专题01 实验篇（期末真题汇编，四川专用）高一物理下学期

**基本信息** 聚焦高中物理6大核心实验，汇编四川多地期末真题，注重实验操作规范、数据处理及误差分析，全面考查科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验题|约30题|平抛运动规律、向心力探究、动能定理验证、机械能守恒、动量守恒、单摆测g|平抛运动结合频闪照片分析轨迹，向心力实验用传感器数据拟合关系，机械能守恒采用纸带与光电门多种装置，体现真实实验情境与能力梯度。|

专题01 实验篇 答案版 地 城 考点01 研究平抛运动的规律 1、【答案】(1)AB (2)C (3)不是 (4) 0.5 (5)水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动 2、【答案】(1) 两球同时落地 小球击打弹片的力度 (2) 两球相碰 平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动 3、【答案】(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 (2) 0.05 1 4、【答案】(1)静止 (2) 同一 相同 (3)D (4) 5、【答案】(1)B (2) 1.2 2.1 6、【答案】(1)AB (2) 0.1 2.5 地 城 考点02 探究向心力大小的表达式 1、【答案】(1)A (2) (3)正比 (4)B 2、【答案】(1)B (2)CD (3)转动半径（半径） 3、【答案】(1) (2) 1：2：3 角速度相等 (3)1.53/1.54 4、【答案】(1)B (2)大于 (3) / 地 城 考点03 验证动能定理 1、【答案】(1)0.092/ (2)0.090/ (3)见解析 2、【答案】 5.10（5.08~5.12） 0.50/0.49/0.51 钩码的重力 在实验误差允许的范围内，与成正比 小车的质量 3、【答案】(1)D (2) (3) 地 城 考点04 验证机械能守恒定律 1、【答案】(1)B (2) (3)C (4)AD 2、【答案】(1)C (2)甲 (3) (4)C 3、【答案】(1)B (2) (3)AC 4、【答案】(1)2.40 (2) 1.15 1.18 在误差范围内，、组成的系统机械能守恒 5、【答案】(1)AB (2) 0.19 0.18 6、【答案】(1) 3.81 3.79 (2) 7、【答案】(1)使用了直流电源 (2) 2.55 2.50 (3)C (4)< 8、【答案】 不挂 降低 等于 BC 9、【答案】(1)BD (2) (3) (4) 10、【答案】(1) 需要 不挂 (2) 0.600 0.196 0.192 11、【答案】(1) 0.629 0.600 (2) 2g 克服阻力做功机械能减少 地 城 考点05 验证动量守恒定律 1、【答案】(1)B (2)> (3) 2、【答案】(1) BC 0.52 0.51 (2)无 3、【答案】(1)C (2)B (3) (4)B 4、【答案】(1)B (2) (3) 5、【答案】(1)C (2)B (3) 6、【答案】(1)AD (2)A (3) (4) 7、【答案】(1)相等 (2)大于 (3)不需要 (4) 地 城 考点06 单摆测重力加速度 1、【答案】(1)D (2) 2.0 2、【答案】(1)C (2)d (3)1.0 (4) a 9.86/9.87 3、【答案】(1)C (2)12.5 (3) 4、【答案】(1)BC (2) (3) 偏小 9.86 (4)B 6、【答案】 AB 7、【答案】 A < 0.44 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 实验篇 6大高频考点概览 考点01 研究平抛运动的规律 考点02 探究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系 考点03 验证动能定理 考点04 验证机械能守恒定律 考点05 验证动量守恒定律 考点06 单摆测重力加速度 地 城 考点01 研究平抛运动的规律 1．（24-25高一下·四川攀枝花·期末）小明同学用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”。钢球沿斜槽轨道M滑下从末端飞出，落在水平放置的倾斜挡板N上。由于挡板靠近背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下调节挡板N，通过多次实验，白纸上会留下一系列痕迹点，用铅笔描出钢球的运动轨迹。小江同学继续用甲装置结合频闪照相技术进行了同一实验，先将黑底白线的方格纸固定在背板上，使方格纸的左侧边与铅垂线平行。启动频闪照相机后，让钢球从倾斜轨道上自由滑下，留下了如图乙所示的频闪照片。 (1)小明同学在实验中的一些做法，其中合理的有______。 A．使斜槽轨道末端保持水平 B．背板应保持竖直 C．每次实验时钢球从斜槽任一位置释放均可 D．每次必须等距离地下降挡板，记录钢球位置 (2)小明同学在实验中需要选择合适的点作为坐标原点建立直角坐标系，下列图中原点选择正确的是______。 A． B． C． (3)通过分析小江同学得到的频闪照片可知，A点______（选填“是”或“不是”）钢球做平抛运动的起点。 (4)小江同学使用的方格纸中每个小方格边长为2mm，则钢球从水平轨道末端飞出时的速度大小为______m/s，经过B点时的速度大小为______m/s。（重力加速度g取10m/s2，结果可用根式表示） (5)通过分析小江同学得到的频闪照片不完全归纳可知，平抛运动的特点是______________________。 【答案】(1)AB (2)C (3)不是 (4) 0.5 (5)水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动 【详解】（1）A．为了保持小球抛出时的速度处于水平方向，应使斜槽轨道末端保持水平，故A正确； B．小球的运动在竖直平面内，所以背板应保持竖直，故B正确； C．为了保持每次小球抛出的速度相同，每次实验时钢球应从同一位置释放，故C错误； D．每次不需要等距离地下降挡板，故D错误。 故选AB。 （2）坐标原点应选择在斜槽末端正上方的球心位置。 故选C。 （3）若A点是钢球做平抛运动的起点，则应满足 由题图可知 故A点不是钢球做平抛运动的起点。 （4）竖直方向有 解得 则钢球从水平轨道末端飞出时的速度大小为 钢球经过B点时的竖直分速度大小为 则钢球经过B点时的速度大小为 （5）通过分析小江同学得到的频闪照片可知，相同时间内，水平方向通过的位移相等，竖直方向满足相邻位移差恒定不变；所以平抛运动的特点是：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动。 2．（24-25高一下·四川泸州·期末）某学习小组为“探究平抛运动规律”，分别做了如图甲、乙两个实验，请根据实验回答下列问题。 (1)丹丹同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹片，弹片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到______；改变装置离地面的高度或改变______，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 (2)明明同学采用如图乙所示的装置探究平抛运动在水平方向的运动特点。同一竖直面内有两个相同的弧形轨道C、D，C末端切线水平，D末端与光滑水平面相切，C可上下移动；轨道上端分别装有电磁铁吸住相同的小铁球P、Q，切断电源，两小铁球同时由静止沿轨道下滑。可观察到的实验现象是_____；改变弧形轨道C在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。 【答案】(1) 两球同时落地 小球击打弹片的力度 (2) 两球相碰 平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动 【详解】（1）[1]用小锤击打弹片，弹片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地； [2]改变装置离地面的高度或改变小球击打弹片的力度，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 （2）[1]两小铁球同时由静止沿轨道下滑。可观察到的实验现象是两球相碰； [2]改变弧形轨道C在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 3．（24-25高一下·四川德阳·期末）两个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______________________________； (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，则该小球由a点运动到b点的时间t=_____s；平抛的初速度大小=______m/s。（g取10m/s2） 【答案】(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 (2) 0.05 1 【详解】（1）用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动； （2）[1]根据竖直方向的运动规律有 解得s [2]水平方向有 4．（24-25高一下·四川南充·期末）在探究平抛运动特点的实验中，描绘运动轨迹的部分实验装置简化如图所示，点是斜槽末端的位置，圆圈是小球位于斜槽末端时在竖直平面内的投影。 (1)为了保证小球离开斜槽末端时的速度水平，将小球轻放在斜槽末端时，小球需要保持___________状态； (2)为了获得更多点迹描绘出平滑的运动轨迹，需要多次从斜槽上___________（选填“同一”或“不同”）位置静止释放小球，以保证小球每次离开斜槽末端时的速度___________（选填“相同”或“不同”）； (3)在白纸上确定坐标系时，坐标原点应该在图中的___________点（选填图中的字母）； (4)在白纸上确定坐标系并绘出轨迹后，若平抛初速度为，重力加速度为，在轨迹上选择一个动点，当满足___________时，则证明轨迹是一条抛物线。 【答案】(1)静止 (2) 同一 相同 (3)D (4) 【详解】（1）为保证小球离开斜槽末端时速度水平，应将小球轻放在斜槽末端时，小球需要保持静止状态。因为若小球不静止，说明斜槽末端不是水平的，小球会滚动。 （2）[1][2]为获得更多点迹描绘出平滑的运动轨迹，需要多次从斜槽上同一位置静止释放小球，因为只有这样才能保证小球在斜槽上释放点到斜槽末端的竖直高度差相同，以保证小球每次离开斜槽末端时速度相同。 （3）在白纸上确定坐标系时，坐标原点应该是小球在斜槽末端时球心在竖直平面内的投影，即图中的D点。 （4）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，则有 解得 在竖直方向做自由落体运动，则有 将代入上式可得 即当在轨迹上选择的动点 满足时，证明轨迹是一条抛物线。 5．（24-25高一下·四川达州·期末）某同学利用图1所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图2所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为6cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图2中标出。 (1)下列说法正确的是_____（单选）。 A．实验所用斜槽应尽量光滑 B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的小球 C．频闪仪的频率适当低些，画轨迹时轨迹会更准确 D．为了减小实验误差，小球在斜槽上的释放点应尽量低些 (2)小球运动到图2中位置A时，其速度的水平分量大小为_____m/s，竖直分量大小为_____m/s（计算结果均保留2位有效数字）。 【答案】(1)B (2) 1.2 2.1 【详解】（1）A．本实验通过频闪仪得到同一轨迹上不同时刻的位置，只需要保持小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽不需要光滑，故A错误； B．为了减小空气阻力的影响，应选用体积小密度大的小球，故B正确； C．根据，频闪仪的频率适当高些，频闪仪闪光周期小一下，轨迹上记录的位置多一些，则画轨迹时轨迹会更准确，故C错误； D．为了减小实验误差，小球抛出时的初速度不能太小，也不能太大，所以小球在斜槽上的释放点不能太高，也不能太低，故D错误。 故选B。 （2）[1]小球运动到图中位置A时，其速度水平分量大小为 [2]速度竖直分量大小为 6．（24-25高一下·四川甘孜·期末）甲、乙两位同学在做关于“研究平抛运动”的实验时，遇到以下问题，请帮助他们回答： (1)如图甲所示，甲同学在做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上___________。 A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次必须从同一位置由静止释放小球 C．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为，则由图可求得拍摄时每___________曝光一次，该小球运动到图中位置时速度大小为___________（取）。 【答案】(1)AB (2) 0.1 2.5 【详解】（1）A．为了保证小球做平抛，斜槽的末端必须保持水平，A正确； B．从同一位置由静止释放小球，正确描绘小球做同一平抛运动，B正确； C．记录小球位置用的木条（或凹槽）不必严格地等距离下降，C错误； D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线将点连成抛物线，D错误。 故选AB； （2）[1]由 有 解得； [2]水平方向有 竖直方向有 由 解得。 地 城 考点02 探究向心力大小的表达式 1．（24-25高一下·四川成都·期末）某实验小组通过图甲所示的装置“探究向心加速度与线速度、半径的关系”。滑块上端固定宽度为d的遮光片，总质量为m，滑块套在水平杆上且随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。光电门测得挡光时间为t，中心轴处力传感器可测出轻绳的拉力F。不计一切摩擦，控制细绳长度不变，改变水平杆转动速度，多次测量并记录多组数据。 (1)在“探究向心加速度与线速度、半径的关系”时，主要用到的物理学方法是______； A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 (2)实验小组通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F并算出对应的向心加速度大小____；通过光电门的测量数据算出对应滑块的线速度大小______；进一步计算出的数值，并以a为纵轴、为横轴拟合出图线。（答案均用题中物理量字母表示） (3)实验小组进一步分析图线（图乙）得出如下实验结论：在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为______（选填“正比”或者“反比”） (4)实验小组仔细观察图乙中的图像是一条不过坐标原点的直线。导致该实验结果的原因可能是______。 A．没有考虑光电门测量挡光时间的误差 B．滑块与水平杆间实际存在摩擦 C．用绳长作为圆周运动的半径 D．光电门的挡光宽度测量值偏大 【答案】(1)A (2) (3)正比 (4)B 【详解】（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需要令质量m、角速度ω和半径r三个变量中的两个不变，探究向心力F与另一个变量的关系，这采用的是控制变量法，故选A。 （2）[1]根据牛顿第二定律，有 可得向心加速度大小 [2]滑块经过光电门的线速度大小为 （3）根据图乙可知，在误差允许范围内a-v²图像几乎是过原点的直线，因此得出如下实验结论:在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为正比； （4）若滑块与水平面间的摩擦力不能忽略，根据牛顿第二定律F=ma 根据向心力公式 联立解得 当a = 0时，横截距 故选B。 2．（24-25高一下·四川广元·期末）某学习小组在探究向心力与圆周运动的关系时，他们想通过实验感受向心力大小与圆周运动的一些物理量之间的定性关系。如图（a）所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体40cm处标为A点，80cm处标为B点。将此装置放在光滑水平桌面上，如图（b）所示。抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时。 操作1：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小F1； 操作2：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小F2； 操作3：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动2周，体会此时绳子拉力的大小F3。 (1)小物体做匀速圆周运动的向心力由 提供； A．手对绳子的拉力 B．绳子对小物体的拉力 C．绳子对人的拉力 D．小物体对绳子的拉力 (2)操作2与操作1相比，是为了控制小物体运动的（　　）相同； A．线速度大小 B．加速度大小 C．角速度 D．周期 (3)通过实验，体会到F2>F1；说明：在小球质量、转动角速度相同的情况下，所需要的向心力大小与___________大小有关。 【答案】(1)B (2)CD (3)转动半径（半径） 【详解】（1）小物体做匀速圆周运动的向心力由绳对小物体的拉力提供。 故选B。 （2）根据匀速圆周运动规律可知，， 由题可知两次操作周期相同，角速度相同，线速度和加速度不同。 故选CD。 （3）根据向心力表达式 体会到F2>F1，所以在小球质量、转动角速度相同的情况下，所需要的向心力大小与转动半径的关系。 3．（24-25高一下·四川广安·期末）一物理实验小组同学利用实验室的数字传感器做“探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度、半径的关系”实验。实验装置如图所示，水平转台随竖直转轴一起转动，用细线将固定在物块上的角速度传感器与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当物块随转台一起匀速转动时，拉力大小可以通过力传感器测得，转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 (1)第一次小组同学选择细线长度为5cm，多次实验得到向心力F和对应的角速度如下表所示。请根据表中的数据在图乙上作出的关系图像。 实验次数 1 2 3 4 5 6 2.30 1.80 1.43 0.91 0.50 0.20 5.47 4.84 4.31 3.42 2.57 1.61 29.90 23.40 18.57 11.68 6.49 2.59 (2)通过对图像的观察和分析，小组同学得出向心力与角速度的平方成正比的结论。接着，小组同学将细线长度再分别调整为10cm、15cm，又得到两条图像，将三次实验得到的图像放在同一个坐标系中，如图丙所示。通过对三条图线的比较、分析和计算得出：当角速度一定时，向心力之比等于______；当______时，向心力与半径成正比。 (3)最后，小组同学得出：做圆周运动的物体受到的向心力大小F与角速度、半径r的数学关系是，其中比例系数k的大小为______（各物理量取国际单位，结果保留两位小数）。 【答案】(1) (2) 1：2：3 角速度相等 (3)1.53/1.54 【详解】（1）作出的关系图像如图 （2）[1]当角速度一定时，向心力之比等于转动半径之比，为1:2:3 [2]当角速度相等时，向心力与半径成正比。 （3）由图乙图像结合可知，其中r=5cm由图像可知斜率 解得 4．（24-25高一下·四川雅安·期末）某物理兴趣小组利用传感器探究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系。实验装置如图甲所示，水平光滑直槽随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当竖直转轴匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力，细线拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 (1)本实验采用的科学方法是___________。 （填选项前的字母） A．等效法 B．控制变量法 C．理想实验法 (2)以F为纵坐标，ω为横坐标绘制图乙所示图像，其中①②两条曲线为半径相同、质量不同时F与ω的关系图线，由图可知曲线①对应的滑块质量___________（选填“大于”或“小于”）曲线②对应的滑块质量； (3)为了直观判断F和ω的关系，实验小组作出___________（选填“F-” 或“F-ω2”）图像，发现该图线是一条过原点的倾斜直线，其斜率为___________（用m和r表示）。 【答案】(1)B (2)大于 (3) / 【详解】（1）探究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系，本实验采用的科学方法是控制变量法。 （2）图乙中做一条竖直线，与①②两交点相同，曲线①的更大，①②两条曲线半径相同，由可知：曲线①对应的滑块质量大于曲线②对应的滑块质量。 （3）[1][2]为了直观判断F和ω的关系，需要两者的一次函数关系。 由可得，故实验小组应作出图像，该图线是一条过原点的倾斜直线，其斜率为。 地 城 考点03 验证动能定理 1．（24-25高一下·四川成都·期末）图甲为小明同学设计的“验证动能定理”的实验装置，图乙是其中一次实验得到的纸带，起始点O至各计数点A、B、C、D、E、F的距离如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，小车所受拉力，小车质量。在从O到E的运动过程中 (1)拉力F所做的功______J（保留两位有效数字）； (2)小车动能增加量______J（保留两位有效数字）； (3)通过计算，小明发现拉力所做的功略大于小车增加的动能，请分析原因：______。 【答案】(1)0.092/ (2)0.090/ (3)见解析 【详解】（1）从O到E的运动过程中，拉力F所做的功 （2）匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 则小车动能增加量 （3）因为在运动过程中，除了拉力做功以外，还存在着阻力（包括摩擦阻力以及空气阻力等）做负功，我们只计算了拉力做的功，而忽略了阻力做的功，因此造成了这种误差，使得拉力所做的功略大于小车增加的动能。 2．（24-25高一下·四川资阳·期末）某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与动能变化的关系”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz。 （1）实验的部分步骤如下： ①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码； ②将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再放开小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源； ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。 （2）如图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D四个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置。 纸带的测量结果 测量点 s/cm v/（） O 0.00 0.35 A 1.50 0.40 B 3.15 0.45 C ____ ____ D 7.15 0.55 （3）在上述的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，____做正功，系统所受摩擦阻力做负功。 （4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中），根据图线可获得的结论是____，要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和____。 【答案】 5.10（5.08~5.12） 0.50/0.49/0.51 钩码的重力 在实验误差允许的范围内，与成正比 小车的质量 【详解】（2）[1]由题图纸带可知，各计数点C到O的距离为 [2]计数点C对应的速度为 （3）[3]在上述的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做正功，系统所受摩擦阻力做负功。 （4）[4]实验小组根据实验数据绘出了图像，为过原点的倾斜直线，根据图线可获得的结论是：在实验误差允许的范围内，与成正比； [5]令钩码质量为，砝码质量为，小车质量为M，对钩码、砝码和小车组成的系统，根据动能定理可得 由于 则有 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量。 3．（24-25高一下·四川甘孜·期末）为了探究动能定理，某同学在实验室组装了如图甲所示的装置： (1)关于此次实验下面说法合理的是___________。 A．实验中若采取垫高木板一端作为平衡摩擦力的方法，改变小车质量重新做实验时必须重新平衡摩擦力 B．实验中要调节滑轮的高低，使滑轮和小车之间的细线保持水平 C．若使用钩码的重力作为计算做功的恒力，用小车和钩码的总质量作为计算动能改变中的质量，实验中钩码质量必须远小于小车的质量 D．若在小车前端加装力传感器，用传感器的示数作为做功的恒力，实验中钩码质量可以不必远小于小车的质量 (2)如图乙所示为该实验打下的一条纸带（部分），已知小车的质量为，所挂的钩码的总质量为，重力加速度用表示，、两点间的距离为，经计算打下、点时小车的速度分别为、，若选取纸带段研究，合力对小车做功___________，小车动能的改变量___________。 (3)某同学用质量为的钩码，和质量为的小车进行实验，由于忘记平衡摩擦力，实验时小车在水平木板上运动。该同学测出了小车位移，与之对应的速度，作出了图像如图丙所示，已知图线的斜率为，则小车与木板间摩擦因数为___________。 【答案】(1)D (2) (3) 【详解】（1）A．平衡摩擦力的原理是 即 与小车质量m无关。所以实验中若采取垫高木板一端作为平衡摩擦力的方法，改变小车质量重新做实验时不需要重新平衡摩擦力，A错误； B．实验中要调节滑轮的高低，使滑轮和小车之间的细线与木板平行，这样才能保证细线的拉力方向与小车运动方向一致，并非水平（木板不一定水平 ），B错误； C．若使用钩码的重力作为计算做功的恒力，用小车的质量作为计算动能改变中的质量时，需要钩码质量远小于小车的质量，这样才能近似认为钩码的重力等于细线的拉力；若用小车和钩码的总质量作为计算动能改变中的质量，不需要满足钩码质量远小于小车的质量，因为此时合外力就是钩码的重力，C错误； D．若在小车前端加装力传感器，用传感器的示数作为做功的恒力，此时不需要用钩码重力近似代替细线拉力，实验中钩码质量可以不必远小于小车的质量，D正确。 故选D。 （2）[1]因为，可认为钩码的重力等于小车受到的合力，B、E两点间的距离为L，根据做功公式 则合力对小车做功 [2]小车动能的改变量 （3）忘记平衡摩擦力时，根据动能定理，合力做功 代入数据化简为 已知图像斜率 代入数据解得 地 城 考点04 验证机械能守恒定律 1．（24-25高一下·四川自贡·期末）某实验小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。 (1)下列器材中，不必要的是 ； A．交流电源 B．秒表 C．刻度尺 (2)该实验小组得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个清晰的计数点A、B、C，AB和BC之间还各有一个计时点，测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的频率为f，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量_________，动能增加量_________； (3)该实验小组代入测量的具体数据，发现比略大些，出现这一结果的原因可能是 ； A．存在空气阻力和摩擦力 B．重物质量太大 C．先释放重物，再接通电源 (4)该实验小组继续研究，通过纸带上的计时点找出重物下落的时间t，通过纸带计算出重物下落的加速度为当地重力加速度g的k倍，按纸带计算出下落t时的重物速度为v，不考虑阻力之外的其他误差，则下列关系正确的是 。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2) (3)C (4)AD 【详解】（1）打点计时器需要连接交流电源，需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。 故选B。 （2）[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为 [2]打B点时，重物的速度为 则从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量为 （3）A．存在空气阻力和摩擦力，使得减少的重力势能有一部分转化为内能，则比略小些，故A错误； B．由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以重物质量太大，不会使比略大些，故B错误； C．先释放重物，再接通电源，则打第一点的初动能不为0，使得动能增加量的测量值偏大，可能使得比略大些，故C正确。 故选C。 （4）A．由动能定理可得，故A正确； B．动能增加量为，故B错误； CD．重力势能减少量为，故C错误，D正确。 故选AD。 2．（24-25高一下·四川德阳·期末）在利用如图所示的装置验证机械能守恒定律的实验中  (1)下列操作正确的是____ A．打点计时器应接到直流电源上 B．先释放重物，后接通电源 C．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器 (2)如下图所示，为实验中所得到的甲、乙两条纸带，应选______（选填“甲”或“乙”）纸带好。 (3)实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp减=____________（用已知字母表示），动能变化量ΔEk=__________（用已知字母表示）。 (4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要的原因是_____。 A．利用公式v=gt计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 【答案】(1)C (2)甲 (3) (4)C 【详解】（1）A．打点计时器应接到交流电源上，故A错误； B．实验时应先接通电源，后释放重物，故B错误； C．释放重物时，重物应尽量靠近打点计时器，从而获得更多点迹，故C正确。 故选C。 （2）根据 可知纸带应选择第一、二个点的距离大约为2mm的纸带，故选甲。 （3）[1]重力势能减小量 [2]根据匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度，则B点的速度为 故动能的增量为 （4）实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响。 故选C。 3．（24-25高一下·四川遂宁·期末）如图1所示是“验证机械能守恒定律”的实验装置。 (1)关于上述实验，下列说法中正确的是_____ A．重物最好选择密度较小的木块 B．不可以利用公式v=来求解瞬时速度 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．释放重物前应手提纸带上端并使重物远离计时器 (2)某同学在打出的纸带上截取一段，如图2所示，纸带上各相邻计时点间的距离已测出标在图中。已知各相邻计时点的时间间隔为T，重物质量为m，重力加速度为g。在打计时点2时重物的速度_____，在打计时点5时重物的速度为，从打计时点2到打计时点5的过程中重物的动能增加量大小_____（用m、、表示），重力势能减少量大小_____，在实验允许的误差范围内若，可验证机械能守恒定律成立。 (3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验，两次实验物体所受阻力作用相同，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定_____。 A．Q受到的阻力大小恒定 B．P的质量小于Q的质量 C．选择P进行实验误差更小 【答案】(1)B (2) (3)AC 【详解】（1）A．为了减小空气阻力的影响，重物最好选择密度较大、体积较小的铁块，故A错误； B．用公式求解瞬时速度，把重物看成做自由落体运动，等于间接使用了机械能守定律，故B正确； C．实验过程中，应先接通打点计时器电源后释放重物，故C正确； D．使重物靠近计时器以便纸带充分利用。故D错误。 故选B。 （2）[1]匀变速中，中间时刻的瞬时速度等于这一段过程中的平均速度，因此可得 [2]动能增加量等于末动能减初动能，因此可得 [3]重力势能减少量等于重力乘以高度差，即 （3）重物下落过程由动能定理得 得 可知图像斜率越大，重物质量m越大，空气阻力f的影响越小，实验误差越小，故P的质量大，选择P进行实验误差更小；由于图像是一条直线，所以图像斜率为定值，f大小恒定。 故选AC。 4．（24-25高一下·四川内江·期末）用如图甲所示的实验装置验证m1、m2，组成的系统机械能守恒（图中滑轮为轻质滑轮）。m2从高处由静止开始下落，m1上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。如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，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，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所示。已知、，（结果保留3位有效数字）。则： (1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=___________m/s； (2)在打点0~5过程中系统动能的增加量=___________J，系统势能的减少量=___________J，由此得出的结论是___________。 【答案】(1)2.40 (2) 1.15 1.18 在误差范围内，、组成的系统机械能守恒 【详解】（1）计数点间有4个点没画出，计数点间的时间间隔 做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第5个点时的速度为 （2）[1]物体的初速度为零，所以动能的增加量为 [2]系统减少的重力势能 [3]由于阻力的存在，一部分机械能转化为内能，从而使得动能的增加量和势能的减小量不相等；但这属于系统误差，且误差在允许的范围内，所以可以认为、组成的系统机械能守恒。 5．（24-25高一下·四川南充·期末）用如图所示的装置验证机械能守恒。 (1)除了图中所给器材，还必需___________；（填下列器材前的字母） A．毫米刻度尺 B．交流电源（220V  50Hz） C．天平 (2)下图是某次从静止释放钩码（质量为m=0.1kg）得到的纸带的一部分，已知刻度尺的零刻度刚好对准速度零点O（未画出）。则下落Ob过程中钩码减少的重力势能ΔEp=___________J，增加的动能ΔEk=___________J，g=9.8m/s2。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)AB (2) 0.19 0.18 【详解】（1）除了图中所给的器材，电火花计时器需要220V，50Hz的交流电源，还需要用毫米刻度尺测量长度，不需要用天平测物体的质量，因为要验证机械能守恒，只需验证即可。 故选AB。 （2）[1]下落Ob过程中钩码减少的重力势能 [2]b点的速度大小为 则增加的动能 6．（24-25高一下·四川眉山·期末）某研究性学习小组在验证机械能守恒定律的实验中，分别采用了以下两种方案： (1)第一组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。所选用电源的频率为，经正确操作得到如图乙所示的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离分别是70.18cm、77.76cm、85.76cm．重物质量为，重力加速度。根据以上数据可知，从O点到B点，重物的重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J；（计算结果保留3位有效数字） (2)第二小组利用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别和，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。 ①实验操作按照下面步骤进行： ⅰ．按图丙装配好定滑轮和光电门 ⅱ．A、B用轻绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B ⅲ．测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h ⅳ．先接通光电门的电源，后释放B ⅴ．记录挡光片经过光电门的时间 ②挡光片通过光电门时的速度为______（用题中的物理量表示）。 ③如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为______（用题中的物理量表示）。 ④实验小组反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图丁所示，测得图线的斜率为k，则______。 【答案】(1) 3.81 3.79 (2) 【详解】（1）[1]从O点到B点，重物的重力势能的减少量等于 [2]B点的速度为 从O点到B点，动能的增加量等于 （2）[1]挡光片通过光电门时的速度为 [2]如果系统的机械能守恒，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，应满足的关系式为 [3]由上式机械能守恒的表达式变形可得 图线的斜率为k，则有 解得 7．（24-25高一下·四川广安·期末）某同学利用“落体法”做“验证机械能守恒定律”实验，装置如图甲所示。电火花计时器频率为，重物的质量为，g取，请回答下列问题： (1)该同学在实验前进行检查时，发现实验装置存在一处错误，该处错误是______。 (2)改正装置错误后，该同学按正确操作打出一条纸带，如图乙所示，点O为电火花打点计时器打下的第一个点，点A、B、C是打出的连续三点，它们到O的距离分别为、、。从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______J，动能的增加量为__________J（结果保留3位有效数字）。 (3)该同学分析数据时发现，重物重力势能的减少量大于动能的增加量，你认为造成这一结果的可能原因是（　　） A．电源电压偏小 B．先释放重物，后接通电源打出纸带 C．重物下落过程中受到空气阻力 (4)该同学查阅资料得知，当重物满足一定条件时，所受阻力只与重物的形状有关。于是他选用两形状相同、质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图丙所示，则a的质量与b的质量的大小关系为__________（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1)使用了直流电源 (2) 2.55 2.50 (3)C (4)< 【详解】（1）电火花计时器应该使用220V的交流电源。该同学在实验前进行检查时，发现实验装置存在一处错误，该处错误是使用了直流电源。 （2）[1]从起点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减少量 [2] 由于交流电频率50Hz，则打点时间间隔，又因为B点瞬时速度等于AC段的平均速度 代入数值计算得 从起点O到打下计数点B的过程中，重物动能的增加量 代入数值计算得 （3）A．电源电压偏小，打点周期不变，对实验结果无影响，故A错误； B．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致h为零时，v不为零。此时会使重物重力势能的减少量小于动能的增加量，故B错误； C．重物下落过程中受到空气阻力，则会使重物重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确。 故选C。 （4）由动能定理得 整理得 所以斜率为 因为物体a的斜率小，所以a的质量小于b的质量。 8．（24-25高一下·四川达州·期末）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3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。 （2）实验开始前要调整气垫导轨水平，_____（选填“挂”或“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的时间大于通过光电门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_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）通过光电门1的时间。 （3）取走光电门1，细线上悬挂3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t，测出A点到光电门2的距离为s，若表达式_____（用物理量符号M、m、d、t、g、s表示）成立，则机械能守恒定律得到验证。 （4）通过多次测量和计算，发现系统重力势能的减少量始终小于系统动能的增量，造成误差的主要原因可能是_____。 A．空气阻力对滑块、槽码的影响 B．滑块从A点释放时初速度不为零 C．滑块质量的测量值偏大 D．槽码的总质量不满足远远小于滑块的质量 【答案】 不挂 降低 等于 BC 【详解】（2）[1]调整气垫导轨水平时，不能有其它的外力作用，则不挂槽码和细线； [2]遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，说明滑块做减速运动，说明左端偏高，因此需要通过调节旋钮P使轨道左端降低一些； [3]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，体现滑块做匀速直线运动，表示轨道已水平。 （3）[4]槽码和滑块通过光电门2的速度为 槽码和滑块的系统只有重力做功，机械能守恒，有 整理可得验证机械能守恒的表达式为 （4）[5]A．空气阻力做负功会消耗系统的机械能，会使得减少的重力势能大于动能的增加量，故A错误； B．若滑块释放有初速度，导致计算的动能增加量偏大，出现重力势能的减少量始终小于系统动能的增量，故B正确； C．滑块质量的测量值偏大时，重力势能的减少量ΔEp=3mgs不变，而动能的增加量偏大，也会出现重力势能的减少量始终小于系统动能的增量，故C正确； D．机械能守恒表达式是精确的，无需槽码质量远小于滑块质量的条件，槽码质量3m较大时，ΔEp和ΔEk同时增大，比例关系仍成立，故D错误。 故选BC。 9．（24-25高一下·四川巴中·期末）某学习小组到实验室做“验证机械能守恒定律”的实验。 甲同学利用如图（1）所示的装置进行实验，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，从而验证机械能是否守恒（已知当地的重力加速度为）。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是（　　） A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图（2）所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重力势能的减小量为，动能增加量____________。若两者近似相等，则可验证机械能守恒。 乙同学设计了另一个验证机械能守恒定律的实验，一轻绳一端连接在拉力传感器上的O点，另一端连接在直径为d的匀质小钢球上，小钢球球心至O点的长度为L，O点正下方B位置有一光电门，可记录小钢球通过光电门的时间。如图（3）所示，将小钢球拉至某一位置由静止释放，同时拉力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T和最小值F。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像如图（4）所示。 (3)小钢球从A位置由静止释放时，细线与竖直方向成θ角，小钢球通过最低点位置B时，光电门记录遮光时间为t，则小钢球通过光电门的速度___________；在实验误差允许的范围内，若t2=_______（用d、L、θ、等符号表示）则验证了小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒。 (4)若小钢球摆动过程中机械能守恒，则绘制图像的直线斜率理论值为___________。 【答案】(1)BD (2) (3) (4) 【详解】（1）A．在验证机械能守恒定律的实验中，我们要验证的表达式为 两边的可以约掉，所以不需要天平及砝码来测量重物质量，故A错误； B．实验中需要测量重物下落的高度，这就需要用到毫米刻度尺来测量纸带上点与点之间的距离，故B正确； CD．打点计时器的工作电源是交流电源，而不是直流电源，故C错误，D正确； 故选BD。 （2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。在纸带上A、B、C是三个连续打出的点，打点周期为T，那么B点的瞬时速度为 所以从打O点到打B点的过程中，动能的增加量为 （3）[1]小钢球通过最低点位置B时，光电门记录遮光时间为t，由于遮光时间很短，所以小钢球通过光电门的速度为 [2] 根据机械能守恒定律可知，小钢球从A位置由静止释放到运动到B位置过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量。即 解得 （4）设小钢球质量为m，在最低点B时，根据牛顿第二定律有 当小钢球在最高点时，速度为0，此时绳子拉力为 又因为由机械能守恒定律有 联立解得 所以绘制图像的直线斜率理论值为。 10．（24-25高一下·四川阿坝·期末）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时测得滑块（含遮光条）的质量，钩码的质量，当地重力加速度大小，滑块左、右端固定有相同的遮光条1、2，遮光条的宽度，遮光条1、2中心的距离。 (1)实验时滑轮到滑块段的细线__________（填“需要”或“不需要”）平行于气垫导轨。在____________________（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下轻推滑块，根据遮光条1、2通过光电门的遮光时间可以判断气垫导轨是否水平。 (2)按正确实验步骤完成实验，测得遮光条1、2通过光电门时的遮光时间分别为、，由此可知遮光条1通过光电门时滑块的速度大小__________m/s。从遮光条1通过光电门到遮光条2通过光电门的过程中，滑块和钩码构成的系统重力势能的减少量__________J，系统动能的增加量__________J。（计算结果均保留三位有效数字） 【答案】(1) 需要 不挂 (2) 0.600 0.196 0.192 【详解】（1）[1][2]为确保同一过程中钩码下降的距离与滑块移动的距离相等，所以滑轮到滑块段的细线需要平行于气垫导轨。在不挂钩码的情况下轻推滑块，根据遮光条1、2通过光电门的遮光时间可以判断气垫导轨是否水平。 （2）[1] 遮光条1通过光电门时滑块的速度大小 [2] 从遮光条1通过光电门到遮光条2通过光电门的过程中，滑块和钩码构成的系统重力势能的减少量 [3] 遮光条2通过光电门时滑块的速度大小 所以从遮光条1通过光电门到遮光条2通过光电门的过程中，系统动能的增加量。 11．（24-25高一下·四川凉山·期末）用如图所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。 (1)电火花打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，测得所用重锤的质量为0.30kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把下落起点记作O，取连续的多个点A、B、C……作为测量的点，经测得各点到O点的距离分别为18.00cm、21.40cm、26.00cm……，根据以上数据，由O点运动到B点的过程中，重锤的重力势能减少量等于___________J，动能的增加量等于___________J（计算结果均保留3位有效数字）。 (2)实验中获得多组数据，描出v2-h图像如图所示，当地重力加速度为g，在误差允许的范围内，则当直线斜率k=___________时，说明重锤在下落过程中机械能守恒。若实际图像斜率k实<k，主要原因是_____________。 【答案】(1) 0.629 0.600 (2) 2g 克服阻力做功机械能减少 【详解】（1）[1]重锤的重力势能减少量 [2] 打点间隔为 打B点时重锤的速度为 重锤动能的增加量为 （2）[1]根据机械能守恒定律得 解得 斜率为 [2] 根据 解得 重锤下落过程中，克服阻力做功，机械能减少，动能的测量值偏小，v2的测量值偏小，斜率偏小，所以实际图像斜率k实<k。 地 城 考点05 验证动量守恒定律 1．（24-25高一下·四川攀枝花·期末）某探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验，实验装置如图所示，其中滑块A、B上的遮光片宽度相同。实验步骤如下： （i）安装好气垫导轨和光电门，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； （ii）用天平测得A、B两滑块（包含遮光片）的质量、； （iii）利用气垫导轨左右的弹射装置，使滑块A、B分别向右和向左运动，测出滑块A、B在碰撞前分别经过光电门1、2过程中的挡光时间和，观测发现； （iv）观察发现滑块A、B碰撞后粘合在一起，运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同，此后测出滑块A经过光电门2的挡光时间。 据此回答下列问题： (1)下列哪些选项说明气垫导轨已调到水平______。 A．当气垫导轨与桌面平行时 B．轻推一个滑块，经过两个光电门的时间相等 C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平 D．滑块能在气垫导轨任意位置上保持静止 (2)分析以上实验现象可知，两滑块的质量关系为______。 (3)为了验证碰撞中动量是否守恒，需要验证的关系式是______（用题中所给物理量的字母表示）。 【答案】(1)B (2)> (3) 【详解】（1）轻推一个滑块，经过两个光电门的时间相等，说明滑块做匀速直线运动，说明气垫导轨已调到水平，故选B。 （2）滑块A、B在碰撞前分别经过光电门1、2过程中的挡光时间和，观测发现，因为遮光片宽度相同，根据 可得滑块A经过光电门1的速度小于滑块B经过光电门2的速度，即 以A运动方向为正方向，根据动量守恒 可得 （3）根据动量守恒 其中，， 整理得 2．（24-25高一下·四川泸州·期末）某学习小组采用如图甲所示实验装置“验证动量守恒定律”。轨道上的小车a右端连接穿过打点计时器的纸带，轻推一下小车a使之运动，在与静止的小车b碰撞前已达匀速，碰后两车粘在一起继续匀速运动。 (1)图乙是正确操作后得到的一条纸带，计算小车a碰前的速度应选用纸带上的_____段（选填“BC”或“AC”）。已测得小车a的质量m1=0.30kg，小车b的质量为m2=0.20kg，交流电源的频率为50Hz。由以上测量数据可得碰撞前系统总动量大小等于______kg·m/s，碰撞后系统总动量大小等于_____kg·m/s。由以上计算结果即可验证碰撞前后系统动量守恒。（结果保留两位小数） (2)若打点计时器的实际工作频率低于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，你认为对得出“系统动量守恒”这一实验结论______（选填“有”或“无”）影响。 【答案】(1) BC 0.52 0.51 (2)无 【详解】（1）[1]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度； [2]由于交流电频率为50Hz，所以纸带上相邻两点间时间间隔为 所以碰撞前小车a的速度大小为 碰前系统的总动量为 [3]由于碰撞过程是一个变速运动的过程，而a和b碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度，则碰后的速度大小为 所以碰后的总动量为 （2）根据以上分析可知，若碰撞过程中系统动量守恒，则 即 由此可知，打点计时器的打点时间间隔T不影响实验结果，打点计时器的实际工作频率低于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，对实验没有影响。 3．（24-25高一下·四川内江·期末）某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让入射小球从斜面上某位置静止释放，经斜槽末端抛出后到达水平面上的P点，再将大小相同的被碰小球放置在斜槽末端，让入射小球从斜槽上再次释放，与被碰小球碰撞后分别落到水平面上的M点和N点，O点是斜槽末端在水平面上的投影点，不计空气阻力，回答下列问题。 (1)关于该实验操作说法正确的是（　　）； A．斜槽必须光滑 B．入射小球质量一定小于被碰小球质量 C．入射小球先后必须在斜槽上同一位置由静止释放 D．在多次实验中，选取最远的落地点作为小球平抛的落地点 (2)在本实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是使（　　） A．入射小球得到较大的速度 B．入射小球与被碰小球对心碰撞后速度沿水平方向 C．入射小球与被碰小球对碰时无动能损失 D．入射小球与被碰小球碰后粘在一起一同飞出 (3)已知入射小球质量为，被碰小球质量为，且发生对心碰撞，测得P、M、N三点到O点距离分别为，则有____________（用表示）成立，即可验证该碰撞过程中动量守恒；若该碰撞为弹性碰撞，则有____________成立（用表示）。 (4)若两球没有发生对心碰撞，则两球的落点可能是下图中的____________； A． B． C． D． 【答案】(1)C (2)B (3) (4)B 【详解】（1）A．斜槽不需要光滑，但斜槽末端需水平，故A错误； B．为防止入射小球反弹，入射小球质量需大于被碰小球质量，故B错误； C．为使入射小球碰撞前速度相同，需在斜槽上同一位置释放，故C正确； D．用圆规画一个尽可能小的圆，把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球发生直接平抛的落点，故D错误。 故选C。 （2）安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是使入射小球与被碰小球对心碰撞后的速度沿水平方向，以保证验证水平方向的动量守恒定律。 故选B。 （3）[1]若碰撞前后动量守恒 平抛运动时间相等，则有 [2]若还满足弹性碰撞，则有， 可推得，即 （4）在垂直于虚线方向上两球总动量守恒，且为零，因入射小球质量大于被碰小球质量，故入射小球的垂直分速度较小，落点距离虚线更近。 故选B。 4．（24-25高一下·四川乐山·期末）如图为“验证碰撞过程中的动量守恒”的实验装置示意图，入射球与靶球直径相同，测得质量分别为m1、m2，且m1>m2。图中P点是未放靶球时入射球的落点，放置靶球后，两球落点分别为M、N。M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为OM、OP、ON。 (1)为了减小实验误差，下列说法正确的是（　　） A．尽量减小斜面摩擦 B．多次测量落点位置取平均值 C．必须使用刚性球 (2)在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒；（用实验测得的物理量表示） (3)若满足关系式__________，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。（用实验测得的物理量表示） 【答案】(1)B (2) (3) 【详解】（1）A．只要小球从斜面的同一位置由静止释放，小球到达斜面末端时的速度就相等，斜面是否有摩擦、斜面的摩擦大小对实验没有影响，故A错误； B．为减小实验误差，应多次测量落点位置取平均值，故B正确； C．验证动量守恒定律碰撞不必是弹性碰撞，使用的球不必是刚性球，故C错误。 故选B。 （2）小球离开斜面后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，碰撞前入射球的速度大小为v0，碰撞后入射球的速度大小为v1，碰撞后被碰球的速度大小为v2，两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 即 所以 （3）若小球的碰撞为弹性碰撞，则， 即， 所以 5．（24-25高一下·四川眉山·期末）某研究性学习小组用如图所示装置验证动量守恒定律。主要步骤如下： 步骤1：安装实验器材，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O； 步骤2：让质量为的入射小球多次从斜槽上紧靠挡板S位置由静止释放，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P； 步骤3：把质量为的被碰小球静置于斜槽末端，再将入射球从斜槽上紧靠挡板S位置静止释放，与被碰小球碰撞，并重复多次，记录两小球的平均落地点位置M、N； 步骤4：用刻度尺分别测量两小球落点的平均位置M、P、N与O点的距离， (1)实验中入射小球和被碰小球的质量应满足的关系为（　　） A． B． C． (2)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽末端必须水平 C．两球半径可以不同 D．实验中需测量小球抛出点的离地高度H (3)在误差允许范围内，若满足关系式______，则动量守恒定律成立。 【答案】(1)C (2)B (3) 【详解】（1）为了保持碰撞后入射小球不反弹，需要满足。 故选C。 （2）A．为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同，需要每次从同一位置释放入射小球，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误； B．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽末端必须水平，故B正确； C．为了保证两球发生对心正碰，两球半径需要相同，故C错误； D．两球做平抛运动在空中下落高度相同，所用时间相同，所用可以同水平位移代替抛出时的初速度，则实验中不需要测量小球抛出点的离地高度H，故D错误。 故选B。 （3）设入射小球碰撞前瞬间速度为，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为、，根据动量守恒可得 由于两球做平抛运动在空中下落高度相同，所用时间相同，则有，， 联立可得在误差允许范围内，若满足关系式 则动量守恒定律成立。 6．（24-25高一下·四川雅安·期末）某实验小组利用图甲所示装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，调节斜槽末端水平，利用重锤线，找到斜槽末端在水平地面的竖直投影点O。先让a球从斜槽轨道上C处由静止释放，a球从轨道右端水平飞出后落在位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹，重复上述操作多次，得到小球的平均落点位置。再把被碰小球b放在水平轨道末端，将a球从斜槽上C处由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，分别得到两球的平均落点位置，三次落点位置如图乙所示。 (1)对于本实验， 下列说法正确的是___________。 （填选项前的字母） A．实验中复写纸不能移动 B．两个小球半径可以不相等 C．两个小球质量必须相同 D．斜槽轨道可以不光滑 (2)小球三次平均落点分别为M、P、N，测得OM、OP、ON的长度分别为l1、l2、l3，还需要测量的物理量有___________。 （填选项前的字母） A．a球质量m1和b球质量m2 B．a球和b球在空中飞行的时间t C．小球抛出点距地面的高度h D．C处相对于水平槽面的高度H (3)在实验误差允许的范围内，若满足关系式___________（用l1、l2、l3及问题（2）中测得物理量所对应符号表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 (4)若满足l2 =________（用l1和l3表示），则可认为两小球发生的是弹性碰撞。 【答案】(1)AD (2)A (3) (4) 【详解】（1）A．实验中复写纸若移动，会改变小球落点记录位置，影响实验结果，所以复写纸不能移动，A正确； B．为保证两球正碰，两个小球半径必须相等，B错误； C．为防止碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，不是必须相同，C错误； D．只要每次让a球从同一位置由静止释放，斜槽轨道是否光滑不影响a球到达轨道末端时的速度，D正确。 故选AD。 （2）验证动量守恒定律，即验证 小球平抛运动时间相同，两边乘时间t得 也就是 所以还要测得a球质量m1和b球质量m2，故选A。 （3）验证动量守恒定律，即验证 小球平抛运动时间相同，两边乘时间t得 也就是 （4）弹性碰撞满足动量守恒且机械能守恒，结合动量守恒 机械能守恒 对应水平位移 联立推导可得 7．（24-25高一下·四川凉山·期末）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、B（包含遮光片）的质量分别为m1和m2。 (1)打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块A后，A上遮光条通过光电门1和2的时间__________（选填“相等”或“不等”），说明气垫导轨已调至水平； (2)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2，则m1__________m2（选填“小于”“等于”或“大于”）； (3)该装置在用于“验证动量守恒定律”时__________（选填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度d； (4)在滑块1、2碰撞过程中，如果关系式__________[用第（2）问中测得的物理量符号表示]成立，则验证了动量守恒定律。 【答案】(1)相等 (2)大于 (3)不需要 (4) 【详解】（1）打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块A后，A上遮光条通过光电门1和2的时间相等，滑块A做匀速运动，说明气垫导轨已调至水平； （2）为使滑块A能通过光电门2，则m1大于m2； （3）该装置在用于“验证动量守恒定律”时不需要测出遮光片的宽度d，只验证下面的表达式成立即可。（该表达式证明见小问4详解） （4）根据动量守恒定律得 根据题意得 ，， 解得 在滑块1、2碰撞过程中，如果关系式成立，则验证了动量守恒定律。 地 城 考点06 单摆测重力加速度 1．（24-25高一下·四川自贡·期末）小张利用智能手机中的“磁力计”和一个磁性小球做“单摆测量重力加速度”的实验，装置如图甲所示。 (1)将手机放在小球静止位置的正下方，然后让小球做简谐振动，手机测出其所在空间中磁感应强度大小随时间的变化，其中磁力计z轴显示如图乙。则该单摆的振动周期T为O点与__________（选填“A”“ B”“ C”“ D”）点之间的时间差。 (2)利用智能手机测出摆动周期T并测出摆线长度L。通过改变摆线长度L，获得多组T，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图丙所示。由图像可知，当地重力加速度g=_________m/s2（结果可用含π的式子表达），磁性小球的直径D=___________cm。 【答案】(1)D (2) 2.0 【详解】（1）磁性小球每次经过最低点时，手机测得其所在空间中磁感应强度大小最大，一个周期内小球有两次经过最低点，由图乙可知，该单摆的振动周期T为O点与D点之间的时间差。 （2）[1][2]根据单摆周期公式可得 整理可得 由图丙可知， 可得， 2．（24-25高一下·四川广元·期末）某同学用如图（a）所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)实验中下列物体最适合作摆球的是（　　） A．乒乓球 B．实心小塑料球 C．实心小铁球 (2)选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上，为了提高实验的精度，悬线应采用图___________（选填“b”“c”或“d”）所示的连接方式； (3)用手机作为计时器（计时格式为：分：秒：毫秒），正确操作实验，单摆稳定摆动且摆球从左边通过最低位置时开始计数1，当摆球第21次从左边通过最低位置时结束计时，计时截图如图（e）所示。则该单摆的周期为T=___________s（计算结果保留2位有效数字）。 (4)由于当时无游标卡尺可用，无法测量摆球的直径d，实验中将摆线长作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2-l图像，如图（f）所示： ①实验得到的T2-l图像应该是___________（选填“a”“b”或“c”）； ②实验测得当地重力加速度g=___________m/s2（计算结果取3位有效数字）。 【答案】(1)C (2)d (3)1.0 (4) a 9.86/9.87 【详解】（1）为减小空气阻力对实验的影响，摆球应选质量大、体积小的，所以最适合作摆球的是实心小铁球。 故选C。 （2）为提高实验精度，悬线长度应保持不变，d图的连接方式能保证悬线长度不变，所以悬线应采用图d所示的连接方式。 （3）单摆的周期为 （4）[1]根据 解得 可知图象为a。 [2]因为 图像斜率 解得 3．（24-25高一下·四川遂宁·期末）某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)如图乙为4种摆球设计，选哪种方式正确_____； (2)测摆球直径时游标卡尺的读数为_____mm； (3)若某同学根据实验中数据计算出摆长L，n次全振动时间为t，则当地的重力加速度g=_____（用L，n，t表示）。 【答案】(1)C (2)12.5 (3) 【详解】（1）本实验中为了减小阻力影响，摆球应选择密度大，体积小的小铁球或者小钢球，摆线应选择较长且伸缩性较小的细线。 故选C。 （2）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以此时游标卡尺读数为 （3）根据单摆周期公式， 所以 4．（24-25高一下·四川乐山·期末）在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是（　　） A．可使周期测量得更加准确 B．防止运动过程中摆长发生变化 C．便于调节摆长 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，在摆球某次经过最低点开始计时并计数为0，到第n次经过最低点停止计时，测出这段时间为t，则单摆的振动周期为__________；（用n、t表示） (3)如果实验中所得到的T2-L关系图线如图2所示。图像不过原点的原因是摆长的测量值________（选填“偏大”或“偏小”），但仍可得出当地的重力加速度为_________m/s2；（π取3.14，结果保留三位有效数字） (4)该同学将橡皮夹替换成拉力传感器，将摆线固定在传感器正下方的挂钩上，如图3所示，用来验证机械能守恒。 ①让小球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图4所示； ②让小铁球以较小的角度在竖直平面内摆动，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图5所示； ③若等式 成立，则可验证出小球在最高点和最低点处的机械能相等。 A． B． C． 【答案】(1)BC (2) (3) 偏小 9.86 (4)B 【详解】（1）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是防止单摆在运动过程中摆长发生变化，同时便于调节摆长。 故选BC。 （2）摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，在摆球某次经过最低点开始计时并计数为0，到第n次经过最低点停止计时，测出这段时间为t，则单摆的振动周期为 （3）[1]根据单摆的周期公式有 所以 即理想情况下T2-L图线应过坐标原点，而实际上，由图可知，当L=0时，周期不为零，说明摆长的测量值偏小； [2]图线的斜率为 所以 （4）当摆球在最高点时，有 小球自由悬挂并处于静止状态，有 小球处于最低点时，有 小球从最高点运动到最低点，有 联立可得 故选B。 6．（24-25高一下·四川巴中·期末）某学习小组在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（1）所示的单摆，则下列说法正确的是( ) A．小磁粒尽量选择质量大些、体积小些的 B．摆线应尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的线 C．为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆角大一些 D．实验时摆球在不在同一竖直面内摆动都不影响实验结果 （2）用刻度尺测量悬线的长度为l，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径为d，算出摆长； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能磁传感器，测量手机所在位置的磁性强弱的变化（已知测量过程中，小磁粒与手机距离越近，手机检测到的磁性越强）； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁性强弱的变化曲线如图（2）所示，则单摆的周期为_____________（用t1，t2表示）； （5）改变悬线长度l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图（3），算出图像的斜率为k，则重力加速度g的表达式为______________（用题中的符号表示）。 【答案】 AB 【详解】[1] A．小磁粒尽量选择质量大些、体积小些的，空气阻力就小，故A正确； B．摆线应尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的线，有利于测量和减小误差，故B正确； C．摆角太大，摆球就不做简谐运动了，不能用单摆周期公式测量重力加速度了，故C错误； D．实验时，摆球必须在同一竖直面内摆动，故D错误。 故选AB。 [2]小磁粒与手机距离越近，手机检测到的磁性越强，即磁粒每次峰值最大的地方就是最低点，即单摆的周期为 [3]根据，可得，图像斜率为k，则重力加速为 7．（24-25高一下·四川资阳·期末）在某次假期“夏令营”游学活动中，有两个同学分别去参观北京大学和深圳大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长的关系”，他们通过互联网交换了实验数据，并由计算机绘制了图像。如图甲所示，去深圳大学的同学所测实验结果对应的图线是______（选填“A”或“B”）；另外，在北京大学做探究实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示，由图可知，两单摆摆长______（选填“<”“=”或“>”）；估算a单摆的摆长约为______m（保留两位有效数字，g取）。 【答案】 A < 0.44 【详解】[1]根据周期公式有 变形得 北京的纬度比深圳的纬度大，纬度越大，重力加速度越大，可知，深圳的重力加速度小于北京的重力加速度，重力加速度越小，图像的斜率越大，可知，去深圳大学的同学所测实验结果对应的图线是A； [2]在北京大学做探究实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像，重力加速度一定，根据单摆周期公式可知，周期越大，摆长越大，则有 [3]根据图乙可知，a单摆的 根据周期公式有 解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 实验篇 6大高频考点概览 考点01 研究平抛运动的规律 考点02 探究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系 考点03 验证动能定理 考点04 验证机械能守恒定律 考点05 验证动量守恒定律 考点06 单摆测重力加速度 地 城 考点01 研究平抛运动的规律 1．（24-25高一下·四川攀枝花·期末）小明同学用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”。钢球沿斜槽轨道M滑下从末端飞出，落在水平放置的倾斜挡板N上。由于挡板靠近背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下调节挡板N，通过多次实验，白纸上会留下一系列痕迹点，用铅笔描出钢球的运动轨迹。小江同学继续用甲装置结合频闪照相技术进行了同一实验，先将黑底白线的方格纸固定在背板上，使方格纸的左侧边与铅垂线平行。启动频闪照相机后，让钢球从倾斜轨道上自由滑下，留下了如图乙所示的频闪照片。 (1)小明同学在实验中的一些做法，其中合理的有______。 A．使斜槽轨道末端保持水平 B．背板应保持竖直 C．每次实验时钢球从斜槽任一位置释放均可 D．每次必须等距离地下降挡板，记录钢球位置 (2)小明同学在实验中需要选择合适的点作为坐标原点建立直角坐标系，下列图中原点选择正确的是______。 A． B． C． (3)通过分析小江同学得到的频闪照片可知，A点______（选填“是”或“不是”）钢球做平抛运动的起点。 (4)小江同学使用的方格纸中每个小方格边长为2mm，则钢球从水平轨道末端飞出时的速度大小为______m/s，经过B点时的速度大小为______m/s。（重力加速度g取10m/s2，结果可用根式表示） (5)通过分析小江同学得到的频闪照片不完全归纳可知，平抛运动的特点是______________________。 2．（24-25高一下·四川泸州·期末）某学习小组为“探究平抛运动规律”，分别做了如图甲、乙两个实验，请根据实验回答下列问题。 (1)丹丹同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹片，弹片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到______；改变装置离地面的高度或改变______，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 (2)明明同学采用如图乙所示的装置探究平抛运动在水平方向的运动特点。同一竖直面内有两个相同的弧形轨道C、D，C末端切线水平，D末端与光滑水平面相切，C可上下移动；轨道上端分别装有电磁铁吸住相同的小铁球P、Q，切断电源，两小铁球同时由静止沿轨道下滑。可观察到的实验现象是_____；改变弧形轨道C在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。 3．（24-25高一下·四川德阳·期末）两个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______________________________； (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，则该小球由a点运动到b点的时间t=_____s；平抛的初速度大小=______m/s。（g取10m/s2） 4．（24-25高一下·四川南充·期末）在探究平抛运动特点的实验中，描绘运动轨迹的部分实验装置简化如图所示，点是斜槽末端的位置，圆圈是小球位于斜槽末端时在竖直平面内的投影。 (1)为了保证小球离开斜槽末端时的速度水平，将小球轻放在斜槽末端时，小球需要保持___________状态； (2)为了获得更多点迹描绘出平滑的运动轨迹，需要多次从斜槽上___________（选填“同一”或“不同”）位置静止释放小球，以保证小球每次离开斜槽末端时的速度___________（选填“相同”或“不同”）； (3)在白纸上确定坐标系时，坐标原点应该在图中的___________点（选填图中的字母）； (4)在白纸上确定坐标系并绘出轨迹后，若平抛初速度为，重力加速度为，在轨迹上选择一个动点，当满足___________时，则证明轨迹是一条抛物线。 5．（24-25高一下·四川达州·期末）某同学利用图1所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图2所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为6cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图2中标出。 (1)下列说法正确的是_____（单选）。 A．实验所用斜槽应尽量光滑 B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的小球 C．频闪仪的频率适当低些，画轨迹时轨迹会更准确 D．为了减小实验误差，小球在斜槽上的释放点应尽量低些 (2)小球运动到图2中位置A时，其速度的水平分量大小为_____m/s，竖直分量大小为_____m/s（计算结果均保留2位有效数字）。 6．（24-25高一下·四川甘孜·期末）甲、乙两位同学在做关于“研究平抛运动”的实验时，遇到以下问题，请帮助他们回答： (1)如图甲所示，甲同学在做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上___________。 A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次必须从同一位置由静止释放小球 C．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为，则由图可求得拍摄时每___________曝光一次，该小球运动到图中位置时速度大小为___________（取）。 地 城 考点02 探究向心力大小的表达式 1．（24-25高一下·四川成都·期末）某实验小组通过图甲所示的装置“探究向心加速度与线速度、半径的关系”。滑块上端固定宽度为d的遮光片，总质量为m，滑块套在水平杆上且随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。光电门测得挡光时间为t，中心轴处力传感器可测出轻绳的拉力F。不计一切摩擦，控制细绳长度不变，改变水平杆转动速度，多次测量并记录多组数据。 (1)在“探究向心加速度与线速度、半径的关系”时，主要用到的物理学方法是______； A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 (2)实验小组通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F并算出对应的向心加速度大小____；通过光电门的测量数据算出对应滑块的线速度大小______；进一步计算出的数值，并以a为纵轴、为横轴拟合出图线。（答案均用题中物理量字母表示） (3)实验小组进一步分析图线（图乙）得出如下实验结论：在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为______（选填“正比”或者“反比”） (4)实验小组仔细观察图乙中的图像是一条不过坐标原点的直线。导致该实验结果的原因可能是______。 A．没有考虑光电门测量挡光时间的误差 B．滑块与水平杆间实际存在摩擦 C．用绳长作为圆周运动的半径 D．光电门的挡光宽度测量值偏大 2．（24-25高一下·四川广元·期末）某学习小组在探究向心力与圆周运动的关系时，他们想通过实验感受向心力大小与圆周运动的一些物理量之间的定性关系。如图（a）所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体40cm处标为A点，80cm处标为B点。将此装置放在光滑水平桌面上，如图（b）所示。抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时。 操作1：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小F1； 操作2：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小F2； 操作3：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动2周，体会此时绳子拉力的大小F3。 (1)小物体做匀速圆周运动的向心力由 提供； A．手对绳子的拉力 B．绳子对小物体的拉力 C．绳子对人的拉力 D．小物体对绳子的拉力 (2)操作2与操作1相比，是为了控制小物体运动的（　　）相同； A．线速度大小 B．加速度大小 C．角速度 D．周期 (3)通过实验，体会到F2>F1；说明：在小球质量、转动角速度相同的情况下，所需要的向心力大小与___________大小有关。 3．（24-25高一下·四川广安·期末）一物理实验小组同学利用实验室的数字传感器做“探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度、半径的关系”实验。实验装置如图所示，水平转台随竖直转轴一起转动，用细线将固定在物块上的角速度传感器与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当物块随转台一起匀速转动时，拉力大小可以通过力传感器测得，转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 (1)第一次小组同学选择细线长度为5cm，多次实验得到向心力F和对应的角速度如下表所示。请根据表中的数据在图乙上作出的关系图像。 实验次数 1 2 3 4 5 6 2.30 1.80 1.43 0.91 0.50 0.20 5.47 4.84 4.31 3.42 2.57 1.61 29.90 23.40 18.57 11.68 6.49 2.59 (2)通过对图像的观察和分析，小组同学得出向心力与角速度的平方成正比的结论。接着，小组同学将细线长度再分别调整为10cm、15cm，又得到两条图像，将三次实验得到的图像放在同一个坐标系中，如图丙所示。通过对三条图线的比较、分析和计算得出：当角速度一定时，向心力之比等于______；当______时，向心力与半径成正比。 (3)最后，小组同学得出：做圆周运动的物体受到的向心力大小F与角速度、半径r的数学关系是，其中比例系数k的大小为______（各物理量取国际单位，结果保留两位小数）。 4．（24-25高一下·四川雅安·期末）某物理兴趣小组利用传感器探究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系。实验装置如图甲所示，水平光滑直槽随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当竖直转轴匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力，细线拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 (1)本实验采用的科学方法是___________。 （填选项前的字母） A．等效法 B．控制变量法 C．理想实验法 (2)以F为纵坐标，ω为横坐标绘制图乙所示图像，其中①②两条曲线为半径相同、质量不同时F与ω的关系图线，由图可知曲线①对应的滑块质量___________（选填“大于”或“小于”）曲线②对应的滑块质量； (3)为了直观判断F和ω的关系，实验小组作出___________（选填“F-” 或“F-ω2”）图像，发现该图线是一条过原点的倾斜直线，其斜率为___________（用m和r表示）。 地 城 考点03 验证动能定理 1．（24-25高一下·四川成都·期末）图甲为小明同学设计的“验证动能定理”的实验装置，图乙是其中一次实验得到的纸带，起始点O至各计数点A、B、C、D、E、F的距离如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，小车所受拉力，小车质量。在从O到E的运动过程中 (1)拉力F所做的功______J（保留两位有效数字）； (2)小车动能增加量______J（保留两位有效数字）； (3)通过计算，小明发现拉力所做的功略大于小车增加的动能，请分析原因：______。 2．（24-25高一下·四川资阳·期末）某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与动能变化的关系”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz。 （1）实验的部分步骤如下： ①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码； ②将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再放开小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源； ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。 （2）如图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D四个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置。 纸带的测量结果 测量点 s/cm v/（） O 0.00 0.35 A 1.50 0.40 B 3.15 0.45 C ____ ____ D 7.15 0.55 （3）在上述的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，____做正功，系统所受摩擦阻力做负功。 （4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中），根据图线可获得的结论是____，要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和____。 3．（24-25高一下·四川甘孜·期末）为了探究动能定理，某同学在实验室组装了如图甲所示的装置： (1)关于此次实验下面说法合理的是___________。 A．实验中若采取垫高木板一端作为平衡摩擦力的方法，改变小车质量重新做实验时必须重新平衡摩擦力 B．实验中要调节滑轮的高低，使滑轮和小车之间的细线保持水平 C．若使用钩码的重力作为计算做功的恒力，用小车和钩码的总质量作为计算动能改变中的质量，实验中钩码质量必须远小于小车的质量 D．若在小车前端加装力传感器，用传感器的示数作为做功的恒力，实验中钩码质量可以不必远小于小车的质量 (2)如图乙所示为该实验打下的一条纸带（部分），已知小车的质量为，所挂的钩码的总质量为，重力加速度用表示，、两点间的距离为，经计算打下、点时小车的速度分别为、，若选取纸带段研究，合力对小车做功___________，小车动能的改变量___________。 (3)某同学用质量为的钩码，和质量为的小车进行实验，由于忘记平衡摩擦力，实验时小车在水平木板上运动。该同学测出了小车位移，与之对应的速度，作出了图像如图丙所示，已知图线的斜率为，则小车与木板间摩擦因数为___________。 地 城 考点04 验证机械能守恒定律 1．（24-25高一下·四川自贡·期末）某实验小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。 (1)下列器材中，不必要的是 ； A．交流电源 B．秒表 C．刻度尺 (2)该实验小组得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个清晰的计数点A、B、C，AB和BC之间还各有一个计时点，测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的频率为f，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量_________，动能增加量_________； (3)该实验小组代入测量的具体数据，发现比略大些，出现这一结果的原因可能是 ； A．存在空气阻力和摩擦力 B．重物质量太大 C．先释放重物，再接通电源 (4)该实验小组继续研究，通过纸带上的计时点找出重物下落的时间t，通过纸带计算出重物下落的加速度为当地重力加速度g的k倍，按纸带计算出下落t时的重物速度为v，不考虑阻力之外的其他误差，则下列关系正确的是 。 A． B． C． D． 2．（24-25高一下·四川德阳·期末）在利用如图所示的装置验证机械能守恒定律的实验中  (1)下列操作正确的是____ A．打点计时器应接到直流电源上 B．先释放重物，后接通电源 C．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器 (2)如下图所示，为实验中所得到的甲、乙两条纸带，应选______（选填“甲”或“乙”）纸带好。 (3)实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp减=____________（用已知字母表示），动能变化量ΔEk=__________（用已知字母表示）。 (4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要的原因是_____。 A．利用公式v=gt计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 3．（24-25高一下·四川遂宁·期末）如图1所示是“验证机械能守恒定律”的实验装置。 (1)关于上述实验，下列说法中正确的是_____ A．重物最好选择密度较小的木块 B．不可以利用公式v=来求解瞬时速度 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．释放重物前应手提纸带上端并使重物远离计时器 (2)某同学在打出的纸带上截取一段，如图2所示，纸带上各相邻计时点间的距离已测出标在图中。已知各相邻计时点的时间间隔为T，重物质量为m，重力加速度为g。在打计时点2时重物的速度_____，在打计时点5时重物的速度为，从打计时点2到打计时点5的过程中重物的动能增加量大小_____（用m、、表示），重力势能减少量大小_____，在实验允许的误差范围内若，可验证机械能守恒定律成立。 (3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验，两次实验物体所受阻力作用相同，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定_____。 A．Q受到的阻力大小恒定 B．P的质量小于Q的质量 C．选择P进行实验误差更小 4．（24-25高一下·四川内江·期末）用如图甲所示的实验装置验证m1、m2，组成的系统机械能守恒（图中滑轮为轻质滑轮）。m2从高处由静止开始下落，m1上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。如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，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，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所示。已知、，（结果保留3位有效数字）。则： (1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=___________m/s； (2)在打点0~5过程中系统动能的增加量=___________J，系统势能的减少量=___________J，由此得出的结论是___________。 5．（24-25高一下·四川南充·期末）用如图所示的装置验证机械能守恒。 (1)除了图中所给器材，还必需___________；（填下列器材前的字母） A．毫米刻度尺 B．交流电源（220V  50Hz） C．天平 (2)下图是某次从静止释放钩码（质量为m=0.1kg）得到的纸带的一部分，已知刻度尺的零刻度刚好对准速度零点O（未画出）。则下落Ob过程中钩码减少的重力势能ΔEp=___________J，增加的动能ΔEk=___________J，g=9.8m/s2。（结果均保留两位有效数字） 6．（24-25高一下·四川眉山·期末）某研究性学习小组在验证机械能守恒定律的实验中，分别采用了以下两种方案： (1)第一组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。所选用电源的频率为，经正确操作得到如图乙所示的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离分别是70.18cm、77.76cm、85.76cm．重物质量为，重力加速度。根据以上数据可知，从O点到B点，重物的重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J；（计算结果保留3位有效数字） (2)第二小组利用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别和，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。 ①实验操作按照下面步骤进行： ⅰ．按图丙装配好定滑轮和光电门 ⅱ．A、B用轻绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B ⅲ．测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h ⅳ．先接通光电门的电源，后释放B ⅴ．记录挡光片经过光电门的时间 ②挡光片通过光电门时的速度为______（用题中的物理量表示）。 ③如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为______（用题中的物理量表示）。 ④实验小组反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图丁所示，测得图线的斜率为k，则______。 7．（24-25高一下·四川广安·期末）某同学利用“落体法”做“验证机械能守恒定律”实验，装置如图甲所示。电火花计时器频率为，重物的质量为，g取，请回答下列问题： (1)该同学在实验前进行检查时，发现实验装置存在一处错误，该处错误是______。 (2)改正装置错误后，该同学按正确操作打出一条纸带，如图乙所示，点O为电火花打点计时器打下的第一个点，点A、B、C是打出的连续三点，它们到O的距离分别为、、。从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______J，动能的增加量为__________J（结果保留3位有效数字）。 (3)该同学分析数据时发现，重物重力势能的减少量大于动能的增加量，你认为造成这一结果的可能原因是（　　） A．电源电压偏小 B．先释放重物，后接通电源打出纸带 C．重物下落过程中受到空气阻力 (4)该同学查阅资料得知，当重物满足一定条件时，所受阻力只与重物的形状有关。于是他选用两形状相同、质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图丙所示，则a的质量与b的质量的大小关系为__________（选填“>”“<”或“=”）。 8．（24-25高一下·四川达州·期末）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3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。 （2）实验开始前要调整气垫导轨水平，_____（选填“挂”或“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的时间大于通过光电门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_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）通过光电门1的时间。 （3）取走光电门1，细线上悬挂3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t，测出A点到光电门2的距离为s，若表达式_____（用物理量符号M、m、d、t、g、s表示）成立，则机械能守恒定律得到验证。 （4）通过多次测量和计算，发现系统重力势能的减少量始终小于系统动能的增量，造成误差的主要原因可能是_____。 A．空气阻力对滑块、槽码的影响 B．滑块从A点释放时初速度不为零 C．滑块质量的测量值偏大 D．槽码的总质量不满足远远小于滑块的质量 9．（24-25高一下·四川巴中·期末）某学习小组到实验室做“验证机械能守恒定律”的实验。 甲同学利用如图（1）所示的装置进行实验，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，从而验证机械能是否守恒（已知当地的重力加速度为）。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是（　　） A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图（2）所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重力势能的减小量为，动能增加量____________。若两者近似相等，则可验证机械能守恒。 乙同学设计了另一个验证机械能守恒定律的实验，一轻绳一端连接在拉力传感器上的O点，另一端连接在直径为d的匀质小钢球上，小钢球球心至O点的长度为L，O点正下方B位置有一光电门，可记录小钢球通过光电门的时间。如图（3）所示，将小钢球拉至某一位置由静止释放，同时拉力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T和最小值F。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像如图（4）所示。 (3)小钢球从A位置由静止释放时，细线与竖直方向成θ角，小钢球通过最低点位置B时，光电门记录遮光时间为t，则小钢球通过光电门的速度___________；在实验误差允许的范围内，若t2=_______（用d、L、θ、等符号表示）则验证了小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒。 (4)若小钢球摆动过程中机械能守恒，则绘制图像的直线斜率理论值为___________。 10．（24-25高一下·四川阿坝·期末）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时测得滑块（含遮光条）的质量，钩码的质量，当地重力加速度大小，滑块左、右端固定有相同的遮光条1、2，遮光条的宽度，遮光条1、2中心的距离。 (1)实验时滑轮到滑块段的细线__________（填“需要”或“不需要”）平行于气垫导轨。在____________________（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下轻推滑块，根据遮光条1、2通过光电门的遮光时间可以判断气垫导轨是否水平。 (2)按正确实验步骤完成实验，测得遮光条1、2通过光电门时的遮光时间分别为、，由此可知遮光条1通过光电门时滑块的速度大小__________m/s。从遮光条1通过光电门到遮光条2通过光电门的过程中，滑块和钩码构成的系统重力势能的减少量__________J，系统动能的增加量__________J。（计算结果均保留三位有效数字） 11．（24-25高一下·四川凉山·期末）用如图所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。 (1)电火花打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，测得所用重锤的质量为0.30kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把下落起点记作O，取连续的多个点A、B、C……作为测量的点，经测得各点到O点的距离分别为18.00cm、21.40cm、26.00cm……，根据以上数据，由O点运动到B点的过程中，重锤的重力势能减少量等于___________J，动能的增加量等于___________J（计算结果均保留3位有效数字）。 (2)实验中获得多组数据，描出v2-h图像如图所示，当地重力加速度为g，在误差允许的范围内，则当直线斜率k=___________时，说明重锤在下落过程中机械能守恒。若实际图像斜率k实<k，主要原因是_____________。 地 城 考点05 验证动量守恒定律 1．（24-25高一下·四川攀枝花·期末）某探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验，实验装置如图所示，其中滑块A、B上的遮光片宽度相同。实验步骤如下： （i）安装好气垫导轨和光电门，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； （ii）用天平测得A、B两滑块（包含遮光片）的质量、； （iii）利用气垫导轨左右的弹射装置，使滑块A、B分别向右和向左运动，测出滑块A、B在碰撞前分别经过光电门1、2过程中的挡光时间和，观测发现； （iv）观察发现滑块A、B碰撞后粘合在一起，运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同，此后测出滑块A经过光电门2的挡光时间。 据此回答下列问题： (1)下列哪些选项说明气垫导轨已调到水平______。 A．当气垫导轨与桌面平行时 B．轻推一个滑块，经过两个光电门的时间相等 C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平 D．滑块能在气垫导轨任意位置上保持静止 (2)分析以上实验现象可知，两滑块的质量关系为______。 (3)为了验证碰撞中动量是否守恒，需要验证的关系式是______（用题中所给物理量的字母表示）。 2．（24-25高一下·四川泸州·期末）某学习小组采用如图甲所示实验装置“验证动量守恒定律”。轨道上的小车a右端连接穿过打点计时器的纸带，轻推一下小车a使之运动，在与静止的小车b碰撞前已达匀速，碰后两车粘在一起继续匀速运动。 (1)图乙是正确操作后得到的一条纸带，计算小车a碰前的速度应选用纸带上的_____段（选填“BC”或“AC”）。已测得小车a的质量m1=0.30kg，小车b的质量为m2=0.20kg，交流电源的频率为50Hz。由以上测量数据可得碰撞前系统总动量大小等于______kg·m/s，碰撞后系统总动量大小等于_____kg·m/s。由以上计算结果即可验证碰撞前后系统动量守恒。（结果保留两位小数） (2)若打点计时器的实际工作频率低于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，你认为对得出“系统动量守恒”这一实验结论______（选填“有”或“无”）影响。 3．（24-25高一下·四川内江·期末）某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让入射小球从斜面上某位置静止释放，经斜槽末端抛出后到达水平面上的P点，再将大小相同的被碰小球放置在斜槽末端，让入射小球从斜槽上再次释放，与被碰小球碰撞后分别落到水平面上的M点和N点，O点是斜槽末端在水平面上的投影点，不计空气阻力，回答下列问题。 (1)关于该实验操作说法正确的是（　　）； A．斜槽必须光滑 B．入射小球质量一定小于被碰小球质量 C．入射小球先后必须在斜槽上同一位置由静止释放 D．在多次实验中，选取最远的落地点作为小球平抛的落地点 (2)在本实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是使（　　） A．入射小球得到较大的速度 B．入射小球与被碰小球对心碰撞后速度沿水平方向 C．入射小球与被碰小球对碰时无动能损失 D．入射小球与被碰小球碰后粘在一起一同飞出 (3)已知入射小球质量为，被碰小球质量为，且发生对心碰撞，测得P、M、N三点到O点距离分别为，则有____________（用表示）成立，即可验证该碰撞过程中动量守恒；若该碰撞为弹性碰撞，则有____________成立（用表示）。 (4)若两球没有发生对心碰撞，则两球的落点可能是下图中的____________； A． B． C． D． 4．（24-25高一下·四川乐山·期末）如图为“验证碰撞过程中的动量守恒”的实验装置示意图，入射球与靶球直径相同，测得质量分别为m1、m2，且m1>m2。图中P点是未放靶球时入射球的落点，放置靶球后，两球落点分别为M、N。M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为OM、OP、ON。 (1)为了减小实验误差，下列说法正确的是（　　） A．尽量减小斜面摩擦 B．多次测量落点位置取平均值 C．必须使用刚性球 (2)在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒；（用实验测得的物理量表示） (3)若满足关系式__________，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。（用实验测得的物理量表示） 5．（24-25高一下·四川眉山·期末）某研究性学习小组用如图所示装置验证动量守恒定律。主要步骤如下： 步骤1：安装实验器材，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O； 步骤2：让质量为的入射小球多次从斜槽上紧靠挡板S位置由静止释放，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P； 步骤3：把质量为的被碰小球静置于斜槽末端，再将入射球从斜槽上紧靠挡板S位置静止释放，与被碰小球碰撞，并重复多次，记录两小球的平均落地点位置M、N； 步骤4：用刻度尺分别测量两小球落点的平均位置M、P、N与O点的距离， (1)实验中入射小球和被碰小球的质量应满足的关系为（　　） A． B． C． (2)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽末端必须水平 C．两球半径可以不同 D．实验中需测量小球抛出点的离地高度H (3)在误差允许范围内，若满足关系式______，则动量守恒定律成立。 6．（24-25高一下·四川雅安·期末）某实验小组利用图甲所示装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，调节斜槽末端水平，利用重锤线，找到斜槽末端在水平地面的竖直投影点O。先让a球从斜槽轨道上C处由静止释放，a球从轨道右端水平飞出后落在位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹，重复上述操作多次，得到小球的平均落点位置。再把被碰小球b放在水平轨道末端，将a球从斜槽上C处由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，分别得到两球的平均落点位置，三次落点位置如图乙所示。 (1)对于本实验， 下列说法正确的是___________。 （填选项前的字母） A．实验中复写纸不能移动 B．两个小球半径可以不相等 C．两个小球质量必须相同 D．斜槽轨道可以不光滑 (2)小球三次平均落点分别为M、P、N，测得OM、OP、ON的长度分别为l1、l2、l3，还需要测量的物理量有___________。 （填选项前的字母） A．a球质量m1和b球质量m2 B．a球和b球在空中飞行的时间t C．小球抛出点距地面的高度h D．C处相对于水平槽面的高度H (3)在实验误差允许的范围内，若满足关系式___________（用l1、l2、l3及问题（2）中测得物理量所对应符号表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 (4)若满足l2 =________（用l1和l3表示），则可认为两小球发生的是弹性碰撞。 7．（24-25高一下·四川凉山·期末）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、B（包含遮光片）的质量分别为m1和m2。 (1)打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块A后，A上遮光条通过光电门1和2的时间__________（选填“相等”或“不等”），说明气垫导轨已调至水平； (2)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2，则m1__________m2（选填“小于”“等于”或“大于”）； (3)该装置在用于“验证动量守恒定律”时__________（选填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度d； (4)在滑块1、2碰撞过程中，如果关系式__________[用第（2）问中测得的物理量符号表示]成立，则验证了动量守恒定律。 地 城 考点06 单摆测重力加速度 1．（24-25高一下·四川自贡·期末）小张利用智能手机中的“磁力计”和一个磁性小球做“单摆测量重力加速度”的实验，装置如图甲所示。 (1)将手机放在小球静止位置的正下方，然后让小球做简谐振动，手机测出其所在空间中磁感应强度大小随时间的变化，其中磁力计z轴显示如图乙。则该单摆的振动周期T为O点与__________（选填“A”“ B”“ C”“ D”）点之间的时间差。 (2)利用智能手机测出摆动周期T并测出摆线长度L。通过改变摆线长度L，获得多组T，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图丙所示。由图像可知，当地重力加速度g=_________m/s2（结果可用含π的式子表达），磁性小球的直径D=___________cm。 2．（24-25高一下·四川广元·期末）某同学用如图（a）所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)实验中下列物体最适合作摆球的是（　　） A．乒乓球 B．实心小塑料球 C．实心小铁球 (2)选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上，为了提高实验的精度，悬线应采用图___________（选填“b”“c”或“d”）所示的连接方式； (3)用手机作为计时器（计时格式为：分：秒：毫秒），正确操作实验，单摆稳定摆动且摆球从左边通过最低位置时开始计数1，当摆球第21次从左边通过最低位置时结束计时，计时截图如图（e）所示。则该单摆的周期为T=___________s（计算结果保留2位有效数字）。 (4)由于当时无游标卡尺可用，无法测量摆球的直径d，实验中将摆线长作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2-l图像，如图（f）所示： ①实验得到的T2-l图像应该是___________（选填“a”“b”或“c”）； ②实验测得当地重力加速度g=___________m/s2（计算结果取3位有效数字）。 3．（24-25高一下·四川遂宁·期末）某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)如图乙为4种摆球设计，选哪种方式正确_____； (2)测摆球直径时游标卡尺的读数为_____mm； (3)若某同学根据实验中数据计算出摆长L，n次全振动时间为t，则当地的重力加速度g=_____（用L，n，t表示）。 4．（24-25高一下·四川乐山·期末）在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是（　　） A．可使周期测量得更加准确 B．防止运动过程中摆长发生变化 C．便于调节摆长 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，在摆球某次经过最低点开始计时并计数为0，到第n次经过最低点停止计时，测出这段时间为t，则单摆的振动周期为__________；（用n、t表示） (3)如果实验中所得到的T2-L关系图线如图2所示。图像不过原点的原因是摆长的测量值________（选填“偏大”或“偏小”），但仍可得出当地的重力加速度为_________m/s2；（π取3.14，结果保留三位有效数字） (4)该同学将橡皮夹替换成拉力传感器，将摆线固定在传感器正下方的挂钩上，如图3所示，用来验证机械能守恒。 ①让小球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图4所示； ②让小铁球以较小的角度在竖直平面内摆动，从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图5所示； ③若等式 成立，则可验证出小球在最高点和最低点处的机械能相等。 A． B． C． 6．（24-25高一下·四川巴中·期末）某学习小组在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（1）所示的单摆，则下列说法正确的是( ) A．小磁粒尽量选择质量大些、体积小些的 B．摆线应尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的线 C．为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆角大一些 D．实验时摆球在不在同一竖直面内摆动都不影响实验结果 （2）用刻度尺测量悬线的长度为l，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径为d，算出摆长； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能磁传感器，测量手机所在位置的磁性强弱的变化（已知测量过程中，小磁粒与手机距离越近，手机检测到的磁性越强）； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁性强弱的变化曲线如图（2）所示，则单摆的周期为_____________（用t1，t2表示）； （5）改变悬线长度l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图（3），算出图像的斜率为k，则重力加速度g的表达式为______________（用题中的符号表示）。 7．（24-25高一下·四川资阳·期末）在某次假期“夏令营”游学活动中，有两个同学分别去参观北京大学和深圳大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长的关系”，他们通过互联网交换了实验数据，并由计算机绘制了图像。如图甲所示，去深圳大学的同学所测实验结果对应的图线是______（选填“A”或“B”）；另外，在北京大学做探究实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示，由图可知，两单摆摆长______（选填“<”“=”或“>”）；估算a单摆的摆长约为______m（保留两位有效数字，g取）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $