高中物理高考復(fù)習(xí)專題18 力學(xué)實(shí)驗(yàn)-2021年高考物理真題與模擬題分類訓(xùn)練（學(xué)生版）(一)

專題18力學(xué)實(shí)驗(yàn)

?敏2021年高考真題

1.（202L山東高考真題）某乒乓球愛好者，利用手機(jī)研究乒乓球與球臺碰撞過程中能量損失的情況。實(shí)驗(yàn)

步驟如下：

①固定好手機(jī)，打開錄音功能；

②從一定高度由靜止釋放乒乓球；

③手機(jī)記錄下乒乓球與臺面碰撞的聲音，其隨時(shí)間（單位：s）的變化圖像如圖所示。

m卅k卅町巾wlwit

0.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.6

根據(jù)聲音圖像記錄的碰撞次序及相應(yīng)碰撞時(shí)刻，如下表所示。

碰撞次序1234567

碰撞時(shí)刻（S）1.121.582.002.402.783.143.47

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答下列問題:

（1）利用碰撞時(shí)間間隔，計(jì)算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為m（保留2位有效數(shù)字，當(dāng)?shù)?/p>

重力加速度g=9.80m/s2）。

（2）設(shè)碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為七則每次碰撞損失的動能為碰撞前動能的

倍（用左表示），第3次碰撞過程中?。ūＡ?位有效數(shù)字）。

（3）由于存在空氣阻力，第（1）問中計(jì)算的彈起高度（埃倘于"或“低于“）實(shí)際彈起高度。

2.（2021.河北高考真題）某同學(xué)利用圖1中的實(shí)驗(yàn)裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：

一端帶滑輪的長木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門2個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為200g,

其上可放鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

遮光條光電門1光電門2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個(gè)光電門距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個(gè)鉤碼，如圖I所示；

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個(gè)光電門的時(shí)間，并計(jì)算出滑塊通過兩個(gè)光電門的速度；

③保持最下端懸掛4個(gè)鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個(gè)鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)上述步

驟；

④完成5次測量后，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細(xì)

繩懸掛鉤碼)總動能的增加量八線及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量AE，結(jié)果如下表所示：

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

0.5820.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為_____J(保留三位有效數(shù)字)；

(2)步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為；

(3)若M為橫軸.AE為縱軸，選擇合適的標(biāo)度，在圖2中繪出八行-M圖像

AAE/J

M/kg

圖2

若系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為.(保留兩位有效數(shù)字)

3.（2021?浙江高考真題）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開始

下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示人。點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、R、。和/）為另外4

個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。

圖1

.O..(<.A.B.CP

11|1111|叫1"1111『1|1師|4||||1111|1111|1111|1111|1111|1111|1111|1111|1111|1111|1111|111|1111|1111|1111|1111|1111|111平11|1111|1111|1111|1111|1111|1111|1111|11鵬1111|1111|1

01cm2319202122232425262728293031323334

圖2

①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對體積和形狀相同的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇密度大的理由是o

②已知交流電頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點(diǎn)到。點(diǎn)，重物的重

力勢能變化量的絕對值|△聞=__________J、。點(diǎn)的動能"c=___________JC計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)

字）。比較后團(tuán)與|△耳|的大小，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是。

A.工作電壓偏高B.存在空氣阻力和摩擦力C.接通電源前釋放了紙帶

4.（2021.全國高考真題）為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在

水平桌面上，形成一傾角為。的斜面（已知sina=0.34,cos。=0.94）,小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所

示。該同學(xué)用手機(jī)拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔（每個(gè)時(shí)

間間隔AT=0.20s）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離$i（i=L2,3,4,5）,如下表所示。

(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個(gè)數(shù)〃和滑塊對應(yīng)的加速度”：

(5)在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)數(shù)(墊塊完全相同)，重好步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:

n12346

(ii/ms-2)0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn)，繪制圖線

i—

圖(c)

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應(yīng)該是!WS2(保留三位有效數(shù)字)。

7.(2021?浙江高考真題)用如圖所示裝置進(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。裝有硅碼的盤用繞過滑輪

的細(xì)線牽引小車，盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力。小車運(yùn)動的位移和速度可以由打點(diǎn)紙帶測出，以小車為

研究對象，改變祛碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變化的關(guān)系。

小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

5

WL

盤和祛碼

①關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是

A.需要補(bǔ)償小車受到阻力的影響

B.該實(shí)驗(yàn)裝置可以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”

C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線與長木板平行

D.需要滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

②如圖2所示是兩條紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的應(yīng)是第條(填寫T或，II”)紙帶;

0lcm23456789101112131415161718192021222324

I

12345678910II12131415

卜ip*響111gMiipii|i,岬*型削|i甲麗叩?啊11||哂?響叩叫?響刪胛甲刖唧iipijii唧叩ii|唧

0lcm23456789101112131415161718192021222324

II

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出的W-v2圖象是一條過原點(diǎn)的直線，據(jù)此圖象(填“能”或“不能”)求

出小車的質(zhì)量。

叁2021年高考模擬試題

1.唐中“加速度''社的同學(xué)們在研究彈簧強(qiáng)力的時(shí)候，測得彈力的大小尸和彈簧長度/的關(guān)系如圖所示，則

(2)為了用彈簧測定兩木塊4和8間的動摩擦因數(shù)〃，同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙的兩種方案。

①若直接想用某一彈簧測力計(jì)的示數(shù)表示A和6之間的滑動摩擦力的大小，你認(rèn)為方案(填“甲''或

乙”)更合理。

②若4和8的重力分別為10.0N和20.0N。當(dāng)A被拉動時(shí)，彈簧測力計(jì)。的示數(shù)為6.0N,b的示數(shù)為11。

N,c的示數(shù)為4.0N,則A和8間的動摩擦因數(shù)為。

2.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。光電門1、2固定在鐵架臺上，兩光電門分別與數(shù)

字計(jì)時(shí)器連接。

(1)用螺旋測微器測量小球的直徑d,示數(shù)如圖乙所示，則小球直徑為_mm。

光電門I

光也門2

(2)安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，對兩光電門的位置有怎樣的要求？()

(3)測得光電門I和2間的高度差為4.0,讓小球從光電門1正上方某位置由靜止釋放，通過光電門1和光

電門2時(shí)，小球的擋光時(shí)間分別為乙、t2,則九以填"大于”、"小于”或“等于”)，并說明理由：o

(4)保持兩光電門間距離不變，改變小球在光甩門1上方釋放的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，測得多組通過光電門

1和光電門2的擋光時(shí)間作《一《圖像，圖線與縱軸的交點(diǎn)為(0,b),則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=_(用

*2*1

題目中相關(guān)物理量的字母符號表示)。

3.某實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：做平拋運(yùn)動的小球在豎直方向.上的運(yùn)動規(guī)律跟自由落體的運(yùn)動規(guī)律相同。

于是又設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究水平方向上的運(yùn)動。如圖所示，在靠近豎直墻壁的水平臭面上固定一斜面體，小球從

斜面上某點(diǎn)釋放，滑到桌面上，然后從桌面邊緣飛出做平拋運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：

A.調(diào)節(jié)桌面水平，豎直墻面上與桌面平齊的點(diǎn)標(biāo)記為。

B.把裁成長條的白紙和復(fù)寫紙，平貼在。點(diǎn)以下的豎直墻面上

C.把小球從斜面上某點(diǎn)由靜止釋放，小球從水平桌面邊緣飛出，撞擊在豎直墻面上，通過復(fù)寫紙?jiān)诎准埳?/p>

留下撞痕，標(biāo)記為A

D.垂直豎直墻面向右移動桌子，移動的距離為x

E.再次把小球從斜面上由靜止釋放，小球從水平桌面邊緣飛出，在白紙上留下第二個(gè)撞痕，標(biāo)記為8

F.重復(fù)步驟。、E,得到更多的撞痕，標(biāo)記為C、D……

G用米尺測量。點(diǎn)到每個(gè)撞痕距，=OB=H2fOC=“3，OD=H4……

(1)本實(shí)驗(yàn)斜面和桌面的粗糙程度對實(shí)驗(yàn)的精確度是否有影響？影響(填“有”或者“沒有”)

(2)在同一組實(shí)驗(yàn)中，小球從斜面上由靜止釋放時(shí)需滿足什么條件？

(3)判斷水平方向小球做勻速運(yùn)動的條件是(用題設(shè)條件中的物理量表示)。

4.為了研究合外力做功和動能變化的關(guān)系，某小組設(shè)計(jì)了使用位移傳感器的如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。從0

時(shí)刻開始，讓質(zhì)量為根的木塊從傾角為夕的木板上由靜止釋放，與位移傳感器連接的計(jì)算機(jī)描繪出了木塊

的位移隨速度的變化規(guī)律如乙圖中的圖線②所示。圖中位移從即到X2和從X2到用時(shí)，木塊速度二次方(V2)

的增量都相等，測得這個(gè)增量為左。木塊與木板之間的動摩擦因素4=T，an仇重力加速度為g。

(1)根據(jù)圖線②計(jì)算出木塊位移從汨到即時(shí)動能的變化△￡*,合外力做的功卬二；

(2)若保持傾角。不變，改用與木塊體積相同的鋼玦來做實(shí)驗(yàn)，鋼、木之間的動摩擦因素“二34,則鋼塊

的位移隨速度變化規(guī)律可能是圖中的圖線(填“①”，②”或“③

5.(1)某小組同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動量定理”，實(shí)驗(yàn)步驟如下:

45678910II121314151617!81920212223242526cm

A.用天平分別測量鉤碼和小車的質(zhì)量；

B.在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊墊木，使拖著紙帶的小車在不掛鉤碼時(shí)可以在長木板上做勻速運(yùn)

動；

C.將所用器材按圖甲所示組裝起來；

D.先接通電源后釋放小車，打點(diǎn)結(jié)束后先切斷電源后取下紙帶；

E.調(diào)節(jié)墊木位置改變斜面傾角，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

F.選取打點(diǎn)較為清晰的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，整理實(shí)驗(yàn)器材。

上述實(shí)驗(yàn)步驟中不必要或不正確的有(填寫步驟前的字母)

(2)性乙是“驗(yàn)證動量定理''實(shí)驗(yàn)中打下的一段紙帶，圖中所標(biāo)各點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未

標(biāo)出，且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)測得小車質(zhì)量為0.6kg,本次實(shí)驗(yàn)記錄傳感器示數(shù)為0.24N。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知小車從B點(diǎn)到J點(diǎn)的△p=kg-msL對應(yīng)過程中/=N-s,在誤差范

圍內(nèi)，動量定理成立。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

6.某實(shí)驗(yàn)小組做“測量小車與長木板之間的動摩擦因數(shù)''實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，如圖甲所示;

實(shí)驗(yàn)中采用了微型力傳感器來測量細(xì)線的拉力大小凡

電源

力

傳

感

器

（1）緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，利用圖甲并結(jié)合你曾有的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，下列說法正確的是。

A.不需要平衡摩擦力

B.應(yīng)當(dāng)先釋放小車，再接通電源

C.小車在加速運(yùn)動的過程中，力傳感器的示數(shù)等于砂和砂桶的重力

D.一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

（2）現(xiàn)將長木板水平放置，若所用電源的頻率為50Hz,并提供亳米刻度尺處理紙帶。根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù),

繪制了小車的加速度。與小車所受拉力尸的圖像，如圖乙所示。由圖像可算出小車的質(zhì)量M

=kg（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；若重力加速度g取10m/s2,則小車與長木板間的動摩擦因數(shù)〃

（3）測出小車的質(zhì)量M后，小組成員繼續(xù)用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：他們撤掉通過定滑輪懸掛的砂和砂桶，

并在長木板右側(cè)墊一合適的墊片，然后用手輕推小車使之能做勻速運(yùn)動；小車運(yùn)動開始后，很快再在小車

上輕放一物塊，得到如圖丙所示的一條紙帶。則所放物塊的質(zhì)量，〃與小車質(zhì)量M的關(guān)系是〃尸

ABCD

’7.56cm”“10.50cm9.08cm”3.00cm'

內(nèi)

7.利用光電門、遮光條組合可以探究“彈簧的彈性勢能與形變量之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，木板的右

端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧的左端放置一個(gè)小物塊（與彈簧不拴接）物塊的上方有一寬度為d的遮光片3很

?。?，。點(diǎn)是彈簧原長時(shí)物塊所處的位置，其正上方有一光電門，光電門上連接有計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）

光電門

（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

(2)所有實(shí)驗(yàn)條件具備后將小物塊向右壓縮彈簧X后從靜止釋放，小物塊在彈簧的作用下被彈出，記下遮光

片通過光電門的時(shí)間。，物塊通過光電門的速度為。

(3)分別再將小物塊向右壓縮彈簧聲、蟲…后從靜止釋放，小物塊在彈簧的作用下被彈出，依次記下遮光

片通過光電門的時(shí)間〃、G、…。

(4)以彈簧的形變量x為縱坐標(biāo)，遮光片通過光電門時(shí)間的倒數(shù)為:橫坐標(biāo)作圖像。若彈簧彈性勢能的表達(dá)

式為穌=；丘2,實(shí)驗(yàn)中得到的圖線是(選填“一條直線''或"一條曲線”)

8.如圖甲所示為某同學(xué)驗(yàn)證動量定理實(shí)驗(yàn)的裝置圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)將夾子夾在紙帶一端，通過掛在夾子上的鉤碼

拉動紙帶，鉤碼和夾子所受重力近似為合外力，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz。

圖甲

(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是。

A.該裝置可用來探究加速度與合外力的關(guān)系

B.實(shí)驗(yàn)中保持紙帶豎直可減小實(shí)驗(yàn)誤差

C.鉤碼和夾子的質(zhì)量越小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越準(zhǔn)確

(2)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的紙帶的一部分如圖乙所示，則打第8個(gè)點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的速度大小為m/s(結(jié)

果保留2位小數(shù))。

加同IImpii叫血用刪?叫imji刪肥叩而叩州即叩而叩刪即叩刪M叫郵叩刪他.~\

CH11234567891011121314151617181920。

IMIMM唧?扁加扁IIIIIIII扁加扁IIIIIIII喻血扁唧扁M油間隔Mil加|調(diào)刪血//

圖乙

(3)用彈籥測力計(jì)測出夾子和鉤碼的重力，結(jié)合打點(diǎn)時(shí)間和速度作出?口圖象，若圖象是一條?

則說明動量定理成立。

9.某同學(xué)利用如圖裝置來研究機(jī)械能守恒問題，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn).A、8是質(zhì)量均為m的小物塊，C是質(zhì)

量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連，A、C間由輕繩相連.在物塊8下放置一壓力傳感器，重物。下放

置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連.當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時(shí)，就觸發(fā)速度傳感器測定此時(shí)

重物C的速度.整個(gè)實(shí)驗(yàn)中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g.實(shí)驗(yàn)操作如下：

(1)開始時(shí)，系統(tǒng)在外力作用下保持靜止，細(xì)繩拉直但張力為零.現(xiàn)釋放C,使其向下運(yùn)動，當(dāng)壓力傳感器

示數(shù)為零時(shí)，觸發(fā)速度傳感器測出C的速度為V.

(2)在實(shí)驗(yàn)中保持4,8質(zhì)量不變，改變C的質(zhì)量M,多次重復(fù):第(1)步.

①該實(shí)驗(yàn)中，M和加大小關(guān)系必需滿足M_____m(選填“小于”、“等于”或“大于”)

②為便于研究速度，與質(zhì)量M的關(guān)系，每次測重物的速度時(shí).，其已下降的高度應(yīng)_____(選填“相同”或“不

同”)

③根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為得到線性關(guān)系圖線，應(yīng)作出_____(選填“正-”二“V2-!”或圖線.