2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题

2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题
教材科目：物理
试卷分类：高考
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 实验探究题

详细信息

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。

（1）该同学用游标卡尺测量圆盘的直径，示数如图（b）所示，则圆盘的直径d=cm；
（2）物理学上把角速度的变化与发生这一变化所用时间的比值定义为角加速度β。若电动机做匀加速转动（即β不变），经一段时间停止打点后，取下纸带，标出A、B、C、…，如图（c）所示，其中相邻两个计数点间有4个点没画出，则打下D点时电动机的角速度ω=，角加速度β=。（用d、f、s₁、s₂、s₃、s₄表示）

2. 实验探究题

详细信息

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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三个位置，图中每个正方形的边长为 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，空气阻力不计。

（1）频闪照相机的曝光频率为 $\text{[math]}$ ；
（2）平抛运动的水平初速度 $\text{[math]}$ ；
（3）以 $\text{[math]}$ 点为坐标原点，水平向右为 $\text{[math]}$ 轴正方向，竖直向下为 $\text{[math]}$ 轴正方向，则平抛运动抛出点的坐标为。（以 $\text{[math]}$ 为单位）

3. 实验探究题

详细信息

某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）除了提供图中的器材，实验室还需要准备游标卡尺及____。（填写器材序号）

A . 秒表 B . 天平 C . 弹簧秤
（2）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是____。（填写步骤序号）

A . 测出遮光条的宽度d B . 测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量M C . 实验前将导轨一端垫高平衡摩擦力 D . 将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L E . 先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t
（3）在实验操作正确的前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为。（用（2）中给出的字母表示）
（4）该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量M。实验小组多次改变光电门的位置，且每次都将滑块从同一点静止释放，测出相应的L与t值，完成实验后，某同学根据测量数据作出 $\text{[math]}$ 图像，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量m，遮光条的宽度d，重力加速度g，则滑块总质量M的表达式为。（用题目给出的字母表示）
（5）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

4. 实验探究题

详细信息

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。

（1）在探究小车加速度a与其质量M的关系时，采用了图a所示的方案。
①保持盘中砝码不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M，利用打出的纸带测量出小车对应的加速度。下列实验操作合理的是。
A．为了平衡阻力，把木板的一侧垫高，并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B．先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车
C．调节滑轮，使细线与木板平行
②图b为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出。交变电源的频率为50Hz，小车的加速度a=m/s²（结果保留两位有效数字）；
③下表为实验小组记录的6组实验数据，其中5组数据的对应点已经标在图c的坐标纸上，请用×标出余下的一组数据的对应点，并作出 $\text{[math]}$ 图像，由 $\text{[math]}$ 图像可得出的实验结论：。
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
0.29
1.16
0.25
0.29
0.86
0.34
0.29
0.61
0.48
0.29
0.41
0.71
0.29
0.36
0.81
0.29
0.31
0.93
（2）在探究小车加速度a与所受力F的关系时，设计了图d所示的方案。其实验操作步骤如下：
a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；
c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出a-F图像。
①该实验方案（选填需要或不需要）满足条件M>>m；
②若实验操作规范，通过改变砝码个数，画出的a-F图像最接近下图中的。
A． B． C．

5. 实验探究题

详细信息

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（ $\text{[math]}$ ）为横轴，加速度的倒数（ $\text{[math]}$ ）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＝。

6. 实验探究题

详细信息

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 $\text{[math]}$ 图像．

（1）关于该实验，下列说法正确的是____．

A . 需要略微垫起长木板左端来平衡摩擦力 B . 砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量 C . 需要让细线与长木板保持平行
（2）实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期 $\text{[math]}$ ，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6，7等计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（结果保留三位有效数字）
（3）图乙中直线的延长线没有经过原点的原因是（任写一条即可），由图乙可知滑块的质量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）．

7. 实验探究题

详细信息

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 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

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 $\text{[math]}$ ；

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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示，则验证两球碰撞动量守恒的表达式为。

8. 实验探究题

详细信息

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。

（1）对于本实验，下列说法或操作正确的是____；（选填选项前的字母）

A . 结点O的位置必须固定 B . 需要测量弹簧的劲度系数 C . 需要测量弹簧的原长以及图甲、乙中弹簧的长度
（2）某次实验中，测得图乙中α=37°，β=45°，保持β不变，将OA从如图乙所示的位置沿逆时针缓慢转到水平位置，则该过程中OA中弹簧的长度，OB中弹簧的长度。（均选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）

9. 实验探究题

详细信息

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 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

钩码个数	1	2	3	4	5	6
弹簧长度 $\text{[math]}$	15.82	21.72	27.60	33.61	39.56	45.37

（1）根据表中数据在题图2中作出弹簧弹力F与弹簧长度l的 $\text{[math]}$ 图像；
（2）由 $\text{[math]}$ 图像可知，该弹簧的原长 $\text{[math]}$ cm，劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（保留两位有效数字）

10. 填空题

详细信息

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 $\text{[math]}$ =J，重锤势能的减少量 $\text{[math]}$ =J，重锤下落的实际加速度a = m/s² ， $\text{[math]}$ g的原因是。（结果保留3位有效数字）

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