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专题强化小卷（十七）力学实验
2027 届高考物理一轮复习
1．如图所示实验装置，某同学用a、b 两个半径相等的小球，按照以下步骤研究弹性正碰的实验规律。
①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠水平槽口处，使小球a 从斜槽轨道上固定点
处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a 从固定点处由静止释放，撞到木板上。重复多次，用
尽可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心就处于小球落点的平均位置，得到痕迹B；
③把小球b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a 仍从固定点处由静止释放，和小球b 相碰后，重
复多次，并使用与第二步同样的方法分别标出碰撞后两个小球落点的平均位置，得到两球撞在木板上痕迹
A 和C；
(1)为了保证在碰撞过程中a 球不反弹，a、b 两球的质量m1、m2间的关系是m1__________m2（选填“大于”
“小于”或“等于”）；
(2)完成本实验，必须测量的物理量有__________；
A．小球a 开始释放的高度h
B．a 球和b 球的质量m1、m2
C．木板水平向右移动的距离l
D．O 点到A、B、C 三点的距离y1、y2、y3
(3)本实验中，小球做平抛运动的初速度v0=__________（用水平位移x、竖直位移y、重力加速度g 表
示）；
(4)①若（2）中测量量满足__________则两小球碰撞前后动量守恒（用m1、m2、y1、y2、y3表示），
②若（2）中测量量满足__________则两小球发生的是弹性碰撞（用y1、y2、y3表示）。
2．某实验小组利用如图所示的装置验证向心力大小与角速度的关系。滑块套在水平杆上，随水平杆一起
绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过与水平杆平行的细绳连接滑块，滑块中心固定宽度为d的遮光
片，固定在支架上的光电门可记录遮光片通过的时间，滑块中心到竖直杆的距离为，滑块与水平杆间的
摩擦不可忽略，实验过程中细绳始终被拉直。
(1)为了验证向心力大小与角速度的关系，实验中需要控制滑块的__________和旋转半径保持不变；
(2)某次旋转过程中测得遮光片通过光电门的时间为Δt ，则此时滑块的角速度
__________（用d、
Δt 、表示）；
(3)实验小组记录多组力传感器示数F与遮光片通过光电门的时间Δt ，拟合出
图像，下列可能
正确的是__________。
A．
B．
C．
3．用打点计时器验证动能定理的实验中，使质量为m=1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出
一系列的点。现选取一条符合实验要求的纸带，如图乙所示，O 为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始选
取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，重力加速度g 取9.80 m/s2。
(1)下列几个操作步骤中：
A．按照图甲所示，安装好实验装置
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C．先接通电源，后释放重物，纸带随重物运动，打点计时器在纸带上打下一系列点
D．测量纸带上某些点间的距离
E.根据测量的结果计算重物下落过程中重力做的功是否等于增加的动能
根据乙图所得数据，应选取图中O 点和_______点来验证动能定理。
(2)从O 点到第（1）问中所取的点，重物重力做的功W=_______J，动能的增加量ΔEk=_______J。（计算
结果均保留三位有效数字）
(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及重物下落的高度h，则以
为
纵轴，以h 为横轴画出的图像是下列图中的_______。
A．
B．
C．
D．
4．某同学采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，将第一
个点标记为O，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点，测得部分数据如图乙所示。已知当地
重力加速度为g取9.8 m /s
2，打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz。
(1)该实验________（填“需要”或“不需要”）测量重物的质量。
(2)若已知实验所用重物质量m=1.00kg，从O点到B点的过程，重物重力势能的减少量
________J，动能的增加量
________J。（结果保留三位有效数字）
(3)科学实验要求相对误差小于5%，计算本实验相对误差
________%，其中
为
重力势能的减少量，
为动能的增加量。（结果保留两位有效数字）
5．某班在实验室利用“自由落体运动”来验证机械能守恒定律。
(1)不同组学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是______。
A．
B．
C．
D．
(2)为了验证机械能守恒定律，_________（填“需要”或“不需要”）测出重物质量。某小组打出的纸带
如图所示，设O 点到测量点的距离为h，v 为对应测量点的速度。玲玲认为可通过测量重物下落过程的加速
度来验证机械能是否守恒，她作出的v 2 - h 关系图线如图所示，由图可得重物下落的加速度
g=_______m/s2（结果保留三位有效数字）。
(3)小明误把纸带中的A 点当作O 点，其他操作与玲玲相同，也绘制出v 2 - h 图像，如图所示，b 是玲玲
作的图线，则小明所作的图线最有可能是______（填写图线上的字母）。
(4)小张同学研究物体从下落起始点到纸带上打下某一点过程，实验结果显示，该过程中重力势能的减少
量小于动能的增加量，原因可能是______。
A．利用公式v = g t 计算打下某一点时重物速度
B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C．没有采用多次实验取平均值的方法
6．如图所示，某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作：
a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平；
b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸；
c.先让入射小球A 多次从斜轨上的某位置由静止释放；然后把被碰小球B 静置于轨道的末端，再将入射小
球A 从斜轨上同一位置由静止释放，与小球B 相撞；
d.多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，其中P 点为小球A 单独
运动的落点。
(1)为了防止小球A 被反弹，则应满足小球A 的质量____________（选填“大于”、“等于”或“小于”）
小球B 的质量
(2)被撞小球B 的落点是____________（选填“M”、“P”或“N”）；
(3)关于对本实验的理解，下列正确的是____________；
A．需测量释放点到斜槽末端的高度h
B．需用测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间t
C．需用天平测量两球的质量m1和m2
D．需测量M、P、N 到斜槽末端O 点的长度L1、L2、L3
(4)若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式____________成立（用m1、m2、L1、L2、L3表示）；
7．用如图1 所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1 中的O点
为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1 多次从斜槽上位置S 由静止释放，确定其平均落
地点，记为P。然后，把半径相同的球2 置于水平轨道的末端，再将球1 从位置S 由静止释放，与球2 相
碰，重复多次，分别确定碰后球1 和球2 的平均落地点，记为
和N，分别测出O点到平均落地点的距离
OM、OP、ON。测得球1 的质量为m1，球2 的质量为m2，且
。
(1)下列实验步骤中必要的是_____。
A．测量球1 静止释放的高度h
B．测量抛出点距地面的高度H
C．测量两小球的半径
D．利用重垂线确定O点的位置
(2)某次实验时先将球1 从斜槽上离桌面某高度h 静止释放，确定球1 平均落地点P。然后将球2 放在斜槽
末端，发现球2 沿斜槽向右侧滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从
同一高度h静止释放球1，与球2 碰撞后，确定两球平均落地点
和N。则
_____或
。
（选填“>”“=”或“<”）。
(3)某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设
、
。在实验中仅换用不同质量的球1，重
复实验，绘出
的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出
的图像。图中有可能反
映两球发生弹性碰撞的是__________。
A．
B．
C．
D．
8．某实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验：
(1)如图几种实验装置，最合理的是__________。
A．
B．
C．
D．
(2)实验时由于操作失误，致使摆球在水平面内做圆锥摆运动，如图甲所示，其他操作都正常，则求出的
重力加速度与实际值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
(3)实验中，测量不同摆长L及对应的周期
，由此得到的
图像，如图乙所示，若某同学记录摆长
时，忘记加小球半径了，由此得到的图线是__________（选填“①”“②”或“③”）。
(4)实验中，得到的
图像的斜率为k，由此得到该地重力加速度为__________。
参考答案
1．(1)大于
(2)BD
(3)
(4)
2．(1)质量
(2)
(3)C
3．(1)B
(2) 1.88 1.84
(3)A
4．(1)不需要
(2) 1.88 1.84
(3)2.1
5．(1)B
(2) 不需要 9.33
(3)a
(4)A
6．(1)大于
(2)
(3)CD
(4)
7．(1)D
(2)<
(3)C
8．(1)B
(2)偏大
(3)①
(4)
