专题06 力学实验（期末真题汇编，安徽专用）高二物理下学期

**基本信息** 高中物理力学实验专题汇编，聚焦验证动量守恒（5题）和用单摆测重力加速度（6题），精选安徽多地高二期末真题，注重实验操作细节与数据处理能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验题|11题|验证动量守恒（斜槽碰撞、粗糙轨道碰撞等）、单摆测g（仪器使用、图像分析等）|多样化实验情境（如悬挂摆球碰撞、磁性小球单摆），分层设问（操作步骤/误差分析/公式推导），贴合高考实验命题趋势|

专题06 力学实验 3大高频考点概览 考点01 验证动量守恒动量 考点02 用单摆测量重力加速度的大小 地 城 考点01 验证动量守恒动量 1．(24-25高二下·安徽芜湖·期末)某实验小组同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。 (1)实验装置如图所示，安装时需先将斜槽末端调成水平，如何检验斜槽末端是否水平？请写出此操作步骤：______。 (2)实验时，让质量为m1的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m2的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球______，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为两球落点的平均位置，并测出OP、OM、ON。 (3)为了保证小球A碰后不反弹，则应满足m1______m2（选填“大于”、“等于”或“小于”），实验中测得OM=2x0、OP=3x0、ON=4x0，且碰撞过程中的动量守恒，则可判断出______。 【答案】(1)将小球放在斜槽末端，小球若不滚动，则斜槽末端可视为水平 (2)从同一位置S由静止滚下 (3) 大于 4 【详解】（1）将小球放在斜槽末端，小球若不滚动，则斜槽末端可视为水平 （2）应让A球从同一位置S由静止滚下，确保这次实验中A球碰撞前的速度相同。 （3）[1] 为了保证碰撞后入射小球A不反弹，入射小球A的质量需大于被碰小球B的质量； [2] 设碰撞前入射球的速度大小为v0，碰撞后瞬间入射球的速度大小为v1，被碰球的速度大小为v2，由动量守恒可得 小球离开斜槽后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，根据可知它们的运动时间相等，则 水平方向做匀速直线运动，则有 代入数据可得4 2．(24-25高二下·安徽江淮协作区·期末)一同学准备了两个完全相同的小物块A、B以及一根长轨道、一把刻度尺，长轨道一端倾斜，其余部分为水平直轨道，倾斜部分与水平部分平滑连接，轨道各处粗糙程度可认为相同，整个轨道始终在同一竖直面内。该同学借助这些器材设计“验证动量守恒定律”实验，设计步骤如下： ①将轨道固定在水平地面上，并在倾斜部分和水平部分适当位置分别做标记点P、Q，如图所示； ②将小物块A从标记点P由静止释放，沿轨道运动，经过标记点Q后直到小物块A停止在水平直轨道上的M点； ③将小物块B放置在标记点Q，将小物块A仍从标记点P由静止释放，物块A、B碰撞后最终分别停在水平轨道上的N点、K点； ④用刻度尺分别测量QM、QN、QK的线段长度为。 (1)若发现小物块A停止位置M点很远，长度超过刻度尺一次性测量的范围。要使QM的线段长度在刻度尺测量范围内，下列操作可行的有______（填字母）。 A．降低标记点P的高度 B．改用同种材料但质量更大的物块 C．改用与地面间动摩擦因数更大材料的物块 (2)等式______成立，可验证小物块A、B碰撞过程动量守恒。若两个小物块与地面间的动摩擦因数不同，此等式是否成立？______（选填“是”或“否”） (3)碰撞后，小物块A是否会被弹回？______（选填“是”或“否”） 【答案】(1)AC (2) 否 (3)否 【详解】（1）若发现A停在轨道上很远处，可以减小碰前小物块A的速度或者增大小物块在长直轨道上的加速度，故选AC。 （2）[1]若小物块A、B碰撞过程满足动量守恒定律，有 碰撞前后小物块A、B在长直轨道上做匀减速运动，加速度均相同，有 化简得 [2]若A、B与地面动摩擦因数不同，上式不能简化，即不成立； （3）当小物块A、B发生弹性碰撞时，小物块A的碰后，仍向右运动，所以小物块A碰后不会被弹回。 3．(24-25高二下·安徽阜阳·期末)如图甲所示，阜阳市某中学物理学习小组用两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 (1)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，小强同学按实验要求安装好器材后，首先将质量为的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为单独滑落时的平均落点）。 a.图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点：__________。 b.分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式__________成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 (2)受上述实验的启发，小明同学又设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为和，弦长、、。由此： a.在误差允许的范围内，满足__________（用表示）关系，即可验证碰撞前后动量守恒。 b.请分析这个实验设计误差可能的原因：____________________（任写一条即可）。 【答案】(1) 用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点 (2) 空气阻力、测量误差等 【详解】（1）[1]用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点。 [2]碰撞前、后小球均做平抛运动，由可知，小球的运动时间相同，所以水平位移与平抛初速度成正比，所以若 即可验证碰撞前后动量守恒。 （2）[1]设轻绳长为L，小球从偏角处静止摆下，摆到最低点时的速度为v，小球经过圆弧对应的弦长为l，则由动能定理有 由数学知识可知 联立两式解得 若两小球碰撞过程中动量守恒，则有 又有 整理可得 [2]空气阻力的影响，小球摆动过程中受到空气阻力，会使机械能有损失，从而影响速度的计算导致验证动量守恒出现误差。（其他合理说法也给分） 4．(24-25高二下·安徽亳州·期末)实验小组利用如图甲所示装置验证动量守恒，实验步骤如下： i．将固定有半圆仪的支架放在平整水平桌面上，支架底部木板上铺吹塑纸（作为缓冲垫）并用胶带将其粘贴在木板上，测量出半圆仪刻度圆弧半径（即入射小球的球心到点距离）； ii．用细线一端连接入射小球，另一端用夹子将细线固定在圆心点，确保小球下摆时球心轨迹与半圆仪刻度弧线重合； iii．将被碰小球放在可移动升降平台上，简化图示如图乙所示，改变平台高度，直至两小球球心处在同一水平线上，确保两小球发生正碰； iv．打开手机录像慢放功能，将入射小球拉起至某一位置，记下初始角度，随即由静止状态释放，小球发生正碰，观察并记录入射小球碰撞后摆起的最大角度及被碰小球做平抛运动在吹塑纸上留下的痕迹，重复上述操作过程10次； v．用圆规画圆的方法确定被碰小球的平均落地点，记为点； vi．测量被碰小球做平抛运动的高度，用直角三角板确定出抛出点，并找到被碰小球抛出点在吹塑纸所在平面的投影点，记做点；量出点到点的距离。 根据上述实验内容回答下列问题： (1)以下关于实验操作的说法，正确的是________。 A．实验时，两小球质量必须满足入射小球质量大于被碰小球质量 B．步骤v中，重复上述操作过程10次是为了减小系统误差 C．两小球半径必须一致 D．用手机录像、慢放功能是为了准确测出入射小球碰撞后上摆的最大角度 (2)入射小球碰撞前瞬间速度大小为________，被碰小球碰后速度大小为________（两空均用、、、、表示） (3)为了验证动量守恒，还需要测量的物理量有________。 A．两个小球的半径 B．入射小球碰撞后摆起的最大角度 C．入射小球质量 D．被碰小球质量 【答案】(1)D (2) (3)BCD 【详解】（1）A．两小球质量大小不受限制，实验过程，现象明显即可，A错误； B．重复操作多次主要是为了减小偶然误差，而不是系统误差，B错误； C．实验中未提及两小球半径必须一致，该仪器可调节使两球心等高实现正碰，对半径无严格要求，C错误； D．引入手机录像、慢放功能是为准确测出入射小球碰撞后上摆最大角度，D正确； 故选D； （2）[1]对于入射小球，根据机械能守恒定律有 解得 [2]对于被碰小球，做平抛运动：竖直方向 可得运动时间 水平方向 解得 （3）设碰撞后入射小球速度大小为，入射小球碰撞后摆起的最大角度为β，根据机械能守恒定律有 解得 根据动量守恒定律，有 A．根据以上分析可知，不需要测量两个小球的半径，A错误； BCD．根据以上分析可知，需要测量入射小球碰撞后摆起的最大角度，入射小球质量和被碰小球质量，BCD正确； 故选BCD。 5．(24-25高二下·安徽宣城·期末)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__________。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的__________。 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） 【答案】 10.5 A M P 【详解】（1）[1]观察主尺的单位为，读出主尺的读数是，游标尺上的第五条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为，结合主尺及游标尺的读数得到被测直径为 （2）[2]ABC．首先考查在实验的过程中，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的条件，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，BC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）[3][4]设A、B两球的质量分别为mA和mB，由（2）中分析知mA>mB；碰前A的速度v0；因为两个金属小球的碰撞视为弹性碰撞，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。 地 城 考点02 用单摆测量重力加速度的大小 6．(24-25高二下·安徽芜湖·期末)两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。 (1)第一组中某同学先用米尺测得摆线长为98.03cm；如图甲所示是用游标卡尺测得摆球的直径为______cm，然后用秒表记录了单摆50次全振动所用的时间如图乙所示为______s。由此可以得出当地的重力加速度g=______m/s2（取π2=9.86，计算结果保留3位有效数字）。 (2)第二组同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径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L—T2图像，如图丙所示。实验得到的L—T2图像是图丙中线______（选填“a”、“b”或“c”）。 【答案】(1) 1.125 99.8 9.76 (2)a 【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 [2]根据秒表的读数规律，该读数为 [3]单摆周期 根据单摆周期公式有 解得 （2）结合上述，若将摆线长作为摆长L，则有 变形得 可知，图像与纵轴的截距为负值，则实验得到的L—T2图像是图丙中线a。 7．(24-25高二下·安徽蚌埠·期末)某实验小组的两位同学利用单摆测当地重力加速度，甲同学的实验装置如图a所示： (1)用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图b，则摆球直径为__________cm； (2)在测量单摆周期时，为了减小实验误差，该组同学先测量多个周期的时间，实验时应从摆球经过最_________（选填“低”或“高”）点时开始计时； (3)下列关于本实验的说法正确的是 ； A．摆线上端可缠绕在铁架台的横杆上，悬点不必打结固定 B．实验中误将29次全振动记为30次，会导致测得的重力加速度偏大 C．当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50作为单摆振动的周期 (4)乙同学也采用如图a所示的实验装置。由于他没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将摆线长度作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像如图c所示。实验得到的图线是_________（选填“a”“b”或“c”）；若取，则测出的重力加速度g=_________m/s²（计算结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)1.06 (2)低 (3)B (4) a 9.86 【详解】（1）10分度游标卡尺的精确值为，由图b可知摆球直径为 （2）在测量单摆周期时，为了减小实验误差，该组同学先测量多个周期的时间，实验时应从摆球经过最低点时开始计时。 （3）A．为了保证摆动过程，摆长不变，摆线上端需要固定，故A错误； 根据，可得 B．实验中误将29次全振动记为30次，则周期测量值偏小，会导致测得的重力加速度偏大，故B正确； C．当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以25作为单摆振动的周期，故C错误。 故选B。 （4）[1][2]实验中将摆线长度作为摆长l，设小球的半径为，根据单摆周期公式可得 可得 可知图像有负的纵轴截距，所以实验得到的图线是a； 图像的斜率为 可得测出的重力加速度为 8．(24-25高二下·安徽滁州·)某兴趣小组用如图1所示装置测量当地的重力加速度。在细线的一端拴一个磁性小球，另一端悬挂在O点，然后把手机放在悬点O正下方的水平桌面上，打开手机中测量磁感应强度的智能软件。（忽略地磁场的影响） (1)用螺旋测微器测量小球的直径如图2所示，______mm； (2)用毫米刻度尺测量摆线长度为，计算单摆的摆长，然后使磁性小球在竖直面内做小角度摆动（摆角小于5°），手机的智能软件记录接收到的磁感应强度随时间变化的图像如图3所示，则小球摆动的周期______； (3)多次改变摆线长度，重复实验，得到多组摆长及周期，作出图像如图4所示，根据图4可得重力加速度的测量值为______（取，计算结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)5.680 (2) (3)9.87 【详解】（1）螺旋测微器的读数为 （2）由图像可知，从磁场最强再到最强，间隔半个周期为t0，则小球摆动的周期 （3）根据单摆周期公式 可得 故该图像的斜率为 解得重力加速度的测量值为 9．(24-25高二下·安徽县中联盟·期末)图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力的大小随时间变化的图线如图乙所示，图丁为游标卡尺部分放大图，小球经过最低点时为计时起点。 (1)下列说法正确的有_______（填标号）； A．摆角要应尽可能大 B．摆线应适当长些 C．摆球应选择密度大、体积小的实心金属小球 (2)由图乙可知该单摆的运动周期为______s； (3)该同学用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为______mm； (4)若摆球质量kg，摆长m，，则______m/s²。 【答案】(1)BC (2)2 (3)15.65 (4)9.86 【详解】（1）A．在摆角小于的情况下单摆的运动可以看作简谐运动，实验时摆角不能太大，不能超过，故A错误； B．实验中，摆线的长度应远远大于摆球的直径，适当增加摆线的长度，可以减小实验误差，故B正确； C．减小空气阻力的影响，选择密度较大的实心金属小球作为摆球，故C正确。 故选BC。 （2）单摆经过最低点时，速度最大，据牛顿第二定律知，单摆经过最低点时摆线的拉力最大，从最低点到再次到达最低点所需时间等于半个周期，所以据图像得该单摆的周期为2s。 （3）小球的直径 （4）根据单摆周期公式 解得 10．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)某同学用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)（多选）下列操作合理的是________（填选项前字母代号）； A．先测摆线的长度L，再将单摆挂在铁架台上 B．让摆球在同一竖直平面内做小角度摆动 C．测单摆周期T时应从摆球摆到最高点开始计时 D．摆球摆到某处开始计时并从1开始计数，若摆球第N次经过该处的时间为t，则单摆的周期为 (2)改变摆长，重复实验，测量出多组单摆的周期T与摆长L的数值。若该同学测摆长时忘记加摆球半径r，则用测量数据画出的图像应为图乙中直线________（选填“A”“B”或“C”）所示；测出图乙中直线的斜率为k，则当地的重力加速度g=_________（用k与常数表示）；由此得出重力加速度的测量值将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)BD (2) B 不变 【详解】（1）A．实验中应先将单摆挂在铁架台上，再测摆线长度L，故A错误； B．单摆应在同一竖直平面内做最大摆角小于5°的摆动，故B正确； C．为减小测量误差，计时起点应选择在摆球经过最低点时，故C错误； D．摆球摆到某处开始计时并从1开始计数，若摆球第N次经过该处的时间为t，则经历了个周期，则单摆的周期 故D正确。 故选BD。 （2）[1]实际摆长等于摆线长加摆球半径r，画出的图像为直线C；若忘记加摆球半径r，在同一周期下摆长偏小，所画出的图像应为B； [2]根据单摆的周期公式 可得 则图像斜率 解得 可知，没有加摆球半径时直线的斜率不变，故得到的重力加速度的测量值不变。 11．(24-25高二下·安徽宿州第二中学·期末)某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表。 上述器材中，实验中不需要的是：_____； (2)在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L，然后用游标卡尺测出小球的直径_____cm，如图乙所示； ②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5°）后静止释放； ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔，得到单摆的振动周期_____s； ④多次改变距离L，重复上述实验，得到一系列的周期测量值； (3)以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） (4)在①~④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤_____（填步骤前的序号）。 【答案】(1)球心开有小孔的塑料球 (2) 1.64 1.5 (3) (4)① 【详解】（1）为减小空气阻力对实验的应用，应选用球心开有小孔的铁球，故实验中不需要的是球心开有小孔的塑料球。 （2）[1]小球的直径 [2]小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔为25个单摆周期，故单摆的振动周期 （3）细线悬点到摆球上边缘的距离L，则单摆摆长 又根据单摆周期公式 综合解得 又图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则图像斜率 解得 （4）实验操作①中有一处操作不当，用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，单摆摆动过程中，悬点不固定，摆长会发生变化，影响实验结果。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 力学实验 3大高频考点概览 考点01 验证动量守恒动量 考点02 用单摆测量重力加速度的大小 地 城 考点01 验证动量守恒动量 1．(24-25高二下·安徽芜湖·期末)某实验小组同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。 (1)实验装置如图所示，安装时需先将斜槽末端调成水平，如何检验斜槽末端是否水平？请写出此操作步骤：______。 (2)实验时，让质量为m1的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m2的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球______，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为两球落点的平均位置，并测出OP、OM、ON。 (3)为了保证小球A碰后不反弹，则应满足m1______m2（选填“大于”、“等于”或“小于”），实验中测得OM=2x0、OP=3x0、ON=4x0，且碰撞过程中的动量守恒，则可判断出______。 2．(24-25高二下·安徽江淮协作区·期末)一同学准备了两个完全相同的小物块A、B以及一根长轨道、一把刻度尺，长轨道一端倾斜，其余部分为水平直轨道，倾斜部分与水平部分平滑连接，轨道各处粗糙程度可认为相同，整个轨道始终在同一竖直面内。该同学借助这些器材设计“验证动量守恒定律”实验，设计步骤如下： ①将轨道固定在水平地面上，并在倾斜部分和水平部分适当位置分别做标记点P、Q，如图所示； ②将小物块A从标记点P由静止释放，沿轨道运动，经过标记点Q后直到小物块A停止在水平直轨道上的M点； ③将小物块B放置在标记点Q，将小物块A仍从标记点P由静止释放，物块A、B碰撞后最终分别停在水平轨道上的N点、K点； ④用刻度尺分别测量QM、QN、QK的线段长度为。 (1)若发现小物块A停止位置M点很远，长度超过刻度尺一次性测量的范围。要使QM的线段长度在刻度尺测量范围内，下列操作可行的有______（填字母）。 A．降低标记点P的高度 B．改用同种材料但质量更大的物块 C．改用与地面间动摩擦因数更大材料的物块 (2)等式______成立，可验证小物块A、B碰撞过程动量守恒。若两个小物块与地面间的动摩擦因数不同，此等式是否成立？______（选填“是”或“否”） (3)碰撞后，小物块A是否会被弹回？______（选填“是”或“否”） 3．(24-25高二下·安徽阜阳·期末)如图甲所示，阜阳市某中学物理学习小组用两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 (1)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，小强同学按实验要求安装好器材后，首先将质量为的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为单独滑落时的平均落点）。 a.图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点：__________。 b.分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式__________成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 (2)受上述实验的启发，小明同学又设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为和，弦长、、。由此： a.在误差允许的范围内，满足__________（用表示）关系，即可验证碰撞前后动量守恒。 b.请分析这个实验设计误差可能的原因：____________________（任写一条即可）。 4．(24-25高二下·安徽亳州·期末)实验小组利用如图甲所示装置验证动量守恒，实验步骤如下： i．将固定有半圆仪的支架放在平整水平桌面上，支架底部木板上铺吹塑纸（作为缓冲垫）并用胶带将其粘贴在木板上，测量出半圆仪刻度圆弧半径（即入射小球的球心到点距离）； ii．用细线一端连接入射小球，另一端用夹子将细线固定在圆心点，确保小球下摆时球心轨迹与半圆仪刻度弧线重合； iii．将被碰小球放在可移动升降平台上，简化图示如图乙所示，改变平台高度，直至两小球球心处在同一水平线上，确保两小球发生正碰； iv．打开手机录像慢放功能，将入射小球拉起至某一位置，记下初始角度，随即由静止状态释放，小球发生正碰，观察并记录入射小球碰撞后摆起的最大角度及被碰小球做平抛运动在吹塑纸上留下的痕迹，重复上述操作过程10次； v．用圆规画圆的方法确定被碰小球的平均落地点，记为点； vi．测量被碰小球做平抛运动的高度，用直角三角板确定出抛出点，并找到被碰小球抛出点在吹塑纸所在平面的投影点，记做点；量出点到点的距离。 根据上述实验内容回答下列问题： (1)以下关于实验操作的说法，正确的是________。 A．实验时，两小球质量必须满足入射小球质量大于被碰小球质量 B．步骤v中，重复上述操作过程10次是为了减小系统误差 C．两小球半径必须一致 D．用手机录像、慢放功能是为了准确测出入射小球碰撞后上摆的最大角度 (2)入射小球碰撞前瞬间速度大小为________，被碰小球碰后速度大小为________（两空均用、、、、表示） (3)为了验证动量守恒，还需要测量的物理量有________。 A．两个小球的半径 B．入射小球碰撞后摆起的最大角度 C．入射小球质量 D．被碰小球质量 5．(24-25高二下·安徽宣城·期末)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__________。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的__________。 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） 地 城 考点02 用单摆测量重力加速度的大小 6．(24-25高二下·安徽芜湖·期末)两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。 (1)第一组中某同学先用米尺测得摆线长为98.03cm；如图甲所示是用游标卡尺测得摆球的直径为______cm，然后用秒表记录了单摆50次全振动所用的时间如图乙所示为______s。由此可以得出当地的重力加速度g=______m/s2（取π2=9.86，计算结果保留3位有效数字）。 (2)第二组同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径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L—T2图像，如图丙所示。实验得到的L—T2图像是图丙中线______（选填“a”、“b”或“c”）。 7．(24-25高二下·安徽蚌埠·期末)某实验小组的两位同学利用单摆测当地重力加速度，甲同学的实验装置如图a所示： (1)用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图b，则摆球直径为__________cm； (2)在测量单摆周期时，为了减小实验误差，该组同学先测量多个周期的时间，实验时应从摆球经过最_________（选填“低”或“高”）点时开始计时； (3)下列关于本实验的说法正确的是 ； A．摆线上端可缠绕在铁架台的横杆上，悬点不必打结固定 B．实验中误将29次全振动记为30次，会导致测得的重力加速度偏大 C．当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50作为单摆振动的周期 (4)乙同学也采用如图a所示的实验装置。由于他没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将摆线长度作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像如图c所示。实验得到的图线是_________（选填“a”“b”或“c”）；若取，则测出的重力加速度g=_________m/s²（计算结果保留3位有效数字）。 8．(24-25高二下·安徽滁州·)某兴趣小组用如图1所示装置测量当地的重力加速度。在细线的一端拴一个磁性小球，另一端悬挂在O点，然后把手机放在悬点O正下方的水平桌面上，打开手机中测量磁感应强度的智能软件。（忽略地磁场的影响） (1)用螺旋测微器测量小球的直径如图2所示，______mm； (2)用毫米刻度尺测量摆线长度为，计算单摆的摆长，然后使磁性小球在竖直面内做小角度摆动（摆角小于5°），手机的智能软件记录接收到的磁感应强度随时间变化的图像如图3所示，则小球摆动的周期______； (3)多次改变摆线长度，重复实验，得到多组摆长及周期，作出图像如图4所示，根据图4可得重力加速度的测量值为______（取，计算结果保留3位有效数字）。 9．(24-25高二下·安徽县中联盟·期末)图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力的大小随时间变化的图线如图乙所示，图丁为游标卡尺部分放大图，小球经过最低点时为计时起点。 (1)下列说法正确的有_______（填标号）； A．摆角要应尽可能大 B．摆线应适当长些 C．摆球应选择密度大、体积小的实心金属小球 (2)由图乙可知该单摆的运动周期为______s； (3)该同学用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为______mm； (4)若摆球质量kg，摆长m，，则______m/s²。 10．(24-25高二下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)某同学用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)（多选）下列操作合理的是________（填选项前字母代号）； A．先测摆线的长度L，再将单摆挂在铁架台上 B．让摆球在同一竖直平面内做小角度摆动 C．测单摆周期T时应从摆球摆到最高点开始计时 D．摆球摆到某处开始计时并从1开始计数，若摆球第N次经过该处的时间为t，则单摆的周期为 (2)改变摆长，重复实验，测量出多组单摆的周期T与摆长L的数值。若该同学测摆长时忘记加摆球半径r，则用测量数据画出的图像应为图乙中直线________（选填“A”“B”或“C”）所示；测出图乙中直线的斜率为k，则当地的重力加速度g=_________（用k与常数表示）；由此得出重力加速度的测量值将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．(24-25高二下·安徽宿州第二中学·期末)某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表。 上述器材中，实验中不需要的是：_____； (2)在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L，然后用游标卡尺测出小球的直径_____cm，如图乙所示； ②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5°）后静止释放； ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔，得到单摆的振动周期_____s； ④多次改变距离L，重复上述实验，得到一系列的周期测量值； (3)以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） (4)在①~④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤_____（填步骤前的序号）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $