专题17 力学实验—— 备战2023年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】（江苏专用）

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备战2023年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】
（江苏专用）
专题17 力学实验
一、实验题
1．（2022·江苏·模拟预测）小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M＝330 g，上方安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度u向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间Δt.通过改变B上砝码的质量m′进行多次实验。

（1） 碰撞后滑块B的速度为v＝______________（用题中相关字母表示）．
（2） 小明多次实验后得到的实验数据如下表所示：
实验次数
（M＋m′）/g
v/10－2（m·s－1）
/102（s·m－1）
1
380
4.42
0.226
2
480
3.92
0.255
3
580
3.40
0.294
4
680
2.60
0.385
5
830
2.58
0.388
6
930
2.33
0.429


根据表中数据，小明已在坐标纸中标出各数据点，请作出对应的图线_____。
（3）若碰撞过程动量守恒，则（2）问中所作出图线的斜率应为__________（用题中相关字母表示）．由图线可求得滑块A的初速度u＝________m/s。（结果保留两位有效数字）
（4） 在其他条件不变的情况下，小华同学所用滑块B的质量为300 g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是下图中的________。（图中②为小明实验得到的图线，图线②④平行）

2．（2022·江苏扬州·模拟预测）某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数，提供的器材有：带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20g的钩码以及细线等。实验操作过程如下：
①长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；
②使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n；
③将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作②；
④测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如下表所示。
（1）实验开始时，必须调节滑轮高度，保证___________；
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，从某个清晰的点O开始，每5个打点取一个计数点，依次标出1、2、3…，量出3和6两点分别到O点的距离为、，打点计时器所接交流电频率为f，则木块加速度的测量值a = ___________（用题目中的字母表示）；

n
4
5
6
7
8

0.50
1.30
2.20
3.00
3.90

（3）根据表中数据，在图丙中作出图像___________；由图线得到___________（，结果保留2位有效数字），还可求的物理量是___________（只需填写物理量名称）；
（4）为了在原有5组数据的基础上测量更多组数据，下列措施可行的是___________。
A．进一步测量悬挂钩码数量为3、2、1时对应的加速度
B．保持木块上钩码数量不变，增加悬挂钩码的数量
C．将其中两个20g的钩码换成4个10g的钩码
3．（2022·江苏·扬州中学高三开学考试）某同学通过下述实验探究两个互成角度的力的合成规律。
实验步骤：
①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，

将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧测力计示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：
F/N
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
l/cm
l0
10.97
12.02
13.00
13.98
15.05

③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′。

④在测力计挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据在图丙中画出F-l图线___________，根据图线求得l0=___________cm。

（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为___________N。
（3）根据给出的标度，在图丁中作出FOA和FOB的合力F′的图示___________。
（4）通过比较F′与___________的大小和方向，即可得出实验结论。
4．（2022·江苏南通·高三开学考试）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如题图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验，在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字计时器。
（1）该实验还必须使用的实验器材有：游标卡尺、_________；

（2）该实验过程中，不必要测量的物理量是_________；
A．遮光条的宽度d
B．A、B之间的距离l
C．滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、
D．A、B点到水平桌面的高度、
（3）在误差允许范围内，若滑块下滑过程中机械能守恒，则_________（用上述必要测量物理量的符号表示，已知重力加速度为）；
（4）若实验过程中光电门Ⅰ发生故障，该同学继续使用该装置完成实验：让滑块由静止释放，记录释放点到桌面的高度、滑块通过光电门Ⅱ的时间，改变滑块释放位置获得多组数据，作出如题图所示的图像，由该图像可以得出的实验结论是_________；该实验方案中产生误差的主要原因：_________。（已知重力加速度）

5．（2022·江苏·盐城市伍佑中学高三开学考试）“探究加速度与力关系”的实验装置如图所示，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。

（1）下列说法中正确的是______。
A．细线不需要与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．需要测量砝码和托盘的总质量
D．实验时应先接通打点计时器的电源后再释放小车
（2）实验中得到一条打点清晰的纸带如图所示，取A到G共7个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得AD间距离为、AG间距离为，则纸带的______（左、右）端与小车相连，小车加速度大小为______。

（3）本实验中，砝码和托盘总质量是否需要远小于小车的质量？请说明理由：____________________。
（4）实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出a－F图像。下列图像中正确的是______。
A．B．C．D．
6．（2022·江苏南通·高三开学考试）小明设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验，如图所示。

（1）现有以下材质的小球：①乒乓球；②橡胶球；③钢球，实验中应选用____________。
（2）固定好拉力传感器后，下列实验操作步骤，正确顺序是____________。
①改变小球的初始释放位置，重复上述过程
②记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值
③将一根轻绳穿过小圆环，一端连接传感器，另一端连接小球
④拉起小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动
⑤在传感器正下方固定一个小圆环，圆环平面水平
（3）实验测得的数据见下表。

0.047
0.080
0.110
0.170
0.200

1.660
1.580
1.522
1.409
1.350

（3）请根据表中的数据，在方格纸上作出图像。( )

（4）由图像得图线的斜率为_________（结果保留两位有效数字）。若小球摆动过程中机械能守恒，图线斜率的理论值为____________。
（5）该实验系统误差的主要来源是___________。
A．小球摆动角度偏大    B．小球初始释放位置不同    C．小球摆动过程中有空气阻力
7．（2022·江苏·泗洪县洪翔中学高三开学考试）某实验小组欲探究“加速度与合力的关系”，为了更准确地测出小车所受合力的情况，该小组将实验装置改装成了如图乙所示的装置，其具体操作步骤如下：
①按图乙所示安装好实验器材，木板放在水平桌面上，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
②挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，根据纸带求出小车的加速度；
③改变钩码的数量，重复步骤②，求得小车在不同合力作用下的加速度。
（1）对于上述实验，下列说法正确的是( )
A．实验过程中应保证小车的质量不变         B．钩码的质量应远小于小车的质量
C．与小车相连的细线与长木板一定要平行     D．弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半

（2）由本实验得到的数据做出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像应为( )
A．B．C． D．
（3）如图所示为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为___________，小车的加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）

8．（2022·江苏扬州·高三开学考试）用图甲所示装置做“探究加速度与物体所受外力关系”的实验，桌面水平放置，实验中并未将长木板一端垫高以补偿阻力，操作人员发现在空砝码盘的作用下小车恰好做匀速直线运动。

（1）判断小车做匀速直线运动的依据是___________ ；
（2）下列实验操作步骤中，正确顺序是___________ ；（填写步骤前的序号）
①释放小车
②接通打点计时器电源
③固定打点计时器并调节滑轮高度使细线与木板平行
④将纸带穿过打点计时器的限位孔并系在小车后
⑤在滑轮前用手按停小车。
（3）实验打出的一段纸带如图乙所示，打点计时器的工作频率为50Hz，图中纸带按实际尺寸画出，小车的加速度为___________（结果保留两位有效数字）；
（4）实验中每往砝码盘中加入一个砝码则得到一条纸带，并计算出相应的加速度a，若砝码的质量为m且不满足远小于小车质量的条件，进行多次实验，得到多组数据，则作出___________的图像为直线；
A．a-m        B．     C．    D．
（5）在（4）问中，直线纵截距为b，斜率为k，若砝码盘的质量为m0，则小车的质量为___________ 。
9．（2022·江苏·泰州中学高三开学考试）实验室中某同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每滴一滴（以滴水计时器内盛满水为准）；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。

（1）关于本实验，下列说法中正确的是___________；
A．本实验中还需要用到秒表记录时间
B．在斜面上做实验是为了平衡小车下滑过程中的摩擦力
C．小车的质量越大，运动时加速度就越大
D．滴水计时器的计时原理和打点计时器的计时原理类似
（2）经多次实验后发现，测量每个点迹到放开小车时的点迹的距离x和对应的时间，以x为纵横、为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，连线后总能得到如图乙所示的图像，这___________（填“可以”或“不能”）说明运动中小车的速度随时间均匀变化，理由是___________；
（3）白纸上部分点迹如图丙所示，从图中读出A、B两点间距___________m；BC段对应的加速度为___________。
10．（2022·江苏南通·模拟预测）某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中：
（1）组装单摆时，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的有________；

A．保证摆动过程中摆长不变
B．需要改变摆长时便于调节
C．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图乙所示，则d=_______mm；

（3）某次实验过程中，用秒表记录时间的起点应该是摆球运动过程中的________（选填“最高点”或“最低点”）；
（4）该组同学测出五组单摆振动周期T与摆长L的数据如下表，请在图丙中作出T2-L关系图像_______。根据图像算出重力加速度g=_______m/s2；（结果保留3位有效数字）
次数
1
2
3
4
5
L/m
0.5000
0.6000
0.7000
0.8000
0.9000
T/s
1.43
1.55
1.67
1.78
1.90
T2/s2
2.04
2.40
2.79
3.17
3.61


（5）若测量值与当地重力加速度值相比偏大，可能原因是________（写出一个）。
11．（2022·江苏·二模）某同学想利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。在某次实验中，他竖直上抛一个小球，得到如图数据（图中数据为频闪周期内小球上升的实际距离）。已知数据频闪仪每隔0.05s闪光一次，小球质量m＝0.2kg，当地重力加速度g取9.8m/s2。（计算结果保留三位有效数字）

（1）从t2到t5过程中，重力势能增加量ΔEp＝________J，动能减少量ΔEk＝________J。
（2）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证机械能守恒定律。造成ΔEp与ΔEk误差的主要原因是：________
12．（2022·江苏盐城·三模）阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。

（1）如图所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况。下列操作过程正确的是_________；
A．固定打点计器时应将定位轴置于系重锤A的细线的正下方
B．开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上
C．应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点
D．打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源
（2）某次实验结束后，打出的纸带如图所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为，则重锤A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为______；（结果保留三位有效数字）

（3）如果本实验室电源频率不足50Hz，则瞬时速度的测量值_______（填“增大”或“减小”）；
（4）已知重锤A和B的质量均为M，某小组在重锤壁下面挂质量为m的重物C由静止释放验证系统运动过程中的机械能守恒，某次实验中从纸带上测量A由静止上升h高度时对应计时点的速度为v，则验证系统机械能守恒定律的表达式是___________；
（5）为了测定当地的重力加速度，另一小组改变重物C的质量m，测得多组m和测量对应的加速度a，在坐标上作图如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为_________。

13．（2022·江苏·高三开学考试）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s（g取9.8m/s2）。
（3）在另次实验中将白纸换成方格纸，每个格子的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）
14．（2022·江苏南通·模拟预测）（1）小明同学用如图甲所示的装置进行用单摆测量重力加速度的实验。

①以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________；
A．尽量选择质量大、体积小的摆球
B．将摆球拉到最大位移处释放，同时快速按下秒表开始计时
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径
D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期
②用10分度的游标卡尺测量了小球直径d，示数如图乙所示，则小球直径___________；
（2）在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验中，某同学作了如图所示的实验改进，添加了用力传感器来测细线中的拉力。关于实验改进后，下列说法正确的是___________。

A．力传感器测得的是砂和砂桶的总重力         B．小车受到的合力等于力传感器测得的大小
C．砂和砂桶的总质量不需远小于小车质量       D．本实验不需要进行阻力补偿
15．（2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测）用图甲所示的装置进行“探究动能定理”实验。

（1）用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为___________cm；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离L；
（2）在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门1和光电门2的时间相等；
（3）取下细线和砝码盘，记下砝码的质量m；
（4）让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门1和光电门2所用的时间△t1、△t2。小车从光电门1运动至光电门2的过程中，小车动能的变化量△Ek=________（用上述步骤中的物理量表示）。小车下滑过程中，________（选填“必须”“不需要”）测量长木板与水平桌面的夹角，可求出合外力做的功W合=_________（用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g），比较W合和△Ek的值，找出两者之间的关系；
（5）重新挂上细线和砝码盘，重复（2）～（5）步骤；
（6）不考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为△Ek1；考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为△Ek2，则△Ek1___________△Ek2（填“>”“=”或“<”）。
16．（2022·江苏·南京航空航天大学附属高级中学高三开学考试）小明用如图所示的装置测定木块与桌面之间的动摩擦因数。将木块A拉到水平桌面上的P点，待物体B稳定后静止释放A，当A位于O点时，B刚好接触地面，A最终滑到Q点。

（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是________；
①将A拉到P点，待B稳定后静止释放A
②在桌面上记录P点的位置
③改变h，重复实验
④在桌面上记录Q点的位置，测量OP、OQ的长度h和s
⑤调节滑轮高度使细线与木板平行，在桌面上记录O点的位置
（2）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．若有下列措施：①减小A的质量；②增加细线的长度；③增加B的起始高度．其中可行的是________；
（3）请根据下表的实验数据在方格纸中作出s-h关系的图像_______。
h/cm
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
s/cm
9.85
14.25
18.60
24.00
28.50


（4）实验测得A、B的质量均为0.20kg.根据sh图像可计算出A与桌面间的动摩擦因数μ＝________。（结果保留两位有效数字）
（5）小华用同一装置做该实验，利用sh图像处理数据后发现实验中记录P、O、Q三点时，除P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边，你认为小华是否需要重新进行实验，请简要说明理由_______。
17．（2022·江苏省如皋中学高三开学考试）小华用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别mA和mB（mB>mA），挡光片的宽度为d，重力加速度为g。

（1）下列实验操作步骤，正确顺序是________。
①测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
②记录挡光片经过光电门的时间Δt
③先接通光电门的电源，后释放B
④按图甲装配好定滑轮和光电门
⑤A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
（2）挡光片通过光电门时的速度为________（用题中的物理量表示）。
（3）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中的物理量表示）。
（4）小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图乙所示，测得图线的斜率为，则=________。
（5）本实验中的挡光片宽度适合。小华想：如果实验中的挡光片宽度较大，计算得到的挡光片通过光电门时的速度将偏大。你是否同意他的观点？请简要说明理由。( )
18．（2022·江苏·模拟预测）某同学用图a装置探究两根相同弹簧甲、乙串联后总的劲度系数与弹簧甲劲度系数的关系。他先测出不挂钩码时弹簧甲的长度和两弹簧的总长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，记录数据填在下面的表格中。

序号

1
2
3
4
5
6
钩码重力F/N
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
弹簧甲的长度L1/cm
1.95
2.20
2.45
2.70
2.95
3.20
两弹簧总长度L2/cm
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50

（1）关于本实验操作，下列说法正确的是_______。
A．悬挂钩码后立即读数
B．钩码的数量可以任意增减
C．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
（2）已作出钩码重力F与弹簧总长度L2的关系图像，如图b中实线所示，由图像可知两根弹簧串联后总的劲度系数k为_______N/cm。

（3）在图b的坐标纸上描点作出钩码重力F与弹簧甲的长度L1的关系图像_______；
（4）根据F-L1图像可求出一根弹簧的劲度系数k'，k和k'的定量关系为_______；
（5）本实验中，弹簧的自重对所测得的劲度系数_______。（选填“有”或“无”）影响。
19．（2022·江苏省海头高级中学高三期末）某学习小组在斜面上研究动量守恒实验，采用了如图所示的实验装置，甲、乙两小车间有一锁定的压缩弹簧，解除锁定，小车在弹簧作用下由静止向相反方向运动。

（1）设两车的质量分别为m1、m2，弹开过程中某时刻的速度大小分别为v1、v2，则该小组需要验证的表达式是___________；
（2）现进行以下操作：
①用天平测甲、乙两车的质量分别为m1=0.20kg，m2=0.40kg；
②打开实验模板，启动传感器；
③点击“开始”，解除锁定，传感器记录小车的各个时刻的速度如下表所示，其中甲车的v-t图像已由计算机绘出，请你根据表格中所给的数据做出乙车的v-t图像；( )

时间t（s）
甲车v（m/s）
乙车v（m/s）
0.01
0.100
-0.049
0.02
0.155
-0.077
0.03
0.195
-0.097
0.04
0.225
-0.110
0.05
0.250
-0.120
0.06
0.260
-0.110
0.07
0.270
-0.100
0.08
0.280
-0.090
0.09
0.290
-0.080
0.1
0.300
-0.070

（3）根据两车的v-t图像及动量守恒条件，你认为选择___________时间研究更合适。
A．0~0.04s     B．0.06~0.10s     C．任意时段均可
（4）进一步分析实验数据，可以得到的结论是___________
（5）关于实验的操作与反思，下列说法正确的是___________
A． 实验中需要平衡摩擦力
B． 更换劲度系数更大的弹簧，有利于减小实验误差
C． 该学习小组需多次改变斜面倾角进行实验得出最后结论
20．（2022·江苏·模拟预测）在实验室用如图1所示的装置探究加速度与力的关系，在进行实验前已经通过垫块调节木板左端高度平衡了摩擦力。

（1）进行实验测量时，第一次打出的一条纸带如图2所示，需要对实验装置进行改进的操作是______；

（2）改进后再次实验，选取纸带的一段进行测量，如图3所示，测得。已知打点计时器打点周期为，则小车的加速度______；（结果保留两位有效数字）

（3）实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，进行实验，打出纸带，算出相应的加速度a，数据如下表所示，请在图4中根据描出的点作出图像______；由图像可得出的结论是______；
小车质量为
加速度
0.33
0.55
0.74
0.94
1.11
1.30
1.46
1.62
1.93
2.36
托盘及砝码总重力
0.147
0.245
0.343
0.441
0.539
0.637
0.735
0.833
1.029
1.323


（4）某小组在实验中作出图像如图5所示，图像斜率的物理意义是______；若图像纵截距为b，则______。（结果保留两位小数）
21．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）；

（3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
22．（2022·江苏·模拟预测）研究性学习小组的同学在实验室设计了一套如图甲所示的装置来探究“加速度与力、质量的关系”图甲中A为小车（车上有槽，可放入砝码），B为打点计时器，C为力传感器（可直接读出绳上的拉力大小），P为小桶（可装入砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板，不计细绳与滑轮间的摩擦由静止释放小车A，通过分析纸带求出小车的加速度。

（1）在平衡小车受到的摩擦力时，小车要连接纸带，不连接小车前端的细绳和小桶P，接通打点计时器电源，轻推小车，若纸带上打出的点相邻点间的距离逐渐增大，则应移动左侧垫片使木板的倾角略微___________（填“增大”或“减少”）。
（2）该小组同学在探究拉力一定的情况下，加速度与质量的关系时发现，在不改变小桶内砂子的质量而只在小车上的槽内增加砝码时，力传感器的示数___________（填“会”或“不”）发生变化。
（3）已知交流电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图乙所示，每相邻两点间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=____________m/s2（结果保留两位有效数字）。
（4）某同学在该次实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：

1
2
3
4
5
6
F/N
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/（m·s-2）
0.21
0.39
0.60
0.75
1.01
1.20

根据表中的数据在坐标图中描出第4组数据，并做出a-F像___________。由图像的斜率求出小车的总质量为m=___________kg（结果保两位有效数字）。

23．（2022·江苏·模拟预测）如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力的大小，改变桶中沙的质量进行多次实验。完成下列问题：

（1）实验时，下列操作或说法正确的是______。
A．需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
C．选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小
D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
（2）实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50 Hz，则由纸带可知小车的加速度大小为______。（保留三位有效数字）
（3）以拉力传感器的示数为横坐标，以小车加速度为纵坐标，画出的图像可能正确的是______。
A． B． C．    D．
（4）若作出图线，求出其“斜率”为，则小车的质量为______。
（5）同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______。（取）
24．（2022·江苏·马坝高中高三阶段练习）如图甲是某同学探究小车加速度与质量关系的实验装置。一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，滑轮刚好伸出桌面，带有凹槽的小车放在长木板上，小车通过细绳绕过定滑轮与钩码相连，小车后面连有纸带，纸带穿过打点计时器，打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，不计滑轮摩擦及空气阻力，重力加速度。

（1）打开电源，释放小车，钩码运动一段时间落地停止后，小车还持续运动了一段时间，打出的纸带如图乙，纸带左端与小车相连。纸带上相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，则打C点时小车的速度大小______m/s；小车受到的阻力是其重力的______倍。（结果均保留两位有效数字）

（2）调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。左端挂一个质量远小于小车质量的钩码，小车自身的质量保持不变，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码个数N，进行多次实验，得到多组数据。以小车上砝码个数N为横坐标，相应加速度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的关系图线，其纵轴截距为b，斜率为k。若小车上每个砝码的质量均为，则小车受到的拉力大小为______，小车的质量为______。

（3）如果左端挂的钩码质量不满足远小于小车质量的条件，再重复上述实验，得到的图线是______（选填直线或曲线）。
25．（2022·江苏盐城·三模）用如图甲所示的实验装置验证重锤、组成的系统机械能守恒。、用细线相连，让从某高处由静止开始下落，打点计时器在拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能是否守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，所用电源的频率为，已知、。则：

（1）在纸带上打下计数点5时的速度大小___________；
（2）从计数点0到计数点5的运动过程中，系统动能的增加量___________，系统重力势能的减少量___________，若求得的与在误差允许的范围内近似相等，则可验证系统的机械能守恒；（取，结果保留3位有效数字）
（3）分析你所得到的数据，你认为与不相等的主要原因可能为___________；
（4）下降高度时的速度为，作出的图像如图丙所示，若两重锤组成的系统机械能守恒，则根据图像可求得当地的重力加速度___________。
26．（2022·江苏省响水中学高三开学考试）某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。

（1）请在下列实验器材中，选出本实验中不需要的器材：______（填编号）。
①电火花计时器②天平③低压交变电源④细线和纸带⑤砝码、托盘和小车⑥刻度尺⑦秒表⑧一端带有滑轮的长木板
（2）安装好实验装置后，按照正确的实验操作，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示，可知纸带的______（选填“左”或“右”）端与小车相连。

（3）如图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度大小为______m/s2。打下E点时小车的瞬时速度大小为______m/s。（结果均保留3位有效数字）
（4）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，频率不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值______。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
（5）实验结束后，甲、乙两组同学分别把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条下端对齐，并排贴在一张纸上，得到如图甲、乙所示的两幅图。由图可知______组实验过程中小车的加速度大，判断依据是______。

27．（2022·江苏·模拟预测）为了测量滑块与桌面间的动摩擦因数，一同学设计了如图所示的实验装置，A为带滑轮的滑块，B为盛有砂的砂桶。

（1）实验时，必须要进行的操作是___________。
A．用天平测量出砂和砂桶的质量
B．调整滑轮的位置，使绳与桌面平行
C．要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
D．滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
（2）该同学实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点之间还有四个点未画出），打点计时器的交流电源频率为50Hz，根据纸带可以求出小车的加速度a=___________（保留两位有效数字）；

（3）通过改变砂的质量，得到滑块运动的加速度和力传感器示数F的关系如图所示，纵截距为，已知当地的重力加速度为g，则滑块和轨道间的动摩擦因数___________（用b、g表示）；

（4）实验中已测得滑块的质量为M，将其由静止释放，力传器的示数为F，滑块运动距离为时，砂桶刚好接触地面且不反弹，滑块再滑行的距离后停止运动，则滑块与桌面间的动摩擦因数的表达式为___________（用F、M、、、g表示）；的测量值与真实值相比___________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
28．（2022·江苏·模拟预测）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v=作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。

(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到___________之间的竖直距离。
A．钢球在A点时的顶端
B．钢球在A点时的球心
C．钢球在A点时的底端
(2)用ΔEk=mv2计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为___________cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s。则钢球的速度为v=___________m/s。

(3)下表为该同学的实验结果：
ΔEp（×10-2J）
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
ΔEk（×10-2J）
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8

他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由_________。
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议__________________。
29．（2022·江苏江苏·二模）某同学在实验室取两个材质及底面粗糙程度相同的木盒，来测量木盒和木板之间的动摩擦因数。他采用“对调法”，可省去秤质量的步骤，如图甲所示，一端装有定滑轮的长木板放置在水平桌面上，木盒1放置在长木板上，左端与穿过打点计时器的纸带相连，右端用细线通过定滑轮与木盒2相接。

（1）实验前，要调整定滑轮的角度，目的是_________。
（2）木盒1不放细沙，在木盒2中装入适量的细沙，接通电源，释放纸带，打点计时器打出一条纸带纸，木盒1与木盒2（含细沙）位置互换，换一条纸带再次实验，打出第二条纸带，两纸带编号为第一组，改变木盒2中细沙的多少，重复上述过程，得到多组纸带，如图乙为某组实验中获得的两条纸带中的一条：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个未标出的计时点，已知交流电源的频率为，该纸带运动的加速度______。

（3）五组实验测得的加速度如下表所示，请在丙图中作出的关系图像( )，已知当地重力加速度为，由图像可得动摩擦因数为__________（保留两位有效数字）。
组次
1
2
3
4
5

3.00
3.21
4.00
4.80
5.31

2.81
2.60
1.82
1.00



（4）由于纸带的影响，实验测得的动摩擦因数将________（填“偏大”、“偏小”），不考虑测量的偶然误差，上表中第_________组数据求得的动摩擦因数最准确。
（5）实验过程中，有时“对调法”两次实验不能全部完成，导致实验数据无效，请你提出一种解决此问题的实验方案_____________________。
30．（2022·江苏·模拟预测）某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：

A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；
C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上；
D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；
E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；
G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为______mm。
（2）针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论。讨论结果如下：
①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即______＝______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；
②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；
③改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到xa与的关系图象如图所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为______（用上述实验数据字母表示）。

31．（2022·江苏·模拟预测）用如图所示的装置探究加速度与质量的关系，把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。

（1）由于小车所受阻力f的大小难以测量，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施必要的是_____________。
A．适当垫高长木板无滑轮的一端 ，使未挂托盘和砝码时小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B．应使托盘和砝码的总质量m远小于小车（含砝码）的总质量M
C．定滑轮的轮轴要尽量光滑
D．改变小车（含砝码）总质量M后，小车对长木板正压力改变，需重新平衡摩擦力
（2）实验中保持托盘和砝码的总质量m不变，改变小车（含砝码）的总质量M，进行实验打出纸带，算出相应的加速度a，数据如下表所示，请在图丙中根据描出的点作出图像_______；由图像可得出的结论是_______________________。
托盘和砝码总质量为20g
a/（m∙s-2）
2.40
1.99
1.43
1.25
1.11
0.77
0.62
0.48
0.24
M/kg
0.06
0.08
0.12
0.14
0.16
0.24
0.30
0.40
0.80

16.67
12.50
8.33
7.14
6.25
4.17
3.33
2.50
1.25


（3）某小组在实验中作出图像如图丁所示，图像斜率的物理意义是___ ； 若图像纵截距为b，斜率为k，则托盘和砝码的总质量m=__________ （用字母b，k表示）。
32．（2022·江苏扬州·高三开学考试）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。
33．（2022·江苏·模拟预测）如图a所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h.（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）

(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如图所b示．从图线可得滑块A下滑时的加速度 a=______m/s2,摩擦力对滑块Ａ运动的影响______.（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律．实验时通过改变______，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系.
(3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的s-t图线如图c.图线不对称是由于________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝_______（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝________.

34．（2022·江苏·高邮市第一中学高三开学考试）实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量相同的钩码若干，电磁打点计时器，电源，纸带，细线等。

（1）电磁打点计时器工作时应使用____________（选填“8V”或“220V”）交流电源，实验中还需要的测量器材是____________。
（2）实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在凹槽中，保持长木板水平。正确进行实验操作，得到一条纸带，如图乙所示，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置2、位置4、位置6间的距离分别为x1= 2.70cm；x2= 5.82cm；x3= 9.36cm。已知打点周期T = 0.02s，则木块的加速度a = ____________m/s2。
（3）将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的个数n，测得相应的加速度a记录如下表；请根据表中数据在图丙中作出a—n图像( )，已知当地重力加速度g = 9.8m/s2，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数μ = ____________。（结果保留两位有效数字）
a/m∙s－2
0.60
1.30
1.96
2.62
3.30
n/个
6
7
8
9
10


（4）分析发现μ的测量值大于真实值，其原因可能有____________。
A．纸带与打点计时器间有摩擦
B．实验时交流电频率略大于50Hz
C．木板未调节水平，右端偏高
D．未满足所挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量