2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题

做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带。测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：① 1.50mm，②2.00mm，③1.92mm，④2.49mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g = 9.80m/s² ， 通过推算，他们选择了编号为的纸带进行研究。

在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n-1、n、n+1，测得它们与0点的距离如图乙所示。则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量=J，重锤势能的减少量=J，重锤下落的实际加速度a = m/s² ， g的原因是。（结果保留3位有效数字）

做“验证力的平行四边形定则”的实验时：

某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。

图甲为某次探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系实验装置图。

某同学利用如图甲所示的实验装置研究平抛运动的规律。

某同学进行“用打点计时器研究自由落体运动”实验。

在学习了“探究加速度与力、质量的关系”的实验后，小张同学设计了一个新的实验用于验证加速度与合外力之间的关系，具体操作过程如下：

（a）如图甲，接通打点计时器电源，让小车从倾斜的斜面上由静止开始加速下滑，用纸带记录下它的运动情况。

（b）保持斜面的倾角不变，将一小桶用细线通过定滑轮与小车尾部相连，在桶中加入适当水量，使轻推小车时，小车能沿斜面向下做匀速直线运动，其简化示意图如图乙所示。

（c）用天平称出小车总质量为M，小桶和水的总质量m。

（d）改变斜面的倾角，重复以上步骤几次，研究加速度与合外力之间关系。根据该实验过程，回答下列问题：

小王同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验，打点计时器所接电源频率为 50 Hz。

图1为某同学探究“弹簧弹力与形变量关系”的实验装置，将轻弹簧上端固定在铁架台的横杆上，分别在弹簧下端挂上1个、2个、3个…质量为m的钩码，测得钩码静止时对应的弹簧长度l。下表是该同学记录的数据，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g取 ， 。

钩码个数	1	2	3	4	5	6
弹簧长度	15.82	21.72	27.60	33.61	39.56	45.37

某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材验证力的平行四边形定则，实验时，先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶（与墙无摩擦），如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端连接于结点O，在结点O挂矿泉水瓶（与墙无摩擦），静止时用智能手机的测角功能分别测出AO，BO与竖直方向的偏角α、β，如图乙所示。轻弹簧均在弹性限度范围内，改变钉子B的位置，按照上述方法多测几次。

用如图甲所示装置验证动量守恒定律，A、B两球的质量分别为和。

⑴安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O

⑵不放小球B，小球A从斜槽上挡板处由静止释放，并落在水平地面上。重复多次，落地点的平均位置记为P，用刻度尺测量，如图乙所示，刻度尺读数为；

⑶小球B静置在斜槽前端边缘处，小球A从挡板处由静止释放，重复实验，标记小球A的落地点平均位置1和小球B的落地点平均位置2；

⑷图甲中，M点是落地点平均位置（填“1”或“2”）；

⑸水平射程分别用、、表示，则验证两球碰撞动量守恒的表达式为。

小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系，滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮与细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F，利用打点计时器打出的纸带求出对应拉力F时的加速度a，从而得到如图乙所示的图像．

某兴趣小组设计了一个可同时测量物体质量和当地重力加速度的实验，其装置如图a所示；已知滑块的质量M，待测物体的质量记为M₀ ， 当地的重力加速度为g，请完成下列填空：

A．闭合气泵开关，条件导轨，使滑块的遮光条依次通过两光电门的时间，则导轨水平。

B．将待测物体固定在滑块的凹槽内，并将细线的一端拴接在滑块上，另一端跨过定滑轮挂一个质量为m₁的钩码。

C．调节定滑轮，使细线与气垫导轨的轨道平行。

D．释放滑块；记录滑块的遮光条通过光电门1、2的时间t₁、t₂和光电门之间的距离L；用游标卡尺测出遮光条的宽度d，示数如图b所示，则d＝cm，并由此计算出滑块的加速度a₁＝（用t₁、t₂、d表示）。

E．依次添加砝码，重复上述过程几次，记录相关实验数据并计算出滑块相应的加速度。

F．以钩码质量的倒数（ ）为横轴，加速度的倒数（ ）为纵轴，建立直角坐标系，利用以上数据画出如图c所示的图线，若该直线的斜率为k，纵截距为b，则M₀；g＝。

某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系，设计了如下实验。

某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

利用频闪照片研究平抛运动规律，得到的照片经还原1：1后如图所示，连续曝光过程中小球依次出现在、、三个位置，图中每个正方形的边长为 ， 重力加速度取 ， 空气阻力不计。

研究玩具电动机的转动，某同学将一圆盘固定在电动机的转轴上，将纸带穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘上。如图（a）所示，当电动机转动时，纸带会卷在圆盘上。已知交流电的频率为f。