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2026届人教版高考物理第一轮复习：力学实验综合基础练习1
一、单选题（本大题共6小题）
1．利用如图所示装置做“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”，实验时下列操作正确的是（　　）

A．斜槽末端不一定要水平
B．完成一次碰撞即可进行数据处理
C．斜槽末端静止小球质量须小于斜槽上小球质量
2．如图所示，气垫导轨上的滑块经过光电门时，遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间，测得遮光条的宽度为，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.则(　　)
A．在遮光时间内，可认为滑块做变速运动
B．在遮光时间内，可认为滑块做匀速运动
C．为使更接近瞬时速度，可换用更宽的遮光条
D．为使更接近瞬时速度，实验时可将滑块放在离光电门更近一些的位置
3．伽利略在研究自由落体运动时，首先研究铜球在斜面上的运动，然后通过合理外推，得出自由落体运动是匀变速直线运动的结论．伽利略用“斜面实验”研究自由落体运动的原因是( )
A．便于测量位移 B．便于测量时间
C．便于测量速度 D．便于测量加速度
4．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的情况如下图甲所示，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图。其中F是平行四边形对角线，F′是一个弹簧测力计拉动橡皮筋得到的，关于此实验下列说法中正确的是（　　）
A．同一次实验中，撤掉F1、F2改用一个力F′单独拉动时，位置O不允许变动
B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D．力F方向一定沿AO方向
5．交大附中的物理实验室有不少光电门。光电门配合挡光片可以用来测量瞬时速度。以下哪个实验中，用到光电门、测量了时间但没有计算瞬时速度（　　）
A．用单摆测量重力加速度
B．探究向心力的影响因素
C．验证机械能守恒定律
D．验证动量守恒定律
E．探究平抛运动的特点
F．观察水波的衍射
6．如图实验中，小明同学把两个完全相同的小球分别放在A、C位置，将皮带处于塔轮的某一层上。匀速转动手柄时，左边标尺露出4个分格，右边标尺露出1个分格，则（　　）
A．A、C位置处的小球转动所需的向心力之比为
B．此实验探究向心力大小的表达式
C．在该实验中，主要利用了理想实验法来探究
D．塔轮的边缘角速度一定相等
二、多选题（本大题共4小题）
7．下列说法中正确的是
A．物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大
B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变
C．质点做简谐运动，在半个周期的时间内，合外力对其做功一定为零
D．用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球
E．交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，则
8．下列说法中正确的是；；
A．物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大
B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变
C．质点做简谐运动，在半个周期的时间内，合外力对其做功一定为零
D．用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球
E.交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，则
9．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有（　　）
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．应改变装置的高度，多次实验
D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
10．胡同学用如图所示的弹簧秤做“探究合力与分力关系”实验，A、B、C为其实验中的若干环节，不合理或存在错误的是 。
A．在使用弹簧测力计之前先检查指针是否指向零刻度，并调零
B．用铅笔描下结点的位置O，并结合A、B两点记录细绳的方向
C．分别用OA、OB表示两分力大小，做出平行四边形
三、非选择题（本大题共5小题）
11．（1）为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下匀加速先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。试估算：滑块经过第一个光电门时的速度大小= m/s；在运动过程中，滑块的加速度大小a= 。（结果均保留两位小数）
（2）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为，其中、、，则打A点时小车瞬时速度的大小是 m/s，用逐差法计算小车运动的加速度的表达式为a= （用已知字母表示），加速度的大小是 m/s2。（结果均保留两位有效数字）
12．某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度；改变钩码的质量，进行多次测量；做出与的图像如图，已知图像中直线的截距为，斜率为。不计空气阻力，重力加速度为。
（1）（单选）以下说法正确的是___________；
A．钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量
B．细绳应该始终与长木板平行
C．不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑
D．细线的拉力等于钩码的重力
（2）根据图像可得，小车和手机的质量为____________；
（3）再利用手机APP测出斜面倾角为，则小车和智能手机沿木板运动过程中受摩擦力的大小为_______。
13．(16分)如图所示，足够长的平直轨道AO和OB底端平滑对接，将它们固定在同一竖直平面内，两轨道与水平地面间的夹角分别为α(固定不变)和β(可取不同的值)，且α>β，现将可视为质点的一小滑块从左侧轨道的P点由静止释放，若小滑块经过两轨道的底端连接处的速率没有变化.已知AO轨道光滑，空气阻力可以忽略不计.
(1)论证：滑块在AO轨道下滑时的加速度与滑块的质量无关.
(2)运用牛顿运动定律和运动学规律，论证：若OB光滑，取不同的β角，滑块在OB上能到达的最高点总与P等高.
(3)运用牛顿运动定律和运动学规律，建立适当的坐标系，论证：若OB不光滑，滑块与OB轨道间的动摩擦因数处处相等，取不同的β角，滑块在OB上能到达的最高点排布在一条直线上.
14．23．(9分)学校物理兴趣小组用自由落体法验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。当地的重力加速度大小为g,打点计时器所接交流电源的频率为f。
　　
(1)除了图甲中的器材,本实验还需要的测量工具是　　　　。
A．天平和砝码　　B．刻度尺　　C．秒表
(2)小组同学的实验操作如下:
A．按照图甲安装好器材;
B．将打点计时器接到交流电源上;
C．先释放悬挂纸带的夹子,让重锤带着纸带自由下落,后接通电源;
D．测量纸带上某些点间的距离;
E．根据实验数据,计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中有误的步骤是　　　　(填实验操作前的符号)。
(3)进行正确操作后,得到一条纸带如图乙所示,其中0是起始点,1、2、3、…、n+1为打点计时器连续打下的点,测得0点到n-1、n、n+1点的距离并标在纸带上。若重锤的质量为m,则从打点计时器打0点到打点计时器打n点,重锤重力势能的减少量ΔEp=　　　　,重锤动能的增加量ΔEk=　　　　。(均用相关物理量的符号表示)
15．(9分)小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔，多次测量不同台阶距离地面的高度及对应的时间间隔。

（1）现有以下材质的小球，实验中应当选用 。
A．钢球 B．乒乓球 C．橡胶球
（2）用分度值为1mm的刻度尺测量某级台阶高度的示数如图2所示，则 cm。
（3）作出图线，如图3所示，则可得到重力加速度 （保留2位有效数字）。
（4）在图1中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为 （用、和表示）。
参考答案
1．【答案】C
【详解】A．小球离开轨道后须做平抛运动，所以斜槽末端一定要水平，故A错误；
B．为了减小实验误差，必须进行多次实验后进行数据处理，故B错误；
C．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故C正确。
故选C。
2．【答案】B
【解析】在遮光时间内，由于时间很短，所以可认为滑块做匀速运动，故错误，正确；利用平均速度等效替代瞬时速度，为使更接近瞬时速度，只能尽量减小计算平均速度的位移，即换用宽度更窄的遮光条，若将滑块放在离光电门较近的位置，且速度较小时将会增大测量误差，故、错误.
3．【答案】B
【详解】在伽利略时代，没有先进的计时仪器，还采用的是用水钟计时，无法直接测定运动时间，所以伽利略用“斜面实验”研究自由落体运动的原因是便于测量时间．
A. 便于测量位移与分析不符，A错误．
B. 便于测量时间与分析相符，B正确．
C. 便于测量速度与分析不符，C错误．
D. 便于测量加速度与分析不符，D错误．
4．【答案】A
【详解】A．为了保证两次产生的作用效果相同，应将橡皮条和细线的结点拉到相同的位置，A正确；
B．实验中，需要记录弹簧测力计的读数和拉力方向以及O点的位置，B错误；
C．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取90°，C错误；
D．F是平行四边形对角线，是两个分力合力的理论值，F′是两个分力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是F′，D错误。选A。
5．【答案】E
【详解】A．用单摆测量重力加速度实验未用到光电门，故A错误；
B．探究向心力的影响因素中，探究与线速度关系时，需要表示通过光电门的瞬时速度，故B错误；
C．用光电门验证机械能守恒定律时，需要表示通过光电门的瞬时速度，故C错误；
D．用光电门验证动量守恒定律时，需要表示通过光电门的瞬时速度，故D错误；
E．探究平抛运动的特点实验中，水平方向做匀速直线运动，可以通过光电门的时间相同验证做匀速直线运动，但不需要计算瞬时速度，故E正确；
F．观察水波的衍射实验未用到光电门，故F错误。
故选E。
6．【答案】B
【详解】A．小球转动所需的向心力之比等于标尺露出的格数之比，则A、C位置处的小球转动所需的向心力之比为，A错误；
BC．此实验利用控制变量法，探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，即探究向心力大小的表达式，B正确，C错误；
D．塔轮的边缘是用皮带传动，线速度一定相等，由于半径不一定相同，则角速度不一定相等，D错误。选B。
7．【答案】BCD
【详解】
A． 物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A错误；
B． 机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变，故B正确；
C． 振子做简谐运动，在半个周期时间内，振子的速率不变，根据动能定理得知合外力做的功一定为0，故C正确；
D．为了减小阻力的影响，用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球，故D正确；
E． 交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，因为相互远离，根据开普勒效应可知，故E错误。
故选BCD。
8．【答案】BCD
【详解】
A． 物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A错误；
B． 机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变，故B正确；
C． 振子做简谐运动，在半个周期时间内，振子的速率不变，根据动能定理得知合外力做的功一定为0，故C正确；
D．为了减小阻力的影响，用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球，故D正确；
E． 交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，因为相互远离，根据开普勒效应可知，故E错误。
故选BCD。
9．【答案】BC
【详解】
B．在该实验中，是用B球的运动与A球竖直方向的运动相对照，从而达到实验目的的，在竖直方向上，两球做自由落体运动，根据自由落体运动规律可知，，由于两球同时从同一高度开始下落，因此在任意相等的时间内，两球下落的高度相同，显然至落地，两球下落的高度相同，时间也相同，故选项B正确；
A．做自由落体运动的物体运动规律相同，与质量无关，故选项A错误；
C．为了减小实验误差，因此采用多次测量的方法，同时为了使该实验具有普遍性，需改变小球的初始高度，故选项C正确；
D．在水平方向上，没有物体的运动与A球水平方向的运动相对照，因此无法说明小球A在水平方向上的运动规律，故选项D错误。
故选BC。
10．【答案】BC
【详解】
A．在使用弹簧测力计之前先检查指针是否指向零刻度，并调零，A正确；
B．用铅笔描下结点的位置O，并记录弹簧测力计的示数，结合A、B两点记录细绳的方向，B错误；
C．应根据记录的两个力的大小为邻边按照记录的力的方向做平行四边形，C错误。
不合理的，故选BC。
11．【答案】；；；；
【详解】（1）[1] [2] 在极短的时间内的平均速度可近似的认为等于瞬时速度，可得滑块通过光电门1时的速度
滑块通过光电门2时的速度
滑块的加速度为
（2）[3] 利用匀变速直线运动的推论得
[4]由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度。根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度的大小，得
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得
小车运动的加速度计算表达式为
[5] 代入数据得
12．【答案】 B
【详解】（1）[1]设小车和手机的质量为，斜面倾角为，对钩码和小车以及手机的系统由牛顿第二定律有
整理可得
可得本实验的原理为与成一次函数。
A．因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力，也就不需要质量关系，即不需要钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故A错误；
B．为了让绳子拉小车的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；
C．本实验若平衡了摩擦力，系统的牛顿第二定律表达式为
与成正比例函数，不符合实验实验结果，则不需要平衡摩擦力，故C错误；
D．本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故D错误。
故选B。
（2）[2]根据与的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为
则小车和手机的质量为
（3）[3]根据与的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为
联立解得摩擦力的大小为
13．【答案】见解析
【解析】(1)对滑块受力分析，在AO轨道下滑时受重力、轨道的支持力，由牛顿第二定律得mgsin α=ma，得a=gsin α，则滑块在AO轨道下滑时的加速度与滑块的质量无关.
(2)设OP的竖直高度为H，小滑块到达O点时速度大小为v，由匀加速直线运动的公式可得v2=2a，则v2=2gH.
若OB光滑，则滑块上滑过程做匀减速直线运动，设上升的最大高度为H1，加速度方向向下，大小为a1，则有a1=gsin β，0-v2=-2a1，联立可得H1=H，即若OB光滑，取不同的β角，滑块在OB上能到达的最高点总与P等高.
(3)设滑块与粗糙轨道OB间的动摩擦因数为μ，以O点为坐标原点建立竖直向上和水平向右的坐标系，设最高点的横坐标为x，纵坐标为y.
由牛顿第二定律可得，上滑的加速度为a2=gsin β+μgcos β，
由运动学公式得0-v2=-2a2，联立解得tan β=，又y=xtan β，可得最高点的坐标方程为y=-μx，
由于μ为常量，可知y-x为一次函数关系，故滑块在OB上能到达的最高点排布在一条直线上.
14．【答案】(1)B(2分)　(2)C(2分)　(3)mghn(2分)　(3分)
【解析】重难考点:验证机械能守恒定律实验
(1)该实验验证动能的增加量和重力势能的减少量是否相等,重物的质量可以约去,所以不需要天平测量物体的质量;根据实验原理可知,该实验需要测量物体下落的高度,因此需要的测量工具是刻度尺;通过打点计时器计算时间,故不需要秒表,B正确。
(2)在实验中应先接通电源,然后释放纸带让重锤带着纸带自由下落,完成后关闭电源,取下纸带进行分析,所以有误的步骤是C。
(3)0点到n点过程,重锤重力势能的减少量为ΔEp=mghn,n点的瞬时速度大小等于n-1、n+1两点间的平均速度大小,则有vn==,重锤动能的增加量为ΔEk=m=。
【技巧必背】
匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度大小等于这段时间的平均速度大小。
15．【答案】（1）A （2）61．20 （3）9．6（9．5或9．7均可） （4）
【详解】（1）为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的钢球。
故选A。
（2）刻度尺的分度值为1mm，估读到分度值的下一位，由题图2可知。
（3）根据可得，可知图像的斜率表示重力加速度，根据题图3可得。
（4）下落过程中声音传播的时间为，则小球下落的时间为。
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一、单选题（本大题共6小题）
1．如图，某同学用向心力演示器进行实验，质量相同的甲、乙两钢球圆周运动半径r相同，显示的向心力比值为1∶4，则对应的两个变速塔轮的半径、之比为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1
2．物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中，应用的思想方法正确的是（　　）
A．在建立“质点”、“瞬时速度”概念时，都应用了极限法
B．在建立“重心”、“合力与分力”概念时，都应用了等效替代法
C．在得出匀变速直线运动的速度和时间关系时应用了微元累积法
D．伽利略在研究自由落体运动规律时应用了理想实验法
3．为测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d＝0.9 cm的遮光条。滑块先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.029 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.011 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝0.76 s，则下列说法正确的是(　　)
A．滑块通过第一个光电门时的速度为0.82 m/s
B．滑块的加速度大小为0.67 m/s2
C．滑块在做减速运动
D．换用宽度更宽的遮光条可以更精确地测出滑块通过光电门时的速度
4．某小组利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验，小球释放后，通过光电门1和2，实验中不是必须测量的物理量是（ ）
A．小球的质量 B．小球的直径
C．两光电门间的距离 D．小球分别通过两光电门的时间
5．在“探究互成角度的两个力的合成规律”实验中的一次测量如图所示，两个测力计M、N的拉力方向互相垂直，即。若保持测力计M的读数不变，当角由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是（　　）

A．增大N的读数，减小角 B．减小N的读数，减小角
C．减小N的读数，增大角 D．增大N的读数，增大角
6．为探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M包括小车和与小车固定连接的滑轮的质量，钩码的总质量用m表示。弹簧测力计可测出细线中的拉力大小。则实验时，一定要进行正确操作的是（　　）
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．用天平测出钩码的总质量
C．为减小误差，实验中一定要保证m远小于M
D．小车放在长木板上任意位置，先通电源，后放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对于这两个演示实验的认识，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在水平方向上做匀速运动
B．甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动
C．乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动
D．乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动
8．在做“碰撞中的动量守恒”实验中，以下操作正确的是（ ）
A．在安装斜槽轨道时，必须使斜槽末端的切线保持水平
B．入射小球沿斜槽下滑过程中，受到与斜槽的摩擦力会影响实验
C．白纸铺到地面上后，实验时整个过程都不能移动，但复写纸不必固定在白纸上
D．复写纸必须要将整张白纸覆盖
9．在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是（　　）
A．在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可
D．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些
10．某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律。下列说法中正确的是（　　）

A．图中细线应保持与木板表面平行
B．每次改变小车质量后都需要重新平衡摩擦力
C．用盘和重物的总重力作为细线的拉力，对实验结果会产生误差
D．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高
三、非选择题（本大题共5小题）
11．在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”的实验中，某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化，设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量（滑轮质量不计）。

（1）依据优化后实验原理图，该实验___（填“需要”或“不需要”）将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力；实验中_____（填“一定要”或“不必要”）保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M；
（2）该同学在实验中得到如图（a）所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2（结果保留三位有效数字）。

（3）如图（b）所示，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，可得到小车的加速度与合外力成________比。
12．某学习小组用如图甲所示的装置来“探究弹簧弹力与形变量的关系”，主要步骤如下：
a．把弹簧平放在水平桌面上，测出弹簧的原长；
b．测出一个钩码的质量；
c．将该弹簧悬吊在铁架台上让弹簧自然下垂，测出此时弹簧长度；
d．挂上一个钩码，测出此时弹簧长度；
e．之后逐渐增加钩码的个数，并测出弹簧对应的长度分别为（为钩码个数）；
f．计算出，用作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，作出的图线如图乙所示.
请根据以上操作、记录和图像回答以下问题：
（1）你认为图像不过原点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（2）图像没过坐标原点，对于用图像法测量弹簧的劲度系数　　　（填“有”或“无”）影响；
（3）将作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，理论上实验得到图线应是图中的　　　.（填写下列四幅图的对应的字母选项）
A． B． C． D．
13．某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。显示屏如图乙所示，请根据图中t1、t、t2的意义结合光速c，解决如下问题：
（1）第一次接收脉冲时汽车距雷达的距离；
（2）由题中给的量求出汽车车速的表达式。
14．某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)为完成此实验，除了现有的器材，还需要的器材是_________
A．毫米刻度尺 B．8 V直流电源 C．天平 D．8 V交流电源
(2)对于本实验操作的说法正确的是_________。
A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
B．应用秒表测出重物下落的时间
C．重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差
D．实验时应该先释放纸带，再接通电源
(3)若实验中所用重物的质量为1 kg，某同学选取了一条前两个点间距接近2 mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02 s，则在纸带上打下点3时的速度 ，此时重物的动能 从打下点0到打下点 3的过程中重物的重力势能减少量 （g取9.8 m/s2结果均保留三位有效数字）。
(4)实验中测得重物重力势能的减少量略 （选填“大于”“小于”或“等于”）它动能的增加量。
(5)在实验中如果以为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，根据实验数据绘出的的图像是一条倾斜的直线，该图像的斜率等于 的数值。
15．某实验小组利用频闪照相技术研究平抛运动的规律。如图所示，某次实验时，先将一足够大的方格纸平铺在竖直墙壁上作为背景。拍摄时，让一小球从A点水平抛出的同时，从B点由静止释放另一小球，已知背景的小方格均为边长为L的正方形，重力加速度为g，空气阻力不计。

（1）根据以上信息，下列说法中正确的是；
A．只能确定水平抛出的小球水平方向的运动是匀速直线运动
B．只能确定水平抛出的小球竖直方向的运动是自由落体运动
C．既可以确定水平抛出的小球水平方向的运动是匀速直线运动，也可以确定竖直方向的运动是自由落体运动
（2）根据以上信息可求出：频闪照相机的闪光周期为；水平抛出的小球在A点的速度大小为，在C点的速度大小为。（均用题中所给物理量的符号表示）
参考答案
1．【答案】B
【详解】质量相同的甲、乙两钢球圆周运动半径r相同，显示的向心力比值为1∶4，根据向心力公式
两个小球的角速度之比为，根据可得对应的两个变速塔轮的半径、之比为。
2．【答案】B
【详解】A．建立质点概念时，应用了理想化模型的研究方法，瞬时速度运用的极限法，故A错误；
B．在建立“重心”、“合力与分力”概念时，都应用了等效替代法，故B正确；
C．在得出匀变速直线运动的位移和时间关系时应用了微元累计法，在得出匀变速直线运动的速度和时间关系时没有应用微元累积法，故C错误；
D．伽利略在研究自由落体运动时采用了逻辑推理、实验和数学相结合的研究方法，故D错误。
故选B。
3．【答案】B
【解析】滑块通过第一个光电门时的速度为v1＝＝ m/s≈0.31 m/s，故A错误；滑块的加速度为a＝＝＝ m/s2≈0.67 m/s2，故B正确；因为加速度a>0，即加速度a的方向与速度方向相同，所以滑块在做加速运动，故C错误；遮光条的宽度越窄，通过光电门的时间越短，测量的平均速度越接近通过光电门时的瞬时速度，故D错误。
4．【答案】A
【详解】小球通过光电门的速度，，小球通过两光电门过程，根据机械能守恒定律有，解得，可知，必须测量的物理量有小球的直径、两光电门间的距离与小球分别通过两光电门的时间，不是必须测量的物理量是小球的质量。选A。
5．【答案】B
【详解】依题意，当角的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，即两个拉力的合力不变，如图所示

可采用的办法是减小N的读数，减小角。选B。
6．【答案】A
【详解】A．该实验是用弹簧测力计测量绳子上的拉力，根据小车上所连接动滑轮的作用，可知需平衡摩擦力后，小车和与小车固定连接的滑轮所受到的合外力即为弹簧测力计所测力大小的两倍，而平衡摩擦力的方法是将带滑轮的长木板右端垫高，A正确；
B．本实验中不需要测钩码的质量，因为通过弹簧测力计可直接读取绳子上拉力的大小，从而知道小车和与小车固定连接的滑轮所受到的合外力的大小，B错误；
C．如果该实验装置没有测力仪器，那么就需要让钩码的重力来代替小车和与小车固定连接的滑轮所受到的合外力，而要让钩码的重力代替小车和与小车固定连接的滑轮所受的到合外力则必须满足m远小于M，而该实验中用到了弹簧测力计，可直接测得绳子上得拉力从而知道小车和与小车固定连接的滑轮所受到得合外力，因此该实验不需要保证m远小于M，C错误；
D．为了节约纸带，同时获得足够多得数据点，实验开始前小车要放在长木板上靠近打点计时器的位置，实验时还应先通电源，后放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，而该过程应重复几次，在打出的纸带中选择点迹清晰的一条纸带用作实验，D错误。选A。
7．【答案】BC
【详解】AB．甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动，B正确，A错误；
CD．乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动，C正确，D错误。
故选BC。
8．【答案】AC
【解析】为使小球做平抛运动，在安装斜槽轨道时，必须使斜槽末端的切线保持水平，A正确；入射小球沿斜槽下滑过程中，受到与斜槽的摩擦力不会影响实验，B错误；白纸铺到地面上后，实验时整个过程都不能移动，但复写纸不必固定在白纸上，C正确；只在小球落地附近放上复写纸即可，复写纸不必要将整张白纸覆盖，D错误；
9．【答案】AD
【详解】为了减小实验误差，弹簧秤、细线、橡皮条都应与木板平行，否则，作出得是在纸面上的分力，误差较大，A正确；实验中，两个分力的大小不一定相同，合力不一定在其角平分线上，B错误；为了保证拉力的作用效果相同，每一次拉伸橡皮筋时橡皮筋的结点应到达同一位置，不能只是确保橡皮筋伸长量相同，C错误；描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，以减小实验的误差，D正确。
10．【答案】AC
【详解】A．木板的右端适当垫高平衡摩擦力后，图中细线应保持与木板表面平行，拉力才能等于合外力，A正确；
B．每次改变小车的质量后，小车的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，即
质量会被约掉，不需要重新平衡摩擦力，B错误；
C．由于盘和重物加速下落，所以拉力小于重力，当盘和重物的总重力来表示F时，对实验结果会产生误差，C正确；
D．为了消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，使重力沿斜面的分力等于摩擦力，则小车受到的合外力等于拉力，D错误。
故选AC。
11．【答案】 需要 不必要 0.478 正
【详解】（1）[1] 依据优化后实验原理图，该实验需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，这样才能使得弹簧测力计的拉力的2倍等于小车的合外力；
[2] 由于有弹簧测力计测量拉力的大小，则实验中不必要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M；
（2）[3] 频率为50 Hz，则周期为0.02 s，由于两计数点间还有四个点没有画出，所以相邻计数点的时间间隔为0.1 s，由
Δx=aT2
可得
a= m/s2=0.478 m/s2
（3）[4] 小车受到的合力等于2F，由图线知a与F成正比，则a与2F也成正比，即小车的加速度与合外力成正比。
12．【答案】（1）弹簧自重的影响；（2）无；（3）A
【解析】（1）图像不过原点，即弹簧自然下垂时其长度大于平放在水平桌面上的长度，这是由于弹簧自重的影响。
（2）设由于弹簧自重引起的伸长量为，则根据胡克定律有，由上式可知实际作出的图像的斜率由劲度系数决定，所以图像没过坐标原点，对于测量弹簧的劲度系数无影响。
（3）将作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，则此时的为弹簧伸长量的真实值，消除了弹簧自重的影响，所作图像应为过原点的倾斜直线.故选A。
13．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由图可知第一次接收脉冲时汽车距雷达的距离为
（2）第二次测量时汽车距雷达距离
两次发射时间间隔为t（，可忽略），则汽车车速
14．【答案】(1)AD (2)AC (3)3.25；5.28；5.44 (4)大于 (5)重力加速度
【详解】（1）本实验为了验证机械能守恒定律定律，验证物体减少的重力势能与物体增加的动能之间的关系，若机械能守恒，则满足，整理有，需要用毫米刻度尺测量物体下落高度，用打点计时器测量物体的速度，而打点计时器用8 V交流电，物体的质量不需要测量，即不需要天平。选AD。
（2）A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，减少纸带与限位孔间的摩擦，A正确；
B．重物下落时间有打点计时器测出，不用秒表，B错误；
C．重物的密度和质量选用的大写有利于减少实验误差，C正确；
D．实验时应该先接通电源后释放纸带，D错误。选AC。
（3）大小“3”点时的速度为，重物的动能为；打点时间间隔为0.02 s，则起始点到第一个点之间的距离为，由于题中说前两个点间的接近2 mm，由此可知，0点为起始点，则从0点到“3”点物体下落高度为55.49 cm，该过程重力势能减少量为。
（4）由上述分析可知，重物的重力势能的减少量为5.44 J，它的动能增加量为5.28 J，其重力势能的增加量略大于它的动能增加量。
（5）物体的机械能守恒，有，整理有，所以对于图像，其斜率等于重力加速度的数值。
15．【答案】C；
【详解】（1）[1]因为相邻两张照片间的时间间隔相等，由图可知，水平抛出的小球相邻两点间水平距离相等，可知其沿水平方向的运动是匀速直线运动；竖直方向上，水平抛出的小球的运动规律与自由落体运动的小球运动规律相同，竖直方向相邻两点间的距离之比为1∶3∶5，其在竖直方向上做自由落体运动。选C。
（2）[2]在竖直方向上，根据，解得；[3]小球在A点速度即为平抛初速度；[4]运动到C点是竖直方向的速度大小为，则C点的速度大小为
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第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：力学实验综合基础练习3
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图为“探究向心力大小的表达式”实验装置，已知两个钢球的质量和转动半径相等，且左右标尺上露出的等间距的格子数分别为1格和4格，则此时所用的左右两个变速塔轮的半径之比为（　　）
A． B． C． D．
2．物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中，应用的思想方法正确的是（　　）
A．在建立“质点”、“瞬时速度”概念时，都应用了极限法
B．在建立“重心”、“合力与分力”概念时，都应用了等效替代法
C．在得出匀变速直线运动的速度和时间关系时应用了微元累积法
D．伽利略在研究自由落体运动规律时应用了理想实验法
3．用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,一同学在实验中记录了某次碰撞前后小球落点的位置和、，发现、点不在连线上,下列图中落点位置可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．在“探究合力与分力关系”实验中，小明用两只弹簧测力计钩住细绳套将橡皮筋拉到O点，记录两根弹簧测力计的大小及方向，再用一根弹簧测力计将橡皮筋拉到O点，记录下此时弹簧测力计的大小及方向，读数结果如图所示，实验结果如图所示，则以下说法中正确的是（　　）
A．弹簧测力计的读数为3.60N B．图中F为实际的合力
C．画平行四边形时需采用力的图示方法 D．第二次实验只需要将橡皮筋拉动相同长度就好
5．下列说法错误的是（ ）
A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比
B．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
C．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
6．健身拉力绳是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳和把手等组成，如图所示、某健身爱好者用200N的力拉开两根弹性绳，使每根弹性绳比原长伸长了50cm，假设弹性绳的弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，且未超过弹性限度，则（　　）
A．每根弹性绳的劲度系数为
B．每根弹性绳的劲度系数为
C．由于对拉力绳的拉力增大时，爱好者越难受，所以弹性绳的劲度系数也增大
D．若对每根弹性绳的拉力减为50N，则弹性绳长度变为25cm
二、多选题（本大题共4小题）
7．在做《研究匀变速直线运动》的实验中，利用打点计时器在纸带上打出了一系列的点，如下图所示。设各相邻记数点之间的距离分别为s1、s2、s3、……、s6，相邻两记数点间的时间间隔为T，则下列关系式中正确的是（　　）
A．s2－s1＝aT 2 B．s4－s1＝3aT 2
C． D．打点2时物体的速度为v2＝
8．下列说法中正确的是（　　）
A．汤姆孙发现电子使人们认识到原子内部是有结构的
B．子弹德布罗意波的波动性有可能导致狙击手目标脱靶
C．伽利略将逻辑推理和实验两种方法结合起来研究自然现象
D．裂变产生的是速度很大的快中子，能量很大，因而引发并加剧进一步的裂变，这样的中子就是“热中子”
9．图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平，为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（ ）
A．刻度尺 B．停表 C．低压直流电源 D．低压交变电源
10．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，下列说法正确的有（　　）
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的且尽可能长一些的
B．摆球尽量选择质量大些且体积小些的
C．用悬线的长度作为摆长，测得的重力加速度值偏大
D．拉开摆球释放时摆角可以很大，从平衡位置开始计时，记下摆球通过平衡位置50次的时间，则单摆周期
三、非选择题（本大题共5小题）
11．张同学利用如图装置测当地重力加速度，在气垫导轨上安装两个光电门，把固定有遮光条的滑块放在气垫导轨上，滑块包括遮光条总质量为M，滑块用细线绕过定滑轮与质量为m的重物相连。
（1）打开气泵，滑块（填“连接”或“不连接”）重物，轻推滑块，当滑块经过两光电门的挡光时间时，可认为气垫导轨水平。
（2）本实验必要的操作是。
A．实验前先平衡摩擦力
B．实验中必须保证m远小于M
C．需测出遮光条的宽度d和两个光电门之间的距离x
D．释放重物后，需要分别记录滑块经过光电门A、B的时间t1和t2
（3）根据已知量和测得的量，当地的重力加速度g=。
12．某同学利用图（a）所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒定律。A和B两滑块均带有弹簧片和宽度相同的遮光片，测得滑块A和B（包含弹簧片和遮光片）的质量分别为和。将两滑块放在气垫导轨上，气垫导轨右侧两支点高度固定，左侧支点高度可调。
（1）实验前，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，结果如图（b）所示，则 mm。
（2）该同学在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动。此时，应调节左支点使其高度 （填“升高”或“降低”）。
（3）将气垫导轨调节水平后，给滑块A一向右的初速度，使它与滑块B发生正碰。碰前滑块A通过光电门1的遮光时间为，A和B碰后分别通过光电门1和光电门2，遮光时间分别为和，则该同学所要验证的动量守恒定律的表达式为 （用、、、和表示）。
13．某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P。
①为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如下图所示，其读数为______mm。
②下列关于实验的要求哪个是正确的_______。(填选项前的字母)
A.斜槽的末端必须是水平的
B.斜槽的轨道必须是光滑的
C.必须测出斜槽末端的高度
D.A、B的质量必须相同
③如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为_______、_______。(填落点位置的标记字母)
14．某物理小组利用如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”。所用器材包括：装有声音传感器的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下：
　
　　　　图甲　　　　　　　　　　　　　　图乙
a．将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差；
b．将质量为的铁球放在钢尺末端，保持静止状态；
c．将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”(声音传感器)项目；
d．迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落；
e．传感器记录声音振幅随时间的变化曲线。
(1)声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻，则铁球下落的时间间隔　　　　s。
(2)若铁球下落过程中机械能守恒，应满足　　　　 。(用表示)
(3)若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果　　　　（填“有”或“没有”)影响。
(4)已知铁球质量为，重力加速度，则下落过程中，铁球重力势能的减少量为　　　　，动能的增加量为　　　　J。(结果均保留两位有效数字)
15．某实验小组利用频闪照相技术研究平抛运动的规律。如图所示，某次实验时，先将一足够大的方格纸平铺在竖直墙壁上作为背景。拍摄时，让一小球从A点水平抛出的同时，从B点由静止释放另一小球，已知背景的小方格均为边长为L的正方形，重力加速度为g，空气阻力不计。

（1）根据以上信息，下列说法中正确的是；
A．只能确定水平抛出的小球水平方向的运动是匀速直线运动
B．只能确定水平抛出的小球竖直方向的运动是自由落体运动
C．既可以确定水平抛出的小球水平方向的运动是匀速直线运动，也可以确定竖直方向的运动是自由落体运动
（2）根据以上信息可求出：频闪照相机的闪光周期为；水平抛出的小球在A点的速度大小为，在C点的速度大小为。（均用题中所给物理量的符号表示）
参考答案
1．【答案】A
【详解】根据向心力的公式
若两个钢球质量和转动半径相等，向心力的比值为1:4，则两球转动的角速度之比为1:2，根据线速度与角速度的关系
与皮带连接的左右两个变速塔轮边缘点的线速度相等，所以两个变速塔轮的半径之比为2:1。
选A。
2．【答案】B
【详解】A．建立质点概念时，应用了理想化模型的研究方法，瞬时速度运用的极限法，故A错误；
B．在建立“重心”、“合力与分力”概念时，都应用了等效替代法，故B正确；
C．在得出匀变速直线运动的位移和时间关系时应用了微元累计法，在得出匀变速直线运动的速度和时间关系时没有应用微元累积法，故C错误；
D．伽利略在研究自由落体运动时采用了逻辑推理、实验和数学相结合的研究方法，故D错误。
故选B。
3．【答案】B
【详解】碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量，设入射小球质量为，被碰撞小球质量为，所以点是碰撞前入射小球单独下落的位置，是碰撞后入射小球的下落位置，是被碰小球的下落位置，、点不在连线上，说明两小球碰撞时不沿方向，可知碰撞前后两小球在垂直于方向上总动量守恒，两小球在垂直于方向的速度方向相反，则两小球落点在的两侧，则有，由于，所以，碰撞后两小球做平抛运动，下落的高度相等，所以下落的时间相等，在垂直于方向的位移，则，正确。
4．【答案】C
【详解】A．题图可知弹簧测力计最小分度值为0.2N，读数保留到十分位，读数为3.6N，A错误；
B．用一只弹簧测力计将橡皮筋拉到 O 点时的力 F′ 是实际的合力，而根据平行四边形定则作出的 F是理论上的合力，B错误；
C．画平行四边形时，需要按照力的图示方法，先确定标度，再根据分力的大小和方向作出分力，最后根据平行四边形定则作出合力，C正确；
D．第二次实验需要将橡皮筋拉到与第一次相同的 O 点，保证力的作用效果相同，不仅仅是拉动相同长度，D错误。
选C。
5．【答案】B
【详解】
A．根据可得
即在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比，选项A正确，不符合题意；
B．根据可知，单摆的周期与单摆的质量无关，选项B错误，符合题意；
C．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能和动能相互转化，势能与动能之和保持不变，选项C正确，不符合题意；
D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，选项D正确，不符合题意；
故选B.
6．【答案】B
【详解】AB．由胡克定律可得
则
故A错误，B正确；
C．弹性绳的劲度系数与弹性绳自身因素有关，与外力无关，故C错误；
D．若对每根弹性绳的拉力减为50N，则有
得
则此时弹性绳伸长了25cm，长度一定大于25cm，故D错误。
故选B。
7．【答案】ABD
【详解】AB．根据匀变速直线运动规律的推论
可知
s2－s1＝aT 2
s4－s1＝3aT 2
故AB正确；
C．物体在打0点时的速度不一定为零，所以不一定成立，故C错误；
D．打点2时物体的速度等于打1、3两点间的平均速度，即
v2＝
故D正确。
故选ABD。
8．【答案】AC
【详解】A．汤姆孙发现电子使人们认识到原子内部是有结构的,故A正确；
B．实物波动性的波长很短，波动性可以忽略，B错误；
C．伽利略将逻辑推理和实验两种方法结合起来研究自然现象，C正确；
D．裂变产生的是速度很大的快中子，速度太快的中子不能使铀核发生裂变，只有速度与热运动相当的中子最适于引发裂变，这样的中子就是热中子，或称慢中子，D错误。选AC。
9．【答案】AD
【详解】
为了完成此实验，除了所给的器材外，还需用毫米刻度尺测量重锤下降的距离，打点计时器使用的是交流电源，所以还需要4~6V的交流电源，可以通过纸带上的点计时，所以不需要停表，故AD正确，BC错误。
故选AD。
10．【答案】AB
【详解】A．为减小实验误差，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些的，A正确；
B．摆球尽量选择质量大些且体积小些的，这样会减小阻力对实验的影响，从而减小实验误差，B正确；
C．摆长应是悬线的长度与摆球半径之和，用悬线的长度作为摆长，由于没有计入摆球的半径，摆长比实际摆长偏小，由单摆的周期公式，可得，可知重力加速度g与摆长成正比，因此测得的重力加速度值偏小，C错误；
D．拉开摆球释放时，应使摆角小于5°，摆球释放后，从平衡位置开始计时，记下摆球通过平衡位置50次的时间，摆球在一个周期内两次通过平衡位置，则单摆周期为，D错误。选AB。
11．【答案】不连接；相等或近似相等；CD/DC；
【详解】（1）[1][2]调节导轨水平时，滑块前不连重物，轻推滑块，当滑块经过光电门的时间相等或近似相等时可以认为导轨水平。
（2）[3]A．本实验中，气垫导轨不需要平衡摩擦力调整为水平即可，A错误；
B．将重物与滑块和遮光条看成一个整体进行研究，质量关系可以任意，B错误；
CD．需要测出遮光条的宽度和遮光时间，计算滑块经过光电门时的速度，测两光电门的距离计算加速度，CD正确。选CD。
（3）[4]根据牛顿第二定律有，由运动学关系可得，联立解得
12．【答案】（1） （2）降低 （3）
【详解】（1）由图（b）可知，遮光条的宽度为。
（2）开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动，说明左高右低，则应调节左支点使其高度降低。
（3）根据滑块经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度可得，滑块A碰前通过光电门1时的速度大小为，方向水平向右，同理可得，滑块A碰后通过光电门1时的速度大小为，方向水平向左，滑块B碰后通过光电门2时的速度大小为，方向水平向右，若碰撞过程动量守恒，取向右为正方向，则有，整理可得。
13．【答案】①10.5 ②A ③M P
【解析】①观察主尺的单位为 cm，主尺的读数是10 mm，游标尺上的第五条刻度线与主尺上的刻度线对齐，游标尺读数为0.5 mm，结合主尺及游标尺的读数得到被测直径为D=10 mm+0.5 mm=10.5 mm。
②ABC：在实验的过程中，需要小球A两次沿斜槽滚到末端时的速度都水平且大小相同。实验时应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑，也不需要测出斜槽末端的高度，但是必须保证斜槽末端水平，故A正确，B、C错误；
D：小球A与B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量大于小球B的质量，故D错误。故选A。
③设A、B两球的质量分别为mA和mB，且mA>mB；碰前A的速度为v0。以两球组成的系统为研究对象，以碰前小球A的速度方向为正方向，因为两个小球的碰撞可视为弹性碰撞，则由动量守恒定律得，
由机械能守恒定律得，
解得，。
可见碰后小球A的速度小于小球B的速度，也小于碰前A的速度v0。所以小球A单独滚下落到水平面上的位置为N，A、B 碰后在水平面上的落点位置分别为M、P。
14．【答案】(1) (2) (3)没有 (4)
【解析】(1)由图乙可知，铁球落地的时间间隔为。
(2)设铁球落地时速度大小为，根据匀变速运动有，解得，小球动能的增加量为，重力势能的减少量为，若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足。
(3)小球在竖直方向上做自由落体运动，小球下落的时间由高度决定，若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，不会影响小球的落地时间，故对实验测量结果没有影响。
(4)下落过程中重力势能的减少量为；动能的增加量为。
15．【答案】C；
【详解】（1）[1]因为相邻两张照片间的时间间隔相等，由图可知，水平抛出的小球相邻两点间水平距离相等，可知其沿水平方向的运动是匀速直线运动；竖直方向上，水平抛出的小球的运动规律与自由落体运动的小球运动规律相同，竖直方向相邻两点间的距离之比为1∶3∶5，其在竖直方向上做自由落体运动。选C。
（2）[2]在竖直方向上，根据，解得；[3]小球在A点速度即为平抛初速度；[4]运动到C点是竖直方向的速度大小为，则C点的速度大小为
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第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：力学实验综合基础练习4
一、单选题（本大题共6小题）
1．在用单摆测量重力加速度的实验中，测出摆长和次全振动的时间，从而测定重力加速度。若测出的值偏小，则可能的原因是（　　）
A．摆球质量偏大
B．把次全振动记录为次
C．将从悬点到摆球上端的长度当作摆长
D．将从悬点到摆球下端的长度当作摆长
2．在“探究求合力的方法”的实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条与同时用两个弹簧测力计拉橡皮条作用效果相同，其中“作用效果相同”的含义是（ ）
A．橡皮条被拉伸的长度相同
B．橡皮条被拉伸的方向相同
C．两次将结点O拉至同一位置
D． 和 的大小之和等于F的大小
3．下列说法中正确的是（　　）

A．鸡蛋碰坚硬的石头鸡蛋容易碎，是因为石头给鸡蛋的力大于鸡蛋给石头的力
B．伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来
C．如图所示是小球竖直下落的频闪照片，频闪周期为T，量出照片中2、3位置与3、4位置的距离分别为x1、x2，则小球下落的加速度大小为
D．如图所示是小球竖直下落的频闪照片，频闪周期为T，量出照片中2、3位置与3、4位置的距离分别为x1、x2，则小球在3位置的速度大小为
4．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，关于此实验，下列说法正确的是 （　　）
A．该实验采用控制变量法
B．图中的力方向和细绳AO方向相同
C．两测力计拉橡皮筋，需要记录的是拉力的大小和方向
D．两测力计拉橡皮筋，两个力之间的夹角尽量大一些
5．物理是一门实验学科也是一门崇尚理性、重视逻辑的学科。物理学的研究方法有很多，下列说法正确的是（ ）
A． 平均速度 ，加速度 等都采用的是比值定义法
B． 在探究加速度和力、质量之间关系的实验中采用了控制变量法的实验思想
C． 手压桌面，为了观察桌面的微小形变应用了类比法的思想
D． 在研究物体运动时，将物体看作质点，采用了微元法的思想
6．某实验小组采用如图甲所示的装置“测量重力加速度”。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，先接通电源，电源的频率为50Hz，待打点计时器打点稳定后让纸带由静止开始下落，得到了一条纸带如图乙所示。把纸带上清晰的一个点标记为0，每隔一个点选做一个计数点，依次标记为1、2、3、4，根据纸带上的测量数据，则下列说法正确的是（　　）
A．打下计数点2时重物的瞬时速度为
B．打下计数点2时重物的瞬时速度为
C．重物下落过程中的重力加速度约为
D．重物下落过程中的重力加速度约为
二、多选题（本大题共4小题）
7．在“使用打点计时器测速度”的实验中，除电源、纸带外，还需选用的仪器是(　　)
A．停表
B．刻度尺
C．速度计
D．打点计时器
8．物理学不仅可以解决实际问题，还提供了一套解决问题的思想和方法。下列关于物理思想和方法的论述中，正确的是（　　）
A．速度、加速度的定义采用了比值定义的方法
B．“质点”和“重心”两个概念的建立都采用了理想化模型法
C．探究加速度与力、质量的关系时，采用了控制变量法
D．牛顿用了理想实验的方法证明了力不是维持物体运动的原因
9．如图甲所示，在探究弹簧弹力与形变量的关系实验中，某实验小组以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，作出了F-L图像，然后该小组将与甲图中完全相同的两根弹簧相继以图乙、图丙的方式连接后变成一个新弹簧重复甲图中的实验操作，最后依次作出了图丁中a、b、c三条图线，忽略弹簧自身的质量，则下列说法正确的是（　　）
A．图丙中弹簧的等效原长是20cm
B．图乙中两根弹簧的等效劲度系数是2N/m
C．三个实验说明弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量有关
D．在相同外力作用下，图乙的伸长量最小
10．下列说法正确的是（　　）
A．物理模型在物理研究中起了非常重要的作用，其中“质点”就是理想化的模型
B．在观察桌面的形变时，利用了将微小形变放大的方法
C．在“探究两个互成角度的力的合成方法”实验中，采用了控制变量法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分为很多小段，每小段看作是匀速直线运动，再把各段位移相加，这是利用了理想模型的思想方法
三、非选择题（本大题共5小题）
11．某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量，，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。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（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器计时周期为。则：
在打0~5点过程中系统动能的增量_________J，系统势能的减小量________J，由此得出的结论是__________。（重力加速度g取9.8m/s2，结果保留三位有效数字）
12．在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的 。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮 相连，同时选择球1和球2作为实验球；
（3）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，此时轮②和轮⑤的角速度之比为 。
13．跑酷（Parkour）是时下风靡全球的时尚极限运动．现有一跑酷运动员的一次训练过程可简化为：运动员首先在平直高台上从静止开始匀加速运动，然后从高台边缘水平跳出，在空中调整姿势后恰好垂直落在斜面上，此后运动员迅速调整姿势沿水平方向置出．运动员可视为质点，不计空气阻力，已知运动员在平直高台上的加速度为，位移为．斜面倾角为，斜面底端距高台边缘的水平距离，，求：
（1）运动员从高台边缘水平跳出的初速度大小；
（2）求高台距地面的高度；
（3）若运动员以初速度水平蹬出斜面后落在地面上，从水平蹬出开始计时，到离斜面所在平面最远的时间记为，求与的函数关系。
14．（10分）
（1） 某同学经过相关学习，知道了弹簧弹力 随其形变量 变化的图像如图甲所示，还知道该图像与坐标轴围成的面积数值上等于弹簧的弹性势能。由此可得，劲度系数为 的弹簧，形变量为 时的弹性势能 _______________。
甲
（2） 为了验证此表达式是否正确，他进行了如下实验：
① 如图乙所示，将一轻弹簧悬挂在铁架台上，一指针（质量可忽略）固定在弹簧下端，刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都沿竖直方向，在弹簧下端挂上质量为 的钩码，钩码静止时测得弹簧的伸长量为 ，取 ，则弹簧的劲度系数为 _______ 。
乙
②他将弹簧一端固定在气垫导轨左端，气垫导轨调成水平的，一光电门固定在气垫导轨上方，如图丙所示。
丙
③ 将遮光条固定在一小滑块上，用10分度游标卡尺测量遮光条宽度，如图丁所示，则遮光条的宽度为 ___________ 。
丁
④测得小滑块的质量（包括遮光条） 。
⑤ 使气垫导轨正常工作，用小滑块将弹簧压短距离 后由静止释放，弹簧将小滑块弹出，小滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门记录的遮光时间为 。则小滑块离开弹簧后获得的动能 ___________ ；根据（1）问中得到的表达式，结合前面所得 值可得弹簧的弹性势能 ___________ 。（计算结果均保留两位有效数字）
⑥改变弹簧压缩量，多次重复步骤⑤进行验证。
（1） 形变量为 时，弹簧弹力大小为 ，由 图像与坐标轴围成的面积数值上等于弹簧的弹性势能得 。
（2） ① 根据胡克定律得 ；
③ 遮光条的宽度 ；
⑤ 小滑块的速度大小为 ，小滑块的动能为 ，弹簧的弹性势能 。
13．（9分）汽缸是在自动化设备中广泛应用的执行机构，如图所示，某汽缸主要部件由缸体 、活塞 、活塞杆 、气阀 、 组成。活塞、活塞杆与缸体的导热以及密封性能均良好，且活塞与活塞杆运动过程中与缸体的摩擦力可以忽略不计。活塞连同活塞杆的质量 ，汽缸缸内横截面积以及活塞横截面积均为 ，汽缸内部长为 ，忽略活塞厚度。某次测试时，竖直固定汽缸，打开气阀 、 ，将活塞杆提升至汽缸顶部，然后只关闭气阀 ，释放活塞和活塞杆，已知重力加速度 取 ，标准大气压 。
（1） 求活塞静止时距汽缸底部的距离；
（2） 保持气阀 与大气连通，在原有气体不泄漏的情况下打开气阀 ，使用增压气泵通过与 连接的导管向汽缸的下部分充气，最终使活塞回到汽缸顶部，求增压气泵充入的空气在1个标准大气压下的体积。
15．某小组同学用如图甲所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒(忽略空气阻力)。实验时，使发射器(相当于摆球)偏离平衡位置后由静止释放，让其在竖直平面内摆动。系统每隔0.02 s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图乙所示。(当地的重力加速度g=9.8 m/s2)
(1)在运动轨迹上选取适当区域后，通过计算机即可计算出发射器在所选区域内各点的重力势能、动能及总机械能，并绘出对应的图线如图丙所示。由图丙可知，此单摆的周期为______s。是否可以根据单摆的周期公式计算出此摆的摆长，如若能，请计算出摆长；若不能，请说明理由：_________。
(2)图丙中的C点对应图乙中圆弧轨迹AB上的某一点，该点在______。
A.圆弧AB中点的左侧
B.圆弧AB中点的右侧
C.圆弧AB的中点
D.信息不够，不能确定
参考答案
1．【答案】C
【分析】
【详解】
根据单摆的周期公式得：
A．摆球质量偏大，重力加速度不变，故A错误；
B．把次全振动记录为次，测量周期偏小，则重力加速度偏大，故B错误；
C．将从悬点到摆球上端的长度当作摆长，摆长测量值偏小，则重力加速度偏小，故C正确；
D．将从悬点到摆球下端的长度当作摆长，摆长测量值偏大，则重力加速度偏大，故D错误；
故选C。
2．【答案】C
【详解】AB．橡皮条被拉伸的长度相同，但方向不相同时，两次拉伸的效果不相同，橡皮条被拉伸的方向相同但长度不同，则两次拉伸时的效果不相同，AB错误；
C．当橡皮条拉到同一个结点，即在同一方向上伸长到同一长度，合力与分力的作用效果相同，C正确；
D． 和 的矢量之和一定等于F，但 和 的大小之和不一定等于F的大小，D错误。选C。
3．【答案】B
【详解】A．根据牛顿第三定律可知，石头给鸡蛋力的大小始终等于鸡蛋给石头力的大小，故A错误；
B．伽利略开创了科学实验和逻辑推理相结合的时代，首次证明了物体的运动不需要力维持，故B正确；
CD．利用频闪照片计算要注意照片与实际尺寸的比例，即比例尺，所以公式计算的是照片上小球的速度，不是实际的速度和加速度，故CD错误。
故选B。
4．【答案】B
【详解】A．本实验是用一个力来代替两个力的作用效果，应用了等效替代法，A错误；
B．图中的力方向是实际操作时合力的方向，F是根据平行四边形定则作出的理论值，力方向和细绳AO方向相同，B正确；
C．两测力计拉橡皮筋，需要记录的是拉力的大小和方向、结点O的位置，C错误；
D．两测力计拉橡皮筋，两个力之间的夹角应适中，不宜过大或过小，D错误。选B。
5．【答案】B
【详解】A、加速度不是比值定义法 、微小形变的观察应用了放大法的思想 、质点利用了理想模型的思想。故选B。
6．【答案】C
【详解】AB．每隔一个点选做一个计数点，则，计数点2的瞬时速度等于点1到3的平均速度，有，AB错误；
CD．根据匀变速直线运动的判别式，结合连续相等时间内的四段位移，由逐差法可得，C正确，D错误。选C。
7．【答案】BD
【详解】
实验中，除带滑轮的长木板、小车、细线、钩码、纸带、电源外，还需选用的仪器是刻度尺与打点计时器，故选BD。
8．【答案】AC
【详解】A．速度、加速度的定义采用了比值定义的方法，A正确；
B．质点并不存在，采用了理想化模型法，而重心采用的是等效替代法，B错误；
C．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用了控制变量法，C正确；
D．伽利略用了理想实验的方法证明了力不是维持物体运动的原因，D错误。
故选AC。
9．【答案】AD
【详解】
AB．根据图丁中的图像a可知，弹簧的劲度系数
则两个弹簧串联的等效劲度系数为
并联的等效进度系数为
分析可得，图丁中的图像c表示的两个弹簧串联，则图像和横坐标轴的交点既是弹簧的等效原长，为20cm，B错误A正确；
C．本次实验只是说明弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的关系，弹簧的进度系数与弹簧的伸长量无关，C错误；
D．在相同外力作用下，根据胡克定律，图乙的劲度系数大，则伸长量最小，D正确。
故选AD。
10．【答案】AB
【详解】A．质点实际并不存在，是抽象出来的有质量的点，是一种理想化的物理模型，A正确；
B．在研究桌面的形变时，通过观察刻度尺上光点位置的变化来显示桌面的微小形变，这种研究方法是放大法，B正确；
C．在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中利用了等效替代的方法，C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分为很多小段，每小段看作是匀速直线运动，再把各段位移相加，这是采用了微元法，D错误；选AB。
11．【答案】 0.595J 0.604J 在误差允许范围内，A与B组成的系统机械能守恒
【详解】[1]相邻两计数点间的时间间隔为
计数点5的瞬时速度
则系统动能的增加量
[2] 系统势能的减小量
[3] 在误差允许范围内，A与B组成的系统机械能守恒
12．【答案】 C ④ 1∶4
【详解】（1）[1] 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系中，m、、r三个变量，所以在寻找F与三者之间关系时，我们采用先控制其中两个不变，只研究F与变化的那个量之间的关系，再以此类推，分别找出F与这三个量的关系，最后再汇总，这种方法称为控制变量法，故选C。
（2）[2]探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，则应先控制两个小球的质量m、转盘的角速度相同，皮带所连接的两轮边缘点线速度相等，根据可知当半径也相等时，两轮转动的相同，所以应将皮带与轮①和轮④相连。
（3）[3]皮带与轮②和轮⑤相连时，两轮边缘点线速度相等，根据可知轮②和轮⑤的角速度之比与轮的半径成反比，由,带入可得角速度之比为1:4。
13．【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）运动员在楼顶上做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度一位移公式得
解得
（2）运动员在空中做平扰运动，恰好垂直落到斜面上，所以
竖直分速度
在竖直方向
水平方向
由几何知识可得落点到地面的竖直高度为
代入数据解得
高台距地面的高度
（3）运动员若想落到地面上，下降的高度为
则
代入数据解得
而水平位移范围为
水平方向
代入数据解得，落在地面上运动员的速度范围为
若最远处恰好在地面上时
①当时，在空中达到最远，可以得
代入数据得
（也可）
②当时，最远处在地面上时，则
14．【答案】
（1）
（2）
【详解】
（1） 当活塞静止时，设下部分气柱长度为 ，对活塞和活塞杆进行受力分析如图所示，
得 （2分）解得 （1分）对汽缸中下部分气体应用玻意耳定律得 （2分）解得 （1分）
（2） 对下部分气体及充入的气体，根据玻意耳定律得 （2分）解得 （1分）
15．【答案】(1)1.12 0.31m (2)A
【解析】(1)由题图丙可得，经0.28 s，发射器重力势能从零增大到最大值，动能从最大值减小为零，可知。
由，可以计算出其摆长，代入数据得摆长为。
(2)题图丙中的C点对应的动能和势能相等，设发射器能摆到的最大高度为 H，发射器在C点时的高度为h，则有，解得。
根据几何知识可知，该点在圆弧AB中点的左侧。故选A。
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