专题6 实验专项训练(实战册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

实验考什么 实验专 实验⑦验证机械能守恒定律 1.新题型(2025山东青岛即墨期末)某实验小 组为验证机械能守恒定律，设计了如图甲所 示的实验装置。重力加速度为g,实验时， 该同学进行了如下操作： B A 打点计时器 纸带 甲 乙 ①用天平测出两物块A、B的质量分别为m 和2m。 ②将打点计时器固定在铁架台上，物块A、B 用轻绳按图甲所示连接。一个同学用手托 住物块B,纸带一端通过限位孔后与物块A 固定。接通电源后释放物块B使其由静止 开始匀加速下落。 ③选取点迹清晰的纸带，如图乙所示，相邻 两点之间的距离用、x2、x、c4表示，相邻 两点之间的时间间隔为T。 (1)在释放B之前，A应该 (选填 “靠近”或“远离”)打点计时器。 (2)打下D点时，A的速度为 (3)要验证系统在D点到F点之间是否机 械能守恒，应满足的关系式为 (4)通过分析可知，系统动能的增加量 (选填“小于”“等于”或“大于”)系 O专题6机械能守恒定律 项训练 w答案：P453 统重力势能的减少量。造成这一现象的原 因： (写出一条即可)。 2.(2025山东淄博期末)某同学利用如图甲所 示装置验证机械能守恒定律。细线一端系 住直径为d的小球，另一端系在O点，O点 的正下方适当距离处固定一光电门，以记录 小球经过最低点时的遮光时间。安装好实 验装置，测出小球的直径d,再测出O点与 小球上端之间的距离L。将小球拉离竖直 位置，测量细线偏离竖直方向的夹角0，由静 止释放小球，小球摆至最低点时光电门光线 恰好射向小球的球心，小球的遮光宽度可近 似为d,记下小球第一次经过光电门的遮光 时间t,回答以下问题： 光电门以 与计算机连接 甲 0 3主尺：cm Litthttiul 0 10 20 之 (1)为提高实验的精确度，小球应选用 (选填选项前的字母)。 A.塑料球 B.泡沫球 C.钢球 D.木球 (2)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直 径d= mm。 (3)将小球拉离竖直位置，测量细线偏离竖 直方向的夹角0,0 (选填“可”或 “不可”)大于90°。小球从释放位置运动至 最低点时的速度为v= (用题中相 87 实战册 实战高考·物理 关物理量字母表示)，重力加速度为g,则验 证机械能守恒定律的表达式为 (用题中相关物理量字母表示)。多 次改变0值，重复以上实验过程。 (4)本实验也可以测量重力 加速度的大小。利用实验测 得的数据，作出的是c0s0 cos0 关系图像如图丙所示，测得 丙 图像斜率的绝对值为，则重力加速度的表 达式为g= (用k、L和d表示)。 3.(2024山东泰安一模)某探究小组利用图示 装置验证机械能守恒定律。将拉力传感器 固定在天花板上，不可伸长的轻质细线一端 连在拉力传感器上的O点，另一端系住可 视为质点的钢球。钢球静止于最低点位置 时拉力传感器示数为F。;现将钢球分别拉 至不同高度后由静止释放，小球释放前后细 线一直处于伸直状态，如图甲所示。记下每 次释放瞬间拉力传感器示数F1和每次释放 后钢球第1次摆到最低点时拉力传感器示 数F2,并作出F2F1图像如图乙所示，若小 球第1次下摆过程中机械能守恒，则 ↑FN ☐拉力传感器 14.7 9.8 4.9 0 F/N 甲 (1)图乙中图线斜率= (2)传感器示数F。= N。 (3)若某次该钢球由静止释放时细线与竖直 方向的夹角为0，在最低点时传感器示数F2 =7.35N,则cos0= 4.(2024山东临沂二模)某物理小组的同学查 阅资料得知，弹簧弹性势能表达式为E。= 88■ ,为弹贺的劲度系数，为弹资形变 量。他们设计了如图甲所示装置来测量重 力加速度g,操作步骤如下： 位置指针 光电门回⊙ 争遮光条 0 铁架台 10 甲 1(c-x) 1 ,(△2 丙 (1)该同学首先利用游标卡尺测量遮光条的 宽度，如图乙所示，宽度为d= cm。 (2)按图甲所示竖直悬挂好轻质弹簧，将轻 质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹 簧的长度x;在铁架台上固定一个位置指 针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的 位置，用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测 量出平衡时弹簧的长度x,并按图甲所示将 光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一 高度。 (3)用手缓慢地将钩码向上托起，直至遮光 条下边缘恰好回到弹簧原长时指针标记的 等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释 放，记下遮光条经过光电门的时间△t,则钩 码此时的速度v= (用题中所给字 母表示)。 (4)多次改变钩码个数，重复步骤(2)(3)，得 到多组数据，作出(x一）图像，如 图丙所示。根据数据计算出图线斜率为b 时，g= (用d和b表示)。○实战册参考答案及解析 实验专项训练 实验⑦验证机械能守恒定律 2g+号) ①(1)靠近(2)十 e ,结合图像可知 2gL+号) 解得g 2T ,(3)8T2g(x2+x3)=3[(x3+ d2 x4)2-(x1十x2)2](4)小于阻力做负功 kd2 =2L+d 解析()为了让纸带上能获得更多数据点，减小实验误 31)-2(2)4.9(3)0.75 差，所以在释放B之前，A应该靠近打点计时器。 解析(1)设小球质量为m,根据题意有F0=mg,设小球释 (2)打下D点时，A的速度为0D=四2 2T9 放时，细线与竖直方向的夹角为0，细线长为L,则有F1= (3)要验证系统在D点到F点之间是否机械能守恒，应满 mgcos0,小球运动到最低点的过程，根据机械能守恒可得 足的关系式为2mg·2(x2+x3)=mg·(x2十x3)+ mgL(1-cos0)=m2,在最低点有F-mg=m D,联 2m呢+号·2m(2p)2-7m%-是·2m(2un2,共 1 立可得F2=3F0一2F1,可知F2-F1图像的斜率为k= 中0=”六即=六，联主可得8Tg十)= -2。 (2)根据F2=3F0一2F1,由图乙可知，当F1=0时，F2= 3[(x3+x4)2-(x1+x2)2]。 3Fo=14.7N,可得F0=4.9N。 (4)通过分析可知，系统动能的增加量小于系统重力势能 (3)根据F2=3F0一2F1,在最低，点时传感器示数F2= 的减少量，造成这一现象的原因是阻力做负功。 7.35N,则有1=30，=14.7,7.35N=3.675N, 回aC(2②12203)不可4g(L+号)1-os》 2 则c0os0=E-段=3,65=0.75. =2(4)d mg Fo 4.9 解析(1)为提高实验的精确度，减小空气阻力的影响，小 ④(1)0.230 (8是号 球应选用钢球。故选C。 解析(1)主尺读数为2mm,游标尺第6条刻度线与主尺 (2)由图乙可知，用游标卡尺测得小球的直径d=12mm 对齐，宽度为d=2mm+6×0.05mm=2.30mm +4×0.05mm=12.20mm。 =0.230cm。 (3)若日大于90°，由静止释放小球后，小球将做一段自由 (3)钩码此时的速度为。总 落体运动，细线绷紧后再做圆周运动，而在细线绷紧的过 程中，小球的机械能将损失一部分，因此0不可大于90°。 (4)根据受力平衡有k(x一zx0)=mg, 小球从释放位置运动至最低点时的速度为U= 所以E4=k(x-)2=方mg红-0)， 验证机械能守恒定律的表达式为mg(亿+号)(1一cs) 根据机掖能守恒定律有mg(x一0)=号k(红一0)卫十 =2mu2,联立解得g亿+号)1-cos0=2()月. 子m足)，联立解得一0=· 2m△t) 8‘(△2，结合图丙，可 d 2g(+) 得= g =b,解得g=6。 (4)由(3)中表达式整理可得 2 2 cos 0+ 专题7⑧ 动量守恒定律 山东新高考全练 ①A解桐火箭从发射仓发射出来，受竖直向下的重力、 A正确：根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转 竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作 化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误；根 用，且推力不断减小，刚开始时高压气体的推力大小大于 据动量定理，可知合力的冲量等于火箭动量的增加量，故 重力和空气阻力大小之和，故火箭向上做加速度减小的 C错误；根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力 加速运动，当高压气体的推力大小等于重力和空气阻力 对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。 大小之和时，火箭的加速度为零，速度最大，动能最大，故 故选A。 453