,得到一系列打點紙帶。其中一條紙帶的計數(shù)點如圖2所示,相鄰兩點之間的距離分別為,時間間隔均為T。下列加速度算式中,最優(yōu)的是______(單選,填正確答案標號)。A.B.C.D.(3)以小車和砝碼的總質(zhì)量M為橫坐標,加速度的倒數(shù)為縱坐標,甲、乙兩組同學分別得到的圖像如圖3所示。由圖可知,在所受外力一定的條件下,a與M成______(填“正比”或“反比”);甲組所用的______(填“小車”、“砝碼”或“槽碼”)質(zhì)量比乙組的更大。【答案】(1)B(2)D(3)反比槽碼【詳析】(1)A.為了使小車所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力,故應使小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)量,故A錯誤;B.為了保證小車所受細線拉力等于小車所受合力,則需要調(diào)整墊塊位置以補償阻力,也要保持細線和長木板平行,故B正確;C.補償阻力時不能移去打點計時器和紙帶,需要通過紙帶上點跡是否均勻來判斷小車是否做勻速運動,故C錯誤;D.根據(jù)操作要求,應先打開打點計時器再釋放小車,故D錯誤。故選B。(2)根據(jù)逐差法可知聯(lián)立可得小車加速度表達式為故選D。(3)[1]根據(jù)圖像可知與M成正比,故在所受外力一定的條件下,a與M成反比;[2]設槽碼的質(zhì)量為m,則由牛頓第二定律化簡可得故斜率越小,槽碼的質(zhì)量m越大,由圖可知甲組所用的槽碼質(zhì)量比乙組的更大。8.(2024·江西·高考真題)某小組探究物體加速度與其所受合外力的關系。實驗裝置如圖(a)所示,水平軌道上安裝兩個光電門,小車上固定一遮光片,細線一端與小車連接,另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。(1)實驗前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度,使細線與軌道平行,再適當墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。(2)小車的質(zhì)量為。利用光電門系統(tǒng)測出不同鉤碼質(zhì)量m時小車加速度a。鉤碼所受重力記為F,作出圖像,如圖(b)中圖線甲所示。(3)由圖線甲可知,F(xiàn)較小時,a與F成正比;F較大時,a與F不成正比。為了進一步探究,將小車的質(zhì)量增加至,重復步驟(2)的測量過程,作出圖像,如圖(b)中圖線乙所示。(4)與圖線甲相比,圖線乙的線性區(qū)間____________,非線性區(qū)間____________。再將小車的質(zhì)量增加至,重復步驟(2)的測量過程,記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a,如表所示(表中第組數(shù)據(jù)未列出)。序號12345鉤碼所受重力0.0200.0400.0600.0800.100小車加速度0.260.550.821.081.36序號67815鉤碼所受重力0.1200.1400.160……0.300小車加速度1.671.952.20……3.92(5)請在圖(b)中補充描出第6至8三個數(shù)據(jù)點,并補充完成圖線丙_________。(6)根據(jù)以上實驗結果猜想和推斷:小車的質(zhì)量____________時,a與F成正比。結合所學知識對上述推斷進行解釋:______________________。【答案】較大較小遠大于鉤碼質(zhì)量見解析【詳析】(4)[1][2]由題圖(b)分析可知,與圖線甲相比,圖線之的線性區(qū)間較大,非線性區(qū)間較?。唬?)[3]在坐標系中進行描點,結合其他點用平滑的曲線擬合,使盡可能多的點在線上,不在線上的點均勻分布在線的兩側,如下圖所示(6)[4][5]設繩子拉力為,對鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有對小車根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得變形得當時,可認為則即a與F成正比。9.(2024·浙江·高考真題)如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗裝置。(1)該實驗中同時研究三個物理量間關系是很困難的,因此我們采用的研究方法是_____;A.放大法

B.控制變量法

C.補償法(2)該實驗過程中操作正確的是____;A.補償阻力時小車未連接紙帶B.先接通打點計時器電源,后釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與水平桌面平行(3)在小車質(zhì)量___(選填“遠大于”或“遠小于”)槽碼質(zhì)量時,可以認為細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___;A.用氣墊導軌代替普通導軌,滑塊代替小車B.在小車上加裝遮光條,用光電計時系統(tǒng)代替打點計時器C.在小車與細繩之間加裝力傳感器,測出小車所受拉力大?。?)經(jīng)正確操作后獲得一條如圖2所示的紙帶,建立以計數(shù)點0為坐標原點的x軸,各計數(shù)點的位置坐標分別為0、、、。已知打點計時器的打點周期為T,則打計數(shù)點5時小車速度的表達式___;小車加速度的表達式是___。A.

B.

C.【答案】BB遠大于系統(tǒng)誤差CA【詳析】(1)[1]該實驗中同時研究三個物理量間關系是很困難的,因此我們可以控制其中一個物理量不變,研究另外兩個物理量之間的關系,即采用了控制變量法。故選B。(2)[2]A.補償阻力時小車需要連接紙帶,一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡,另外一方面是通過紙帶上的點間距判斷小車是否在長木板上做勻速直線運動,故A錯誤;B.由于小車速度較快,且運動距離有限,打出的紙帶長度也有限,為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當?shù)臄?shù)據(jù)點,實驗時應先接通打點計時器電源,后釋放小車,故B正確;C.為使小車所受拉力與速度同向,應調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行,故C錯誤。故選B。(3)[3]設小車質(zhì)量為M,槽碼質(zhì)量為m。對小車和槽碼根據(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)量遠大于槽碼質(zhì)量時,可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。[4]上述做法引起的誤差是由于實驗方法或原理不完善造成的,屬于系統(tǒng)誤差。[5]該誤差是將細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(實驗中已經(jīng)補償了阻力)或是速度測量精度低造成的,為減小此誤差,可在小車與細繩之間加裝力傳感器,測出小車所受拉力大小。故選C。(4)[6]相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為打計數(shù)點5時小車速度的表達式為[7]根據(jù)逐差法可得小車加速度的表達式是故選A。10.(2022·浙江·高考真題)(1)①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置如圖1所示,長木板水平放置,細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分,以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點,則打計數(shù)點B時小車位移大小為______cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點,求得加速度為______m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗,需調(diào)整的是______。A.換成質(zhì)量更小的小車

B.調(diào)整長木板的傾斜程度C.把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼

D.改變連接小車的細繩與長木板的夾角(2)“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示,在該實驗中,①下列說法正確的是______;A.拉著細繩套的兩只彈簧秤,穩(wěn)定后讀數(shù)應相同

B.在已記錄結點位置的情況下,確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D.測量時,橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤,為了完成該實驗至少需要______(選填“2”、“3”或“4”)次把橡皮條結點拉到O點?!敬鸢浮?.15~6.251.7~2.1BC/CBD3【詳析】(1)[1]依題意,打計數(shù)點B時小車位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差,6.15cm~6.25cm也可;[2]由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點,有考慮到偶然誤差,1.7m/s2~2.1m/s2也可;[3]A.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時,需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量,所以不需要換質(zhì)量更小的車,故A錯誤;B.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時,需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,所以需要將長木板安打點計時器一端較滑輪一端適當?shù)母咭恍?,故B正確;C.以系統(tǒng)為研究對象,依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時有考慮到實際情況,即,有則可知而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量,即;可知目前實驗條件不滿足,所以利用當前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”時,需將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼,以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所懸掛物體的質(zhì)量,故C正確;D.實驗過程中,需將連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板始終保持平行,與之前的相同,故D錯誤。故選BC。(2)[4]A.在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下,使拉力適當大些,不必使兩只測力計的示數(shù)相同,故A錯誤;B.在已記錄結點位置的情況下,確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了,故B錯誤;C.實驗中拉彈簧秤時,只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦,此時彈簧測力計的示數(shù)即為彈簧對細繩的拉力相等,與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關,故C錯誤;D.為了減小實驗中摩擦對測量結果的影響,拉橡皮條時,橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板,故D正確。故選D。[5]若只有一只彈簧秤,為了完成該實驗,用手拉住一條細繩,用彈簧稱拉住另一條細繩,互成角度的拉橡皮條,使其結點達到某一點O,記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1和兩個拉力的方向;交換彈簧稱和手所拉細繩的位置,再次將結點拉至O點,使兩力的方向與原來兩力方向相同,并記下此時彈簧稱的示數(shù)F2;只有一個彈簧稱將結點拉至O點,并記下此時彈簧稱的示數(shù)F的大小及方向;所以若只有一只彈簧秤,為了完成該實驗至少需要3次把橡皮條結點拉到O。11.(2022·山東·高考真題)在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實驗。受此啟發(fā)。某同學利用氣墊導軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設計了測量物體質(zhì)量的實驗,如圖甲所示。主要步驟如下:①將力傳感器固定在氣墊導軌左端支架上,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。彈簧處于原長時滑塊左端位于O點。A點到O點的距離為5.00cm,拉動滑塊使其左端處于A點,由靜止釋放并開始計時;④計算機采集獲取數(shù)據(jù),得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時間t變化的圖像,部分圖像如圖乙所示?;卮鹨韵聠栴}(結果均保留兩位有效數(shù)字):(1)彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m。(2)該同學從圖乙中提取某些時刻F與a的數(shù)據(jù),畫出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________kg。(3)該同學在滑塊上增加待測物體,重復上述實驗步驟,在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ,則待測物體的質(zhì)量為________kg?!敬鸢浮?20.200.13【詳析】(1)[1]由題知,彈簧處于原長時滑塊左端位于O點,A點到O點的距離為5.00cm。拉動滑塊使其左端處于A點,由靜止釋放并開始計時。結合圖乙的F—t圖有Δx=5.00cm,F(xiàn)=0.610N根據(jù)胡克定律計算出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]滑塊上增加待測物體,同理,根據(jù)圖丙中II,則有則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′≈0.33kg則待測物體的質(zhì)量為Δm=m′-m=0.13kg12.(2021·北京·高考真題)物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如:(1)實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內(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。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點,其中一部分如圖2所示,B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時,紙帶運動的速度vC=________m/s(結果保留小數(shù)點后兩位)。(3)實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請分析說明這個要求的理由。()【答案】31.40.44見解析【詳析】(1)[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則有(2)[2]每隔4個點取一個點作為計數(shù)點,故兩計數(shù)點間有5個間隔;故兩點間的時間間隔為勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,則有(3)[3]設繩的拉力為T,小車運動的加速度為a。對桶和砂,有對小車,有得小車受到細繩的拉力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,才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運動的合力F。13.(2021·湖南·高考真題)某實驗小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實驗步驟如下:(1)用游標卡尺測量墊塊厚度,示數(shù)如圖(b)所示,___________;(2)接通氣泵,將滑塊輕放在氣墊導軌上,調(diào)節(jié)導軌至水平;(3)在右支點下放一墊塊,改變氣墊導軌的傾斜角度;(4)在氣墊導軌合適位置釋放滑塊,記錄墊塊個數(shù)和滑塊對應的加速度;(5)在右支點下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同),重復步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:1234560.0870.1800.2600.4250.519根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點,繪制圖線___________。如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的,其應該是___________(保留三位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?.020.342(在誤差允許的范圍內(nèi)均算對)【詳析】(1)[1]墊塊的厚度為h=1cm+2×0.1mm=1.02cm(5)[2]繪制圖線如圖;[3]根據(jù)可知a與n成正比關系,則根據(jù)圖像可知,斜率解得a=0.342m/s2考點02驗證機械能守恒定律14.(2025·湖北·高考真題)某同學利用如圖(a)所示的實驗裝置來測量重力加速度大小g。細繩跨過固定在鐵架臺上不可轉動的小圓柱體,兩端各懸掛一個重錘。實驗步驟如下:①用游標卡尺測量遮光片的寬度d。②將遮光片固定在重錘1上,用天平測量重錘1和遮光片的總質(zhì)量m、重錘2的質(zhì)量M(M>m)。③將光電門安裝在鐵架臺上,將重錘1壓在桌面上,保持系統(tǒng)靜止,重錘2離地面足夠高。用刻度尺測量遮光片中心到光電門的豎直距離H。④啟動光電門,釋放重錘1,用毫秒計測出遮光片經(jīng)過光電門所用時間t。⑤根據(jù)上述數(shù)據(jù)求出重力加速度g。⑥多次改變光電門高度,重復步驟,求出g的平均值?;卮鹣铝袉栴}:(1)測量d時,游標卡尺的示數(shù)如圖(b)所示,可知______cm。(2)重錘1通過光電門時的速度大小為______(用遮光片d、t表示)。若不計摩擦,g與m、M、d、t、H的關系式為______。(3)實驗發(fā)現(xiàn),當M和m之比接近于1時,g的測量值明顯小于真實值。主要原因是圓柱體表面不光滑,導致跨過圓柱體的繩兩端拉力不相等。理論分析表明,圓柱體與繩之間的動摩擦因數(shù)很小時,跨過圓柱體的繩兩端拉力差,其中是只與圓柱體表面動摩擦因數(shù)有關的常數(shù)。保持不變,其中,。足夠小時,重錘運動的加速度大小可近似表示為。調(diào)整兩重錘的質(zhì)量,測得不同β時重錘的加速度大小a,結果如下表。根據(jù)表格數(shù)據(jù),采用逐差法得到重力加速度大小______(保留三位有效數(shù)字)。β0.040.060.080.10a/(m/s2)0.0840.2810.4770.673【答案】(1)0.515(2)(3)9.81【詳析】(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律,該游標卡尺的讀數(shù)為(2)[1]根據(jù)光電門的測速原理,重錘1通過光電門時的速度大小為[2]對重錘1與重錘2構成的系統(tǒng)進行分析,根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律有其中解得(3)由于是只與圓柱體表面動摩擦因數(shù)有關的常數(shù),且有取表格從左至右四組數(shù)據(jù)分別為和對應的利用表格中的數(shù)據(jù),根據(jù)逐差法有帶入數(shù)據(jù)可則重力加速度15.(2025·河北·高考真題)(1)某學習小組把熱敏電阻置于帶有溫控的加熱裝置中,利用圖1所示電路研究熱敏電阻的溫度特性。①閉合開關S,觀察到溫度改變時電流表示數(shù)也隨之改變。定量研究熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的規(guī)律時,將歐姆表兩表筆分別接到熱敏電阻兩端測量其阻值,這時開關S應________(填“斷開”或“閉合”)。②按照正確方法測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。電阻與溫度t的關系分別對應圖2中曲線。設計電路時,為防止用電器發(fā)生故障引起電流異常增大,導致個別電子元件溫度過高而損壞,可串聯(lián)一個熱敏電阻抑制電流異常增大,起到過熱保護作用。這種熱敏電阻與電阻________(填“”或“”)具有相同溫度特性。(2)某學習小組在傾斜的氣墊導軌上驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖3所示,當?shù)刂亓铀俣葹間。①方案設計階段,該小組同學對需要測量哪些物理量產(chǎn)生了不同意見。甲同學:需測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量、滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。乙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。丙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的距離。你認為________(填“甲”“乙”或“丙”)同學的方案不可行。②如圖3,光電門中光源與光敏管相對,光源發(fā)出的光使光敏管感光。當滑塊經(jīng)過時,遮光條把光遮住,計時器記錄遮光時間,可計算出滑塊的速度。實驗中使用的遮光條寬度,光電門寬度。某次測量時,記錄通過光電門A的遮光時間為,則滑塊經(jīng)過光電門A的速度大小為________。【答案】(1)斷開(2)丙0.4【詳析】(1)①[1]用歐姆表測量熱敏電阻的阻值時應該讓熱敏電阻與電源斷開,即開關S應該斷開;②[2]由題意可知要串聯(lián)的熱敏電阻的阻值應該隨溫度的增加而快速增加,從而抑制電路中電流的增加,由圖可知熱敏電阻R1在溫度65℃左右電阻異常變化較大,則為防止用電器用電器故障引起電流異常增加,可串聯(lián)一個熱敏電阻與R1具有相同溫度特性的熱敏電阻;(2)①[1]要驗證的關系為可得則只需要測量滑塊經(jīng)過兩光電門時的速度和兩個光電門間的豎直高度差,即甲乙同學的方案可行,丙同學的方案不可行;②[2]滑塊經(jīng)過光電門的速度為16.(2025·河南·高考真題)實驗小組利用圖1所示裝置驗證機械能守恒定律??蛇x用的器材有:交流電源(頻率)、鐵架臺、電子天平、重錘、打點計時器、紙帶、刻度尺等。(1)下列所給實驗步驟中,有4個是完成實驗必需且正確的,把它們選擇出來并按實驗順序排列:________(填步驟前面的序號)①先接通電源,打點計時器開始打點,然后再釋放紙帶②先釋放紙帶,然后再接通電源,打點計時器開始打點③用電子天平稱量重錘的質(zhì)量④將紙帶下端固定在重錘上,穿過打點計時器的限位孔,用手捏住紙帶上端⑤在紙帶上選取一段,用刻度尺測量該段內(nèi)各點到起點的距離,記錄分析數(shù)據(jù)⑥關閉電源,取下紙帶(2)圖2所示是紙帶上連續(xù)打出的五個點A、B、C、D、E到起點的距離。則打出B點時重錘下落的速度大小為________(保留3位有效數(shù)字)。(3)紙帶上各點與起點間的距離即為重錘下落高度h,計算相應的重錘下落速度v,并繪制圖3所示的關系圖像。理論上,若機械能守恒,圖中直線應________(填“通過”或“不通過”)原點且斜率為________(用重力加速度大小g表示)。由圖3得直線的斜率________(保留3位有效數(shù)字)。(4)定義單次測量的相對誤差,其中是重錘重力勢能的減小量,是其動能增加量,則實驗相對誤差為________(用字母k和g表示);當?shù)刂亓铀俣却笮∪?,則________(保留2位有效數(shù)字),若,可認為在實驗誤差允許的范圍內(nèi)機械能守恒?!敬鸢浮?1)④①⑥⑤(2)1.79(3)通過19.0(4)3.1【詳析】(1)實驗步驟為:將紙帶下端固定在重錘上,穿過打點計時器的限位孔,用手捏住紙帶上端,先接通電源,打點計時器開始打點,然后再釋放紙帶,關閉電源,取下紙帶,在紙帶上選取一段,用刻度尺測量該段內(nèi)各點到起點的距離,記錄分析數(shù)據(jù),根據(jù)原理可知質(zhì)量可以約掉,不需要用電子天平稱量重錘的質(zhì)量。故選擇正確且正確排序為④①⑥⑤。(2)根據(jù)題意可知紙帶上相鄰計數(shù)點時間間隔根據(jù)勻變速直線運動中間時刻瞬時速度等于該過程平均速度可得代入數(shù)據(jù)可得(3)[1][2]根據(jù)整理可得可知理論上,若機械能守恒,圖中直線應通過原點,且斜率[3]由圖3得直線的斜率(4)[1]根據(jù)題意有可得[2]當?shù)刂亓铀俣却笮∪?,代入?shù)據(jù)可得。17.(2025·江蘇·高考真題)小明同學探究機械能守恒定律,實驗裝置如圖。實驗時,將小鋼球在斜槽上某位置A由靜止釋放,鋼球沿斜槽通過末端O處的光電門,光電門記錄下鋼球的遮光時間t。用游標卡尺測出鋼球的直徑d,由得出其通過光電門的速度v,再計算出動能增加量。用刻度尺測得鋼球下降的高度h,計算出重力勢能減少量。(1)安裝實驗裝置的操作有:①在斜槽末端安裝光電門

②調(diào)節(jié)斜槽在豎直平面內(nèi)③調(diào)節(jié)斜槽末端水平

④將斜槽安裝到底座上其合理的順序是__________(選填“A”“B”或“C”)。A.①②③④ B.④②③① C.④①②③(2)測量鋼球直徑的正確操作是圖中__________(選填“甲”或“乙”)所示的方式。(3)在斜槽上5個不同的位置由靜止釋放鋼球。測量得出的實驗數(shù)據(jù)見表1。已知鋼球的質(zhì)量,重力加速度。請將下表的數(shù)據(jù)補充完整。表14.005.006.007.008.004.906.257.458.7810.07.849.8011.813.7_______(4)實驗數(shù)據(jù)表明,明顯小于,鋼球在下降過程中發(fā)生機械能的損失。小明認為,機械能的損失主要是由于鋼球受到的摩擦力做功造成的。為驗證此猜想,小明另取一個完全相同的斜槽按下圖平滑對接。若鋼球從左側斜槽上A點由靜止釋放,運動到右側斜槽上,最高能到達B點,A、B兩點高度差為H.則該過程中,摩擦力做功大小的理論值__________(用m、g、H表示)。(5)用上圖的裝置,按表1中所列部分高度h進行實驗,測得摩擦力做功大小。由于觀察到H值較小,小明認為,AO過程摩擦力做功近似等于AB過程的一半,即。然后通過表1的實驗數(shù)據(jù),計算出AO過程損失的機械能。整理相關數(shù)據(jù),見表2。表24.005.006.007.002.943.554.354.920.981.081.181.27上表中與相差明顯。小明認為這是由于用近似計算不合理。你是否同意他的觀點?______________請根據(jù)表2數(shù)據(jù)簡要說明理由。______________【答案】(1)B(2)甲(3)15.7(4)mgH(5)同意小球減小的重力勢能有一部分轉化為小球的轉動動能,相差很大的原因是小球的轉動動能沒有計入【詳析】(1)正確步驟為將斜槽安置于底座,調(diào)節(jié)斜槽在豎直平面內(nèi),調(diào)節(jié)斜槽末端水平,安裝光電門,序號為④②③①。故選B。(2)測量小球直徑的正確操作需要確保測量工具與小球接觸良好,并且小球的位置不會導致測量誤差。在圖中的情形中,甲圖示顯示出的卡尺測量方式更準確地使卡尺的兩測量面與小球的表面垂直接觸,適合測量直徑。而乙圖因為夾持不住小球,使得小球并沒有夾在量爪之間,測量不準確。故選甲。(3)根據(jù)可知下降高度為時減少的重力勢能為下降高度為的二倍,代入數(shù)據(jù)可得(4)根據(jù)動能定理可得可得(5)[1][2]同意,原因是小球減小的重力勢能有一部分轉化為小球的轉動動能,相差很大的原因是小球的轉動動能沒有計入。18.(2024·浙江·高考真題)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中(1)下列操作正確的是_。A. B. C.(2)實驗獲得一條紙帶,截取點跡清晰的一段并測得數(shù)據(jù)如圖所示已知打點的頻率為50Hz,則打點“13”時,重錘下落的速度大小為___________m/s(保留三位有效數(shù)字)。(3)某同學用紙帶的數(shù)據(jù)求出重力加速度g=9.77m/s2,并用此g值計算得出打點“1”到“13”過程重錘的重力勢能減小值為5.09m,另計算得動能增加值為5.08m(m為重錘質(zhì)量)則該結果______(選填“能”或“不能”驗證機械能守恒定律,理由是()A.在誤差允許范圍內(nèi)B.沒有用當?shù)氐闹亓铀俣萭【答案】(1)B(2)3.34(3)不能B【詳析】(1)應手提紙帶上端使紙帶豎直,同時使重物靠近打點計時器,由靜止釋放。故選B。(2)根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程平均速度可得打點“13”時,重錘下落的速度大小(3)[1][2]某同學用紙帶的數(shù)據(jù)求出重力加速度g=9.77m/s2,并用此g值計算得出打點“1”到“13”過程重錘的重力勢能減小值為5.09m,另計算得動能增加值為5.08m(m為重錘質(zhì)量),則該結果不能驗證機械能守恒定律,理由是:該同學求出的9.77m/s2是重錘受到空氣阻力時做勻加速運動的加速度a=9.77m/s2,不是當?shù)氐闹亓铀俣龋?.09m也不是重力勢能的減少量。沒有當?shù)氐闹亓铀俣鹊臄?shù)值,無法求出重力勢能的減少量,所以無法驗證機械能守恒定律。故選B。19.(2023·天津·高考真題)某同學利用圖示的氣墊導軌實驗裝置驗證機械能守恒定律,主要實驗步驟如下:A.將桌面上的氣墊導軌調(diào)至水平;B.測出遮光條的寬度dC.將滑塊移至圖示位置,測出遮光條到光電門的距離lD.由靜止釋放滑塊,讀出遮光條通過光電門的遮光時間tE.秤出托盤和砝碼總質(zhì)量,滑塊(含遮光條)的質(zhì)量已知當?shù)刂亓铀俣葹間,回答以下問題(用題中所給的字母表示)(1)遮光條通過光電門時的速度大小為_________;(2)遮光條由靜止運動至光電門的過程,系統(tǒng)重力勢能減少了_________,遮光條經(jīng)過光電門時,滑塊、托盤和砝碼的總動能為_________;(3)通過改變滑塊的釋放位置,測出多組、數(shù)據(jù)﹐利用實驗數(shù)據(jù)繪制圖像如圖。若圖中直線的斜率近似等于________,可認為該系統(tǒng)機械能守恒。【答案】【詳析】(1)[1]小車通過光電門時的速度為(2)[2]從釋放到小車經(jīng)過光電門,這一過程中,系統(tǒng)重力勢能減少量為[3]從釋放到小車經(jīng)過光電門,這一過程中,系統(tǒng)動能增加量為(3)[4]改變l,做多組實驗,做出如圖以l為橫坐標。以為縱坐標的圖像,若機械能守恒成立有整理有可知,若圖中直線的斜率近似等于,可認為該系統(tǒng)機械能守恒。20.(2022·湖北·高考真題)某同學設計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。一根輕繩一端連接固定的拉力傳感器,另一端連接小鋼球,如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放,使小鋼球在豎直平面內(nèi)擺動,記錄鋼球擺動過程中拉力傳感器示數(shù)的最大值和最小值。改變小鋼球的初始釋放位置,重復上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù)在直角坐標系中繪制的圖像是一條直線,如圖乙所示。(1)若小鋼球擺動過程中機械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為_______。(2)由圖乙得:直線的斜率為______,小鋼球的重力為_______N。(結果均保留2位有效數(shù)字)(3)該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是______(單選,填正確答案標號)。A.小鋼球擺動角度偏大B.小鋼球初始釋放位置不同C.小鋼球擺動過程中有空氣阻力【答案】0.59C【詳析】(1)[1]設初始位置時,細線與豎直方向夾角為θ,則細線拉力最小值為到最低點時細線拉力最大,則聯(lián)立可得即若小鋼球擺動過程中機械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為;(2)[2][3]由圖乙得直線的斜率為則小鋼球的重力為(3)[4]該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是小鋼球擺動過程中有空氣阻力,使得機械能減小,故選C。21.(2022·廣東·高考真題)某實驗小組為測量小球從某一高度釋放,與某種橡膠材料碰撞導致的機械能損失,設計了如圖(a)所示的裝置,實驗過程如下:(1)讓小球從某一高度由靜止釋放,與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調(diào)節(jié)光電門位置,使小球從光電門正上方釋放后,在下落和反彈過程中均可通過光電門。(2)用螺旋測微器測量小球的直徑,示數(shù)如圖(b)所示,小球直徑__________。(3)測量時,應__________(選填“A”或“B”,其中A為“先釋放小球,后接通數(shù)字計時器”,B為“先接通數(shù)字計時器,后釋放小球”)。記錄小球第一次和第二次通過光電門的遮光時間和。(4)計算小球通過光電門的速度,已知小球的質(zhì)量為m,可得小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失__________(用字母m、d、和表示)。(5)若適當調(diào)高光電門的高度,將會__________(選填“增大”或“減小”)因空氣阻力引起的測量誤差?!敬鸢浮?.884/7.882/7.883/7.885/7.886B增大【詳析】(2)[1]依題意,小球的直徑為(3)[2]在測量時,因小球下落時間很短,如果先釋放小球,有可能會出現(xiàn)時間記錄不完整,所以應先接通數(shù)字計時器,再釋放小球,故選B。(4)[3]依題意,小球向下、向上先后通過光電門時的速度分別為v1、v2,則有則小球與硅膠材料碰撞過程中機械能的損失量為(5)[4]若調(diào)高光電門的高度,較調(diào)整之前小球會經(jīng)歷較大的空中距離,所以將會增大因空氣阻力引起的測量誤差。22.(2022·河北·高考真題)某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守恒定律,實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為k,原長為L0,鉤碼的質(zhì)量為m。已知彈簧的彈性勢能表達式為,其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,當?shù)氐闹亓铀俣却笮間。(1)在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置,測得此時彈簧的長度為L。接通打點計時器電源。從靜止釋放鉤碼,彈簧收縮,得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示,紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T(在誤差允許范圍內(nèi),認為釋放鉤碼的同時打出A點)。從打出A點到打出F點時間內(nèi),彈簧的彈性勢能減少量為______,鉤碼的動能增加量為______,鉤碼的重力勢能增加量為______。(2)利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理,得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關系,如圖3所示。由圖3可知,隨著h增加,兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大,主要原因是______?!敬鸢浮縨gh5見解析【詳析】(1)[1]從打出A點到打出F點時間內(nèi),彈簧的彈性勢能減少量為整理有[2]打F點時鉤碼的速度為由于在誤差允許的范圍內(nèi),認為釋放鉤碼的同時打出A點,則鉤碼動能的增加量為[3]鉤碼的重力勢能增加量為Ep重=mgh5(2)[4]鉤碼機械能的增加量,即鉤碼動能和重力勢能增加量的總和,若無阻力做功則彈簧彈性勢能的減少量等于鉤碼機械能的增加量?,F(xiàn)在隨著h增加,兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大,而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功,則產(chǎn)生這個問題的主要原因是紙帶與限位孔的摩擦力做功變多導致兩曲線間隔變大。23.(2021·海南·高考真題)為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒,某學習小組用如圖所示的氣墊導軌裝置(包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數(shù)字毫秒計)進行實驗。此外可使用的實驗器材還有:天平、游標卡尺、刻度尺。(1)某同學設計了如下的實驗步驟,其中不必要的步驟是___________;①在導軌上選擇兩個適當?shù)奈恢肁、B安裝光電門Ⅰ、Ⅱ,并連接數(shù)字毫秒計;②用天平測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量m;③用游標卡尺測量遮光條的寬度d;④通過導軌上的標尺測出A、B之間的距離l;⑤調(diào)整好氣墊導軌的傾斜狀態(tài);⑥將滑塊從光電門Ⅰ左側某處,由靜止開始釋放,從數(shù)字毫秒計讀出滑塊通過光電門Ⅰ、Ⅱ的時間、;⑦用刻度尺分別測量A、B點到水平桌面的高度、;⑧改變氣墊導軌傾斜程度,重復步驟⑤⑥⑦,完成多次測量。(2)用游標卡尺測量遮光條的寬度d時,游標卡尺的示數(shù)如圖所示,則___________;某次實驗中,測得,則滑塊通過光電門Ⅰ的瞬時速度___________(保留3位有效數(shù)字);(3)在誤差允許范圍內(nèi),若___________(用上述必要的實驗步驟直接測量的物理量符號表示,已知重力加速度為g),則認為滑塊下滑過程中機械能守恒;(4)寫出兩點產(chǎn)生誤差的主要原因:___________?!敬鸢浮竣冖芑瑝K在下滑過程中受到空氣阻力作用,產(chǎn)生誤差;遮光條寬度不夠窄,測量速度不準確,產(chǎn)生誤差【詳析】(1)[1]滑塊沿光滑的斜面下滑過程機械能守恒,需要通過光電門測量通過滑塊運動的速度滑塊下滑過程中機械能守恒,減少的重力勢能轉化為動能整理化簡得所以測量滑塊和遮光條得總質(zhì)量不必要,②滿足題目要求,測量、之間的距離不必要,④滿足題目要求。故選②④。(2)[2]游標卡尺的讀數(shù)為[3]滑塊通過光電門的速度(3)[4]根據(jù)(1)問可知在誤差允許的范圍內(nèi),滿足該等式可認滑塊下滑過程中機械能守恒。(4)[5]滑塊在下滑過程中受到空氣阻力作用,產(chǎn)生誤差;遮光條寬度不夠窄,測量速度不準確,產(chǎn)生誤差。24.(2021·浙江·高考真題)在“驗證機械能守恒定律”實驗中,小王用如圖1所示的裝置,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2所示。O點是打下的第一個點,A、B、C和D為另外4個連續(xù)打下的點。①為了減小實驗誤差,對體積和形狀相同的重物,實驗時選擇密度大的理由是___________。②已知交流電頻率為,重物質(zhì)量為,當?shù)刂亓铀俣?,則從O點到C點,重物的重力勢能變化量的絕對值___________J、C點的動能___________J(計算結果均保留3位有效數(shù)字)。比較與的大小,出現(xiàn)這一結果的原因可能是___________。A.工作電壓偏高

B.存在空氣阻力和摩擦力

C.接通電源前釋放了紙帶【答案】阻力與重力之比更?。ɑ蚱渌侠斫忉專?.5470.588C【詳析】①[1]在驗證機械能守恒實驗時阻力越小越好,因此密度大的阻力與重力之比更?、赱2]由圖中可知OC之間的距離為,因此機械能的減少量為[3]勻變速運動時間中點的速度等于這段時間的平均速度,因此因此動能的增加量為[4]工作電壓偏高不會影響實驗的誤差,存在摩擦力會使重力勢能的減少量大于動能的增加量,只有提前釋放了紙帶,紙帶的初速度不為零,下落到同一位置的速度偏大才會導致動能的增加量大于重力勢能的減少量。考點03驗證動量守恒定律25.(2024·福建·高考真題)某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小,實驗裝置如圖(a)所示。所用器材有:玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下:(1)用電子秤分別測量小車的質(zhì)量M和子彈的質(zhì)量m;(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖(b)所示,寬度d=_______cm;(3)平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B,讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動,若測得擋光片經(jīng)過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms,則應適當調(diào)高軌道的_______(填“左”或“右”)端。經(jīng)過多次調(diào)整,直至擋光時間相等;(4)讓小車處于A的右側,槍口靠近小車,發(fā)射子彈,使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上,小車向左運動經(jīng)過光電門A,測得擋光片經(jīng)過A的擋光時間;(5)根據(jù)上述測量數(shù)據(jù),利用公式v=________(用d、m、M、表示)即可得到子彈離開槍口的速度大小v;(6)重復步驟(4)五次,并計算出每次的v值,填入下表;次數(shù)12345速度v()59.160.960.358.759.5(7)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可得子彈速度大小v的平均值為________m/s。(結果保留3位有效數(shù)字)【答案】0.99右59.7【詳析】(2)[1]游標卡尺的分度值為0.1mm,則擋光片的寬度為(3)[2]小車經(jīng)過光電門的速度為測得擋光片經(jīng)過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms,可知小車經(jīng)過光電門A的速度大于經(jīng)過光電門B的速度,故應適當調(diào)高軌道的右端;(5)[3]小車經(jīng)過光電門的速度為子彈粘上小車的過程,根據(jù)動量守恒定律有解得(7)[4]根據(jù)表格數(shù)據(jù),可得子彈速度大小v的平均值為26.(2024·北京·高考真題)如圖甲所示,讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。(1)關于本實驗,下列做法正確的是_____(填選項前的字母)。A.實驗前,調(diào)節(jié)裝置,使斜槽末端水平B.選用兩個半徑不同的小球進行實驗C.用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球(2)圖甲中O點是小球拋出點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,小球落到復寫紙上,重復多次。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,重復多次。分別確定平均落點,記為M、N和P(P為m1單獨滑落時的平均落點)。a.圖乙為實驗的落點記錄,簡要說明如何確定平均落點_____;b.分別測出O點到平均落點的距離,記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi),若關系式_____成立,即可驗證碰撞前后動量守恒。(3)受上述實驗的啟發(fā),某同學設計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示,用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點和O′點,兩點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點由靜止釋放,在最低點B與靜止于C點的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至最高點A′,小球2向右擺動至最高點D。測得小球1,2的質(zhì)量分別為m和M,弦長AB=l1、A′B=l2、CD=l3。推導說明,m、M、l1、l2、l3滿足_____關系即可驗證碰撞前后動量守恒?!敬鸢浮?1)AC(2)用圓規(guī)畫圓,盡可能用最小的圓把各個落點圈住,這個圓的圓心位置代表平均落點m1OP=m1OM+m2ON(3)ml1=?ml2+Ml3【詳析】(1)A.實驗中若使小球碰撞前、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動,即實驗前,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)生的碰撞為對心正碰,兩小球半徑需相同,故B錯誤;C.為使碰后入射小球與被碰小球同時飛出,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落點圈住,這個圓的圓心位置代表平均落點。[2]碰撞前、后小球均做平拋運動,由可知,小球的運動時間相同,所以水平位移與平拋初速度成正比,所以若m1OP=m1OM+m2ON即可驗證碰撞前后動量守恒。(3)設輕繩長為L,小球從偏角θ處靜止擺下,擺到最低點時的速度為v,小球經(jīng)過圓弧對應的弦長為l,則由動能定理有由數(shù)學知識可知聯(lián)立兩式解得若兩小球碰撞過程中動量守恒,則有mv1=?mv2+Mv3又有,,整理可得ml1=?ml2+Ml327.(2024·新疆河南·高考真題)某同學用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上,軌道末段水平,右側端點在水平木板上的垂直投影為O,木板上疊放著白紙和復寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放,a從軌道右端水平飛出后落在木板上;重復多次,測出落點的平均位置P與O點的距離,將與a半徑相等的小球b置于軌道右側端點,再將小球a從Q處由靜止釋放,兩球碰撞后均落在木板上;重復多次,分別測出a、b兩球落點的平均位置M、N與O點的距離、。完成下列填空:(1)記a、b兩球的質(zhì)量分別為、,實驗中須滿足條件______(填“>”或“<”);(2)如果測得的、、、和在實驗誤差范圍內(nèi)滿足關系式______,則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中,用小球落點與O點的距離來代替小球水平飛出時的速度,依據(jù)是______?!敬鸢浮?1)>(2)小球離開斜槽末端后做平拋運動,豎直方向高度相同故下落時間相同,水平方向勻速運動直線運動,小球水平飛出時的速度與平拋運動的水平位移成正比。【詳析】(1)為了保證小球碰撞為對心正碰,且碰后不反彈,要求;(2)[1]兩球離開斜槽后做平拋運動,由于拋出點的高度相等,它們做平拋運動的時間t相等,碰撞前a球的速度大小碰撞后a的速度大小碰撞后b球的速度大小如果碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,則碰撞前后系統(tǒng)動量相等,則整理得[2]小球離開斜槽末端后做平拋運動,豎直方向高度相同故下落時間相同,水平方向勻速運動直線運動,小球水平飛出時的速度與平拋運動的水平位移成正比。28.(2023·遼寧·高考真題)某同學為了驗證對心碰撞過程中的動量守恒定律,設計了如下實驗:用紙板搭建如圖所示的滑道,使硬幣可以平滑地從斜面滑到水平面上,其中OA為水平段。選擇相同材質(zhì)的一元硬幣和一角硬幣進行實驗。

測量硬幣的質(zhì)量,得到一元和一角硬幣的質(zhì)量分別為和()。將硬幣甲放置在斜面一某一位置,標記此位置為B。由靜止釋放甲,當甲停在水平面上某處時,測量甲從O點到停止處的滑行距離OP。將硬幣乙放置在O處,左側與O點重合,將甲放置于B點由靜止釋放。當兩枚硬幣發(fā)生碰撞后,分別測量甲乙從O點到停止處的滑行距離OM和ON。保持釋放位置不變,重復實驗若干次,得到OP、OM、ON的平均值分別為、、。(1)在本實驗中,甲選用的是____(填“一元”或“一角”)硬幣;(2)碰撞前,甲到O點時速度的大小可表示為_____(設硬幣與紙板間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g);(3)若甲、乙碰撞過程中動量守恒,則_____(用和表示),然后通過測得的具體數(shù)據(jù)驗證硬幣對心碰撞過程中動量是否守恒;(4)由于存在某種系統(tǒng)或偶然誤差,計算得到碰撞前后甲動量變化量大小與乙動量變化量大小的比值不是1,寫出一條產(chǎn)生這種誤差可能的原因____。【答案】一元見解析【詳析】(1)[1]根據(jù)題意可知,甲與乙碰撞后沒有反彈,可知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,甲選用的是一元硬幣;(2)[2]甲從點到點,根據(jù)動能定理解得碰撞前,甲到O點時速度的大?。?)[3]同理可得,碰撞后甲的速度和乙的速度分別為若動量守恒,則滿足整理可得(4)[4]由于存在某種系統(tǒng)或偶然誤差,計算得到碰撞前后甲動量變化量大小與乙動量變化量大小的比值不是1,寫出一條產(chǎn)生這種誤差可能的原因有:1.測量誤差,因為無論是再精良的儀器總是會有誤差的,不可能做到絕對準確;2.碰撞過程中,我們認為內(nèi)力遠大于外力,動量守恒,實際上碰撞過程中,兩個硬幣組成的系統(tǒng)合外力不為零。29.(2022·天津·高考真題)某同學驗證兩個小球在斜槽末端碰撞時的動量守恒,實驗裝置如圖所示。A、B為兩個直徑相同的小球。實驗時,不放B,讓A從固定的斜槽上E點自由滾下,在水平面上得到一個落點位置;將B放置在斜槽末端,讓A再次從斜槽上E點自由滾下,與B發(fā)生正碰,在水平面上又得到兩個落點位置。三個落點位置標記為M、N、P。(1)為了確認兩個小球的直徑相同,該同學用10分度的游標卡尺對它們的直徑進行了測量,某次測量的結果如下圖所示,其讀數(shù)為__________。(2)下列關于實驗的要求哪個是正確的__________。A.斜槽的末端必須是水平的

B.斜槽的軌道必須是光滑的C.必須測出斜槽末端的高度

D.A、B的質(zhì)量必須相同(3)如果該同學實驗操作正確且碰撞可視為彈性碰撞,A、B碰后在水平面上的落點位置分別為__________、__________。(填落點位置的標記字母)【答案】10.5AMP【詳析】(1)[1]觀察主尺的單位為,讀出主尺的讀數(shù)是,游標尺上的第五條刻度線與主尺上的刻度線對齊,其讀數(shù)為,結合主尺及游標尺的讀數(shù)得到被測直徑為(2)[2]ABC.首先考查在實驗的過程中,需要小球A兩次沿斜槽滾到末端時的速度都水平且大小相同。實驗時應使小球A每次都從同一位置由靜止開始釋放,并不需要斜槽的軌道光滑的條件,也不需要測出斜槽末端的高度,但是必須保證斜槽末端水平,故A正確,BC錯誤;D.小球A與B發(fā)生正碰時,為使小球A在碰后不反彈,要求小球A的質(zhì)量大于小球B的質(zhì)量,故D錯誤。故選A。(3)[3][4]設A、B兩球的質(zhì)量分別為mA和mB,由(2)中分析知mA>mB;碰前A的速度v0;因為兩個金屬小球的碰撞視為彈性碰撞,則由動量守恒定律得由機械能守恒定律得解得,可見碰后小球A的速度小于小球B的速度,也小于碰前A的速度v0;所以小球A單獨滾下落到水平面上的位置為N,A、B碰后在水平面上的落點位置分別為M、P。30.(2022·浙江·高考真題)“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置如圖所示,阻力很小的滑軌上有兩輛小車A、B,給小車A一定速度去碰撞靜止的小車B,小車A、B碰撞前后的速度大小可由速度傳感器測得。①實驗應進行的操作有_______。A.測量滑軌的長度B.測量小車的長度和高度C.碰撞前將滑軌調(diào)成水平②下表是某次實驗時測得的數(shù)據(jù):A的質(zhì)量/kgB的質(zhì)量/kg碰撞前A的速度大小/()碰撞后A的速度大小/()碰撞后B的速度大小/()0.2000.3001.0100.2000.800由表中數(shù)據(jù)可知,碰撞后小車A、B所構成系統(tǒng)的總動量大小是_______kg·m/s。(結果保留3位有效數(shù)字)【答案】C【詳析】①[1]碰撞前將滑軌調(diào)成水平,保證碰撞前后A、B做勻速直線運動即可,沒有必要測量滑軌的長度和小車的長度、高度。故選C。②[2]由表中數(shù)據(jù)可知小車A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量,則碰后小車A反向運動,設碰前小車A的運動方向為正方向,則可知碰后系統(tǒng)的總動量大小為解得31.(2024·山東·高考真題)在第四次“天宮課堂”中,航天員演示了動量守恒實驗。受此啟發(fā),某同學使用如圖甲所示的裝置進行了碰撞實驗,氣墊導軌兩端分別安裝a、b兩個位移傳感器,a測量滑塊A與它的距離xA,b測量滑塊B與它的距離xB。部分實驗步驟如下:①測量兩個滑塊的質(zhì)量,分別為200.0g和400.0g;②接通氣源,調(diào)整氣墊導軌水平;③撥動兩滑塊,使A、B均向右運動;④導出傳感器記錄的數(shù)據(jù),繪制xA、xB隨時間變化的圖像,分別如圖乙、圖丙所示?;卮鹨韵聠栴}:(1)從圖像可知兩滑塊在t=_________s時發(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)通過分析,得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是________(填“A”或“B”)?!敬鸢浮?1)1.0(2)0.20(3)B【詳析】(1)由圖像的斜率表示速度可知兩滑塊的速度在時發(fā)生突變,即這個時候發(fā)生了碰撞;(2)根據(jù)圖像斜率的絕對值表示速度大小可知碰撞前瞬間B的速度大小為(3)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碰撞過程動量守恒,則有代入數(shù)據(jù)解得所以質(zhì)量為200.0g的滑塊是B。32.(2011·北京·高考真題)如圖1,用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。①試驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過僅測量______(填選項前的序號),間接地解決這個問題A.小球開始釋放高度B.小球拋出點距地面的高度C.小球做平拋運動的射程②圖1中點是小球拋出點在地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球多次從斜軌上位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程,然后,把被碰小球靜止于軌道的水平部分,再將入射小球從斜軌上位置靜止釋放,與小球相撞,并多次重復。接下來要完成的必要步驟是_____(填選項的符號)A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量、B.測量小球開始釋放高度hC.測量拋出點距地面的高度HD.分別找到相碰后平均落地點的位置M、NE.測量平拋射程OM,ON③若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為_____________(用②中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞。那么還應滿足的表達式為___________(用②中測量的量表示)。④經(jīng)測定,,,小球落地點的平均位置距O點的距離如圖2所示。碰撞前,后m1動量分別為p1與p1′,則p1∶p1′=____;若碰撞結束時m2的動量為p2,則p1′∶p2′=11∶___實驗結果說明,碰撞前、后總動量的比值為_________⑤有同學認為,在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì),其它條件不變,可以使被撞小球做平拋運動的射程增大。請你用④中已知的數(shù)據(jù),分析和計算出被撞小球m2平拋運動射程ON的最大值為________cm【答案】CADE14:1111:2.91.0176.8【詳析】①[1]驗證動量守恒定律實驗中,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是通過落地高度不變情況下水平射程來體現(xiàn)速度。故答案是C;②[2]實驗時,先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP.然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復.測量平均落點的位置,找到平拋運動的水平位移,因此步驟中D、E是必須的,而且D要在E之前.至于用天平秤質(zhì)量先后均可以.所以答案是ADE或DEA或DAE。③[3][4]設落地時間為t,則而動量守恒的表達式是動能守恒的表達式是m1=m1+m2所以若兩球相碰前后的動量守恒,則m1?OM+m2?ON=m1?OP若碰撞是彈性碰撞,動能是守恒的,則有m1?OM2+m2?ON2=m1?OP2④[5][6][7]碰撞前后m1動量之比⑤[8]發(fā)生彈性碰撞時,被碰小球獲得速度最大,根據(jù)動量守恒的表達式是m1v1=m1+m2動能守恒的表達式是m1=m1+m2聯(lián)立解得=v1則對應的表達式因此最大射程為S=76.8cm考點04其他力學實驗33.(2025·北京·高考真題)利用打點計時器研究勻變速直線運動的規(guī)律,實驗裝置如圖1所示。(1)按照圖1安裝好器材,下列實驗步驟正確的操作順序為________(填各實驗步驟前的字母)。A.釋放小車 B.接通打點計時器的電源 C.調(diào)整滑輪位置,使細線與木板平行(2)實驗中打出的一條紙帶如圖2所示,為依次選取的三個計數(shù)點(相鄰計數(shù)點間有4個點未畫出),可以判斷紙帶的________(填“左端”或“右端”)與小車相連。(3)圖2中相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,則打B點時小車的速度________。(4)某同學用打點計時器來研究圓周運動。如圖3所示,將紙帶的一端固定在圓盤邊緣處的M點,另一端穿過打點計時器。實驗時圓盤從靜止開始轉動,選取部分紙帶如圖4所示。相鄰計數(shù)點間的時間間隔為,圓盤半徑。則這部分紙帶通過打點計時器的加速度大小為________;打點計時器打B點時圓盤上M點的向心加速度大小為________。(結果均保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)CBA(2)左端(3)(4)0.81【詳析】(1)實驗步驟中,首先調(diào)整滑輪位置使細線與木板平行,確保力的方向正確;接著接通打點計時器電源,讓計時器先工作;最后釋放小車。故順序為CBA;(2)小車做勻加速直線運動時,速度越來越大,紙帶上點間距逐漸增大。圖2中紙帶左端間距小,右端間距大,說明紙帶左端與小車相連。(3)根據(jù)勻變速直線運動中,中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度。B點為A、C的中間時刻,AC間位移為x2,時間間隔為2T;則(4)[1]根據(jù)逐差法可知[2]B點是AC的中間時刻點,則有此時向心加速度34.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)某興趣小組設計了一個可以測量質(zhì)量的裝置。如圖(a),細繩1、2和橡皮筋相連于一點,繩1上端固定在A點,繩2下端與水杯相連,橡皮筋的另一端與繩套相連。為確定杯中物體質(zhì)量m與橡皮筋長度x的關系,該小組逐次加入等質(zhì)量的水,拉動繩套,使繩1每次與豎直方向夾角均為且橡皮筋與繩1垂直,待裝置穩(wěn)定后測量對應的橡皮筋長度。根據(jù)測得數(shù)據(jù)作出關系圖線,如圖(b)所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)將一芒果放入此空杯,按上述操作測得,由圖(b)可知,該芒果的質(zhì)量_________g(結果保留到個位)。若杯中放入芒果后,繩1與豎直方向夾角為但與橡皮筋不垂直,由圖像讀出的芒果質(zhì)量與相比_________(填“偏大”或“偏小”)。(2)另一組同學利用同樣方法得到的圖像在后半部分彎曲,下列原因可能的是_________。A.水杯質(zhì)量過小 B.繩套長度過大C.橡皮筋伸長量過大,彈力與其伸長量不成正比(3)寫出一條可以使上述裝置測量質(zhì)量范圍增大的措施_________?!敬鸢浮?1)106偏大(2)C(3)減小細線與豎直方向的夾角【詳析】(1)[1]操作測得,由圖(b)的圖像坐標可知,該芒果的質(zhì)量為106g;[2]若杯中放入芒果后,繩1與豎直方向夾角為但與橡皮筋不垂直,根據(jù)共點力平衡可知橡皮條的拉力變大,導致橡皮筋的長度偏大,若仍然根據(jù)圖像讀出芒果的質(zhì)量與相比偏大。(2)另一組同學利用同樣方法得到的圖像在后半部分彎曲,可能是所測物體的質(zhì)量過大,導致橡皮筋所受的彈力過大超過了彈簧的彈性限度,從而使橡皮筋彈力與其伸長量不成正比。故選C。(3)根據(jù)共點力平衡條件可知,當減小繩子與豎直方向的夾角時,相同的物體質(zhì)量對應橡皮筋的拉力較小,故相同的橡皮筋,可減小細線與豎直方向的夾角可增大質(zhì)量測量范圍。35.(2025·云南·高考真題)某實驗小組做了測量木質(zhì)滑塊與橡膠皮之間動摩擦因數(shù)的實驗,所用器材如下:釘有橡膠皮的長木板、質(zhì)量為的木質(zhì)滑塊(含掛鉤)、細線、定滑輪、彈簧測力計、慢速電機以及砝碼若干。實驗裝置如圖甲所示。實驗步驟如下:①將長木板放置在水平臺面上,滑塊平放在橡膠面上;②調(diào)節(jié)定滑輪高度,使細線與長木板平行(此時定滑輪高度與掛鉤高度一致);③用電機緩慢拉動長木板,當長木板相對滑塊勻速運動時,記錄彈簧測力計的示數(shù)F;④在滑塊上分別放置和的

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