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专题05 力学实验大题综合
一、实验题
1．（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力
F 及质量m 的关系的实验，如图所示为本次实验装置简图。
（1）当探究a 与m 的关系时，先保证F 不变，再测出不同m 下的a，然后依
图
像进行数据处理，这里用到的主要科学研究方法是 ；
（2）如果该同学实验操作正确，数据处理合理，且实验误差较小，请描述
图像
的主要特征 。
2．（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定
律”的实验，则：
（1）该实验选用的电源应该是 。
A．约8V 的交流电源 B．约8V 的直流电源
C．220V 的交流电源 D．220V 的直流电源
（2）如果该同学操作正确，某次的实验数据一定是动能的增加量 势能的减少
量（选填“大于”或“等于”或“小于”）。
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3．（2023·湖南长沙·长郡中学校考二模）某学习小组学习了单摆的相关知识后，想利
用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
（1）赵同学找到实验室的光敏电阻等元件，利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆
球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记
录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R 随时间t 的变化图线如图丙所示，则该单摆
的振动周期为
s（结果保留四位有效数字）。
（2）王同学则利用计算机绘制了a、b 两个摆球的振动图像（如图丁所示），由图可
知，两单摆摆长之比
。
（3）李同学每次用同一套实验装置，用同样的步骤进行实验，但所测得的重力加速度
总是偏大，其原因可能是 。
A．开始计时时，过早按下秒表
B．测周期记录全振动次数时，将n 次全振动误记为
次
C．摆球的质量过大
D．计算摆长时，只考虑悬线的长度，没有加上小球的半径
4．（2023·湖南·模拟预测）某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F 和弹簧
长度L 的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达
的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹
簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度，通过分析数据得出实验
结论。
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（1）实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物
理规律是 。
（2）以弹簧受到的弹力F 为纵轴、弹簧长度L 为横轴建立直角坐标系，依据实验数据
作出F－L 图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度L0 = cm，
弹簧的劲度系数k = N/m。（结果均保留2 位有效数字）
（3）该小组的同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，某次测量时弹簧测力计的指针如图
丙所示，弹簧测力计所测力的大小F = N。
5．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考模拟预测）在“用打点计时器验证机械能守恒定
律”的实验中，某同学打出了一条纸带。已知实验中使用的电源频率是50Hz，他按打
点的先后顺序，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，分别标为O、A、B、
C、D，如图所示，则：
相邻两计数点间的时间间隔为 s，打A 点时的瞬时速度大小为 m/s。
（后一空结果保留两位小数）
6．（2023·湖南株洲·统考三模）频闪照相是研究运动的常用手段，频闪仪每隔相等时
间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置。
（1）某同学做该实验时事先没确定竖直方向，如图甲所示，已知
为相邻的
三个拍照点，试帮助该同学确定竖直方向（
方向） 。
（2）如图乙是小球做平抛运动的频闪照片，图中小方格的边长
，那么小球平抛的
3
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初速度大小
，经B 点合速度大小
。（结果均保留两位有
效数字，
取
）
7．（2023·湖南长沙·长沙一中校考一模）某探究性实验小组用如图1 所示的实验装置
来测量重力加速度。他们将一个球形小磁铁用细线悬挂起来构成一个能在竖直平面内
摆动的单摆。在细线的悬挂点正下方放有一根与小磁铁摆动平面垂直的粗直导体棒，
导体棒通过导线与电流传感器一起构成一个闭合回路。当小磁铁摆动时，在回路中就
会产生感应电流，电流传感器可以通过计算机记录相应的电流随时间变化的图像，如
图2 所示。
（1）小李同学用20 分度的游标卡尺测量球形小磁铁的直径，读数如图3 所示，则其
直径
，小张同学用卷尺测得细线悬挂点到与小磁铁的连接点之间的长度
为。
（2）图2 中图线上（下）方标出的数据分别表示的是感应电流取极值时对应的时刻，
由图可知，小磁铁摆动的周期为
（结果保留两位有效数字），进一步计算
重力加速度
的表达式为 （用题目所给的符号表示）。
8．（2023·湖南·高三统考学业考试）在“探究平抛运动的特点”的实验中，对于接通
电源和释放小车的先后顺序，要先 ，后 。
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9．（2023·湖南·校联考模拟预测）学校物理兴趣小组用如图甲所示的阿特伍德机验证
牛顿第二定律，并测量当地的重力加速度。绕过定滑轮的轻绳两端分别悬挂质量相等
的重物A（由多个相同的小物块叠放组成）和重物B。主要实验步骤如下：
①用天平分别测量一个小物块的质量和B 的质量m；
②将A 中的小物块取下一个放在B 上，接通打点计时器的电源后，由静止释放B，取
下纸带，算出加速度大小，并记下放在B 上的小物块的质量；
③重复步骤②，获得B 上面的小物块的总质量
和对应加速度大小a 的多组数据。
（1）某次实验打出的纸带如图乙所示，相邻两计数点间还有四个计时点未画出，已知
打点计时器所用交流电源的频率为
，则本次实验中A 的加速度大小为
（结果保留三位有效数字）。
（2）利用本装置验证牛顿第二定律。若在误差允许的范围内，满足重物A 的加速度大
小
（用
、
和当地的重力加速度大小
表示），则牛顿第二定律得
到验证。
（3）利用本装置测量当地的重力加速度。根据放在B 上面的小物块的总质量
和对
应加速度大小a 的多组数据，以
为横坐标，a 为纵坐标作出
图像。若图线的
斜率为
，则当地的重力加速度大小可表示为
（用
表示）。
10．（2023·湖南·高三学业考试）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，研究
小车质量一定的情况下加速度a 与合外力F 的关系，得到了如图①所示的a-F 图线，
主要原因是 ；如果得到了如图③所示的a—F 图线，主要原因是 。
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11．（2023·湖南衡阳·衡阳县第三中学校考模拟预测）某同学用如图甲所示的实验装置
测量木块与长木板之间的动摩擦因数。将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，
细线跨过定滑轮后左端与重物连接，右端与装有力传感器的木块连接，力传感器可以
直接测出细线的拉力大小。木块连接穿过打点计时器的纸带。
（1）实验前应调节 的高度，使牵引木块的细线与长木板平行，接通电源，释
放木块。
（2）某次实验时，打下如图乙所示的纸带，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 个计时点未画出，打点计时器所接交流电的频率为
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50Hz，则木块运动的加速度大小为 m/s2（结果保留3 位有效数字）。
（3）该同学根据测量所得数据在坐标纸上作出木块的加速度a 随力传感器示数F 变化
的图像，如图丙所示，取重力加速度g=9.8m/s2，根据图像可得木块（含力传感器）的
质量为 kg，木块与长木板之间的动摩擦因数为 （计算结果均保留2 位
有效数字）。
12．（2023·湖南·模拟预测）李达同学想利用“验证平抛运动”的实验装置做“验证机
械能守恒定律”实验。实验装置如图甲所示，选用的斜槽很光滑，先调整斜槽使其末
端切线水平，贴有坐标纸的木板靠近斜槽竖直放置。实验时将小球于斜槽上固定位置
P 点由静止释放，P 点到斜槽末端的竖直高度差为H，小球离开斜槽末端O 点时开始做
平抛运动。以小球在斜槽末端球心位置为原点，水平方向为x 轴，竖直方向为y 轴，
建立平面直角坐标系，多次重复实验描下小球做平抛运动时经过的几个点a、b、c、
d，如图乙所示。
（1）图乙中每个正方形小格的边长为l，则小球从b 点至c 点的运动时间为
，做平抛运动的初速度v0= 。（重力加速度为g）
（2）如果小球在斜槽上的运动满足机械能守恒定律，则H 与l 应满足 。
13．（2023 春·湖南·高三长郡中学校联考阶段练习）在做“探究弹力和弹簧伸长量的
关系”的实验中：
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（1）如图甲所示的装置，在细绳下端依次挂上
钩码、
钩码、
钩码……，
每次当钩码处于静止状态时测出弹簧的长度l。
（2）以弹簧弹力F（大小等于砝码重力，重力加速度g 取
）为纵坐标，弹簧长
度l 为横坐标，建立坐标系。将相应数据在坐标系上描点，如图乙所示，请在图中作出
图像 。根据所得图像，可知弹簧处于原长时弹簧长度的读数为 cm；弹簧的
劲度系数为 N/m。（结果均保留三位有效数字）
14．（2023·湖南株洲·校联考模拟预测）为了测定斜面上小车下滑的加速度，某实验小
组利用DIS（数字化信息系统）技术进行实验，如图所示。当装有宽度为d=2cm 的遮
光条的小车经过光电门时，系统就会自动记录挡光时间，并由相应软件计算遮光条经
过光电门的平均速度来表示瞬时速度。某次实验中，小车从距离光电门中心为L 处由
静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为T=0.04s。
（1）计算经过光电门时小车的速度为 m/s。
（2）试写出计算小车下滑的加速度a 的表达式： （用d、T 和L 表示）。
（3）若L=0.5m，则小车下滑的加速度为 m/s2.
（4）测量计算出来的加速度比真实的加速度 （选填“偏大”“偏小”或
“相等”）
15．（2023·湖南长沙·校联考二模）某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒
定律，在动滑轮的下方悬挂重物A、定滑轮的下方悬挂重物B，重物B 上固定一遮光
条，遮光条的宽度为d，已知重物B 与遮光条的质量是重物A 的2 倍，悬挂滑轮的轻
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质细线始终保持竖直，滑轮的质量忽略不计。
（1）开始时，绳绷直，重物A、B 处于静止状态。释放后，A、B 开始运动，测出遮
光条通过光电门的时间t，则重物B 经过光电门时的速度为v= （用题中所给
的字母表示）。
（2）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度d= cm。
（3）测得开始释放时遮光条中心到光电门中心之间的高度为h，测得遮光时间为t。如
果系统的机械能守恒，应满足的关系式为 （已知当地重力加速度大小为
g，用实验中所测得的物理量的字母表示）。
16．（2023·湖南娄底·统考模拟预测）实验小组在探究“加速度与物体的受力、物体质
量的关系”时，用如图所示的装置让滑块做匀加速直线运动来进行；由气垫导轨侧面
的刻度尺可以测出光电门A、B 之间的距离L，用游标卡尺测得遮光条的宽度d，遮光
条通过光电门A、B 的时间
、
可通过计时器（图中未标出）分别读出，滑块的质量
（含遮光条）为M，钩码的质量为
。重力加速度为g，回答下列问题：
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（1）实验时 （选填“需要”或“不需要”）满足钩码的质量远小于小车的
质量；
（2）滑块的加速度a= （用L、
、
、d 来表示）；图乙遮光条的宽度在
游标卡尺上对应的读数为d= mm；
（3）改变钩码质量得到一系列的滑块加速度a 和传感器示数F，通过得到的实验数据，
描绘了
图像。若实验前，已将气垫导轨调至水平，但忘记打开气源，得到的
图像如图所示，图线的斜率为k，纵截距为b，滑块与导轨之间的动摩擦因数μ=
；滑块的质量M= 。（用F0、b、g 表示）
17．（2023·湖南岳阳·统考模拟预测）某同学想用实验验证动能定理。
（1）该同学先用图甲所示装置测滑块与长木板间的滑动摩擦力，把弹簧测力计的一端
固定在墙上，用力F 水平向左拉放在水平面上的长木板，长木板向左运动，此时测力
计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出），则滑块受到长木板的滑动摩
擦力大小
N。
（2）再在图乙装置中实验，将图甲中的长木板装上定滑轮平放在水平实验台上，调节
，使拉滑块的细线与长木板平行，由静止释放滑块，打点计时器打出的纸带如图丙所
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示，O 点为刚释放钩码时打下的点，A、B、C、D 是四个连续点，各点与O 点间的距
离图中已标出，打出此纸带过程中，力传感器的示数为F，已知打点计时器所用交流
电的频率为f，测出小车质量为M，钩码和力传感器总质量为m，重力加速度为g。则
打下O 点到C 点过程中，如果表达式 （用物理量符号表示）成立，则动能定理
得到验证。
18．（2023·湖南·统考模拟预测）2022 年10 月16 日，党的二十大在京开幕，在二十大
报告中，体育、健康等关键词多次被提及，报告提出：“促进群众体育和竞技体育全
面发展，加快建设体育强国”，这正是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标，
冰壶运动深受人们的喜爱，现在流行一种旱地冰壶，它的赛道是由多块正方形的耐力
板组成，如图甲所示，某实验小组的同学想用此装置验证碰撞中的动量守恒，为了便
于实验研究，将旱地冰壶的赛道改造成如图乙所示的赛道，现有两个材料不同的红壶
和黄壶，某同学先将黄壶放在出发点a 处，轻推黄壶，测得黄壶经过b 点后再向前运
动
格速度变为零，并恰好停在分界线的中心点上；然后在a 处仍然放上黄壶，在b
处放上红壶，用同样的力度轻推黄壶，与红壶碰撞后，测得红壶向前运动
格速度变
为零，黄壶经过b 点后再向前运动
格速度变为零，两壶均恰好停在分界线的中心点
上。
（1）为保证碰撞中的实验效果，要求黄壶的质量 （填“大于”“等于”或
“小于”）红壶的质量。
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（2）若已知黄壶的质量为
，与耐力板间的动摩擦因数为
；红壶的质量为
，与
耐力板间的动摩擦因数为
，则验证动量守恒定律的表达式为
（用题中所给字母表示）。
（3）若两壶为弹性碰撞，则
（用
、
、
表示）。
19．（2023·湖南·模拟预测）某同学用平板
和
制作了一个直角架．该同学想通过该
装置，利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：
（1）平板
置于水平面上，压力传感器固定在平板
上，将木块
置于压力传感器正
上方，木块
紧靠平板
，如图甲所示，记录此时传感器的示数
，此时平板
对木
块
的弹力为 ；
（2）以直角架连接边为转轴，抬高平板
的另一端，使平板
绕转轴逆时针旋转，平
板
转过的角度为
时，记录传感器的示数
，如图乙所示；
（3）在误差允许的范围内，比较
和
的大小，若
与
的关系为 ，即可
初步验证平行四边形定则；
（4）重复步骤（2），多次调整平板
转动的角度，比较
和
的大小，多次验证；
（5）在步骤（2）中，若不考虑平板
与木块
间的摩擦，通过平行四边形定则可以
推出平板
对木块
的弹力 （填“一直变大”或“先变大后变小”）．
20．（2023 春·湖南常德·高三常德市一中校考阶段练习）（1）某学习小组设计如图装
置做“探究物体加速度与质量的关系”实验，请回答下列问题：
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①为了使滑轮右侧的细线与长木板平行，应调整 ；
A．打点计时器左右位置 B．物块左右位置
C．长木板倾角 D．滑轮高度
②在实验中，托盘和砝码的的总质量 （填“一定要远大于”“可以大于”或
“一定要远小于”）物块（包括力传感器）的总质量。
③在细线与木板调整平行和平衡摩擦力后，把盘中放入适当的砝码，接通电源，释放
物块，记录力传感器的读数为F，从纸带上获得数据求出加速度；在物块上添加砝码
并改变托盘中砝码的质量，使力传感器的示数为 ；如此反复实验、可获得物
块的总质量M 和加速度a 的多组实验数据，作出
图像。
（2）“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，
O 为橡皮筋与细绳的结点，OB 和OC 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力
的图示。
①本实验采用的科学方法是 ；
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
②图乙中的F 与F'两力中，方向一定沿AO 方向的是 ；
③关于实验下列说法正确的是 。
A．拉橡皮条的细绳短一些，实验效果较好
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B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O 时，拉力F1和F2的夹角越大越好
D．在同一次实验中O 点位置不能变
21．（2023·湖南·统考模拟预测）某物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究加速度与力、
质量的关系。
（1）下面是实验操作步骤，请你整理出正确的操作顺序，从先到后依次是 。
A．抬高长木板一端平衡摩擦力，让小车做匀速直线运动；
B．接通电源后释放小车，使小车在细线的拉动下运动，测出槽码的重力mg 作为细线
对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a；
C．将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；
D．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与槽码相连；
E．更换纸带，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，重复步骤B 的操作．
（2）实验中打出的纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，纸带上只测出
了两组数据，图中长度单位为cm，由此可以算出小车运动的加速度大小a=
m/s2。
（3）实验得到的理想a-F 图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现
如图丙所示的三种情况，图线①产生的原因是不满足槽码的总质量远 （填
“小于”或“大于”）小车的质量的条件；图线②产生的原因是平衡摩擦力时长木板
的倾角过 （填“小”或“大”）；图线③产生的原因是平衡摩擦力时长木板
的倾角过 （填“小”或“大”）。
22．（2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测）某兴趣小组的同学利用身边的实验器材，
完成验证动量守恒定律实验．身边的实验器材有：刻度尺、天平、打点计时器（一
套）、装有厚厚一层松软细沙的小车（以下简称“小车”）、铁块、一端带有竖直挡
板的长木板、木块、纸带．实验步骤如下：
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第1 步：把长木板带有竖直挡板的一端固定在水平桌面上，把木块垫在木板左端下方，
制成一个斜面，并将实验器材按如图所示方式安装好；把小车放到木板上，将穿过打
点计时器的纸带与小车连接．通过左右调整木块位置，直至给小车一个沿木板向下的
初速度，小车所连纸带上打出的点间隔均匀为止．
第2 步：把小车放到木板上靠近打点计时器的一端，给小车一个沿木板向下的初速度，
经过一段时间后把铁块轻轻放到小车里的细沙上．
第3 步：取下纸带，测量纸带上点迹均匀的两部分连续5 个点的距离x1和x2，且
．
第4 步：重复第2 步和第3 步，记录x1和x2。
请回答下列问题．
（1）铁块轻轻放到小车里的细沙上发生在相邻的两个点 之间．（填
纸带上计数点字母符号）
（2）在坐标纸上，以x1和x2分别为纵、横轴，把记录的数据在坐标纸上描点连线，得
到一条斜率为k 的过原点的直线．只需满足铁块与小车（含细沙）的质量的比值为
，就能验证小车和铁块沿水平方向的动量守恒．
（3）若铁块从一定高度处做自由落体运动落到小车上的细沙里，小车匀速运动时的动
量 （选填“大于”“小于”或“等于”）铁块落到细沙里后铁块和
小车的总动量．
23．（2023·湖南·校联考模拟预测）某同学做如下居家实验：如图甲所示，在小桌旁立
一边长为
的正方形方格网板背景，使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球
做平抛运动的录像（每秒60 帧）。采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的画面。
（1）他大约可以得到 帧小球正在空中运动的照片；
（2）他从获得画面中选取四帧，重叠后得到如图乙所示，取
，那么，各帧
照片的时间间隔
s；小球做平抛运动的水平初速度大小是
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。
24．（2023·湖南·模拟预测）某同学利用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合外
力的关系。
其实验操作步骤如下：
A．按照图甲安装好实验装置，挂上托盘和砝码；
B．调节长木板的倾角
，轻推小车，使小车沿长木板向下匀速运动；
C．取下细绳、托盘和砝码，测量并记录托盘和砝码的总质量m；
D．保持长木板的倾角不变，不挂托盘和砝码，将小车置于靠近打点计时器的位置，
由静止释放小车后启动打点计时器，打点结束关闭电源开关并取下纸带；
E．重新挂上细绳、托盘和砝码，改变托盘中砝码数量，重复B、C、D 步骤。注意：
多次改变砝码的数量，小车都是沿长木板向下运动。
根据以上描述完成下列问题：
（1）装置图中有一明显不当之处是 。
（2）请将实验步骤描述中有明显错误的地方改正为 。
（3）实验获得如图乙所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f 间均有四个点未画出，电
源的频率为50Hz，则在打d 点时小车的速度大小vd= m/s（保留3 位有效数
字）；打这条纸带时小车的加速度大小a= m/s2（保留2 位有效数字）。
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25．（2023·湖南长沙·雅礼中学校考二模）某兴趣小组用频闪摄影的方法验证机械能守
恒定律，实验中将一钢球从与课桌表面等高处的O 点自由释放，在频闪仪拍摄的照片
上记录了钢球在下落过程中各个时刻的位置，拍到整个下落过程的频闪照片如图所示。
（1）若已知频闪仪的闪光频率为f，重力加速度为g，再结合图中所给下落高度的符号，
为验证从O 点到A 点过程中钢球的机械能守恒成立，需验证的关系式为：
。
（2）关于该实验，下列说法正确的是 。
A．实验开始时，先释放钢球再打开频闪仪
B．也可以用
计算出A 点的速度，并用来验证机械能守恒
C．若已知闪光频率f，该实验方案也可以测出当地重力加速度g 的数值
（3）结合实际的实验场景，请估算闪光频率f 应为 （g 取10
）。
A．1Hz B．5Hz C．20Hz D．100Hz
26．（2023·湖南·模拟预测）某实验小组设计了如图所示的实验装置来测量物体的质量，
质量
的物体Q 通过一根跨过定滑轮的轻质细线连接质量未知的物体P，在外力
作用下P、Q 处于静止状态，左边竖直放置两个光电门，两个光电门间距为
，
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Q 上固定的挡光片宽度为
，且Q 在运动过程中，挡光片可以从两个光电门中
间穿过。某次实验中，将Q 从光电门1 下方某一位置由静止释放，挡光片通过光电门
1 的时间为
，通过光电门2 的时间为
，不计绳与滑轮间摩擦和定滑轮的
质量，
（结果均保留两位有效数字）。
（1）Q 物体的加速度大小a=
；
（2）P 物体的质量M= kg；
（3）通过该装置还可以验证系统机械能守恒定律，根据该实验装置，验证系统机械能
是否守恒的关系式为 （用题中所给物理量或者测量量的符号表示）
27．（2023 春·湖南常德·高三汉寿县第一中学校考阶段练习）某同学用如图所示的实
验装置验证机械能守恒定律。滑块和遮光条的总质量为M，槽码共有6 个，每个槽码
的质量均为m。
（1）先用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则
。
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（2）实验开始前要调整气垫导轨水平，不挂槽码和细线，接通气源，轻推滑块使其从
轨道右端向左端运动，如果发现遮光条通过光电门2 的时间小于通过光电门1 的时间，
则可调节旋钮P 使轨道左端 （选填“升高”或“降低”）一些，直到再次
轻推滑块使其从轨道右端向左端运动，遮光条通过光电门2 的时间等于通过光电门1
的时间。
（3）取走光电门1，细线上悬挂6 个槽码，让滑块从气垫导轨上A 点（图中未标出）
由静止释放，记录滑块通过光电门2 时，遮光条挡光时间，测出A 点到光电门2 的距
离为x，若式子 （用给出的物理量符号表示）成立，则机械能守恒定律得到
验证。
28．（2023·湖南衡阳·衡阳县第三中学校考模拟预测）某学习小组利用如图甲所示装置
测量弹簧的弹性势能和物块与桌面间的动摩擦因数，实验步骤如下：
①将轻弹簧一端固定在水平桌面左边沿的墙面上，弹簧处于原长时，其右端在桌面右
边沿O 点左侧，记录O 点在水平地面上的垂直投影点Oʹ；
②用物块把弹簧压缩到P 点，释放物块，测出物块在水平地面上的落点与Oʹ 点的水平
距离x；
③换用接触面粗糙程度相同、质量不同的物块，重复步骤②的操作；
④得到一系列的物块质量m 与水平距离x，根据数据作出图像，如图乙所示。
回答下列问题：
（1）为达到实验目的，除了测出物块的质量m 和在水平地面上的落点与Oʹ 点的距离x
外，还需要测量 （填字母序号）。
A．弹簧的原长L0
B．P 点到桌面右边沿的距离L
C．弹簧压缩前物块到桌面右边沿的距离L1
D．桌面边缘到水平地面的高度h
（2）若当地的重力加速度为g，测出图像的斜率为k、纵轴截距为b，则弹簧被压缩到
P 点时的弹性势能为Ep= ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ= 。（用（1）
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中所选物理量的符号表示结果）
29．（2023·湖南衡阳·衡阳县第三中学校考模拟预测）如图，某同学用平抛运动演示仪
验证碰撞中的动量守恒，实验的主要步骤如下：
（1）将斜槽末端处的切线调成 。
（2）将O 点处的小球b 移开，将小球a 从P 点由静止释放，记录下小球a 在水平面上
的落点位置。
（3）在O 点处放上小球b，再将小球a 从P 点由静止释放，记录下两球落在水平面上
的位置，在本次操作中，小球a 的质量应 （填“大于”“等于”或“小于”）
小球b 的质量。
（4）测出各落点位置与水平面上A 点（OA 与水平面垂直）间的距离分别为AB＝L1、
AC＝L2、AD＝L3。
（5）用天平测出小球a、b 的质量分别为m1、m2，若满足m1L2＝ ，则两小球碰
撞时遵循动量守恒；若满足
（用m1、m2表示），则两小球碰撞为弹性碰
撞。
30．（2023·湖南郴州·郴州一中校联考模拟预测）某同学要验证机械能守恒定律，设计
了如下实验。如图甲所示，把带孔的重金属球套在“L”形轻杆的直角弯头上，把球拉
到一定高度后，由静止释放，在重力作用下，重球和轻杆一起绕转轴O 自由下摆。
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（1）如图乙所示，在轻杆转动轴的正下方装有一个横挡杆，把重球拉高当球的重心到
达A 点时由静止释放，当“L”形轻杆运动到竖直位置时，被横挡杆挡住，重球便离开
“L”形轻杆沿水平方向抛出。用游标卡尺测量重球的直径如图丙所示，则重球的直径
mm。
（2）该同学测得的物理量有A 点距离地面的高度H，球的重心最低点B 距离地面的高
度h，重球落地点到B 点的水平距离x，重力加速度为g。设重球在B 点的速度为v，
由于重球不能看作质点，根据平抛运动规律，v 可以表示为 （用h、g、d、
x 表示）。若满足关系式
（用H、h、d 表示）即可验证机械能守恒。
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