2024年高考物理復(fù)習(xí)：力學(xué)實(shí)驗(yàn) 專項(xiàng)訓(xùn)練（含解析）

專題16力學(xué)試驗(yàn)

1.（2024全國卷I）某探究小組為了探討小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”

計(jì)量時(shí)間.試驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖（a）所示.試驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用

手輕推一下小車.在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄

了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置.（已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴）

圖（b）

（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是（填“從右向左”或“從左向右”）

運(yùn)動(dòng)的.

（2）該小組同學(xué)依據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)推斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng).小車運(yùn)動(dòng)到圖（b）中4點(diǎn)

位置時(shí)的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2.（結(jié)果均保留2位

有效數(shù)字）

答案：（1）從右向左（2）0.190.037

解析：（1）由于小車在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)必定受到阻力作用，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，相鄰水滴

（時(shí)間間隔相同）的位置間的距離漸漸減小，所以由題圖⑹可知，小車在桌面上是從右向左

運(yùn)動(dòng)的.（2）滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，其滴水的時(shí)間間隔為

T=.依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可得小車運(yùn)動(dòng)到題圖3）中/點(diǎn)位置時(shí)的

46-13

n117+f）133

速度大小為乙=（m/s）?0.19m/s.由△尸aT2和逐差法可得，小車運(yùn)動(dòng)

150—0.117)+(0.133—0.100)

的加速度大小為a=—(m/s2)0.037m/s2.

4?

2.（2024全國卷H）某同學(xué)探討在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之

間的關(guān)系.運(yùn)用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器.

運(yùn)動(dòng)方向

前端

圖（b）

試驗(yàn)步驟如下:

①如圖（a）,將光電門固定在斜面下端旁邊；將一擋光片安裝在滑塊上，登記擋光片前端

相對(duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止起先下滑；

②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間△力；

③用表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長度，如圖（b）所示，萬表示滑塊在擋光片遮住光線的

加時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出V;

④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止起

先下滑，重復(fù)步驟②、③；

⑤多次重復(fù)步驟④；

⑥利用試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出萬-△力圖，如圖（c）所示.

完成下列填空:

（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用吟表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度

大小，則萬與％、a和△力的關(guān)系式為羽=.

（2）由圖（c）可求得，斤cm/s,a=cm/s2.（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

答案：（1）羽=匕+劣。*（2）52.116.3（15.8^16.8）

解析：（1）由于滑塊做勻變速運(yùn)動(dòng)，在擋光片通過光電門的過程中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

-]_]_]

2

得：vAt=VAAt+—a(At)，則丫=七+萬aA力力(2)由v=叱+萬aA1結(jié)合題

圖（c）可知，圖線與縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為0,將圖線延長與縱軸相交，得以=52.1cm/s,

11*60-5213

圖線的斜率等于士a,即—a="°°cin/sz,求得a=16.3cm/s?.

220.18

3.(2024全國卷III)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫

軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上，如圖(a)所示.將橡

皮筋的一端0固定在y軸上的8點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端尸位于y軸上的4點(diǎn)時(shí),

橡皮筋處于原長.

(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的尸端沿y軸從/點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)。，此時(shí)拉力戶的大小可由

測(cè)力計(jì)讀出.測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，尸的大小為N.

(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋尸端回到4點(diǎn)；現(xiàn)運(yùn)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次

將戶端拉至。點(diǎn).此時(shí)視察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的

示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為內(nèi)=4.21^和月=5.6N.

(i)用5mm長度的線段表示IN的力，以。為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫出力￡、￡的圖示,

然后按平形四邊形定則畫出它們的合力戶臺(tái)；

圖(a)圖(b)

(ii)戶合的大小為N,尸合與拉力廠的夾角的正切值為.

若尸臺(tái)與拉力尸的大小及方向的偏差均在試驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該試驗(yàn)驗(yàn)證了力的

平行四邊形定則.

答案：(1)4.0(2)(i)如圖(ii)4.00.05

解析：(1)由圖可知，尸的大小為4.0N.

(2)作力內(nèi)、K的圖示，作出合力尸合，尸令長為20mm,所以夕行大小為4.ON,戶舍與拉力

尸的夾角的正切值為0.05.

4.(2024江蘇卷)利用如題10-1圖所示的試驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變更的關(guān)

系.小車的質(zhì)量為游200.0g,鉤碼的質(zhì)量為爐10.0g,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的溝

通電.

(1)掛鉤碼前，為了消退摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)整木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車視察

到.

(2)掛上鉤碼，按試驗(yàn)要求打出的一條紙帶如題10-2圖所示.選擇某一點(diǎn)為。，依次每

隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Ax,記錄在紙帶上.計(jì)算

打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度％其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度匕=m/s.

01234567

?????????????????

--4*--h——---------*+*-----------------------------H

2.062.502.983.423.894.354.81___________

(單位：cm)

(題10-2圖)

(3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取器9.80m/s,利用—算出拉力對(duì)小車做

的功例利用算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變更量八后卜.計(jì)算結(jié)果見下表.

W/xlO_3J2.452.923.353.814.26

32.312.733.123.614.00

AEk/xlOJ

請(qǐng)依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出AEk-W圖象.

（4）試驗(yàn)結(jié)果表明，八后卜總是略小于弘某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造

成的.用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F=N.

答案：（1）小車做勻速運(yùn)動(dòng)（2）0.228

（4）0.093

解析：本題考查探究恒力做功與物體動(dòng)能變更關(guān)系的試驗(yàn).（1）掛鉤碼前，調(diào)整木板右側(cè)的

高度，直至向左輕推小車，視察到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，表明此時(shí)已消退了摩擦力的影響.（2）

打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度匕=（2.06+2.50））10-皿放=0.228m/s.⑶依據(jù)題

10.2

表格中的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作圖.⑷由于上儂Ax,AE=FAx,則有

424-200

F=—mg=----------x0.01x9.8N?0.093N.

W4.50-2.14

5.（2024北京卷）如圖1所示，用質(zhì)量為〃的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)

動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)狀況.利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的試

驗(yàn).

A.直流電源B.溝通電源

(2)試驗(yàn)中，須要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是(選填選項(xiàng)前的字母).

A.把長木板右端墊高B.變更小車的質(zhì)量

在不掛重物且_______(選填選項(xiàng)前的字母)的狀況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做

勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消退了摩擦力和其他阻力的影響.

A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)

(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為。

在紙帶上依次取4B、C-…“若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為7：測(cè)得4B、

0…“各點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為為、及、耳...,如圖2所示.

圖2

試驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為儂?.從打。點(diǎn)到打8點(diǎn)的

過程中，拉力對(duì)小車做的功胎，打6點(diǎn)時(shí)小車的速度片.

(4)以聲為縱坐標(biāo)，『為橫坐標(biāo)，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖3所示的/圖象.由此圖象可

得聲隨『變更的表達(dá)式為.依據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包

含d這個(gè)因子；分析試驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是.

(5)假設(shè)已經(jīng)完全消退了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿意遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的

條件，則從理論上分析，圖4中正確反映聲-/關(guān)系的是.

答案：(1)B(2)AB(3)儂?2'—'(4)A=(4.5~5.0)kgf質(zhì)量(5)

2T

A

解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的電源是溝通電源，故選B.

(2)試驗(yàn)中，平衡摩擦力和其它阻力時(shí),應(yīng)先不掛重物,把長木板右端適當(dāng)墊高,在小車后面

掛上紙帶,接通電源,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的狀況下,輕推一下小車,給小車一個(gè)初速度,若小

車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，則表明已經(jīng)消退了摩擦力和其它阻力的影響.

(3)小車拖動(dòng)紙帶移動(dòng)的距離等于重物下落的距離，又小車所受拉力約等于重物重力，因

此心儂涇；小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此打6點(diǎn)時(shí)小車的速度為打4C段的平均速度，則

(4)由圖3可知，圖線斜率“仁4.7kg：即犬=4.7kgf?肌設(shè)小車質(zhì)量為〃，依據(jù)動(dòng)能

定理有卬=絲二，變形得丫2=2.卬，即公白，因此與圖線斜率有關(guān)的物理量為質(zhì)量.

2MM

(5)若勿不滿意遠(yuǎn)小于必則由動(dòng)能定理有W=--0,可得丫2=_?_.卬,

2M+m

d與/仍舊成正比關(guān)系，選A.

6.(2024天津卷)如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止起先自

由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

①對(duì)于該試驗(yàn)，下列操作中對(duì)減小試驗(yàn)誤差有利的是.

A.重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘

B.兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正

C.精確測(cè)量出重物的質(zhì)量

D.用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物

鐵架臺(tái)紙帶

//

鐵夾限位孔

電源.?打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

接電源L

重物

zzzzzzz^

②某試驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的溝通電源上，按正確操作得到了一

條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示.紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打

出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中。點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn).重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離

干脆測(cè)出，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有.

A.勿、血?和％的長度B.oa6c和a?的長度

C.BD、CF和￡G的長度D.AC.劭和￡G的長度

???、、???????

ONBCDEFG

答案：（2）①AB②BC

解析：①選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘、限位孔對(duì)正都可以降低摩擦阻力對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成

的誤差，所以A、B正確；動(dòng)能與重力勢(shì)能表達(dá)式中都含有質(zhì)量處可以約去，故不須要測(cè)

量出質(zhì)量/的詳細(xì)數(shù)值,C錯(cuò)誤;重錘下落之前應(yīng)當(dāng)用手拉住紙帶上端而不是用手托住重錘,

D錯(cuò)誤.②測(cè)出充和切的長度就可以計(jì)算出打下C點(diǎn)時(shí)的速度%,再測(cè)出在的長度，就可

驗(yàn)證磔%c=；喈是否成立，所以B正確；測(cè)出劭、的長度可計(jì)算出打下C、尸兩

點(diǎn)時(shí)的速度%和vF,再測(cè)出6F的長度，就可驗(yàn)證儂%,=；mv：.—\mv：是否成立，

所以C正確.

7.（2024海南卷）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量金屬圓管的內(nèi)、外壁直徑，游標(biāo)卡尺的示數(shù)

分別如圖（a）和圖（b）所示.由圖可讀出，圓管內(nèi)壁的直徑為cm,圓管外壁的直徑

為cm；由此可計(jì)算出金屬圓管橫截面的面積.

圖

齊，

度對(duì)

一刻

上某

主尺

度和

3個(gè)刻

上第

標(biāo)尺

mm,游

為22

讀數(shù)

主尺

尺的

標(biāo)卡

a中游

：圖

解析

.

23cm

m=2.

22,3m

+0.3mm=

：22mm

數(shù)為

終讀

以最

m,所

.3m

mm=0

0.l

為3X

讀數(shù)

游標(biāo)

所以

所以游

齊，

度對(duì)

一刻

上某

主尺

度和

9個(gè)刻

上第

標(biāo)尺

mm,游

為29

讀數(shù)

主尺

尺的

標(biāo)卡

中游

圖b

cm.

.99

mm=2

=29.9

m+0.9mm

：29m

數(shù)為

終讀

以最

m,所

.9m

mm=0

0.l

為9X

標(biāo)讀數(shù)

筆

，用鉛

小球

平拋

，卡住

檔條

1是橫

（1）圖

中，

”試驗(yàn)

運(yùn)動(dòng)

“平拋

探討

卷）在

浙江

024

8.（2

.

時(shí)的

末端

斜槽

球在

選小

點(diǎn)應(yīng)

標(biāo)原

法，坐

的方

軌跡

運(yùn)動(dòng)

平拋

確定

點(diǎn)，

最高

小球

標(biāo)注

下端