第1頁（共1頁）2025年高考備考高中物理個性化分層教輔尖子生篇《力學實驗》一．選擇題（共10小題）1．（2024春?湖南期末）關于高中物理實驗中用到的思想方法，下列說法不正確的是（）A．圖甲為著名的伽利略斜面實驗，應用了理想實驗的方法 B．圖乙為研究加速度a和合外力F、質量m的關系實驗，主要應用了控制變量的方法 C．圖丙為探究合力與分力的關系實驗，主要應用了極限的思想方法 D．圖丁為卡文迪什通過扭秤測量引力常量的實驗，應用了放大的思想方法2．（2024春?宿遷期末）用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．實驗時先釋放紙帶，后接通電源 B．打點計時器兩個限位孔可以不在同一豎直線上 C．用v=2g?計算某點速度D．某條紙帶開頭一段點跡不清晰，該紙帶也能驗證機械能守恒定律3．（2024春?西城區校級期末）向心力演示儀可以探究影響向心力大小的因素。它通過皮帶傳動改變兩輪的轉速，讓兩輪上的實心小球（體積相同）同時做圓周運動，然后通過連動裝置使安放在圓盤中心套筒中的彈簧產生形變，利用標尺露出的格數來反映向心力的大小。下列說法中正確的是（）A．探究向心力大小與圓周運動角速度關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量不同的小球分別放在擋板A和擋板C處 B．探究向心力大小與圓周運動半徑關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上，將質量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處 C．探究向心力大小與物體質量關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量不同的小球分別放在擋板A和擋板C處 D．探究向心力大小與圓周運動角速度關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處4．（2024春?鎮江期末）某同學用圖甲所示的向心力演示器來探究“勻速圓周運動中向心力與質量的關系”，擋板A、B、C到各自轉軸的距離之比為1：2：1。塔輪自上而下有三層，左右每層半徑如圖乙所示。下列關于兩小球放置位置及傳動皮帶所套塔輪的層數正確的是（）A．擋板A和C處，塔輪第一層 B．擋板B和C處，塔輪第一層 C．擋板A和C處，塔輪第二層 D．擋板B和C處，塔輪第三層5．（2024春?海淀區校級期末）用單擺測定重力加速度的實驗中，測出懸點O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間t，得到單擺周期T，用多組實驗數據作出T2﹣L圖象，也可以求出重力加速度g。已知三位同學作出的T2﹣L圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應的g值最接近當地重力加速度的值。則相對于圖線b，下列分析正確的是（）A．出現圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B．出現圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次 C．圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值 D．圖線c對應的g值等于圖線b對應的g值6．（2024春?順義區期末）如圖為研究平拋運動的實驗裝置示意圖。用小錘擊打金屬片，A球水平飛出做平拋運動的同時B球做自由落體運動。下列說法正確的是（）A．兩球位移相同 B．兩球同時落地 C．兩球運動的加速度不相同 D．兩球落地時速度大小相同7．（2024春?順義區期末）若采用如圖實驗裝置來驗證動量守恒定律，兩小球半徑相同，質量分別為mA、mB，且mA＞mB。實驗時，不放小球B，讓小球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；將小球B放置在斜槽末端，讓小球A再次從斜槽上E點自由滾下，與小球B發生正碰，在水平面上又得到兩個落點位置。多次重復上述步驟，M、N、P三點為平均落點位置。下列說法正確的是（）A．需用秒表測定小球在空中飛行的時間 B．OM+ON＞OP C．如果mAON＝mA?OP+mB?OM，則表明此碰撞前后系統動量守恒 D．用半徑盡可能大的圓把所有落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球的平均落點8．（2024?鹽都區校級三模）某同學利用如圖所示的裝置做《驗證動量守恒定律的實驗》，已知兩球的質量分別為m1、m2（且m1＞m2），關于實驗下列說法正確的（）（填選項前的字母）A．如果M是m2的落點，則該同學實驗過程中必有錯誤 B．斜槽軌道必須很光滑 C．實驗需要驗證的是m1?OP＝m2?O'M+m1?ON D．實驗需要秒表、天平、圓規等器材9．（2024?樟樹市模擬）某高速公路自動測速裝置如圖甲所示，雷達向汽車駛來的方向發射脈沖電磁波，相鄰兩次發射時間間隔為t。當雷達向汽車發射電磁波時，在顯示屏上呈現出一個尖形波；在接收到反射回來的無線電波時，在顯示屏上呈現出第二個尖形波。根據兩個波在顯示屏上的距離，可以計算出汽車至雷達的距離。顯示屏如圖乙所示，根據圖中t1、t、t2的意義，結合光速c，則汽車車速為（）A．v=c(B．v=c(C．v=c(D．v=10．（2024春?河東區期末）A和B是完全相同的兩個小球，在如圖所示的實驗中，用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時B球被松開，自由下落。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．兩球落地時的速度大小相同 B．小錘打擊力越大，A球在空中運動時間越長 C．從開始運動至落地，重力對兩球做功相同 D．從開始運動至落地，A小球速度的變化量大于B小球二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024春?克州期末）用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律，兩球的質量分別為m1、m2（m1＞m2），下列說法正確的是（）A．需要用秒表測時間 B．斜槽軌道必須光滑 C．M是質量為m1的小球的落點 D．可用m1（多選）12．（2024春?朝陽區期末）如圖所示，是探究向心力大小F與質量m、角速度ω和圓周運動半徑r之間關系的實驗裝置。轉動手柄，可使兩側變速塔輪以及長槽和短槽隨之勻速轉動。皮帶分別套在左右兩塔輪上的不同圓盤上，可使兩個槽內的小球分別以各自的角速度做勻速圓周運動，其向心力由擋板對小球的支持力提供，球對擋板的反作用力使彈簧測力筒下降露出標尺。下列說法正確的是（）A．根據標尺露出的等分標記，可粗略計算出兩小球所受向心力的比值 B．探究向心力的大小F與角速度ω的關系時，應保持質量m和半徑r相同 C．利用該裝置只能探究向心力大小F與m、ω和r之間的關系 D．利用本實驗可初略得到F與m、ω和r之間的關系為F∝mrω2（多選）13．（2024春?南昌期末）某實驗小組在“驗證機械能守恒定律”實驗中，研究重物從靜止開始下落過程中打點計時器打出的一條紙帶，在紙帶打下的一系列點中，O為起點，取OA段進行實驗數據分析，結果發現：重物重力勢能的減小量小于動能的增加量。造成這一結果可能的原因是（）A．接通電源前釋放了紙帶 B．重物下落的過程中存在摩擦力和空氣阻力 C．重物落地后反彈或打點計時器電壓過大 D．末位置的瞬時速度計算錯誤（多選）14．（2024春?花都區期中）在做探究碰撞中的不變量實驗時，入射球a與被碰球b的質量分別為m1、m2，小球的落地點如圖所示，則下列說法正確的是（）A．兩球半徑應相等，且m1＞m2 B．讓入射球與被碰球連續10次相碰，每次都要使m1從斜槽上相同位置滾下 C．要驗證的表達式是m1D．要驗證的表達式是m（多選）15．（2024?新鄭市校級三模）某同學用單擺測量學校的重力加速度大小，他通過改變擺長L，測出幾組對應的周期T，并作出T2﹣L圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．應選用質量小、體積也小的小球做實驗 B．應從擺球經過最低點時開始計時 C．圖像不過坐標原點的原因可能是擺長測量值偏大 D．通過作出T2﹣L圖像處理數據來求得重力加速度，可消除因擺球質量分布不均勻而導致的系統誤差三．填空題（共5小題）16．（2024?衡陽縣校級開學）如圖所示為研究勻變速直線運動規律時打出的一條紙帶，已知打點計時器的頻率為50Hz，則打下標號2、3兩點之間的時間間隔為s，小車的加速度大小為m/s2。17．（2024春?瀏陽市校級期末）某興趣小組用如圖甲所示的裝置進行了下列探究：①在一端帶有定滑輪的水平長木板上固定A、B兩個光電門，測得兩光電門A、B之間的距離為x；滑塊上有遮光片，遮光片的寬度為d；②砂桶中加入砂子，用天平測得砂和砂桶的質量m，并保證滑塊質量遠大于砂和砂桶質量；③用跨過定滑輪的輕繩將滑塊與砂桶相連，調節滑輪高度使輕繩水平；④將滑塊從緊靠光電門A處由靜止釋放，讀出滑塊上遮光片通過光電門B的時間t；⑤改變砂和砂桶的質量m，重復實驗，測得m、t的多組數據；⑥在坐標系中作出m?1已知重力加速度大小為g，若把砂和砂桶所受重力作為滑塊受到的拉力，根據圖像信息可知：物塊與長木板之間的動摩擦因數為，滑塊質量為。18．（2024春?藍田縣期末）在一個未知星球上研究平拋運動的規律。拍下了小球做平拋運動過程中的多張照片，經合成照片如（乙）圖。a、b、c、d為連續四次拍下的小球位置，已知連續拍照的時間間隔是0.10s，照片大小如圖中坐標所示，又知該照片的長度與實際的長度之比為1：4，則：（1）該星球表面的重力加速度為m/s2，小球在b點時的速度是m/s。（2）若已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地＝1：4，則該星球的質量與地球質量之比M星：M地＝，第一宇宙速度之比v星：v地＝。（g地取10m/s2）19．（2024春?順義區期末）某同學利用如圖1所示的裝置探究影響向心力大小的因素，已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1：2：1，變速塔輪自上而下按如圖2所示三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1：1，2：1和3：1。探究向心力大小F與質量m的關系時，選擇兩個質量不同的小球，分別放在擋板的（選填“A”或“B”）和擋板C處，傳動皮帶調至變速塔輪的第層（填“一”、“二”或“三”）。20．（2024春?杭州期末）高中階段用到打點計時器的實驗有很多：（1）某同學選用如圖1所示的打點計時器，則應按（選填“甲”、“乙”或“丙”）圖中的方法連接電源。（2）利用圖2所示的實驗裝置做相關的力學實驗，下列說法正確的是。A．探究“速度隨時間變化的規律”實驗中，需要補償阻力B．探究“加速度和力、質量的關系”實驗中，需要補償阻力C．利用該實驗裝置，補償阻力后能用來做“驗證機械能守恒定律”實驗四．解答題（共5小題）21．（2024春?越秀區期末）某實驗小組利用單擺測量當地重力加速度的值。（1）為了較準確地測量重力加速度的值，以下四種單擺組裝方式，應選擇。（填序號）（2）如圖甲所示為該同學在進行實驗時用秒表記錄的單擺50次全振動所用時間，由圖可知該次實驗中秒表讀數t＝s；（3）實驗中，測量不同擺長及對應的周期，用多組實驗數據做出擺長與周期平方的圖像如乙所示，則重力加速度的大小為m/s2（π2取9.86，結果保留3位有效數字）。（4）若測定g的數值比當地公認值大，造成的原因可能是。A.直接將擺線的長度作為擺長LB.誤將49次全振動記為50次C.擺線上端懸點未固定，振動中出現松動，使擺線長度增加了22．（2024春?嘉定區校級期末）在“用單擺測量重力加速度大小”的實驗中：由于某同學沒有找到小鐵球，于是他用小鐵塊來代替小鐵球進行實驗。由于鐵塊形狀不規則，無法測出擺長，他設計了如下的實驗方法：先測出使用某一長度擺線時單擺的周期T1，然后將單擺的擺線縮短△l，再測出對應的周期T2。他（填“能”或“不能”）求出當地的重力加速度。如果能，請寫出重力加速度的表達式，如果不能，請說明理由：。23．（2024春?楊浦區期末）彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件，在科技生產和日常生活中有很多用處。（1）一個連續的正弦縱波由裝在一根非常長的彈簧的一端的振源沿彈簧發出，波源頻率為20Hz，彈簧上任一質點的振幅為0.45cm，任何時刻相鄰兩個質點分布最密的位置間距離為24cm。則該縱波的波速為m/s，彈簧上任一質點經過0.9cm的路程需用時s。（2）某同學準備自制一個彈簧秤，他把彈簧上端懸掛在一固定力傳感器上（力傳感器測量方向已調整至豎直）。未懸掛重物前用刻度尺測得彈簧自然下垂的長度為5.00cm，力傳感器讀數為0.196N。在彈簧下端懸掛不同質量的重物，待穩定后用刻度尺測量彈簧的長度L，并記錄相應的力傳感器讀數F。①請根據F﹣L圖中的數據點完成F﹣L圖線；②該彈簧的勁度系數k＝N/m；（結果保留3位有效數字）③用該彈簧秤測量一重物，力傳感器讀數為3.00N，則重物的質量m＝kg。（結果保留3位有效數字）（3）用圖示裝置驗證動量守恒定律。固定在水平桌面上、內壁光滑的直玻璃管內有一壓緊的彈簧，此時彈簧長度為L，其右側放置一小球A。右端管口放置一小球B，將彈簧釋放后球A向右運動，與彈簧分離，與球B發生碰撞后兩球從管口飛出。圖中O點是小球從管口飛出點在水平地面上的垂直投影，xA是球A落地點，xB是球B落地點。測量O、xA兩點間距離為xA，O、xB兩點間距離為xB，管口到地面的高度為h。重力加速度為g。①球A、球B在空中飛行時間。A.相同B.不同②球B出管口的初速度vB＝；（將兩球視作質點）③（不定項選擇）撤去放置在管口的球B，將彈簧壓緊到長度仍為L，右側放置球A，將彈簧釋放，球A匕出管口后落地，落地點為P（圖中未標出）。為驗證動量守恒定律，還需要測量的物理量有；A.球A的質量mAB.球B的質量mBC.彈簧的原長L0D.OP兩點間距離xP④若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式應滿足（用本題中測量的物理量符號表示）。24．（2024?蘇州三模）某組同學設計了一個驗證機械能守恒的方案：用粗細均勻的細桿拼組成一矩形框，使其從某一高處豎直下落，下落的過程中，框擋住光源發出的光時，計時器開始計時，透光時停止計時，再次擋光，計時器再次計時，測得先后兩段擋光時間分別為t1和t2。（1）對于矩形框的制作，甲同學選擇了一塑料細桿，乙同學選擇了一金屬細桿，從提高實驗精度的角度看，你認為（選填“甲”或“乙”）的選擇較好；（2）某同學測量金屬桿的直徑d1，如圖乙所示，其值為mm；（3）該同學利用v1=d1t1、v2（4）本實驗在下面的操作中，你認為正確的是。A．釋放時框的下沿必須與光電門在同一高度B．釋放時框的下沿可以在光電門上方一定距離處C．擋板下落時框如果沒有保持豎直狀態，對測量結果沒有影響（5）有同學提出細桿直徑較大可能會對實驗結果產生影響，若本實驗忽略其他因素的影響，僅考慮直徑較大對本實驗的影響，本實驗得出的重力勢能的減小量和動能的增加量的關系為ΔEpΔEk（選填“＞”“＜”或者“＝”）。25．（2024?馬鞍山三模）某實驗小組想利用水流在重力作用下的粗細變化估測重力加速度大小。如圖甲所示，水龍頭出口豎直向下，流出的水在重力作用下速度越來越大，水流的橫截面積會越來越小。水龍頭單位時間流出水的體積為Q，用游標卡尺在相距h的兩處測出水流的橫截面直徑分別為d1和d2。（1）某次用游標卡尺測量水流的橫截面直徑時如圖乙所示，其讀數為cm；（2）為提高該實驗的精度，避免因水龍頭出口不規則等一系列因素造成的影響，下列措施有效的是；A.水龍頭出口越細越好B.盡可能保證水流從水龍頭出口流出的初速度為零C.測量同一橫截面直徑d時，應從多個角度測量再求平均值（3）重力加速度g＝。（用題中所給字母表示）

2025年高考備考高中物理個性化分層教輔尖子生篇《力學實驗》參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024春?湖南期末）關于高中物理實驗中用到的思想方法，下列說法不正確的是（）A．圖甲為著名的伽利略斜面實驗，應用了理想實驗的方法 B．圖乙為研究加速度a和合外力F、質量m的關系實驗，主要應用了控制變量的方法 C．圖丙為探究合力與分力的關系實驗，主要應用了極限的思想方法 D．圖丁為卡文迪什通過扭秤測量引力常量的實驗，應用了放大的思想方法【考點】探究加速度與力、質量之間的關系；伽利略的理想斜面實驗；探究兩個互成角度的力的合成規律．【專題】定性思想；實驗分析法；萬有引力定律的應用專題；實驗能力．【答案】C【分析】根據各個實驗的原理，分析實驗所用的物理方法，確定正確選項。【解答】解：A.伽利略斜面實驗間接推出力不是維持物體運動的原因，應用了理想實驗的方法，故A正確；B.圖乙中是采用控制變量法研究加速度a和外力F、質量m的關系實驗，故B正確；C.探究合力與分力的關系實驗采用的是等效思想，故C錯誤；D.圖丁為卡文迪什通過扭秤實驗測萬有引力常量的實驗，采用的是放大思想方法，故D正確。本題選不正確的，故選：C。【點評】對于教材上涉及的實驗，要理解其實驗原理，掌握物理方法，常用的物理方法有理想實驗法、理想模型法、控制變量法、等效替代法等等。2．（2024春?宿遷期末）用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．實驗時先釋放紙帶，后接通電源 B．打點計時器兩個限位孔可以不在同一豎直線上 C．用v=2g?計算某點速度D．某條紙帶開頭一段點跡不清晰，該紙帶也能驗證機械能守恒定律【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定性思想；推理法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】D【分析】理解該實驗的實驗原理，需要測量的數據等；理解實驗中的注意事項以及如何進行數據處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去分析。【解答】解：A．為打點穩定，實驗時先接通電源，后釋放紙帶，故A錯誤；B．為減小紙帶與限位孔間的阻力，打點計時器兩個限位孔應在同一豎直線上，故B錯誤；C．本實驗不可使用v=2g?D．實驗時，不一定要選取開始速度為零的點，應該選取點跡比較清晰的紙帶進行測量，這樣也能驗證機械能守恒定律，故D正確。故選D。【點評】對于基礎實驗要從實驗原理出發去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗。3．（2024春?西城區校級期末）向心力演示儀可以探究影響向心力大小的因素。它通過皮帶傳動改變兩輪的轉速，讓兩輪上的實心小球（體積相同）同時做圓周運動，然后通過連動裝置使安放在圓盤中心套筒中的彈簧產生形變，利用標尺露出的格數來反映向心力的大小。下列說法中正確的是（）A．探究向心力大小與圓周運動角速度關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量不同的小球分別放在擋板A和擋板C處 B．探究向心力大小與圓周運動半徑關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上，將質量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處 C．探究向心力大小與物體質量關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量不同的小球分別放在擋板A和擋板C處 D．探究向心力大小與圓周運動角速度關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處【考點】探究圓周運動的相關參數問題．【專題】信息給予題；定性思想；推理法；勻速圓周運動專題；理解能力．【答案】B【分析】本實驗采用了控制變量法，根據向心力公式F＝mrω2分析需要控制的物理量；小球做勻速圓周運動的角速度由塔輪半徑決定，根據線速度與角速度的關系進行分析。【解答】解：A.探究向心力大小與圓周運動角速度關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量相同的小球分別放在擋板A和擋板C處，故A錯誤；B.探究向心力大小與圓周運動半徑關系時，應保持兩小球做勻速圓周運動的角速度相同，根據角速度與線速度的關系ω=vC.探究向心力大小與物體質量關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上，將質量不同的小球分別放在擋板A和擋板C處，故C錯誤；D.探究向心力大小與圓周運動角速度關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質量相同的小球分別放在擋板A和擋板C處，故D錯誤。故選：B。【點評】本題主要考查了利用向心力演示儀可以探究影響向心力大小的因素的實驗，要明確實驗的原理，理解控制變量法的運用，知道小球做勻速圓周運動的角速度由塔輪半徑確定。4．（2024春?鎮江期末）某同學用圖甲所示的向心力演示器來探究“勻速圓周運動中向心力與質量的關系”，擋板A、B、C到各自轉軸的距離之比為1：2：1。塔輪自上而下有三層，左右每層半徑如圖乙所示。下列關于兩小球放置位置及傳動皮帶所套塔輪的層數正確的是（）A．擋板A和C處，塔輪第一層 B．擋板B和C處，塔輪第一層 C．擋板A和C處，塔輪第二層 D．擋板B和C處，塔輪第三層【考點】探究圓周運動的相關參數問題．【專題】定性思想；推理法；勻速圓周運動專題；理解能力．【答案】A【分析】調整擋板位置使做圓周運動的半徑相同，調整塔輪的層數使角速度相同。【解答】解：用向心力演示器來探究“勻速圓周運動中向心力與質量的關系”，由控制變量法可知應保持半徑和角速度不變，應放在擋板A和C處使半徑相同和在塔輪第一層使角速度相同，故A正確，BCD錯誤。故選：A。【點評】本題關鍵掌握控制變量法和向心力演示器的作用。5．（2024春?海淀區校級期末）用單擺測定重力加速度的實驗中，測出懸點O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間t，得到單擺周期T，用多組實驗數據作出T2﹣L圖象，也可以求出重力加速度g。已知三位同學作出的T2﹣L圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應的g值最接近當地重力加速度的值。則相對于圖線b，下列分析正確的是（）A．出現圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B．出現圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次 C．圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值 D．圖線c對應的g值等于圖線b對應的g值【考點】用單擺測定重力加速度．【專題】信息給予題；定性思想；推理法；單擺問題；理解能力．【答案】B【分析】寫出單擺周期，根據單擺的周期公式變形得出T2與L的關系式，再分析T2﹣L圖象中g與斜率的關系，得到g的表達式；根據重力加速度的表達式，分析各圖線與b之間的關系。【解答】解：A.將懸點到小球下端的距離記為擺長L，則真實擺長l=L?根據單擺周期公式T=2π變形得T因此，T2﹣L函數圖像的縱截距為負值，故A錯誤；B.對于圖線c，其斜率k變小了，根據k=T單擺的周期T=tCD.根據單擺周期公式T=2π變形得T結合圖像斜率的含義，圖像斜率k=重力加速度g=由T2﹣L圖像可知，圖像的斜率kc＜kb因此gc＞gb＝g即圖線c對應的g值大于圖線b對應的g值，故CD錯誤。故選：B。【點評】該題全面考查重力加速度的測量、數據的處理以及誤差的分析，要掌握單擺的周期公式，從而求解重力加速度，擺長、周期等物理量之間的關系。6．（2024春?順義區期末）如圖為研究平拋運動的實驗裝置示意圖。用小錘擊打金屬片，A球水平飛出做平拋運動的同時B球做自由落體運動。下列說法正確的是（）A．兩球位移相同 B．兩球同時落地 C．兩球運動的加速度不相同 D．兩球落地時速度大小相同【考點】探究平拋運動的特點；平拋運動在豎直和水平方向上的特點．【專題】定性思想；推理法；平拋運動專題；實驗能力．【答案】B【分析】根據實驗現象進行分析作答；根據位移、速度的定義進行分析。【解答】解：實驗發現小球A、B同時落地，說明A球在豎直方向的分運動與B球在豎直方向的自由落體運動完全相同，即兩球加速度相等，位移不同，由于A球有初速度，則兩球落地速度不同，故ACD錯誤，B正確；故選：B。【點評】本題主要考查了平拋運動的相關應用，根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合平拋運動的特點結合動學公式即可完成分析。7．（2024春?順義區期末）若采用如圖實驗裝置來驗證動量守恒定律，兩小球半徑相同，質量分別為mA、mB，且mA＞mB。實驗時，不放小球B，讓小球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；將小球B放置在斜槽末端，讓小球A再次從斜槽上E點自由滾下，與小球B發生正碰，在水平面上又得到兩個落點位置。多次重復上述步驟，M、N、P三點為平均落點位置。下列說法正確的是（）A．需用秒表測定小球在空中飛行的時間 B．OM+ON＞OP C．如果mAON＝mA?OP+mB?OM，則表明此碰撞前后系統動量守恒 D．用半徑盡可能大的圓把所有落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球的平均落點【考點】驗證動量守恒定律．【專題】定量思想；推理法；動量和能量的綜合；實驗能力．【答案】B【分析】平拋運動的時間相等，平拋運動的水平位移與初速度成正比，此實驗可以通過測量小球做平拋運動的水平位移來間接解決測定小球碰撞前后的速度這個問題；根據彈性碰撞滿足機械能守恒定律與動量守恒定律，從而判斷B。【解答】解：AC、碰撞前只有小球A做平拋運動，水平位移較大；兩小球碰撞時，A球的部分動能轉化為B球的動能，碰撞后A球速度減小，B球速度增大，由于B球質量小，獲得的速度大；因此N點為小球A單獨滑下時的落點，M點為A球碰撞后的落點，P點為B球碰撞后的落點。根據動量守恒定律mAv0＝mAv1+mBv2由于小球碰撞前后下落的高度相同，小球在空中運動的時間相同，因此有mAv0t＝mAv1t+mBv2t即需要驗證的表達式為mAON＝mAOM+mBOP無需測量時間，故AC錯誤；B、若碰撞為彈性碰撞，則根據機械能守恒定律有12mAv02=12則有m1OP2＝m1OM2+m2ON2聯立解得OM+ON＝OP由于碰撞過程中有能量損耗，所以OM+ON＞OP，故B正確；D、用半徑盡可能小的圓把所有落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球的平均落點，故D錯誤；故選：B。【點評】在驗證動量守恒定律實驗中，要注意明確實驗原理，掌握實驗利用平拋運動間接測量速度的方法，并能推導相應的動量守恒表達式。8．（2024?鹽都區校級三模）某同學利用如圖所示的裝置做《驗證動量守恒定律的實驗》，已知兩球的質量分別為m1、m2（且m1＞m2），關于實驗下列說法正確的（）（填選項前的字母）A．如果M是m2的落點，則該同學實驗過程中必有錯誤 B．斜槽軌道必須很光滑 C．實驗需要驗證的是m1?OP＝m2?O'M+m1?ON D．實驗需要秒表、天平、圓規等器材【考點】驗證動量守恒定律．【專題】實驗題；實驗能力．【答案】A【分析】要保證碰撞前后a球的速度方向保持不變，則必須讓a球的質量m1大于b球的質量m2．為了保證每次小球運動的情況相同，故應該讓入射小球a每次從同一位置滾下。本題要驗證動量守恒定律定律即m1v0＝m1v1+m2v2，故需驗證m1?OP＝m1?OM+m2?ON。【解答】解：A、入射球要比靶球質量大，因此質量為m1的為入射小球，其碰前落地點為P，碰后落地點為M，故A正確；B、在同一組的實驗中要保證入射球和靶球每次平拋的速度都相同，故每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，由于摩擦作用對它們的影響相同，因此軌道是否光滑不影響實驗，故B錯誤；C、不管是入射小球還是被碰小球，它們開始平拋的位置都是O點，圖中P是入射小球不發生碰撞時飛出的落地點；N是被碰小球飛出的落地點；M是入射小球碰撞后飛出的落地點，由于它們都是從同一高度做平拋運動，運動的時間相同，故可以用水平位移代表水平速度，故需驗證表達式為：m1?OP＝m1?OM+m2?ON，故C錯誤。D、本實驗不需要測小球平拋運動的速度，故不需要測運動的時間，所以不需要秒表，故D錯誤。故選：A。【點評】本實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度做平拋運動并且落到同一水平面上，故下落的時間相同，所以在實驗的過程當中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當中水平方向發生的位移，可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目。9．（2024?樟樹市模擬）某高速公路自動測速裝置如圖甲所示，雷達向汽車駛來的方向發射脈沖電磁波，相鄰兩次發射時間間隔為t。當雷達向汽車發射電磁波時，在顯示屏上呈現出一個尖形波；在接收到反射回來的無線電波時，在顯示屏上呈現出第二個尖形波。根據兩個波在顯示屏上的距離，可以計算出汽車至雷達的距離。顯示屏如圖乙所示，根據圖中t1、t、t2的意義，結合光速c，則汽車車速為（）A．v=c(B．v=c(C．v=c(D．v=【考點】用雷達測量物體速度．【專題】定量思想；推理法；直線運動規律專題；推理能力．【答案】A【分析】電磁波在真空中傳播的速度等于光速c，第一次發射電磁波，知汽車距離雷達的距離為x1＝ct12，第二次發射電磁波，知汽車距離雷達的距離為x2＝c【解答】解：第一次發射電磁波，知汽車距離雷達的距離為x1＝ct12，第二次發射電磁波，知汽車距離雷達的距離為x2＝c兩次反射無線電波的時間間隔為Δt=t+t22?t汽車車速v=ΔxΔt得故選：A。【點評】解決本題的關鍵知道汽車行駛的位移等于兩次發射電磁波時汽車距離雷達的路程差，然后根據速度公式求出速度的表達式。10．（2024春?河東區期末）A和B是完全相同的兩個小球，在如圖所示的實驗中，用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時B球被松開，自由下落。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．兩球落地時的速度大小相同 B．小錘打擊力越大，A球在空中運動時間越長 C．從開始運動至落地，重力對兩球做功相同 D．從開始運動至落地，A小球速度的變化量大于B小球【考點】探究平拋運動的特點．【專題】定量思想；推理法；平拋運動專題；分析綜合能力．【答案】C【分析】平拋運動可以分解為豎直方向的運動和水平方向的運動，豎直方向做自由落體運動，下落高度相同，下落時間相同；根據恒力做功公式判斷重力做功情況；根據豎直方向的勻變速直線運動的規律求解速度改變量。【解答】解：AB、A小球做平拋運動，B小球做自由落體運動，兩球在豎直方向上運動情況完全相同，無論打擊力度如何，兩球均同時落地；落地時豎直方向具有相同的速度，但是A小球具有水平初速度，故A小球落地時的速度為水平方向速度與豎直方向速度的合速度，因此AB兩小球落地時的速度大小不同，故AB錯誤；C、在兩個小球的運動過程中，只有重力在做功，且物體下落的距離相同，重力做功的大小也是相同的，故C正確；D、根據豎直方向的勻變速直線運動的規律得：gt＝Δv，由于兩小球下落時間相同，所以兩球的速度變化量相等，故D錯誤。故選：C。【點評】本題主要考查平拋運動的實驗。掌握平拋運動的基本規律和動能定理即可解決問題。二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024春?克州期末）用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律，兩球的質量分別為m1、m2（m1＞m2），下列說法正確的是（）A．需要用秒表測時間 B．斜槽軌道必須光滑 C．M是質量為m1的小球的落點 D．可用m1【考點】驗證動量守恒定律．【專題】信息給予題；定量思想；推理法；動量定理應用專題；實驗能力．【答案】CD【分析】在驗證動量守恒定律的實驗中，運用平拋運動的知識得出碰撞前后兩球的速度，因為下落的時間相等，則水平位移代表平拋運動的速度。根據實驗的原理確定動量守恒的表達式。【解答】解：A．小球做平拋運動，豎直方向做自由落體運動?=平拋運動水平方向做勻速直線運動x＝v0t當下落高度一定時，下落所用時間相同，因此，只需要測量水平方向的位移就可得到碰撞前后速度之間的關系，所以不需用秒表測時間，故A錯誤；B．只要保證每次釋放小球的位置相同，就可保證小球運動到斜槽末端時的速度相同，因此不需要斜槽軌道必須光滑，故B錯誤；C．該實驗中，未放質量為m2的小球時，質量為m1的小球落點為P，當斜槽末端放上質量為m2的小球時，質量為m1的小球運動到斜槽末端與質量為m2的小球發生正碰，質量為m2的小球將落在N點，質量為m1的小球將落在M點，故C正確；D.以向右為正方向，若碰撞過程中動量守恒，需要滿足m1v0＝m1v1+m2v2兩小球碰撞前后在空中做平拋運動，下落時間相同，水平速度v=x因此只要m1故選：CD。【點評】該題考查用“碰撞試驗器”驗證動量守恒定律，該實驗中，雖然小球做平拋運動，但是卻沒有用到速度和時間，而是用位移x來代替速度v，成為是解決問題的關鍵。要注意理解該方法的使用。（多選）12．（2024春?朝陽區期末）如圖所示，是探究向心力大小F與質量m、角速度ω和圓周運動半徑r之間關系的實驗裝置。轉動手柄，可使兩側變速塔輪以及長槽和短槽隨之勻速轉動。皮帶分別套在左右兩塔輪上的不同圓盤上，可使兩個槽內的小球分別以各自的角速度做勻速圓周運動，其向心力由擋板對小球的支持力提供，球對擋板的反作用力使彈簧測力筒下降露出標尺。下列說法正確的是（）A．根據標尺露出的等分標記，可粗略計算出兩小球所受向心力的比值 B．探究向心力的大小F與角速度ω的關系時，應保持質量m和半徑r相同 C．利用該裝置只能探究向心力大小F與m、ω和r之間的關系 D．利用本實驗可初略得到F與m、ω和r之間的關系為F∝mrω2【考點】探究圓周運動的相關參數問題．【專題】定性思想；推理法；勻速圓周運動專題；推理能力．【答案】ABD【分析】A.根據小球的向心力和測力筒的標尺之間的關系進行判斷；B.根據控制變量法的要求進行分析判斷；CD.根據該裝置能夠在實驗過程中得到的結論進行分析判斷；【解答】解：A.小球做勻速圓周運動，其向心力由擋板對小球的支持力提供，球對擋板的反作用力使彈簧測力筒下降露出標尺，根據標尺露出的等分標記，可粗略計算出兩小球所受向心力的比值，故A正確；B.根據控制變量法，探究向心力的大小F與角速度ω的關系時，應保持質量m和半徑r相同，故B正確；C.利用該裝置除能探究向心力大小F與m、ω和r之間的關系外，也能探究向心力大小F與周期T之間的關系，故C錯誤；D.利用本實驗可初略得到F與m、ω和r之間的關系為F∝mrω2，故D正確。故選：ABD。【點評】考查探究向心力的實驗過程中使用的控制變量法，會根據該實驗裝置進行實驗探究并得出相應的結論。（多選）13．（2024春?南昌期末）某實驗小組在“驗證機械能守恒定律”實驗中，研究重物從靜止開始下落過程中打點計時器打出的一條紙帶，在紙帶打下的一系列點中，O為起點，取OA段進行實驗數據分析，結果發現：重物重力勢能的減小量小于動能的增加量。造成這一結果可能的原因是（）A．接通電源前釋放了紙帶 B．重物下落的過程中存在摩擦力和空氣阻力 C．重物落地后反彈或打點計時器電壓過大 D．末位置的瞬時速度計算錯誤【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定性思想；實驗分析法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】AD【分析】根據系統誤差產生的原因判斷。【解答】解：A．重物重力勢能的減小量小于動能的增加量，出現這一結果的原因可能是接通電源前釋放了紙帶，導致打點計時器打O點時重物的速度大于零，即打O點時重物的速度不為0，故A正確；B．重物下落過程存在空氣阻力和摩擦力會導致重物重力勢能的減小量大于動能的增加量，故B錯誤；C．重物觸底反彈可能會導致計算末動能減少，會導致重物重力勢能的減小量大于動能的增加量，打點計算器工作電壓偏高不會影響重物重力勢能的減小量和動能的增加量，故C錯誤；D．若末位置的瞬時速度計算錯誤，也會導致重力勢能的減小量與動能的增加量不相等，可能出現重力勢能的減小量小于動能的增加量，故D正確。故選：AD。【點評】本題考查了利用重物自由下落驗證機械能守恒定律的實驗，圍繞實驗原理、實驗過程找出誤差的原因。（多選）14．（2024春?花都區期中）在做探究碰撞中的不變量實驗時，入射球a與被碰球b的質量分別為m1、m2，小球的落地點如圖所示，則下列說法正確的是（）A．兩球半徑應相等，且m1＞m2 B．讓入射球與被碰球連續10次相碰，每次都要使m1從斜槽上相同位置滾下 C．要驗證的表達式是m1D．要驗證的表達式是m【考點】驗證動量守恒定律．【專題】定量思想；推理法；動量與動能定理或能的轉化與守恒定律綜合；實驗能力．【答案】ABD【分析】根據實驗原理以及實驗操作規范分析AB；根據兩球碰撞后水平方向上動量守恒列式進行分析，即可解答CD選項。【解答】解：A．入射球與被碰球最好采用大小相同、質量不相等的小球，在這個實驗中，為了防止碰后入射球反彈，則入射球的質量必須要大于被碰球的質量，即兩個小球的質量應滿足m1＞m2，故A正確；B．讓入射球與被碰球連續10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上同一位置滾下，故B正確；CD．兩球離開軌道后，做平拋運動，根據水平方向上動量守恒m1v1＝m1v1'+m2v2，它們在空中的運動時間t相等，兩邊同時乘以時間t，整理表達式得到m1故選：ABD。【點評】該實驗考查驗證動量守恒定律的實驗，要明確實驗原理、熟悉實驗操作規范，實驗數據的分析為該題的難點。（多選）15．（2024?新鄭市校級三模）某同學用單擺測量學校的重力加速度大小，他通過改變擺長L，測出幾組對應的周期T，并作出T2﹣L圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．應選用質量小、體積也小的小球做實驗 B．應從擺球經過最低點時開始計時 C．圖像不過坐標原點的原因可能是擺長測量值偏大 D．通過作出T2﹣L圖像處理數據來求得重力加速度，可消除因擺球質量分布不均勻而導致的系統誤差【考點】用單擺測定重力加速度．【專題】信息給予題；定量思想；推理法；單擺問題；理解能力．【答案】BD【分析】A.從減小阻力的角度分析如何選擇擺球；B.擺球經過最低點時速度最大，可以減小計時誤差；C.根據單擺周期公式求解T2﹣L函數，結合圖像分析作答；D.根據求得的T2﹣L函數，結合圖像的斜率分析質量分布不均造成的影響。【解答】解：A．為了減小空氣阻力的影響，擺球應選用質量大、體積小的小球做實驗，故A錯誤；B．擺球經過平衡位置的速度最大，擺球停留時間短，為了減小誤差，應從擺球經過最低點開始計時，故B正確；C．設擺線長度為L，小球半徑為r，根據單擺公式T=2π化簡可得T可知，圖像不過坐標原點的原因可能是測量擺長時，忘記加上小球的半徑，故C錯誤；D．根據上述分析，T2﹣L圖像的斜率為k=通過作出T2﹣L圖像處理數據來求得重力加速度，可消除因擺球質量分布不均勻而導致的系統誤差，故D正確。故選：BD。【點評】本題考查用單擺測重力加速度實驗，要求掌握實驗原理、實驗裝置、實驗步驟、數據處理和誤差分析。三．填空題（共5小題）16．（2024?衡陽縣校級開學）如圖所示為研究勻變速直線運動規律時打出的一條紙帶，已知打點計時器的頻率為50Hz，則打下標號2、3兩點之間的時間間隔為0.1s，小車的加速度大小為1.8m/s2。【考點】探究小車速度隨時間變化的規律．【專題】定量思想；實驗分析法；直線運動規律專題；實驗能力．【答案】0.1、1.8。【分析】紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度。【解答】解：相鄰計數點間有四個計時點，則2、3兩點之間的時間間隔為：T=5×小車的加速度大小為：a=故答案為：0.1、1.8。【點評】本題主要是考查探究小車速度隨時間變化的規律，解答關鍵是掌握勻變速直線運動的規律，知道瞬時速度的計算方法和逐差法求解加速度的方法。17．（2024春?瀏陽市校級期末）某興趣小組用如圖甲所示的裝置進行了下列探究：①在一端帶有定滑輪的水平長木板上固定A、B兩個光電門，測得兩光電門A、B之間的距離為x；滑塊上有遮光片，遮光片的寬度為d；②砂桶中加入砂子，用天平測得砂和砂桶的質量m，并保證滑塊質量遠大于砂和砂桶質量；③用跨過定滑輪的輕繩將滑塊與砂桶相連，調節滑輪高度使輕繩水平；④將滑塊從緊靠光電門A處由靜止釋放，讀出滑塊上遮光片通過光電門B的時間t；⑤改變砂和砂桶的質量m，重復實驗，測得m、t的多組數據；⑥在坐標系中作出m?1已知重力加速度大小為g，若把砂和砂桶所受重力作為滑塊受到的拉力，根據圖像信息可知：物塊與長木板之間的動摩擦因數為cd22xg，滑塊質量為【考點】探究影響滑動摩擦力的因素．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；摩擦力專題；實驗能力．【答案】cd22xg【分析】根據平均速度公式求物塊通過光電門的速度，根據牛頓第二定律、運動學公式求m?1t2【解答】解：以滑塊為研究對象，根據牛頓第二定律F﹣μMg＝Ma又F＝mg聯立解得mg﹣μMg＝Ma物塊通過光電門B的速度v根據運動學公式v聯立解得m=μM+m?1t2圖像的斜率k=解得滑塊質量M=動摩擦因數μ=c故答案為：cd22xg【點評】本題考查了光電門測瞬時速度、牛頓第二定律和運動學公式的運用；根據牛頓第二定律和運動學公式求解m?118．（2024春?藍田縣期末）在一個未知星球上研究平拋運動的規律。拍下了小球做平拋運動過程中的多張照片，經合成照片如（乙）圖。a、b、c、d為連續四次拍下的小球位置，已知連續拍照的時間間隔是0.10s，照片大小如圖中坐標所示，又知該照片的長度與實際的長度之比為1：4，則：（1）該星球表面的重力加速度為8m/s2，小球在b點時的速度是425（2）若已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地＝1：4，則該星球的質量與地球質量之比M星：M地＝1：20，第一宇宙速度之比v星：v地＝5：5。（g地取10m/s2【考點】探究平拋運動的特點．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；平拋運動專題；實驗能力．【答案】（1）8，425；（2）1：20，【分析】（1）根據豎直方向自由落體運動的規律計算；根據勻速直線運動規律計算水平方向速度，根據平均速度公式計算豎直方向的速度，根據矢量合成計算b點速度；（2）根據萬有引力與重力近似相等推導質量比，根據萬有引力提供向心力計算第一宇宙速度之比。【解答】解：（1）由照片的長度與實際背景屏的長度之比為1：4可得，乙圖中每個正方形的實際邊長L＝4cm豎直方向上有Δy＝2L＝g星T2解得g星＝8m/s2水平方向上小球做勻速直線運動，則v0在豎直方向上，根據勻變速直線運動的規律可知vby根據矢量合成的特點可得vb（2）設星球半徑為R，根據萬有引力與重力近似相等，有GMm解得GM＝gR2代入數據可得該星球與地球質量之比為M星根據萬有引力提供向心力，有GMm聯立解得v=gR代入數據解得v星故答案為：（1）8，425；（2）1：20，【點評】本題關鍵掌握研究平拋運動的規律實驗的原理。19．（2024春?順義區期末）某同學利用如圖1所示的裝置探究影響向心力大小的因素，已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1：2：1，變速塔輪自上而下按如圖2所示三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1：1，2：1和3：1。探究向心力大小F與質量m的關系時，選擇兩個質量不同的小球，分別放在擋板的A（選填“A”或“B”）和擋板C處，傳動皮帶調至變速塔輪的第一層（填“一”、“二”或“三”）。【考點】探究圓周運動的相關參數問題．【專題】定性思想；推理法；勻速圓周運動專題；實驗能力．【答案】A；一。【分析】根據向心力演示器的工作原理與向心力的表達式分析小球的位置與傳動皮帶的位置。【解答】解：根據向心力的表達式F＝mω2r可知，要研究向心力大小F與質量m的關系時，要控制圓周運動的半徑和角速度相同，所以小球要放在A和C處；因為通過皮帶連接的兩個塔輪邊緣線速度大小相等，根據線速度與角速度的關系v＝ωL，只有當塔輪半徑相等時，塔輪的角速度才相等，所以傳動皮帶應該調至變速塔輪第一層。故答案為：A；一。【點評】本題考查探究影響向心力大小的因素，要了解向心力演示器的工作原理及熟練掌握向心力的公式，難度適中。20．（2024春?杭州期末）高中階段用到打點計時器的實驗有很多：（1）某同學選用如圖1所示的打點計時器，則應按丙（選填“甲”、“乙”或“丙”）圖中的方法連接電源。（2）利用圖2所示的實驗裝置做相關的力學實驗，下列說法正確的是B。A．探究“速度隨時間變化的規律”實驗中，需要補償阻力B．探究“加速度和力、質量的關系”實驗中，需要補償阻力C．利用該實驗裝置，補償阻力后能用來做“驗證機械能守恒定律”實驗【考點】驗證機械能守恒定律；打點計時器的種類與工作原理．【專題】定性思想；實驗分析法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】（1）丙；（2）B。【分析】（1）根據電火花打點計時器的工作電壓為220V交變電流，即可確定所需電源及接法；（2）根據實驗原理及注意事項判斷操作的正誤。【解答】解：（1）如圖1所示的打點計時器為電火花打點計時器，工作電壓為220V交變電流，則應按丙圖中的方法連接電源。（2）A．探究“速度隨時間變化規律”的實驗中，不需要補償阻力。故A錯誤；B．探究“加速度和力、質量的關系”實驗中，力也是合力，需要補償阻力。故B正確；C．雖然補償阻力，但阻力并沒有消失，在物塊運動的過程中有摩擦力做功，故系統機械能不守恒，所以不能用此裝置做“探究機械能守恒定律”實驗。故C錯誤。故選：B。故答案為：（1）丙；（2）B。【點評】正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、所測數據等，會起到事半功倍的效果。四．解答題（共5小題）21．（2024春?越秀區期末）某實驗小組利用單擺測量當地重力加速度的值。（1）為了較準確地測量重力加速度的值，以下四種單擺組裝方式，應選擇D。（填序號）（2）如圖甲所示為該同學在進行實驗時用秒表記錄的單擺50次全振動所用時間，由圖可知該次實驗中秒表讀數t＝96.6s；（3）實驗中，測量不同擺長及對應的周期，用多組實驗數據做出擺長與周期平方的圖像如乙所示，則重力加速度的大小為9.86m/s2（π2取9.86，結果保留3位有效數字）。（4）若測定g的數值比當地公認值大，造成的原因可能是B。A.直接將擺線的長度作為擺長LB.誤將49次全振動記為50次C.擺線上端懸點未固定，振動中出現松動，使擺線長度增加了【考點】用單擺測定重力加速度．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；單擺問題；實驗能力．【答案】（1）D；（2）96.6；（3）9.86；（4）B。【分析】（1）單擺作為一種理想化模型，擺線的懸點要固定，擺線質量不計且不可伸長，空氣阻力很小可以忽略，據此分析作答；（2）秒表的讀數由分針對應示數和秒針對應示數組成；（3）根據單擺周期公式求解L﹣T2函數，結合圖像斜率求解作答；（4）根據單擺周期公式求解重力加速度的表達式，然后逐項分析作答。【解答】解：（1）根據單擺模型，擺線的懸點要固定，為了減小空氣阻力，擺球要用密度大、體積小的鋼球，故ABC錯誤，D正確。故選：D。（2）秒表讀數為t＝1.5min+6.60s＝96.6s（3）根據單擺的周期公式T=2π化簡得L=L﹣T2圖像的斜率k=結合L﹣T2函數斜率的含義，圖像斜率k=代入數據解得重力加速度g＝9.86m/s2（4）單擺的周期T=根據單擺的周期公式T=2πLg聯立解得重力加速度g=A.根據重力加速度的表達式可知，將擺線長作為擺長，會造成測定g的數值比當地公認值偏小，故A錯誤；B.根據重力加速度的表達式可知，誤將49次全振動記為50次，會造成測定g的數值比當地公認值偏，故B正確；C.根據重力加速度的表達式可知，擺線上端懸點未固定，振動中出現松動，使擺線長度增加了，重力加速度的真實值大于測量值，故C錯誤。故選：B。故答案為：（1）D；（2）96.6；（3）9.86；（4）B。【點評】本題主要考查了利用單擺周期公式求解當地重力加速度的實驗，能根據周期公式推導出T2和L的關系式；注意秒表不需要估讀。22．（2024春?嘉定區校級期末）在“用單擺測量重力加速度大小”的實驗中：由于某同學沒有找到小鐵球，于是他用小鐵塊來代替小鐵球進行實驗。由于鐵塊形狀不規則，無法測出擺長，他設計了如下的實驗方法：先測出使用某一長度擺線時單擺的周期T1，然后將單擺的擺線縮短△l，再測出對應的周期T2。他能（填“能”或“不能”）求出當地的重力加速度。如果能，請寫出重力加速度的表達式，如果不能，請說明理由：4π2【考點】用單擺測定重力加速度．【專題】定量思想；推理法；單擺問題；分析綜合能力．【答案】能，4【分析】根據單擺周期公式求解重力加速度。【解答】解：可以求出當地的重力加速度。設第一次實驗時，單擺的擺長為L，根據單擺周期公式T第二次實驗的擺長為（L﹣ΔL），根據單擺周期公式T聯立解得：g=故答案為：能，4【點評】此題主要考查單擺測重力加速度的實驗，掌握其數據處理與注意事項。23．（2024春?楊浦區期末）彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件，在科技生產和日常生活中有很多用處。（1）一個連續的正弦縱波由裝在一根非常長的彈簧的一端的振源沿彈簧發出，波源頻率為20Hz，彈簧上任一質點的振幅為0.45cm，任何時刻相鄰兩個質點分布最密的位置間距離為24cm。則該縱波的波速為4.8m/s，彈簧上任一質點經過0.9cm的路程需用時0.025s。（2）某同學準備自制一個彈簧秤，他把彈簧上端懸掛在一固定力傳感器上（力傳感器測量方向已調整至豎直）。未懸掛重物前用刻度尺測得彈簧自然下垂的長度為5.00cm，力傳感器讀數為0.196N。在彈簧下端懸掛不同質量的重物，待穩定后用刻度尺測量彈簧的長度L，并記錄相應的力傳感器讀數F。①請根據F﹣L圖中的數據點完成F﹣L圖線；②該彈簧的勁度系數k＝120N/m；（結果保留3位有效數字）③用該彈簧秤測量一重物，力傳感器讀數為3.00N，則重物的質量m＝0.286kg。（結果保留3位有效數字）（3）用圖示裝置驗證動量守恒定律。固定在水平桌面上、內壁光滑的直玻璃管內有一壓緊的彈簧，此時彈簧長度為L，其右側放置一小球A。右端管口放置一小球B，將彈簧釋放后球A向右運動，與彈簧分離，與球B發生碰撞后兩球從管口飛出。圖中O點是小球從管口飛出點在水平地面上的垂直投影，xA是球A落地點，xB是球B落地點。測量O、xA兩點間距離為xA，O、xB兩點間距離為xB，管口到地面的高度為h。重力加速度為g。①球A、球B在空中飛行時間A。A.相同B.不同②球B出管口的初速度vB＝xBg2?③（不定項選擇）撤去放置在管口的球B，將彈簧壓緊到長度仍為L，右側放置球A，將彈簧釋放，球A匕出管口后落地，落地點為P（圖中未標出）。為驗證動量守恒定律，還需要測量的物理量有ABD；A.球A的質量mAB.球B的質量mBC.彈簧的原長L0D.OP兩點間距離xP④若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式應滿足mAxP＝mAxA+mBxB（用本題中測量的物理量符號表示）。【考點】驗證動量守恒定律．【專題】定量思想；推理法；平拋運動專題；推理能力．【答案】（1）4.8，0.025；（2）①作出的圖像如上圖所示；②120；③0.286；（3）①A；②xBg2?；③ABD；④mAxP＝mAxA+mBxB【分析】（1）根據波速和頻率公式求解，結合質點運動路程和振幅關系解答；（2）①根據作圖的規則完成作圖；②根據圖像斜率的物理意義求勁度系數；③根據力和重物質量關系求解；（3）①根據平拋運動時間的決定因素分析解答；②根據平拋運動的規律求解初速度；③④根據功能關系和動量守恒定律列式并推導等效表達式。【解答】解：（1）已知該波的頻率f＝20Hz，振幅A＝0.45cm，波長λ＝24cm＝0.24m，根據波速公式v＝λf＝0.24×20m/s＝4.8m/s，波的周期為T=1f=120（2）①圖中各點大致分布在一條傾斜直線上，沒有嚴格落在直線上的點均勻分布在直線的兩側，則利用圖1中的描點作出的圖像如下圖所示②該彈簧的勁度系數為圖像的斜率，即k=5.00?0.196③當力傳感器讀數為3.00N，則重物的質量m=ΔF（3）①兩球在空中平拋運動的時間由同一高度差h決定，根據平拋運動規律有h=12gt2，得t②對B，根據平拋規律有xB＝vBt，代入解得vB＝xBg③④根據功能關系，有12kx2=12mAv02，如果兩球組成的系統滿足水平方向動量守恒，規定向右的方向為正方向，滿足mAv0＝mAvA+mBvB，由于平拋運動時間相同，則動量守恒表達式可變形處理為mAxP＝mAxA+mBxB，故需要測量的物理量有mA故答案為：（1）4.8，0.025；（2）①作出的圖像如上圖所示；②120；③0.286；（3）①A；②xBg2?；③④mAxP＝mAxA+mBxB。【點評】考查平拋運動、能量守恒、動量守恒、胡克定律等問題，會根據題意進行準確分析和解答。24．（2024?蘇州三模）某組同學設計了一個驗證機械能守恒的方案：用粗細均勻的細桿拼組成一矩形框，使其從某一高處豎直下落，下落的過程中，框擋住光源發出的光時，計時器開始計時，透光時停止計時，再次擋光，計時器再次計時，測得先后兩段擋光時間分別為t1和t2。（1）對于矩形框的制作，甲同學選擇了一塑料細桿，乙同學選擇了一金屬細桿，從提高實驗精度的角度看，你認為乙（選填“甲”或“乙”）的選擇較好；（2）某同學測量金屬桿的直徑d1，如圖乙所示，其值為3.700mm；（3）該同學利用v1=d1t1、v2=d（4）本實驗在下面的操作中，你認為正確的是B。A．釋放時框的下沿必須與光電門在同一高度B．釋放時框的下沿可以在光電門上方一定距離處C．擋板下落時框如果沒有保持豎直狀態，對測量結果沒有影響（5）有同學提出細桿直徑較大可能會對實驗結果產生影響，若本實驗忽略其他因素的影響，僅考慮直徑較大對本實驗的影響，本實驗得出的重力勢能的減小量和動能的增加量的關系為ΔEp＜ΔEk（選填“＞”“＜”或者“＝”）。【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】實驗題；定量思想；實驗分析法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】（1）乙；（2）3.70；（3）d1【分析】（1）金屬細桿與塑料細桿相比重力較大，下落過程中空氣阻力的影響較小，實驗誤差較小。（2）先確定螺旋測微器的精度值，螺旋測微器的讀數為固定刻度的讀數加上可動刻度的讀數。（3）確定重力勢能減少量與矩形框的動能增加量，兩者相等時可判斷機械能是守恒的。（4）釋放時框的下沿只要不在光電門下方即可；下落時框沒有保持豎直狀態，那么框的下、上邊經過光電門的過程，框下落的高度小于上下邊框兩桿中心之間的距離。（5）根據光電門測速原理，根據勻變速直線運動推論：平均速度等于中間時刻的瞬時速度和位移中點的瞬時速度表達式。遇到光電門測出的兩個瞬時速度對應的下落高度與實驗測出的上下邊框兩桿中心之間的距離的大小關系，由此可判斷本實驗得出的重力勢能的減小量和動能的增加量的大小關系。【解答】解：（1）金屬細桿與塑料細桿相比重力較大，下落過程中空氣阻力的影響較小，實驗誤差較小，應選擇金屬細桿做實驗，故乙同學的選擇較好。（2）螺旋測微器的精度值為0.01mm，如圖乙所示螺旋測微器的讀數，即金屬桿的直徑d1的值為：d1＝3.5mm+20.0×0.01mm＝3.700mm。（3）下、上邊框的經過光電門的過程，矩形框的重力勢能減少量為：ΔEp＝mgd2矩形框的動能增加量為：Δ若機械能守恒，則有：ΔEp＝ΔEk聯立可得：gd2=d（4）AB、根據以上分析，釋放時框的下沿只要不在光電門下方即可。釋放時框的下沿可以與光電門在同一高度，這樣初動能為零。故A錯誤，B正確；C、下落時框沒有保持豎直狀態，那么框的下、上邊經過光電門的過程，框下落的高度小于上下邊框兩桿中心之間的距離d2，對測量結果有影響，故C錯誤。（5）利用光電門測量得到的速度是細桿通過光電門的平均速度，矩形框做勻變速直線運動，細桿通過光電門的平均速度等于該過程中間時刻的瞬時速度，而實驗測出的上下邊框兩桿中心之間的距離d2，此距離對應的初末速度應該是兩桿中心通過光電門的瞬時速度，即細桿通過光電門的過程中的位移中點的瞬時速度。根據勻變速直線運動推論可得：平均速度為：v=v設邊框的下面的細桿通過光電門的初末速度分別為v3、v4，邊框的上面的細桿通過光電門的初末速度分別為v5、v6。由運動學公式得：(v(v5整理可得：v52v52+v②式減去①式得：v52+整理可得：14[（v6﹣v5）2﹣（v4﹣v3）2]＝2a（d2由：v6﹣v5＝at2，v4﹣v3＝at1，t2＜t1，可得：（v6﹣v5）2﹣（v4﹣v3）2＜0，即h＞d2，這說明光電門測出的兩個瞬時速度對應的下落高度h大于實驗測出的上下邊框兩桿中心之間的距離d2，故本實驗得出的重力勢能的減小量和動能的增加量的關系為ΔEp＜ΔEk。故答案為：（1）乙；（2）3.70；（3）d1【點評】本實驗采用了落體法進行機械能守恒的驗證，采用光電門測量速度。掌握光電門的測速原理，對于機械能守恒定律驗證實驗方法較多，需要多積累，多總結。25．（2024?馬鞍山三模）某實驗小組想利用水流在重力作用下的粗細變化估測重力加速度大小。如圖甲所示，水龍頭出口豎直向下，流出的水在重力作用下速度越來越大，水流的橫截面積會越來越小。水龍頭單位時間流出水的體積為Q，用游標卡尺在相距h的兩處測出水流的橫截面直徑分別為d1和d2。（1）某次用游標卡尺測量水流的橫截面直徑時如圖乙所示，其讀數為1.04cm；（2）為提高該實驗的精度，避免因水龍頭出口不規則等一系列因素造成的影響，下列措施有效的是C；A.水龍頭出口越細越好B.盡可能保證水流從水龍頭出口流出的初速度為零C.測量同一橫截面直徑d時，應從多個角度測量再求平均值（3）重力加速度g＝8Q2【考點】探究小車速度隨時間變化的規律；游標卡尺的使用與讀數．【專題】定量思想；推理法；自由落體運動專題；實驗能力．【答案】（1）1.04；（2）C；（3）8【分析】（1）掌握游標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標尺讀數，不需估讀；（2）根據實驗原理和注意事項分析有效實驗措施；（3）根據流速與流量的關系求出速度，然后由速度—位移公式求出加速度g。【解答】解：（1）游標卡尺是10分度的，其精確度為0.1mm，主尺讀數為10mm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，則游標尺讀數為：4×0.1mm＝0.4mm，所以最終讀數為：10mm+0.4mm＝10.4mm＝1.04cm（2）A、水龍頭出口越細，水龍頭流出的水速度越大，導致橫截面積變小，不易測量，故A錯誤；B、水流從水龍頭出口流出的初速度為零時不易測量橫截面直徑，故B錯誤；C、為了減少偶然誤差，從多個角度測量同一截面直徑d，再求平均值，故C正確；故選：C。（3）水龍頭單位時間流出水的體積為Q，則水流經過d1處時，Q＝（d12）2π解得：v1=同理水流經過d2處時，速度v2=根據運動學公式可知v2解得重力加速度g=故答案為：（1）1.04；（2）C；（3）8【點評】本題考查了測定重力加速度的實驗，解題的關鍵是明確實驗原理，注意相等時間內流過的水體積是不變的。

考點卡片1．伽利略的理想斜面實驗【知識點的認識】（1）亞里士多德認為：必須有力物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方。（2）伽利略的理想實驗①斜面實驗：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。減小第二個斜面的傾角，原來釋放時的小球滾動的距離增大，但所達到的高度相同。當第二個斜面放平，小球將永遠運動下去。②推理結論：力不是維持物體運動的原因。③實驗示意圖如下：（3）笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。【命題方向】理想實驗有時更能反映自然規律．伽利略設計了一個理想實驗，其中有一個經驗事實，其余是推論．如圖所示的斜面：①減小另一個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍能達到原來的高度②兩個斜面對接，讓靜止小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做持續的勻速運動將上述理想實驗的設想步驟按正確的順序排列②③①④（只寫序號即可）在上述設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的屬于理想化的推論．下列關于事實和推論的分類正確的是：BA．①是事實，②③④是推論B．②是事實，①③④是推論C．③是事實，①②④是推論D．④是事實，①②③是推論．分析：通過簡單的斜面實驗：讓小球從一個斜面滾下后，再滾上另一斜面．若斜面沒有摩擦，則小球會達到原來高度．然后改變另一斜面的傾角，觀察小球的運動．最后讓另一斜面平放，則小球要達到原來高度，但又不可能達到，所以它將一直運動下去，這就是理想實驗．解答：（1）伽利略設計了一個理想實驗的步驟是：先在兩個對接的斜面上，讓靜止的小球沿左邊的斜面滾下，小球將滾上右邊的斜面；如果沒有摩擦，小球將上升到原來的高度；接著減小右邊斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達到原來的高度；繼續減小右邊斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做勻速直線運動．（2）關于理想實驗的描述中，有的屬于可靠的事實，有的是理想化的推論．則②是事實，①③④是推論，③中不可能沒有摩擦；①有摩擦是不可能達到原來高度的；④即使水平也不可能勻速運動．故答案為：②③①④故選為：B。點評：通過事實去理論推導，這是跨出條件束縛的一種途徑．【解題思路點撥】1.伽利略理想實驗的推論一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去。2.理想實驗的意義（1）伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規律。（2）伽利略理想實驗是把實驗和邏輯推理相結合的一種科學研究方法。2．平拋運動在豎直和水平方向上的特點【知識點的認識】1.平拋運動的定義：平拋運動是初速度水平，只受重力作用的運動。2.平拋運動可以看成水平方向和豎直方向兩個直線運動的合運動。水平方向上有初速度，不受力，所以做勻速直線運動；豎直方向上無初速度，只受重力，所以做自由落體運動。【命題方向】下列關于平拋運動不正確的是（A、平拋運動的水平分運動是勻速直線運動B、平拋運動的豎直分運動是自由落體運動C、做平拋運動的物體在落地前加速度不變D、做平拋運動的物體在落地前速度不變分析：平拋運動是只在重力的作用下，水平拋出的物體做的運動，所以平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動，和豎直方向上的自由落體運動．解答：A、平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動，和豎直方向上的自由落體運動，所以A正確。B、平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動，和豎直方向上的自由落體運動，所以B正確。C、平拋運動只受到重力的作用，加速度就是重力加速度，所以加速度的大小是不變的，所以C正確。D、平拋運動在豎直方向上做的是自由落體運動，速度是在不斷變化的，所以D錯誤。本題是選錯誤的，故選：D。點評：本題就是對平拋運動規律的考查，平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動，和豎直方向上的自由落體運動來求解．【解題思路點撥】根據運動的合成與分解可以知道，平拋運動可以分解成水平方向上勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動，而平拋運動自身是一個勻變速曲線運動。3．游標卡尺的使用與讀數4．打點計時器的種類與工作原理5．用雷達測量物體速度6．探究小車速度隨時間變化的規律【知識點的認識】一、實驗目的用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動，探究小車速度隨時間的變化規律．二、實驗原理1．打點計時器打出的紙帶能記錄運動物體在不同時刻的位置．2．求紙帶上某點的瞬時速度一般用一小段時間內的平均速度代替．3．用描點法畫出小車的vt圖象，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果vt圖象是一條傾斜的直線，說明物體的速度是均勻變化的．三、實驗器材打點計時器，一端附有滑輪的長木板，小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源．四、實驗步驟1．如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路．2．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面．3．把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點．4．更換紙帶，重復操作兩次．5．增減鉤碼個數，再做兩次實驗．五、數據處理1．表格法（1）從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，作為計數始點，以后依次每五個點取一個計數點，并標明0、1、2、3、4…，測量各計數點到0點的距離x，并記錄填入表中．位置編號012345時間t/sx/mv/（m?s﹣1）（2）分別計算出與所求點相鄰的兩計數點之間的距離△x1、△x2、△x3…．（3）利用一段時間內的平均速度