高考物理真题分类汇编力和运动学实验

2023〔详解+精校〕力和运动学试验1.〔2023年高考·四川理综卷〕某争论性学习小组进展了如下试验：如以下图，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与yR从坐标原点以速度v=3cm/sx轴0正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时R的坐标为，此时R的速度yyyy大小为 cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是〔R视为质点〕yyyyOxOxOxOxA．B．C．D．1.5cm/s；D 解析R在竖直方向匀速运动y 6cm 1yv0t，t

2s0的匀加速直线运动＝av0 3cm/s2cm/，R的速度大小为v

2v2a2t20v2a2t20PAOM23423422023年高考·某同学用如以下图的试验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计APAOM234234(1)本试验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N。(2)以下不必要的试验要求是 。(请填写选项前对应的字母)A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．转变拉力，进展屡次试验，每次都要使O点静止在同一位置⑶某次试验中，该同学觉察弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决方法。2.〔1〕3.6 〔2〕D 〔3〕①转变弹簧测力计B拉力的大小 ②减小重物M的质量〔或将A更换为较大的测力计，转变弹簧测力计B拉力的方向〕〔〕如图，弹簧测力计A的示数为3.6；“验证平行四边形定则FF和MgD不必要。A B弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，由力的平行四边BMB拉力的方向，可以减小弹簧测力计A的拉力，或将A更换为较大的测力计。3.〔2023年高考·山东理综卷〕某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的试验方案。如以下图，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开头时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x〔空气阻力对本试验的影响可以无视〕滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 。滑块与斜面间的动摩擦因数为 。以下能引起试验误差的是 。a．滑块的质量 b．当地重力加速度的大小c．长度测量时的读数误差 d．小球落地和滑块撞击挡板不同时3.〔1〕

x〔〕(h

x2) 1

〔〕cdx2x2h2〔〕滑动沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动，有x

1at2，2小球做自由落体运动，有H

1 a xgt2，所以 。2 g H对滑块受力分析，依据牛顿其次定律得agsingcos.xgg

解得(h

x2) 1x2h2x2h2x2h2挡板xhH由①②分析知,c、d能引起试验误差。4.〔2023·广东理综卷〕图(a)是“争论匀变速直线运动”试验中获得的一条纸带，O、A、B、C、DE为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。OD间的距离为 cm图()是依据试验数据绘出的2图线s为各计数点至同一起点的距离，斜率表示 ，其大小为 m/s2〔保存三位有效数字。3.0

s/cm+图(a)

2.0 +OOABCDE1cm31.0++O0.01

0.02 0.03 图(b)

0.05

0.06t2/s24〔1〕1.20〔2〕加速度一半0.933解析〕1cm+1mm×2.0=1.20cm 〔2〕加1 (2.80)102速度一半，a2 0.060

m/s20.467m/s2，所以=0.933m/25〔2023年高考·安徽理综卷〕m与弹簧长度l的相应数据，其对〔=9.8m/2)mm/克8.0 10.012.014.016.018.0 l/厘米2.5×2.0×1.5×1.0×0.5×0.02.5×2.0×1.5×1.0×0.5×0.0×62023年高考·车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是 〔〕 。6.①学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码〔电火花计时器记录小车运用于测量小车的质量。解析：电磁打点计时器〔电火花计时器计时器，则需要学生电源，假设选电火花计时器，则不需要学生电源。7．〔2023·上海卷〕如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为bA、B固定在小车上，测得二者间距为d。bbbABd⑴当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间Δt1

Δt，则小车加速度2a= 。⑵〔多项选择题〕为减小试验误差，可实行的方法是〔 〕A．增大两挡光片宽度b B．减小两挡光片宽度bC．增大两挡光片间距d D．减小两挡光片间距d2 1 17.1〕[ － 〔BC。2d(△t)22

(△t)21解析A点时速度v＝Ab b v2－v2 2，小车经过B点时速度v＝ ，由公式2a＝v－v，解得加速度＝B A＝△t B △t B A1 2

2d 2d[ 1 － 1 b来更)22

(△t)21加准确地获得小车经过ABd来增加小车运动的时间来减小时间的测量误差，应选BC。82023年高考·利用图1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块从同一点由静止开头下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，登记相应的t值；所得数据如下表所示。s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22遮光片滑块遮光片滑块光电门甲光电门乙1.91.8图1 1.71.61.51.41.31.21.0O

s(m/s)t0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t2

t(s)完成以下填空和作图：⑴假设滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v、1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是 ；2给出的坐标纸上画出s/t-t图线；⑶由所画出的s/t-t图线，得出滑块加速度的大小为a= m/s2〔保存2位有效数字。11

at2〔2〕如以下图 〔3〕2.02〔〕由s

t1

at2,vv

at得svt at2 〔2〕如上图所示10 2 1 0 1 213〕作图求出斜率=-0.9897m/2，a2k2.m/s29.〔2023年高考·重庆理综卷〕某同学设计了如图1所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有假设干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质m。试验中，滑块在水平轨道上从AB做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g10m/s2。m′MABm′MAB为测量滑块的加速a，须测出它在A、B间运动的 与 ，计算a的运动学公式是 ；依据牛顿运动定律得到ama

1gMmmmg，他想通过屡次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ。假设要求a是m的一次函数，必需使上式中的 保持不变，试验中应将从托盘中取出的砝码置于 ；试验得到a与m的关系如图2所示，由此可知μ= 〔取两位有效数字〕0.500.450.400.350.300.250.200.150.10

a/ms-260 61 62 63 64 65 66 67 68 图29.〔1〕a

2s 〔2〕m＋m′；滑块上 〔3〕0.23〔0.21～0.25〕t21解析：〔1〕滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，依据s at2得122sa ，所以需要测量的是位移和时间。t2〔 2 〕 根 据 整 体 法 有mg(Mm)ga Mmm

mg(Mmm)gmgMmm

(1)gMmm

mga(1)gmMmm不变，即使m＋m′mm′，所以试验中应将从托盘中取出的砝码置于滑块上。(1)g ag ag〔3〕将Mmm取为k，有k 1m10.23〔0.210.25〕

2 ，在图像上取两点将坐标代入解得m21〔2023年高考海南理综卷1A

遮光片

光电门点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光 M滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连遮光片两条长边与导轨垂 A B CBtdA点到导轨低端C点的距离，hAC的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。m 图1完成以下填空和作图；假设将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为 。动能的增加量可表示为 。假设在1 1运动过程中机械能守恒，t2

与s的关系式为 = .t2〔2〕〔Ast结果如下表所示：12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms〕8.227.176.445.855.431/2(104s-2)1.481.952.412.923.391s为横坐标，

215点；依据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k= ×104m-1·s-2有效数字)。

31h、d、b、Mm数值可以计算出

-skkk

进展比较，假设其t2 0 0差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。1/t2(104s-2)3.43.02.62.21.81.4

0.6 0.8 1.0 1.2 1.4

s(m)h 1 b2 1 2(hMdm)g10.〔1〕( Mm)gs (mM)

s〔2〕如图；2.40d 2 t2

t2 (Mm)db2〔〕重力势能的削减量E

Mgh

smgs(h

Mm)gs，p d db 1 1 b2Bv

，动能的增加量E

(Mm)v2

(Mm) 。B t k 2

B 2 t2E

1可得：

2(hMdm)gsp k t2 (Mm)db2利用图像可求得斜率为2.40×14-·-为2.399×14-·s-，保存3位有效数字为2.40×14-1·-2。11.〔2023·福建理综卷〕某试验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：012012cm05 10②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的选项是 〔填选项前的字母〕A．把单摆从平衡位置拉开30º的摆角，并在释放摆球的同时开头计时B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t/100C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小11．①0.97〔0.96、0.98〕②C解析：①主尺刻度加游标尺刻度的总和等于最终读数，0.9cm+7

1mm=0.97cm，不需10要估读。②为减小计时误差，应从摆球速度最大的最低点瞬间计时，A错。通过最低点100次的过程中，经受的时间是50BDlrg错。悬线的长度加摆球的半径才等于摆长，由单摆周期公式lrg

可知摆长记录偏大后，测定的重力加速度也偏大，C正确。OMPN35.20cm44.80cm55.68cm12.〔2023·OMPN35.20cm44.80cm55.68cmhm1 hm1 m2HO M P N1试验中直接测定小球碰撞前后的速度是不简洁的但是可以通过仅测量 〔填选项前的序号，间接地解决这个问题。A．小球开头释放高度h B．小球抛出点距地面得高度H C．小球做平抛运动的射程1Om1

屡次从斜轨上SPOPm静2置于轨道的水平局部，再将入射球m1

Sm2

相碰，并屡次重复。接下来要完成的必要步骤是 〔填选项前的符号〕用天平测量两个小球的质量m、mm1

1 2开头释放高度h测量抛出点距地面的高度Hm、m相碰后平均落地点的位置M、N1 2OM、ON假设两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 〔用②中测量的量表示；假设碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式 〔用②中测量的表示。〔4〕经测定，m=45.0g，m=7.5gO点的距离如图21 2后m的动量分别为p与p′，则p∶p′= ∶11；假设碰撞完毕时m的动量为p′,则1 1 1 1 1 2 2。1 2试验结果说明，碰撞前、后总动量的比值 p1 为 。pp1 2〔5〕有同学认为，在上述试验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中的数据，分析和计算出被撞mON的最大值为2 cm。12〔C〔ADE或DEA或DAE〔m·O＋mO＝mOm·O2＋mO2＝m·O21〔4〕14；2.9；1~1.01 〔5〕76.8

2 1 1 2 1〔〕动的射程就可知道碰撞后