2025版高考物理三轮冲刺高考题型专项训练：力学实验（含解析）

专项练1力学试验

1.下图为验证动量守恒定律的试验装置,试验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤

进行试验：

①用天平测出两个小球的质量分别为协和施；

②安装试验装置,将斜槽4?固定在桌边，使槽的末端切线水平,再将一斜面固连接在斜槽末端；

8先不放小球nk,让小球仍从斜槽顶端/处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;

@将小球在放在斜槽末端6处,仍让小球仍从斜槽顶端/处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小

球而、鹿在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端方的距离。图中从P、及点是试验过程中登记的小球

在斜面上的三个落点位置，从4P、”到8点的距离分别为s“、SP、sw。依据上述试验步骤,请回答

下面问题：

⑴两小球的质量仍、/应满意的施(选填或'V);

(2)小球仍与德发生碰撞后,®的落点是图中点,Hk的落点是图中点；

(3)用试验中测得的数据来表示,只要满意关系式,就能说明两球碰撞前后动量是

守恒的；

(4)若要推断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用试验中测得的数据来表示,只需比较与

是否相等即可。

2.(2024广东揭阳高三模拟)某试验小组采纳图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合

外力做功与小车动能的变更之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力

传感器、重物相连。试验中，小车在细绳拉力的作用下从静止起先加速运动，打点计时器在纸带上

记录小车的运动状况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。

*3

乙

（1）试验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是；

（2）若试验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本试验影响（选填“有”或“没

有”）；

（3）试验时,下列物理量中必需测量的是o

A.长木板的长度/

B.重物的质量⑷

C.小车的总质量〃

⑷试验中,力的传感器的示数为F,打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为0,在纸带上依次取

4B、C三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为7；测得/、B、C三点到。点的距离分别为

荀、至、万。则从打。点到打瓦点过程中，探究结果的表达式是:

（用题中所给字母表示）。

3.（2024福建厦门外国语学校高三最终模拟）某物理探讨小组利用图甲装置验证机械能守恒定律,在

铁架台上安装有一电磁铁（固定不动）和一光电门（可上下移动），电磁铁通电后将钢球吸住,然后断

电,钢球自由下落,并通过光电门,计时装置可测出钢球通过光电门的时间。

光电门

（1）用10分度的游标卡尺测量钢球的直径，示数如图乙所示，可知钢球的直径，=cm。

⑵多次变更光电门的位置,测量出光电门到电磁铁下端。的距离为A(A»0,并计算出小球经过光

电门时的速度匕若空气阻力可以忽视不计,则下列关于三内的图象正确的是.

(3)钢球通过光电门的平均速度(选填“大于”或“小于”)钢球球心通过光电门的瞬时

速度。

4.某同学利用图甲所示的装置探究“外力肯定时，加速度与质量的关系”。图中打点计时器的电源

为50Hz的沟通电源，小车的质量未知。

纸带

3：3’9’3：5区5.3方

吊盘

乙

(1)试验之前要平衡小车所受的阻力,详细的步骤是，吊盘中不放物块，调整木板右端的高度,用手轻

拨小车,直到打点计时器打出一系列的点。

(2)按住小车，在吊盘中放入适当质量的物块,并在小车中放入质量已知的祛码,为了保证在变更小

车中祛码的质量时,小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满意的条件

是。

(3)打开打点计时器电源,释放小车,得到如图乙所示的纸带，图示为五个连续点之间的距离(单

位:cm),则小车的加速度斫m/s2»(结果保留两位小数)

(4)变更小车中的祛码质量多次试验,得到不同的纸带,记录祛码的质量m,并依据纸带求出不同的〃

对应的加速度a,以而为横坐标，!为纵坐标，做出工-以关系图线如图丙所示,设图中直线的斜率为k,

纵轴上的截距为b,若牛顿其次定律成立,则小车的质量为。

5.某同学利用如图所示装置探讨小车的匀变速直线运动。

⑴试验中，必要的措施是o

A.平衡小车与长木板间的摩擦力

B.先接通电源再释放小车

C.小车的质量远大于钩码的质量

D.细线必需与长木板平行

（2）他试验时将打点计时器接到频率为50Hz的沟通电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图

所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。51=3.59cm,szN.42cm,s3=5.19cm,s4=5.97

cm„则小车的加速度a=m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打瓦点时小车的

速度归________m/s„（结果均保留三位有效数字）

T

（3）假如当时电网中交变电流的频率是/M9Hz,而做试验的同学并不知道,那么加速度的测量值与

实际值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）»

6.如图所示，某小组同学利用DIS试验装置探讨支架上力的分解。46为两个相同的双向力传感器,

该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳,并可沿固定的

圆弧形轨道移动。8固定不动,通过光滑较链连接一轻杆,将细绳连接在杆右端。点构成支架，调整

使得。点位于圆弧形轨道的圆心处,保持杆沿水平方向。随后按如下步骤操作：

颤!1量绳子与水平杆的夹角ZAOB=9；

敛寸两个传感器进行调零；

③用另一绳在。点悬挂住一个钩码,记录两个传感器读数;

④取下钩码,移动传感器A,变更9角,重复上述步骤①②③④得到图示数据表格a。

（1）依据表格a,可知/传感器对应的是表中的力（选填“冗”或“K”），并求得钩码质量为一

kg（保留一位有效数字）;

（2）换用不同钩码做此试验,重复上述试验步骤,得到数据表格b„则表格b中300所对应的K空缺

处数据应为N;

表格a

RN1.0010.580•・・1.002…

月八•・・0.865・・・

0.8680.291

030°60°…150°…

表格b

6N1.103・・・・・・

F\……

030°60°…

（3）（单选）试验中，让力传感器沿圆心为。的圆弧形（而不是其他的形态）轨道移动的主要目的

是0

A.便利变更/传感器的读数

B.便利变更8传感器的读数

C.保持轻杆右端。的位置不变

D.便利变更细绳与杆的夹角e

7.（2024江苏七市二模）利用图甲所示装置探究物体的加速度与所受合外力的关系，小车质量约300

g,另配置质量20g的钩码5个,质量500g的祛码1个。

（1）试验中，平衡摩擦力的详细做法是（选填“挂上”或“移去”）钩码,长木板右端用垫

块抬高,调至适当高度,接通电源,轻推小车，使纸带上打出的点间距相等。

（2）试验通过添加钩码变更小车的受力。关于小车,下列说法中正确的有o

A.当钩码质量远小于小车总质量时,可认为小车所受合外力与钩码重力大小相等

B.起先试验时,应将祛码放入小车

C.小车内放入祛码后需重新平衡摩擦力

D.试验中不须要测出小车的质量

（3）试验中打出一条纸带，如图乙所示，从某清楚点起先取计数点，分别标为0、1、2、3、4、5、6,

测量点0到点3的距离为几点0到点6的距离为公已知相邻计数点间的时间间隔均为T,则加速

度a=。

高考题型二试验题

专项练1力学试验

L答案⑴,⑵〃N

（3）M+M

⑷nhSpnhSu+miSN

解析（1）为了防止入射球碰后反弹,肯定要保证入射球的质量大于被碰球的质量；

⑵小球泌和小球场相撞后，小球nt的速度增大，小球的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞

后©球的落地点是〃点，应球的落地点是“点;

（3）碰撞前，小球仍落在图中的尸点，设其水平初速度为小小球为和徒发生碰撞后，血的落点

在图中的〃点，设其水平初速度为历',仍的落点是图中的"点，设其水平初速度为国。设斜面8。与

水平面的倾角为a,

由平抛运动规律得:

Si/S.inaq1g,方2,SM20Sa=V\t

(cos)2

解得：

2sin

同理可解得：口/,（巴:m「巴：

\2sin\2sin

所以只要满意：血历2吸加百'，

即:啊/~=z一+M一,则说明两球碰撞过程中动量守恒;

假如满意小球的碰撞为弹性碰撞,则应满意:，112="历您22

代入以上速度表达式可知，应满意公式为:仍S〃上施SN；

故须要验证：仍SP和勿1S"加SN相等。

2.答案（1）平衡摩擦力（2）没有（3）C⑷凡事（4二）2

解析（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使细线的拉力等于其合力，则应

当用重力的下滑重量来平衡摩擦力；

（2）由于有力传感器测量绳的拉力,则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量,即对

试验没有影响；

（3）由题可知，小车的合力即为力传感器的示数，由纸带可求得小车运动某段距离时对应的速度,

2

由原理0,所以肯定要测量的物理量为小车的质量,故C正确；

（4）从打。点到打6点的过程中,拉力对小车做的功W=Fx.,8点的速度比二『,小车动能的增

加量△/弓2=；也（十^卜,探究结果的表达式是:反日也（冶_^）2。

3.答案(1)0.96(2)B(3)小于

解析(1)游标卡尺的主尺读数为:0.9cm,游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为

0.1X6mm=0.6mm,所以最终读数为:0.96cm;

(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故：片」

依据机械能守恒的表达式有:侬'力力勿代那么关于的图象应当是一条过原点的倾斜直线,故

B正确；

(3)依据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，

所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度。

4.答案(1)间隔匀称(2)远小于小车的质量(3)3.25(4)-

解析(1)平衡摩擦力后,用手轻拨小车，小车应做匀速直线运动,打点计时器打出一系列间隔匀称的

点。

(2)设小车质量为M,车上祛码质量为m,吊盘和盘中物块的质量和为坂，小车所受拉力为F,对小

车和祛码受力分析，由牛顿其次定律可得后(〃%)a;对吊盘和盘中物块受力分析，由牛顿其次定律可

得nkg-F=®a;解得:得+2•色必化简得:仁।1；•nkg,当以《〃时,变更车上祛码质量应小车所

受拉力近似不变。故为了保证在变更小车中祛码的质量时,小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中

物块的质量和应满意的条件是远小于小车的质量。

(3)打点周期T=Q.02s,小车的加速度a~：i+1/.,1+

_(3.78+3.65)Y3.52+3.39)

X102m/S2-3.25m/s2

4x0.022

(4)认为拉力不变,则a〒，化简得:工=—+—。图中直线的斜率为k,纵轴上的截距为b,则

k工b」解得:

5.答案(1)BD(2)0.7880.401(3)偏大

解析(1)探讨小车的匀变速直线运动试验中，小车的质量与钩码的质量大小,及小车与长木板间的

摩擦力，对于试验没有影响;细线必需与长木板平行，且先接通电源再释放小车，故BD正确,AC错误。

(2)每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T巧X0.024).1s;依据逐差

法可知,物体的加速度为:a，"')」2+，=①97+5.19)x10-c59)X10*.788m/s2。6点的瞬时

424x(0.1)

速度等于"间的平均速度：％=⑶MI小吐口八平401m/so

22x0.1

(3)假如在