高考物理一轮复习 考点巩固卷80 力学实验（原卷版）

考点巩固卷80力学实验建议用时：50分钟考点序号考点题型分布实验01：探究弹簧弹力与形变量的关系2实验实验02：探究两个互成角度的力的合成关系2实验实验03：探究物体加速度与物体受力、质量的关系2实验实验04：探究平抛运动的特点2实验实验05：探究动能定理2实验实验06：验证机械能守恒定律2实验实验07：验证动量守恒定律2实验实验08：用单摆测量重力加速度的大小2实验实验01：探究弹簧弹力与形变量的关系1．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考一模）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。

（1）下列说法中正确的是。（填正确答案标号）A．每次增加的钩码数量必须相等B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等（2）根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为N/m（保留两位有效数字），图像中在点出现拐点是因为。（3）该实验将弹簧水平放置而不是竖直放置，优点在于：。2．（2023·河南开封·统考三模）某实验小组用图甲所示装置测量弹簧的劲度系数。

（1）请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上。A．以弹簧长度为横坐标，以钩码重力为纵坐标，标出各组数据对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；B．记录弹簧下端不挂钩码时，其下端指针所对刻度尺上的刻度；C．将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度并记录在表格内，然后取下钩码；E．由图像，进一步确定弹簧的劲度系数。（2）下表是该实验记录的数据，弹簧始终在弹性限度内，每个钩码的质量均为，重力加速度取。钩码个数1234560.1960.3920.5880.7840.9801.176弹簧长度15.8221.7227.6033.6139.5645.37根据表中数据在图乙中作出弹簧弹力与弹簧长度的图像，并通过图线确定该弹簧劲度系数为（保留两位有效数字）。实验02：探究两个互成角度的力的合成关系3．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考二模）某学习小组利用如下方案探究两个互成角度的力的合成规律。如图（a）所示，竖直木板上固定有白纸，两个光滑的滑轮a、b固定在木板上同一高度处，三根细线在O点打结，细线1绕过滑轮a悬挂4个钩码，细线2绕过滑轮b悬挂3个钩码，弹簧测力计通过细线3拉结点O。最后在白纸上画出力的图示进行探究，钩码均相同。

（1）实验过程中，下列做法符合要求的是。A．测量时，弹簧测力计要与细线3处在同一直线上且与木板平行B．测量时，弹簧测力计必须竖直向下拉细线3C．稳定后，应在白纸上记录结点O的位置、三根细线的方向及弹簧测力计的示数（2）读出弹簧测力计的示数为5.6N，三根细线的方向用在白纸上的投影点标记，如图（b）所示，请选择合适的标度，在图（b）中完成作图。当弹簧测力计单独悬挂5个相同的钩码时，读数为5.0N。（3）根据所作的图，得出的结论为。4．（2023·陕西·校联考模拟预测）“探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）本实验采用的科学方法是。A．理想实验法B．放大法C．等效替代法D．建立物理模型法（2）图乙中一定沿AO方向的力是（填“F”或“F'”）。（3）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是。A．弹簧测力计与木板平面应平行B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上C．两根细绳必须等长D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些实验03：探究物体加速度与物体受力、质量的关系5．（2023·西藏日喀则·统考一模）图（a）是某班同学探究质量一定时物体的加速度与合力的关系的实验装置。他们的设计思路是：①利用拉力传感器测细绳的拉力F并将其作为小车受到的合力；②利用穿过打点计时器且连在小车后端的纸带测小车的加速度a；③利用测得的数据作a—F图像并得出结论。

（1）该实验中，要求动滑轮、小桶和砂的总质量远远小于小车的质量。（2）图（b）是实验中挑选出的一条点迹清晰的纸带，图中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点周期为0.02s，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2（结果取2位有效数字）。

（3）图（c）是三个小组分别做出的a—F图像，其中，平衡摩擦力时木板垫得过高得到的是图像；图像对应的小车质量最小（均填序号字母）。

6．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）某实验小组利用如图所示的装置来探究物体的加速度与质量和力的关系。实验步骤如下：

①测出滑块的质量（包括遮光条及配重片），所挂钩码质量m，遮光片宽度；挂上钩码后，调节长木板的倾角，轻推滑块后，使滑块能沿长木板向下做匀速运动。②取下轻绳和钩码，保持（1）中调节好的长木板倾角不变，让滑块从长木板顶端静止下滑，由数字计时器（图中末画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为，通过两光电门之间的时间；③更换器材后，使滑块匀速下滑，再去掉钩码，使滑块加速下滑，测得数据；重复试验，测得多组实验数据（1）在探究加速度与力的关系实验时，若以纵坐标为加速度，横坐标应为()A．

B．

C．

D．（2）某次挂上钩码后，调节长木板倾角为时，滑块可以匀速下滑，则滑块与长木板间动摩擦因数为()A．

B．

C．

D．（3）要完成全部探究任务，步骤③中更换器材时，必要且正确的操作有()A．保持滑块及配重片质量不变，逐次增加钩码质量，必须重新调节长木板倾角；B．保持滑块及配重片质量不变，逐次增加钩码质量，不需要重新调节长木板倾角；C．保持钩码质量不变，逐次增加滑块上配重片质量，必须重新调节长木板倾角；D．保持钩码质量不变，逐次增加滑块上配重片质量，不需要重新调节长木板倾角；实验04：探究平抛运动的特点7．（2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考一模）小明学完平抛运动后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸，在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为0.2m。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。已知重力加速度。

（1）下列实验步骤必要的是。A．在安装时，必须确保弹射器水平放置

B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸

D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离（2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为m/s，弹丸打到C点时的速度大小为m/s。（所有计算结果均保留两位有效数字）8．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）（1）图甲所示是用双缝干涉测光的波长的实验装置图。针对、、、四个位置或部件，回答问题：

①双缝应安装在位置（填字母代号）．②某次实验中，双缝到光屏的距离和双缝的间距固定不变，用两种不同波长的单色光得到乙、丙两幅干涉图样，则图入射光的波长更长．

（2）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动规律。实验装置为完全相同的倾斜轨道与长度不同的水平轨道平滑连接，并将轨道固定在同一竖直面内的不同高度处。实验时，将两小球、（均可视为质点）同时从两倾斜轨道上自由释放，释放位置距各自的水平轨道的高度相同。两球运动过程中，用频闪照相的方式记录两小球的位置（在图中已标出）。忽略一切阻力，已知频闪照相机的频闪周期为。①小球、在运动过程中的任意时刻都在同一竖直线上，这说明。（选填正确答案标号）

A．小球在水平方向做匀速直线运动B．小球在竖直方向做自由落体运动C．小球的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动②小球做平抛运动后，利用频闪照片测量出两小球连续三个位置的高度差分别为、、，则重力加速度。（用题中所给字母表示）实验05：探究动能定理9．（2023·湖北·模拟预测）某同学用如图甲所示的装置验证动能定理。已知滑块（带挡光条）的质量为M、钩码的质量为，挡光条的宽度为d。实验步骤如下：①给气垫导轨充气，调整导轨水平，且轻细绳与导轨平行，待稳定后由静止释放滑块；②测得挡光条通过光电门的时间为t，挡光条中心到光电门的距离为x，逐渐增大x，测量挡光条通过光电门的时间。（已知当地重力加速度的大小为g）

（1）如图乙所示，用20分度的游标卡尺测量挡光条的宽度，挡光条的宽度为cm。（2）实验数据如表格所示：10202530350.04120.02930.02610.02380.022024343842455891165146817652066观察表格并结合实验原理，为了准确地验证动能定理，当直角坐标系的纵坐标为x时，横坐标应为（填“”或“”），请你结合表格中的数据，先在横、纵坐标轴上标记合适的标度，再在图丙中描点画图，拟合图线后观察图线的特点，并写出图线的函数关系式（用题目中给出的符号表示）。

（3）有同学提出本实验可以采用不同质量的钩码，从同一位置释放的方式，观察钩码质量与时间的关系来验证动能定理，请问是否合适？为什么？。10．（2023·四川成都·四川师范大学附属中学校考模拟预测）某学习小组利用图示的实验装置验证“动能定理”。滑块上固定了遮光条，滑块和光电门均放在气垫导轨上，滑块用细线连接，细线另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码。（1）关于实验的描述下列说法正确的是（请填写选项前对应的字母）；A．实验过程中滑块质量应远大于钩码和力传感器的总质量B．遮光条的宽度不影响实验结果C．实验开始前，气垫导轨应调至水平D．实验过程中应保持细线与气垫导轨平行（2）实验时保持滑块的质量和钩码的质量不变，改变滑块由静止释放时与的距离，测出对应的力传感器的示数，遮光条的宽度以及遮光条通过光电门的时间，通过描点作出线性图像，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图像是（选填“图”或“图”），该图像的斜率表达式为。（用、、表示）实验06：验证机械能守恒定律11．（2023·北京海淀·校考模拟预测）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。

某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。（1）他进行了如下操作，其中没有必要进行的步骤是，操作不当的步骤是。A．按照图示的装置安装器材B．将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．先接通电源，后释放纸带（2）安装好实验装置，正确进行实验操作。从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示，O点是打下的第一个点，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，其距O点的距离分别为hA、hB、hC。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，重锤重力势能的减少量ΔEp=，动能的增加量ΔEk=（用题中所给字母表示）。

（3）实验结果显示，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是。A．该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的B．该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的C．该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的D．该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的12．（2023·福建厦门·厦门一中校考一模）某实验小组利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；B．测量遮光条宽度d。C．测出光电门A、B之间的距离为L；D．释放滑块，读出遮光条通过光电门A、B的挡光时间分别为、；E．用天平称出托盘和砝码的总质量m；F．……

回答下列问题：（1）实验时，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门A的时间小于通过光电门B的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端（选填“升高”或“降低”）一些。（2）用游标卡尺测量遮光条宽度d时，测量结果如图乙所示，则mm。（3）为验证机械能守恒定律，还需要测量（写出物理量及字母）。（4）若要符合机械能守恒定律的结论，应该满足的表达式为（用题干所给字母及第（3）问中测量的物理量表示）。实验07：验证动量守恒定律13．（2023·天津西青·天津市西青区杨柳青第一中学校考模拟预测）如图1，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。

（1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间小于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端（填“升高”或“降低”）一些。（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图2所示，其读数为mm；

（3）经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为：（用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示）；（4）本实验的系统误差与下列哪些因素有关。（填正确答案标号）A．气垫导轨没有调成水平状态B．遮光条宽度不够窄C．测量滑块质量时未计入遮光条质量14．（2023·河南许昌·禹州市高级中学校考模拟预测）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：

①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2）。②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球的落点位置。④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。（1）小球m1和m2需要m1m2；（填“大于”、“小于”或者“等于），发生碰撞后，m1的落点是图中的点。（2）实验中小球均落在斜面上，用测得的物理量来表示，只要满足以下关系式中的哪一项，则说明碰撞中动量守恒；只要再满足关系式，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。（将正确答案前面的选项填入适当的位置）A．B．C．D．实验08：用单摆测量重力加速度的大小15．（2023·山东·模拟预测）某同学在学