2022 年高考物理二轮专题复习——力学实验 1．（2021·海南·高考真题）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示 的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实 验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。 （1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________； ① 在导轨上选择两个适当的位置 A、B 安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计； ② 用天平测量滑块和遮光条的总质量 m； ③ 用游标卡尺测量遮光条的宽度 d； ④ 通过导轨上的标尺测出 A、B 之间的距离 l； ⑤ 调整好气垫导轨的倾斜状态； ⑥ 将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间 Δt2 Δt1 、 ； ⑦ 用刻度尺分别测量 A、B 点到水平桌面的高度 h1 、 h2 ； ⑧ 改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度 d 时，游标卡尺的示数如图所示，则 d  ___________ mm ；某次实验 中，测得 Δ11.60ms t1  ，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度 v1  ___________ m/s （保留 3 位有效数字）； （3）在误差允许范围内，若 h1  h2  ___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示， 已知重力加速度为 g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒； （4）写出两点产生误差的主要原因：___________。 2．（2021·全国·高考真题）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端 放在水平桌面上，形成一倾角为  的斜面（已知 sin  =0.34，cos  =0.94），小铜块可在斜面上加速下滑， 如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得 5 个连续相等时间间 隔（每个时间间隔∆T=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离 si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。 s1 s2 s3 s4 s5 5.87c 7.58c 9.31c 11.02c 12.74c m m m m m 由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因 数为___________。（结果均保留 2 位有效数字，重力加速度大小取 9.80m/s2） 3．（2022·安徽·模拟预测）某实验小组用光滑导轨验证滑块碰撞过程中动量守恒。实验装置如图甲所示， 两滑块置于导轨上，其中滑块 2 左侧粘有橡皮泥。 （1）电火花计时器固定在紧靠导轨左端并连接在 50Hz 交流电源上，将纸带穿过计时器并固定在滑块 1 的左端（图中未画出），调节打点计时器的高度使纸带始终与导轨平行。 主要步骤： ① 实验前应调节导轨底部的调节旋钮，使导轨________； ② 把滑块 2 放在导轨的中间，使滑块 1 置于左端弹射架上； ③ 先________，然后________，让滑块 1 带动纸带一起运动；（选填“接通电源”、“释放滑块 1”、“释放滑 块 2”） ④ 取下纸带，重复步骤②③，选出理想的纸带； ⑤ 用天平测得滑块 1 的质量为 300g，滑块 2（包括橡皮泥）的质量为 346g。 （2）某次实验打出的纸带如图乙所示（纸带上的点为自然点）。两滑块碰撞之前系统的总动量为______ __kg·m/s；两滑块碰撞之后系统的总动量为________kg·m/s（结果均保留 3 位有效数字）。 4．（2021·湖北·二模）在进行“验证机械能守恒定律”的实验中： （1）两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。比较两种 实验方案，你认为图___________（选填“甲”或“乙”）所示实验方案误差更小，理由是___________。某同 学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带，请指出该同学在实验中存在的两处明显错误或不当 的地方：___________；___________。 （2）有一同学采用了图甲所示的方案，选出一条纸带如图丁所示，其中 O 点为起始点，A、B、C 为三个 计数点，在计数点 A 和 B 之间、B 和 C 之间还各有一个点，已知 OA、OB、OC 的长度分别为 xA、xB、xC，交流电的频率为 f，重力加速度为 g。则满足___________时（用 xA、xB、xC、f、g 表示），表 明在实验允许的误差范围内，机械能守恒。 5．（2021·山东淄博·三模）如图甲是实验室测定小物块和水平面之间动摩擦因数的实验装置，将带有遮 光条的物体由曲面的顶端无初速度释放，物体经过光电门瞬间可通过数字计时器记录遮光条的挡光时间， 经过一段时间物体停在水平面上的 A 点，重力加速度大小为 g。 （1）实验需用游标卡尺（50 分度）测量遮光条的宽度 d，如图乙所示， d  ___________ mm ； （2）为了完成本实验，还需要测量 A 点到光电门的距离 s 与遮光条通过光电门的时间 t，则动摩擦因数的 表达式为   ___________；（用所测得物理量的符号和重力加速度 g 表示） （3）为了减小实验误差，实验小组从曲面的不同位置释放物体，得到多组数据，采用图象法来处理实验 数据，下列图象正确的是___________。 A． B． C． D． 6．（2021·江西鹰潭·二模）某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中动量守恒。一根长为 L 的轻质不可伸 缩细线一端拴住质量为 mA 的小钢球 A，细线的另一端固定在悬点 O，在最低点的前后放置一光电门，光 电门前的水平面上放一质量为 mB 的金属物块 B，物块的上表面中央固定一轻质的遮光片。现将小球向右 拉至细线水平后静止释放，小球在最低点与物块碰撞后反弹上升，测出小球反弹上升时细线的最大偏角 为 θ，光电门记录的挡光时间为 t，已知重力加速度为 g。则 （1）用 20 分度的游标卡尺测遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度 d=___________mm； （2）小球与物块的质量大小关系为 mA___________ mB（选填“>”“=”或“<”）； （3）验证小球与物块在碰撞过程中动量守恒的表达式为___________。（用字母 mA、mB、L、d、θ、t、g 表示） 7．（2021·四川·广元天立国际学校一模）未来在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”。 悬点 O 正下方 P 点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向 前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做 平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a、b、c、d 为连续四次拍下的小球位置，已 知照相机连续拍照的时间间隔是 0.10s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的 长度之比为 1：4，则： （1）由以上信息，可知 a 点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。 （2）该星球表面的重力加速度为________m/s2； （3）小球平抛的初速度是________m/s； （4）小球在 b 点时的速度是________m/s。 8．（2021·安徽合肥·二模）下图为某实验小组利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的装置。实验的主要步 骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度 d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量 M 及托盘与砝码的总质量 m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离 l； E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间 t； F.重复步骤 D、E，测出多组 l 和 t。 已知重力加速度为 g，请回答下列问题： （1）本实验中___________（选填“需要”或“不需要”）满足 m 远小于 M； （2）滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了___________； （3）若系统机械能守恒，应该满足 ___________（用以上物理量表示）； （4）若利用图像法处理实验数据，下列选项中能符合实验要求的是___________。 9．（2021·河南·模拟预测）实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验， 如图 1 所示为实验装置示意图。 （1）关于该实验以下说法正确的是_______。 A．安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行 B．平衡摩擦力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，轻推小车，再接通打点计时器的 电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C．实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量 m 远小于小车的总质量 M D．准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力 （2）如图 2 是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有 4 个计时点没有画出）， 相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为 50Hz ，则小车的加速度 a  _______ m / s 。 2 （3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数 F 和对应纸带的加速度 a 的数 值，并根据这些数据，绘制出如图 3 所示的 a  F 图像，分析此图像不过原点原因可能是___________， 实验小组仔细分析图像，得出了实验用小车的质量为_________ kg 。 10．（2021·山东济南·二模）利用智能手机自带的各种传感器可以完成很多物理实验。某同学利用如图所 示的实验装置，结合手机的传感器功能测定当地的重力加速度，实验步骤如下： Ⅰ．实验前用游标卡尺测出小球的直径 d＝10.00mm Ⅱ．实验装置中固定轨道 AB 的末端水平，在轨道末端的安装一光电门，光电门通过数据采集器与计算机 相连，测量小球离开轨道时的速度.将小球从轨道的某高度处由静止释放，小球运动一段时间后，打到竖 直记录屏 MN 上，记下落点位置。然后通过手机传感器的测距功能，测量并记录小球做平抛运动的水平 距离 x 和竖直下落距离 h Ⅲ．多次改变屏 MN 的水平距离 x，使小球每次都从轨道的同一位置处由静止释放，重复上述实验，记录 多组 x、h 数据，如下表所示 实验顺序 1 2 3 4 5 x（cm） 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 x2（×10－2m2） 1.00 2.25 4.00 6.25 9.00 h（cm） 4.88