2023年高考物理预测题之力学实验

在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：

a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。

b．分别沿着两个方向同时拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力、的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两拉力的方向。

c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。

某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系”，装置如下图所示。主要实验步骤如下：

A．按图示安装实验装置，适当调节长木板的倾角，以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；

B．调整定滑轮及力传感器相连的细线，使其竖直；

C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶，再由静止释放小车，记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度 ， 并计算出小车的加速度a；

D．在沙桶中加入细沙，多次重复步骤C；

E.根据实验数据在坐标纸上作出的图像。

根据以上实验过程，回答以下问题：

某实验小组设计了如下图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图（b）所示。

“探究质量一定时，加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。

某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，竖直杆竖直固定在M、N两点，在杆上固定一个量角器，并在量角器的圆心处固定一个力传感器，一根细线上端连接在力传感器上，下端系在小球上。

实验步骤如下：

①拉离小球，使细线与竖直方向成一个角度，由静止释放小球，使小球在竖直平面内做圆周运动；

②记录小球运动到最低点时力传感器的最大示数F；

③重复以上实验步骤。

某实验小组利用智能手机的连拍功能，研究小物块沿斜面匀加速下滑过程。他们找到一块长 ， 上表面粗糙程度相同的长木板，将其一端固定在距水平桌面高的位置，另一端放在桌面上。小物块由长木板上端静止释放，同时启动手机的连拍功能，拍得小物块下滑过程的多张照片，将连续拍摄的多张照片叠在一起，如下图所示，通过贴在长木板旁的标尺测得不同位置之间的距离： ， ， ， 。已知手机连拍功能的时间间隔为0.2s，g取。完成以下问题（计算结果均保留2位有效数字）。

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。例如：

用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

实验小组的同学们在做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验时，采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。

利用“打点计时器+纸带”装置，可以完成不同实验。

2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒，粗糙导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm，两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录时间为0.040s，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为0.060s，A、B质量未知。

质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。

某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。已测得遮光条宽度d、滑块1、2（均包活遮光条）的质量分别为、。现接通气源，将气垫导轨调至水平，将滑块1向左弹出，与静止的滑块2发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为 ， 与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为和 ， 则碰撞前系统的动量，碰撞后系统的动量（用所测物理量的符号表示）

有关牛顿第二定律的实验验证，回答下列问题：

A． B． C． D．

小明同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连。