壓軸題12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)-2025年高考物理壓軸題專項(xiàng)訓(xùn)練（新高考通用）

這是一份壓軸題12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)-2025年高考物理壓軸題專項(xiàng)訓(xùn)練（新高考通用），文件包含壓軸題12力學(xué)實(shí)驗(yàn)原卷版docx、壓軸題12力學(xué)實(shí)驗(yàn)解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共49頁， 歡迎下載使用。
1.本專題是高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)的典型題型，高考中經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)題中命題，選擇題中偶爾也有考到，2024年高考對于力學(xué)實(shí)驗(yàn)考查是必考點(diǎn)。
2.通過本專題的復(fù)習(xí)，不僅利于加強(qiáng)學(xué)生對力學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合實(shí)踐能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。
3.用到的相關(guān)知識有:打點(diǎn)計時器的練習(xí)和使用，長度、質(zhì)量、時間等物理量的測量，利用測到的物理量解決問題。近幾年的高考命題中一直都是以壓軸題的形式存在。


考向一：驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)
驗(yàn)證力的平行四邊形定則
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
驗(yàn)證動量守恒定律
考向二：測量類實(shí)驗(yàn)
用單擺測重力及速度
考向三：探究類實(shí)驗(yàn)
探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系
2.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系
3.探究平拋運(yùn)動的規(guī)律
01 驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)
1．甲、乙、丙三個實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)，甲實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。
（1）某次實(shí)驗(yàn)中兩彈簧測力計拉力及兩個拉力的合力F的示意圖如圖2所示，為一個彈簧測力計拉橡皮筋時的拉力。如果沒有操作失誤，則圖2中的F與兩力中，方向一定沿AO方向的是 。
（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列步驟中必要的是 。
A．實(shí)驗(yàn)前要用力拉彈簧測力計掛鉤，檢查指針能否達(dá)到最大量程處
B．實(shí)驗(yàn)前要將兩只彈簧測力計豎直互鉤對拉，檢查兩彈簧測力計讀數(shù)是否相同
C．兩分力的夾角應(yīng)取90°較好，便于之后運(yùn)算中采用勾股定理以驗(yàn)證平行四邊形定則
D．拉力方向應(yīng)與木板平面平行，且兩個分力的值要適當(dāng)大些
（3）若實(shí)驗(yàn)中，兩個分力的夾角為，合力為F，F(xiàn)與的關(guān)系圖像如圖3所示。已知這兩分力大小不變，則任意改變這兩個分力的夾角，能得到的合力大小的變化范圍是 。
（4）乙實(shí)驗(yàn)小組接著進(jìn)行了如圖4所示的實(shí)驗(yàn)，一豎直木板上固定白紙，白紙上附有角度刻度線，彈簧測力計a和b連接細(xì)線系于O點(diǎn)，其下端用細(xì)線掛一重物Q，使結(jié)點(diǎn)O靜止在角度刻度線的圓心位置。分別讀出彈簧測力計a和b的示數(shù)，并在白紙上記錄拉線的方向。則圖中彈簧測力計a的示數(shù)為 N；彈簧測力計a、b均繞O點(diǎn)順時針緩慢轉(zhuǎn)動，且保持兩彈簧測力計間的夾角不變，直到彈簧測力計a方向水平為止，此過程中彈簧測力計a的示數(shù)會 ，彈簧測力計b的示數(shù)會 （后兩空選填“變大”、“不變”、“變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）。
（5）丙實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了圖5、6的實(shí)驗(yàn)，先用5個鉤碼拉彈簧使之伸長至某個位置，并記錄，如圖5；然后再用兩組鉤碼（一組3個鉤碼，一組4個鉤碼）拉伸彈簧，如圖6.每個鉤碼質(zhì)量均相同，兩次實(shí)驗(yàn)彈簧均處于水平。
①完成該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的步驟是 ；
②如果該實(shí)驗(yàn)中“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，則圖6中的和（繩子與豎直方向夾角）滿足 。
【答案】 D 5.80 變小 變大 第二次拉伸彈簧使伸長至位置
【詳解】（1）[1] 用一根彈簧秤拉皮筋時，拉力的方向與橡皮筋的方向在同一條直線上，即F與兩個力中，方向一定沿AO方向的是。
（2）[2] A．在使用彈之前不用將彈簧秤用力拉，看是否能達(dá)到最大量程，故A錯誤;
B．彈簧測力計使用前應(yīng)該校零，即將兩彈簧測力計調(diào)零后水平互鉤對拉，選擇兩個讀數(shù)相同的測力計，豎直互拉會有重力的影響，故B錯誤；
C．兩個分力夾角不宜過大，也不宜過小，不一定非要是90°，也不用勾股定理求解合力以驗(yàn)證平行四邊形定則，故C錯誤；
D．本實(shí)驗(yàn)是通過在白紙上作力的圖示來驗(yàn)證平行四邊形定則，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，否則，作出的是拉力在紙面上的分力，誤差較大，為了減小作圖時畫線的誤差，彈簧秤的拉力適當(dāng)大一些，故D正確。故D正確。
故選D。
（3）[3]設(shè)兩個力分別為、，由圖3可知
解得,或,
合力大小的變化范圍
得
（4）[4] 圖中彈簧測力計a的示數(shù)為5.80N。
[5] [6] 由題意，根據(jù)幾何關(guān)系可知，彈簧測力計a、b對O的拉力Fa、Fb以及Q對O的拉力G組成的矢量三角形內(nèi)接于圓內(nèi)，如圖所示
可知在彈簧測力計a、b均繞O點(diǎn)順時針緩慢轉(zhuǎn)動直到彈簧測力計a方向水平的過程中，彈簧測力計a示數(shù)變小，彈簧測力計b的示數(shù)會變大。
（5）[7] 本實(shí)驗(yàn)的思想是等效替代的思想，所以其最關(guān)鍵的是兩次拉伸彈簧的效果是相同的，即第二次拉彈簧使之伸長至位置。
[8] 由題圖可知，其第二次拉伸時，兩個力在豎直方向上的合力為零，設(shè)單個鉤碼的質(zhì)量為m，有
整理得
2．某同學(xué)設(shè)計出如圖 1 所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓小球自由下落，下落過程中小球的球心經(jīng)過光電門 1 和光電門 2，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間 、 ，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g。
（1）該同學(xué)先用螺旋測微器測出小球的直徑如圖 2 所示，則其直徑 d= mm。
（2）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)還需要測量下列哪些物理量 （填選項(xiàng)序號）。
A．小球的質(zhì)量 m
B．光電門 1 和光電門 2 之間的距離 h
C．小球從光電門 1 到光電門 2 下落的時間t
（3）小球通過光電門 1 時的瞬時速度v1= （用題中所給的物理量符號表示）
（4）保持光電門 1 位置不變，上下調(diào)節(jié)光電門 2，多次實(shí)驗(yàn)記錄多組數(shù)據(jù)，作出h 變化的圖像如圖 3 所示，如果不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率k1= （用題中所給的物理量符號表示），就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。
（5）考慮到實(shí)際存在空氣阻力，設(shè)小球在下落過程中平均阻力大小為 f，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)繪出的隨 h變化的圖像的斜率為 k2（k2