专题06 力学实验-2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编

2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编 专题06 力学实验 1、（2021·北京市房山区高三下学期4月一模）某同学用如图15所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次，再把同样大小的b球静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让a球仍从原固定点由静止开始滚下与b球相碰，碰后两球分别落在记录纸的不同位置，重复10次。 (1)关于实验，下列说法正确的是_ A．实验时，a、b两个小球相碰后应同时落地 B．实验时，a、b两个小球的直径可以不相同 C．实验时，入射球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D．实验时，斜槽末端的切线必须水平 (2）实验必须测量的物理量是__________(填序号字母) A．a、b两个小球的质量ma、 mb B．斜槽轨道末端到水平地面的高度H C．a球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度h D．a、b两个小球离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间 E．记录纸上О点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离 (3)入射a球从固定点下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果是否会有影响?并说明理由。 ___________________________________________________________________________________。 (4)如果以各球落点所在直线为x轴，以О为原点，A、B、C三点坐标分别为xA=0.4m，xB=1.0m，xC=1.2m，若碰撞中符合动量守恒。实验所用小球直径均为2cm，则a、b两小球的质量之比__________。 【答案】（1）AD（2分）；（2）AE（2分）；（3）不影响（1分），理由：只要求a球每次到达斜槽底端（碰前）速度相同即可（1分）；（4）2：1（2分）。 【解析】（1）实验时，a、b两个小球相碰后下落的高度相同，故它们应同时落地，选项A正确；实验时，a、b两个小球的直径需要相同，故选项B错误；实验时，入射球每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放，以保证每次球在平面上的速度相同，选项C错误；实验时，斜槽末端的切线必须水平，以保证每次球都是平抛，选项D正确。 （2）要验证动量守恒，则实验时必须测量的物理量有a、b两个小球的质量ma、 mb，选项A正确；斜槽轨道末端到水平地面的高度H不需要测量，因为每个小球经过这段高度的时间都是相同的，列式后可以约掉，选项B错误；a球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度h也不必测量，因为不需要用h计算小球的速度，选项C错误；a、b两个小球离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间也不需要测出，在列式时可以约掉的，选项D错误；记录纸上О点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离是需要的，选项E正确； （3）小球下滑过程中与斜槽轨道间存在的摩擦力如果一直都有且不变，则小球每次滑到底端时的速度也是不变的，故这对实验结果没有影响； （4）若碰撞的过程中动量守恒，则maxB=maxA+mbxC，故存在ma×1.0m=ma×0.4m+mb×1.2m，解得ma:mb=2:1，小球的直径为2cm，一是说明它很小，二是在代入数据时不用考虑它的大小。 2、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为m1、m2，且m1 > m2。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平地面P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止滚下，小球1和小球2碰撞后分别落在复写纸上，在白纸上留下各自落点的痕迹。 M P N O S m2 m1 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON。 ①本实验必须满足的条件是_____________； A. 斜槽轨道必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端必须是水平的 C. 小球1每次必须从同一高度由静止释放 ②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：________________________； ③通过测量小球做平抛运动的射程来代替小球的速度，这样做的依据是：____________________； （2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，可以改变小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的落点分布是___________ M O P N MP O P N M O P N A B C 【答案】（9分）（1）①BC（2分）；②（2分）；③小球离开斜槽末端做平抛运动，竖直方向满足，下落高度一定，运动时间相同；水平