资源简介

2026届人教版高考物理第一轮复习：创新实验综合基础练习1
试卷副标题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、非选择题（本大题共20小题）
1．某小组验证机械能守恒定律,两物块的质量分别为、，且。按图A所示组装器材,物块1、2由跨过定滑轮的细绳连接,物块2下端与穿过打点计时器的纸带相连,初始时,托住物块1使两物块保持静止，绳伸直且纸带竖直绷紧,交流电源频率为。接通打点计时器的电源,释放物块1,打出的纸带如图B所示，将相邻点的间距依次记为、、、和。（当地重力加速度为）
（1） 由纸带可知点的速度为__________________，从点到点,系统的重力势能减少量________________________________。（用题中所给物理量表示）
（2） 实验中发现系统动能增加量小于,分析原因可能是__________（写一点即可）。
2．物理课外活动小组欲测滑块在斜面上下滑的加速度以及滑块与木板间的动摩擦因数，一位同学想出了一个巧妙的方案。如图所示，将一小钢球和滑块用细线连接，跨在木板上端的小定滑轮上，开始时小球和滑块均静止，剪断细线小球自由落下，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。他反复调整挡板的位置，重复上述操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，然后用刻度尺测量出小球距离地面的高度H=1.25m，滑块释放点与挡板处距离x=0.5m，高度差h=0.3m。
（1）根据以上数据可得滑块沿斜面下滑的加速度和重力加速度的比值 ，
（2）滑块与木板间的动摩擦因数＝ 。
（3）在测滑块与木板间的动摩擦因数时，以下能引起实验误差的是 。
A．滑块的质量
B．当地重力加速度的大小
C．长度测量时的读数误差
D．小球落地和滑块撞击挡板不同时
3．某校物理兴趣小组的同学在实验室探究“测定木块与木板间的动摩擦因数”的方案.现有器材：木块A和木板B、天平、弹簧测力计、刻度尺、打点计时器、电源、沙桶与沙、量角器等，已知当地重力加速度为g，他们用天平秤出木块A的质量为M，并设计了下面三种实验方案（答案用题中给的字母符号表示）：
(1)如图甲，沙桶内装入适量的沙并秤出沙桶和沙的总质量为m，现使A在水平长木板B上做匀加速直线运动.利用打出的纸带算出A的加速度a，则A、B间的动摩擦因数为 ．
(2)如图乙，用力把B从A下面向右拉出.读出弹簧测力计稳定时的示数，则A、B间的动摩擦因数为 ．
(3)如图丙，逐渐垫高B的一端，轻推A，当打出的纸带点迹均匀时，B与水平面的夹角，则A、B间的动摩擦因数为 ．
4．某物理兴趣小组设计如下实验求滑块和长木板之间的动摩擦因数并验证牛顿第二定律。
(1)这组同学设计出了下列两种方案，其中 方案更合理（填“甲”或“乙”）。
方案甲：固定木板，水平拉弹簧使滑块做匀速直线运动（如图甲）。
方案乙：固定弹簧一端，另一端与滑块相连，水平拉木板（如图乙）。
(2)弹簧测力计示数稳定后如图所示，可知道滑块受到的滑动摩擦力大小为 N，若滑块重力为8 N，木板重力为10 N。则滑块与长木板之间的动摩擦因数为 。
(3)如图丙所示，在长木板右侧固定一轻滑轮，细线跨过滑轮，一端与滑块相连，另一端悬挂钩码，调节滑轮使细线水平。把一智能手机固定于滑块上，打开手机测量加速度的APP，从静止释放钩码，测得手机与滑块在木板上一起运动的加速度为。若滑块与长木板的摩擦力为F ，测得钩码的质量为m，手机和滑块的总质量为M，当地的重力加速度大小为g。在误差允许范围内，如果表达式= （用m、M、F1、g表示）成立，则牛顿第二定律得到验证。
5．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。实验步骤如下：
A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；
C．a和b用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻质短弹簧，静止放置在平台上；
D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，并向相反方向运动；
E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
F.小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘重垂线与B点之间的水平距离xb；
G.改变弹簧压缩量，进行多次测量。
（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为　　　　mm。
（2）该实验要验证动量守恒定律，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即　　　　　　＝　　　　。（用上述实验所涉及物理量的字母表示，当地重力加速度为g）
6．某同学利用如图所示的装置做“验证碰撞中的动量守恒”实验。具体操作如下：
A．把带有斜槽的长木板调整水平后固定，用天平称出甲、乙两玩具小车的质量，记为、
B．将小车甲从斜槽上的某点P由静止释放，最终甲车停在长木板上的M点，在长木板靠近斜槽的位置选一点O，用直尺测量出
C．把小车乙静止放在O点，将小车甲再次从P点由静止释放，两车在O点相碰后，最终停在长木板上的N、S位置，分别测量出
D．改变P点的位置，重复步骤B、C，多次实验。
回答下列问题：
（1）本实验的实验条件：要求两小车与长木板间的动摩擦因数 。
（2）满足上述实验条件后，要验证碰撞中的动量守恒，只要验证 成立即可。（用测量的物理量写出关系式）
（3）某同学根据获得的实验数据总得到关系式，你认为两车的碰撞属于 碰撞。
7．某同学利用下图所示的实验装置测定滑块与木板间的动摩擦因数 。置于水平桌面的长木板上固定两个光电门1、2。滑块上端装有宽度为d的挡光条，滑块和挡光条的总质量为M，右端通过不可伸长的细线与钩码m相连，光电门1、2中心间的距离为x。开始时直线处于张紧状态，用手托住m，实验时使其由静止开始下落，滑块M经过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2。
(1)该同学认为钩码的重力等于滑块所受到的拉力，那么他应注意 。
(2)如果满足(1)中的条件，该同学得出滑块与木板间的动摩擦因数= 。
(3)若该同学想利用该装置来验证机械能守恒定律，他只需 就可以完成实验。
8．为了测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ,一同学设计了如图甲所示的实验装置,A为左端带滑轮的滑块,B为盛有砂的砂桶.
甲　乙　丙
(1)实验时,必须要进行的操作是　　　　.
A．用天平测量出砂和砂桶的总质量
B．调整滑轮的位置,使绳与桌面平行
C．保证砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量
D．将滑块靠近打点计时器,先接通电源,再释放滑块
(2)实验中该同学得到了如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点之间还有四个点未画出),打点计时器的交流电源的频率为50 Hz,根据纸带可以求出滑块的加速度a=　　　　m/s2(保留两位有效数字).
(3)通过改变砂的质量,得到滑块运动的加速度与力传感器的示数F的关系如图丙所示,纵轴截距为-b,已知当地的重力加速度为g,则滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=　　　　(用b、g表示).
(4)实验中已测得滑块的质量为M,将其由静止释放,力传感器的示数为F,滑块运动的距离为s1时,砂桶刚好接触地面且不反弹,滑块再滑行s2的距离后停止运动,则滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的表达式为μ=　　　　(用F、M、s1、s2、g表示);μ的测量值与真实值相比　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”).
9．利用如图所示的装置验证“碰撞中的动量守恒”.光滑的水平桌面上固定一个半圆弧竖直挡板,在A、B两点处各安装一个压力传感器,桌面及挡板上均涂有润滑油,实验步骤如下:
①在A、B两点间的某个位置靠挡板放置一个质量为m2的小球2;
②在挡板左端点处放置另一质量为m1的小球1;
③给小球1某一初速度使之沿着挡板运动,并与小球2发生碰撞,直至两球均离开挡板;
④记录A处传感器先后显示的两个压力值F1、F2和B处传感器显示的一个压力值F3.
实验过程中　　　　(填“需要”或“不需要”)测量半圆弧挡板的半径;碰撞瞬间小球1对小球2的冲量大小正比于　　　　(填“F3”或“”);若在误差允许的范围内,等式　　　　　　　成立,则可证明碰撞前后两小球组成的系统总动量不变;若该过程为弹性碰撞,则F1、F2、F3还应满足的等式为　　　　　　　.
10．如图所示为某小组验证动量守恒的实验,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,弹簧压缩并锁定,在金属管两端各放置一个金属小球(两球直径略小于管径且与弹簧不相连),现解除弹簧锁定,两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射,然后按下列步骤进行实验:
①用天平测出两球质量m1、m2;
②用刻度尺测出小球1的落点P到管口M的水平距离x1;
③用刻度尺测出两管口离地面的高度h.
回答下列问题:
(1)还需要测量的一个物理量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(2)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒的表达式是　　　　　　　　;
(3)已知当地重力加速度为g,则解除弹簧锁定前,弹簧的弹性势能是　　　　　　　　.
11．某学习小组进行验证动量守恒定律实验。如图所示，立柱竖直固定在水平面上，水平轻弹簧一端固定在立柱上，处于自然长度，物块甲静置于水平面上，与轻弹簧的自由端在O点接触但不栓接。实验步骤如下：
（1）先对物块甲施力使其缓慢向左运动至轻弹簧的自由端到P点，撤去外力后，物块甲可运动到O点右侧A点停止运动。
（2）再次对物块甲施力使其缦慢向左运动至轻弹簧的自由端到P点，在O点放置物块乙（图中未画出），撤去作用于物块甲的外力后，物块甲与物块乙在O点发生碰撞，碰撞后，物块甲到达B点停止运动，物块乙到达C点停止运动。
（3）物块甲、乙与水平面间动摩擦因数相同，物块甲、乙均可视为质点，物块甲、乙的碰撞时间极短可不计，不计空气阻力。
（4）用刻度尺测量OA、OB、OC及OP间距，则要验证物块甲、乙碰撞过程动量是否守恒。还需测量的物理量是① ② ；在实验误差允许范围内，若满足 = ，则说明物块甲、乙碰撞过程动量守恒。
12．某同学欲测定滑块与长木板间的动摩擦因数。他将长木板左端垫高并固定，如图所示，在长木板上固定两个光电门，将带遮光条的滑块从木板上方某处由静止释放，滑块沿长木板向下做加速运动，依次通过光电门1、2，记录遮光条通过光电门1、2的时间、，遮光条的宽度为，光电门1、2间的距离为，长木板的倾角为，重力加速度大小为。回答下列问题：
(1)遮光条通过光电门1时的速度大小 。
(2)遮光条通过光电门2时的速度大小 。
(3)滑块在长木板上滑行时的加速度大小 。
(4)滑块与长木板间的动摩擦因数 。
13．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压恒为6.0V，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。

（1）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线。曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的 ；
A．电压 B．电容 C．电量
（2）开关S先跟2相接，若由实验得到的数据，在图2中描出了12个点（用“×”表示），可以估算出当电容器两端电压为6.0V时该电容器所带的电荷量约为 C，从而算出该电容器的电容约为 F；（结果均保留2位有效数字）
（3）在下列四个图像中，表示充放电实验过程中通过传感器的电流随时间变化的图像和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有 。
14．如图所示是某小组同学利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”实验的装置。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d；
C．将滑块移至图示位置，测出两个光电门间的距离l；
D．将气垫导轨通电，使其正常工作，并释放滑块，读出遮光条通过两个光电门时的遮光时间和；
E.用天平称量托盘和砝码的总质量m和滑块质量M。
回答下列问题：
(1)若重力加速度为g，题干中的各物理量间须满足关系式 时，可以验证系统机械能守恒。
(2)本实验是否需要满足： （选填“是”或“否”）。
(3)多次测量后，在进行数据处理时，同学发现托盘和砝码重力势能的减小量总是小于系统动能的增加量，可能的原因是（　　）
A．装置的滑轮处存在摩擦
B．托盘和滑块在运动时受到空气阻力的影响
C．导轨未能调成水平，右侧高、左侧低
15．某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，已知物块A（含挡光片）、物块B、物块C的质量均相等，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。用外力控制物块A，使A、B、C处于静止状态。
（1）初始时，测出物块C到地面的高度h，要保证实验成功，使开始时挡光片到光电门的距离 （填“略小于h”或“略大于h”）。
（2）由静止释放物块A，测得挡光片通过光电门的挡光时间为t，则物块C刚要落地时的速度大小为 ，如果表达式 成立，则从释放A到C刚好要落地的过程中， （填“物块C”或“物块A、B、C组成的系统”）机械能守恒。
（3）实验中发现研究对象的重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 。
16．某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为 ,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g。
图1
(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为______________,钩码的动能增加量为______________,钩码的重力势能增加量为______________。
图2
图3
(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图3所示。
由图3可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是____________________。
17．李红利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图1所示。重力加速度大小为g。
(1)主要的实验步骤如下：
①开动气泵，调节气垫导轨，将滑块无初速度轻放在导轨上，滑块能 ，可认为导轨水平。
②测出遮光片的宽度d。
③用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块（含遮光片）的质量M。
④将滑块移至图1所示位置A，测出遮光片到光电门B的距离l。
⑤将滑块由静止释放，读出遮光片通过光电门B的遮光时间t，滑块通过光电门B时的速度 ，系统动能增加了 （用题中物理量符号表示）。
⑥改变l，重复实验，作出图像如图2所示，若机械能守恒定律成立，则图像的斜率 （用题中物理量符号表示）。
(2)由于系统受阻力f的作用，系统动能的增加量略小于系统重力势能的减少量，若定义，则 。
18．如图所示，在水平桌面的左端固定一个圆弧槽滑道，滑道的末端与水平桌面相切。桌面的右端附近固定一个光电门。直径为、质量为的小球1从圆弧槽上某处由静止释放。下滑到水平桌面向右运动通过光电门与静止在桌面右边缘的质量为的小球2发生正碰，碰后小球1向左弹回，小球2离开桌面做平抛运动。测出小球1连续两次通过光电门的时间分别为（光电门与球心等高），桌面离水平地面高度为，小球2碰后做平抛运动的水平距离为。
（1）若两球的碰撞为弹性碰撞，则两球的质量大小关系应满足 （填“<”“>”或“=”）。
（2）改变小球1在圆弧槽上静止释放的位置，重复实验，实验中测出多组与的数据。若要验证两小球在碰撞过程中动量守恒，则需要满足的关系式为 ；若碰撞过程是弹性碰撞，则还需要满足关系式 （用题中所给字母的符号表示）。
19．(1)探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片P从A移到B的过程中，负载电阻R两端的电压变化。
①图2为实验器材部分连线图，还需要 (填“af”“bf”“fd”“fc”“ce”或“cg”)连线(多选)。
②图3所示电压表的示数为 V。
图1
图2
图3
图4
③已知滑动变阻器的最大阻值R0＝10 Ω，额定电流I＝1.0 A。选择负载电阻R＝10 Ω，以R两端电压U为纵轴，为横轴(x为AP的长度，L为AB的长度)，得到U－分压特性曲线为图4中的“I”；当R＝100 Ω，分压特性曲线对应图4中的 (填“Ⅱ”或“Ⅲ”)；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是 。
(2)两个相同的电流表G1和G2如图5所示连接，晃动G1表，当指针向左偏时，静止的G2表的指针也向左偏，原因是 (多选)。
图5
A．两表都是“发电机”
B．G1表是“发电机”，G2表是“电动机”
C．G1表和G2表之间存在互感现象
D．G1表产生的电流流入G2表，产生的安培力使G2表指针偏转
20．某物理兴趣小组用如图所示的装置做验证机械能守恒定律的实验，一细绳跨过悬挂的光滑定滑轮，两端分别系有小球A和B，初始时A、B处于静止状态，先将细绳拉紧，然后同时释放小球A、B，已知当地重力加速度为g。
(1)测得小球A、B的质量分别为m1、m2，且m1(2)实验中测得小球A上升距离h所用时间为t，则该过程中A、B两球组成的系统重力势能减少量 Ep= ，动能增加量 Ek= 或 Ek= （用字母m1、m2、g、h和t表示），若实验中满足 Ep= Ek，则验证了A、B两球组成的系统机械能守恒。
(3)为提高实验结果的准确程度，小组同学对此实验提出建议，下列建议中确实对提高准确程度有作用的是（　　）
A．细绳的质量要轻
B．在“细绳”的前提下，绳子越长越好
C．尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃
D．两个物块的质量之差要尽可能小
参考答案
1．【答案】（1） （3分）；（3分）
（2） 见解析（1分）
【详解】
（1） 根据匀变速直线运动规律可知打下计数点时的速度等于和之间的平均速度，则；物块1下降的高度等于物块2上升的高度，为，系统的重力势能减少量为。
（2） 该实验产生误差的原因可能是细绳与定滑轮有摩擦、打点计时器与纸带之间有摩擦消耗掉一定能量，细绳与纸带的动能、势能变化没有计入等。
2．【答案】 0.4 ； 0.25 ； CD
【详解】
（1）[1]两物体运动时间相同，则对小球
对滑块
解得
（2）[2]对滑块
其中sinθ=0.6，cosθ=0.8解得
μ=0.25
（3）[3]AB．根据上述表达式可知
滑块的质量m和重力加速度g都能从两边消掉，则对实验无影响，选项AB错误；
C．长度测量时的读数误差，会使测量结果产生误差，选项C正确；
D．小球落地和滑块撞击挡板不同时，则会对滑块的加速度a的值先生误差从而影响摩擦因数的值，选项D正确。
故选CD。
3．【答案】
【详解】(1)[1]把m、M看成一个系统，根据牛顿第二定律：
摩擦力为：
联立解得：
(2)[2]A受到的滑动摩擦力为：
根据平衡条件可得：
联立可得：
(3)[3]根据平衡条件可得：
解得：
4．【答案】(1)乙 (2)4.0；0.5 (3)
【详解】（1）在方案甲中，滑块要在长木板上匀速运动，弹簧秤的读数才等于滑块与木板间的滑动摩擦力大小，而在方案乙中，无论木板如何运动，对滑块都存在弹簧秤的拉力和滑动摩擦力相平衡，且在方案乙中，弹簧秤是静止的，便于读数，故更合理的是乙方案，故填乙。
（2）如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2 N，根据弹簧测力计读数规则得滑动摩擦力大小为，填4.0 N；
可知滑块重力为，由滑动摩擦力计算公式，解得，填0.5。
（3）根据，牛顿第二定律得到验证需满足，故填。
5．【答案】（1）2.550　（2）　mbxb
【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为5.0×0.01 mm＝0.050 mm，所以最终读数为2.5 mm＋0.050 mm＝2.550 mm。
（2）烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为va＝，故a的动量大小为pa＝ma。b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得h＝gt2，xb＝vbt，解得vb＝xb，b的动量大小为pb＝mbxb，若动量守恒，设向右为正，则有0＝mbvb－mava，即ma＝mbxb。
6．【答案】等于；；非弹性碰撞
【详解】（1）因为实验只测量了小车在长木板上移动的距离，所以只有两小车在长木板上的加速度一样，两车的初速度之比才等于位移的平方根之比。二车与长木板的摩擦因数相同。
（2）设小车在O点的速度为v，则根据运动学公式得，所以，验证动量守恒需满足，化简得
（3）根据得，所以碰撞动能有损失，属于非弹性碰撞。
7．【答案】 M远大于m 将木板左端抬高，平衡摩擦力
【详解】(1)[1]实际上滑块所受到的拉力小于钩码的重力，对滑块应用牛顿第二定律
对钩码
两式相加解得加速度
而如果满足题中条件，同理解得加速度为
若想
M必须远大于m。
(2)[2]对于滑块通过光电门时的速度
由动能定理得：
解得
(3)[3]验证机械能守恒，需要将摩擦力平衡掉，所以该同学需将木板左端抬高，平衡摩擦力。
8．【答案】(1)BD　(2)0.88　(3)　(4)　偏大
【解析】(1)本实验中滑块受到的拉力可以由力传感器读出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使砂和砂桶的质量远小于滑块的质量,故A、C错误;绳与桌面必须平行,以保证拉力的方向与滑块的运动方向一致,故B正确;应用打点计时器时,将滑块靠近打点计时器,应先接通电源,待打点稳定后再释放滑块,故D正确.
(2)每隔四个点取一个计数点,故打下相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s,根据逐差法可得a= m/s2=0.88 m/s2.
(3)根据牛顿第二定律可得2F-μmg=ma,解得a=F-μg,结合题图丙可知,μg=b,解得μ=.
(4)对滑块,在整个运动过程中,根据动能定理可得2Fs1-μMg·(s1+s2)=0-0,解得μ=;因为实验中不可避免存在阻力(纸带与限位孔间、滑轮与绳间的摩擦),导致μ的测量值偏大.
9．【答案】不需要　　(+)=　F1=F2+F3
【解析】由题意可知F1=,F2=,F3=,若动量守恒,则有m1v1=-m1v2+m2v3,联立解得(+)=,与挡板的半径无关,故不需要测量挡板半径.碰撞瞬间小球1对小球2的冲量大小为I=m2v3,联立解得I=,所以碰撞瞬间,小球1对小球2的冲量大小正比于.若为弹性碰撞,则有=+,联立解得F1=F2+F3.
10．【答案】(1)小球2的落点Q到管口N的水平距离x2
(2)m1x1=m2x2　(3)
【解析】(1)题中已测出两小球的质量m1、m2,两管口离地面的高度h,又测出小球1落点P到管口M的水平距离x1,要验证动量守恒定律,还需要测量小球2的落点Q到管口N的水平距离x2;
(2)两小球弹出后,做平抛运动,平抛运动时间t=,两小球做平抛运动的初速度分别为v1=,v2=.若弹射运动中系统动量守恒,则有m1v1=m2v2,联立解得m1x1=m2x2,解得m1x1=m2x2;
(3)弹射装置将两小球弹射出金属管运动中,弹簧的弹性势能转化为两小球的动能,则Ep=m1+m2,因此解除弹簧锁定前,弹簧的弹性势能Ep=.
11．【答案】（4）；；；
【详解】（4）由于物体在外力作用下将物体压缩弹簧至P点，撤去外力后，物块甲运动到O点，设此时的速度为v，则物体离开弹簧后运动至A点静止过程中，由运动学公式可得物体离开弹簧后的动量初为，在O点放置物块乙，撤去作用于物块甲的外力后，物块甲与物块乙在O点发生碰撞，碰撞后物块甲到达B点停止运动，物块乙到达C点停止运动。则对物体甲可知其碰后的动量为，对物体乙可知其碰后的动量为，若物块甲、乙碰撞过程动量满足，代入各式化简得，则说明在实验误差允许范围内，物块甲、乙碰撞过程动量守恒，且必须测量的物理量是和。
12．【答案】(1)，(2)，(3)，(4)
【详解】（1）遮光条通过光电门1时的速度大小为
（2）遮光条通过光电门2时的速度大小为
（3）根据运动学公式可得，联立可得滑块在长木板上滑行时的加速度大小为
（4）设滑块与遮光条的总质量为，根据牛顿第二定律可得，联立可得滑块与长木板间的动摩擦因数为
13．【答案】C； ； ；AC/CA
【详解】（1）[1]根据可知，曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的电荷量。选C。
（2）[2] 开关S跟2相接，电容器充电；当电容器两端电压为6.0V时，电容器充电完成；由曲线与坐标轴围成的面积表示电容器所带的电量可知，约为
[3]由可得
（3）[4] AB．电容器的充电电流与放电电流流过传感器的方向相反，且电流均逐渐变小，A正确，B错误；
CD．充电过程，电压逐渐增大，且增大的越来越慢；放电过程电压逐渐变小，减小的越来越慢，C正确，D错误。选AC。
14．【答案】(1) (2)否 (3)C
【详解】（1）根据题意可知，滑块先后经过两个光电门的速度分别为，，若系统的机械能守恒，则有，即上式成立，则可以验证系统机械能守恒。
（2）本实验只要比较重力势能的减小量和系统动能的增量是否相等，即可验证系统机械能是否守恒，不需要满足托盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量。
（3）AB：装置的滑轮处存在摩擦和托盘和滑块在运动时受到空气阻力的影响会使托盘和砝码重力势能的减小量大于系统动能的增加量，AB错误；
C：导轨未能调成水平，右侧高、左侧低，则滑块的重力势能减小，使系统动能的增加量总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能，C正确。选C。
15．【答案】（1）略大于h （2）；；物块A、B、C组成的系统 （3）存在空气阻力、滑轮摩擦阻力
【详解】（1）要保证实验成功，由于C落地后，A、B的速度大小不变，即为C落地时的速度，但要在B落地前通过光电门，因此开始时挡光片到光电门的距离略大于h。
（2）物块A通过光电门的速度；
如果表达式成立，即成立，则物块A、B、C组成的系统机械能守恒。
（3）实验中发现研究对象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、滑轮摩擦阻力。
16．【答案】(1) (2分) (1分)mgh5(1分)
(2)见解析(2分)
【详解】(1)由题意可知,打下A点时,弹簧形变量Δx1=L-L0,此时弹簧的弹性势能 ,打下F点时,弹簧形变量Δx2=L-h5-L0,此时弹簧的弹性势能 ,弹性势能的减少量ΔE=Ep1-Ep2,代入得 ;打下A点时钩码速度为零,设打下F点时钩码速度为v,有 ,故动能的增加量 ;钩码的重力势能增加量ΔEp=mgh5。
(2)弹簧弹性势能一部分转化为钩码、纸带、弹簧的重力势能和动能,由于纸带与限位孔之间的摩擦阻力或钩码运动过程中的空气阻力做功,系统机械能减小,故随着h增大,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大。
17．【答案】(1)做匀速直线运动；；；；(2)
【详解】（1）①[1]开动气泵，调节气垫导轨，将滑块无初速度轻放在导轨上，滑块能做匀速直线运动，可认为导轨水平；
⑤[2] 遮光片通过光电门B的遮光时间t，滑块通过光电门B时的速度为
[3]系统动能增加了
⑥[4]若系统的机械能守恒定律成立，有，可得，则图像的斜率为
（2）由于系统受阻力f的作用，系统动能的增加量略小于系统重力势能的减少量，若定义，则有，可得
18．【答案】>； ； ；
【详解】
（1）设m1碰撞前后的速度分别为v1、，m2碰撞后的速度为，取水平向右为正方向，弹性碰撞满足
联立解得
由于碰后m1向左弹回，则有
即
（2）由题意可知，小球1碰撞前后的速度大小分别为
，
小球2碰后做平抛运动，则有
联立解得
若碰撞过程中动量守恒，则需要满足的关系式为
即
若碰撞过程是弹性碰撞，则机械能守恒，还需满足
即
19．【答案】(1)①af、fd、ce；②1.50±0.02；③Ⅱ；R0【详解】本题考查探究滑动变阻器的分压特性和发电机、电动机工作原理。
(1)①由题图4可知，电压表量程选取0～3 V，由题图1可知，题图2中还需要af、fd、ce连线；②电压表量程为0～3 V，最小分度为0.1 V，则电压表示数为1.50 V；③由电路图可知，R与RAP并联后再与RPB串联，RAP＋RPB＝R0＝10 Ω，当R＝100 Ω时，RAP R，R与RAP并联部分的电阻趋近于RAP，滑片移动时电路总电阻几乎不变，U＝URAP≈·RAP＝·，U近似与成正比，故分压特性曲线对应图4中的Ⅱ，则滑动变阻器最大阻值的选择依据为R0(2)G1表指针偏转，内部线圈切割磁感线产生感应电流，则G1表相当于“发电机”，电流会流入G2表内部线圈，而该线圈处于磁场中，安培力使G2表指针偏转，则G2表相当于“电动机”，B、D正确。
20．【答案】(1)
(2)
(3)AC
【详解】（1）设小球A加速上升过程中绳子拉力为，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）[1]小球A、B连结在一起，A上升的距离一定等于B下降的距离，A、B的速度总是大小相等．系统重力势能减少量为
[2][3]动能增加量为
由
和
可得速度
或
则动能增加量为
或
（3）A．如果细绳质量不能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律的实验带来误差，选项A正确；
BC．若绳太长，容易引起物体的摆动，当物体摆动时，两物体的速度大小有差别，给计算系统的动能带来误差，即尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃，选项B错误、选项C正确；
D．绳子长度和两个物块质量差应适当，即两个物块的质量之差不能尽可能小，也不能尽可能大，选项D错误。
故选AC。
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：创新实验综合基础练习3
一、创新实验—测量动摩擦因数（本大题共8小题）
1．某同学利用测质量的小型家用电子秤,设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。
如图(a)所示,木板和木块A放在水平桌面上,电子秤放在水平地面上,木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮,使其与木块A间的轻绳水平,与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n=0,1,2,3,4,5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0 g),向左拉动木板的同时,记录电子秤的对应示数m。
图(a)
图(b)
(1)实验中,拉动木板时____(填“必须”或“不必”)保持匀速。
(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量,则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m=____。
(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m-n图像,如图(b)所示,可得木块A和木板间的动摩擦因数μ=____(保留2位有效数字)。
2．用手机软件开展创新实验 某同学利用手机“声音图像”软件辅助测量物块与长木板间的动摩擦因数 。实验装置如图甲所示，将长木板固定在水平桌面上，物块置于长木板上且两端分别通过跨过定滑轮的细线与小球、相连，实验前分别测量出小球、底部到地面的高度、。打开手机软件，某时刻烧断一侧细线，记录下小球与地面两次碰撞声的时间图像（两小球落地后均不反弹）。
（1） 烧断细线前，用分度值为的刻度尺测量，刻度尺的0刻度线与地面齐平，小球的位置如图乙所示，则__________________；
（2） 实验时烧断物块左侧的细线，若算得下落的时间为，图丙为手机测得的时间，则物块加速运动的时间为__；若将手机放在靠近小球的地面上测量物块加速运动的时间，测量结果会__（填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（3） 仅改变小球实验前离地高度，测量不同高度下物块加速运动的时间，作出图像如图丁所示，由图像可求得斜率为，若小球的质量为，物块质量为，重力加速度为，则物块与木板间的动摩擦因数________________（用字母、、、表示）。
3．如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验.所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率的交流电源、纸带等.回答下列问题：
　　
　　　　　图（a）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图（b）
（1）铁块与木板间动摩擦因数 （用木板与水平面的夹角 、重力加速度和铁块下滑的加速度表示）.
（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角使 .接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）表示.图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）.重力加速度为.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 （结果保留2位小数）.
4．某研究小组设计了一测量动摩擦因数的实验装置，如图所示，在桌面边缘固定一长木板，限位杆到桌面的距离为h，限位杆末端与木板底端平齐，测量限位杆与木板交点到限位杆右端的距离，记为x，将物块从长木板与限位杆交点处由静止释放，运动到木板底端后通过一小段圆弧使物块沿水平方向从桌面飞出，记下物块落地位置到桌面边缘的水平距离d，保持限位杆到桌面的距离不变，调整木板与桌面间的夹角，重复操作，得到多组对应的和重力加速度为g，请完成以下问题：
（1）设物块与木板间的动摩擦因数为，则物块运动到木板底端时的速度　　　（要求式中含）
（2）桌面到水平面的距离为H，则物块运动到水平面时的水平速度　　　（要求式中含）。
（3）本题中测量动摩擦因数的关系式为　　　，结合测得数据作出　　　（填“”“”或“”）图像，能得到一条直线，并结合图像法较方便得出结论，若作出图像的斜率为k，则物块与木板间的动摩擦因数为　　　。
（4）实验结束后，进行总结时，某同学提出，物块从木板末端经圆弧水平飞出的过程可能存在一定的动能损失，且损失的动能均相同，若该同学的说法成立，则动摩擦因数的测量值
　　　
（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
5．如图甲所示为一种摆式摩擦因数测量仪，它可测量轮胎与地面间的动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的细杆。摆锤的质量为m，细杆可绕转轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处由静止释放．摆锤下摆到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离，之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置。若某次测量过程中，测得，传感器（连接计算机，未画出）测得摆锤对地面的压力随时间t的变化规律如图乙所示。已知重力加速度为。
(1)摆锤与地面接触前瞬间的动量大小为 kg·m/s，摆锤离开地面后瞬间的动量大小为 kg·m/s（保留三位有效数字）；
(2)摆锤与地面接触挤压的时间内，摆锤对地面的压力的冲量大小约为 N·S；
(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数为 ；
(4)关于本实验的误差来源，你认为有 （至少写一条）。
6．某同学用如图甲所示装置测滑块与长木板间的动摩擦因数。半圆弧轨道和长木板固定在水平面上，半圆弧轨道底端上表面与长木板左端上表面平滑连接，重力加速度为g，长木板足够长。
（1）先用螺旋测微器测挡光片的宽度，测量示数如图乙所示，则挡光片的宽度 ；
（2）将滑块在圆弧面上的P点由静止释放，测得滑块通过光电门时挡光片的挡光时间，则滑块通过光电门时的速度 ，若滑块停在长木板上的位置离光电门的距离为s，则滑块与长木板间的动摩擦因数 ；（均用测量的和已知的物理量符号表示）
（3）若将滑块在圆弧面上的更高点Q点由静止释放重新进行实验，实验操作过程正确，则测得的结果与（2）中测得的结果相比 （选填“误差大”“误差小”或“误差相同”）。
7．某实验小组为了测定小物块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置，力传感器可以测出轻绳的拉力大小，滑轮及轻绳质量不计，重力加速度g取。
①按图甲所示装置安装实验器材，图中长木板保持水平；
②在砂桶内放入一定质量的砂子，小物块靠近打点计时器，接通打点计时器的电源，释放小物块，打出一条纸带，同时记录力传感器的读数；
③利用纸带计算小物块的加速度；
④改变砂桶内砂子的质量，重复步骤②③；
⑤以小物块加速度a为纵坐标，力传感器读数F为横坐标，作出图像如图乙所示。
回答下列问题：
(1)砂子与砂桶的总质量 （选填“需要”或“不需要”）远小于小物块的质量。
(2)通过图乙可以求得小物块的质量为 kg；小物块与长木板间的动摩擦因数 。（结果均保留两位有效数字）
(3)考虑系统误差，的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
8．为了测量木块与木板间动摩擦因数μ，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置 ，让木块从倾斜木板上A点由静止释放 ，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机 ，描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律 ，取 g=10m/s2，如图所示:（以下结果均保留三位有效数字）
（1）根据上述图线 ，计算可得木块在 0.4s时的速度大小v= ______m/s。
（2）根据上述图线 ，计算可得木块的加速度大小a= ______m/s2。
（3）现测得斜面倾角为30°，则μ=______。（）
二、以机械能守恒定律为基础的创新实验（本大题共8小题）
9．某同学采用如图甲所示装置验证物块A与物块B（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调，mB=3mA，细线始终伸直。不计滑轮和遮光条的质量，不计一切摩擦，实验时将物块B由静止释放。
(1)用螺旋测微器测出遮光条宽度d如图乙所示，则d= mm；
(2)光电门某次测得时间为t，则此时A的速度大小为 （用含d、t字母的表达式表示）；
(3)改变光电门与物块B之间的高度h，重复实验，测得各次遮光条的挡光时间t，以h为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出图像，如图丙所示，该图像的斜率为k，在实验误差允许范围内，若k= （用含g、d字母的表达式表示），则验证了系统机械能守恒定律。
10．某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，物块释放点与光电门之间的距离为（远远小于。现将物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间
（1）改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，作出图像如图2所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证正确的关系式是______。
A． B．
（2）在（1）中的条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则 （用表示）。
（3）在（1）中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为 （表示）。
11．实验器材创新和数据处理 （8分）物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下：
.测量遮光片宽度，滑块到光电门的距离，选用标准质量均为的砝码个，已知重力加速度为；
.先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一个砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下遮光片通过光电门的时间，由此得出通过光电门的速度；
.依次改变砝码盘中砝码个数，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤，得到一系列和的数据；
.以为纵轴，为横轴，若数据满足一次函数形式，则完成验证“系统机械能守恒”。
（1） 在进行实验之前，下列选项中必须操作的是____（填标号）。（ ）
A. 静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快
B. 动滑轮右侧的细绳应尽量竖直，以有效减少实验误差
C. 滑块质量必须远远大于砝码质量，以有效减少实验误差
（2） 滑块通过光电门时，砝码盘中砝码的速度为____________（用和表示）。
（3） 若所绘制的图像斜率为，则滑块的质量__________________（用、、、和表示）。
（4） 由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会________（填“偏小”“偏大”或“相同”）。
12．某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，已知物块A（含挡光片）、物块B、物块C的质量均相等，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。用外力控制物块A，使A、B、C处于静止状态。
（1）初始时，测出物块C到地面的高度h，要保证实验成功，使开始时挡光片到光电门的距离 （填“略小于h”或“略大于h”）。
（2）由静止释放物块A，测得挡光片通过光电门的挡光时间为t，则物块C刚要落地时的速度大小为 ，如果表达式 成立，则从释放A到C刚好要落地的过程中， （填“物块C”或“物块A、B、C组成的系统”）机械能守恒。
（3）实验中发现研究对象的重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 。
13．某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。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是一条直线，如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图乙中直线斜率大小的理论值为 。
(2)由图乙得：直线斜率的大小为 ，小钢球的重力为 。（结果均保留2位有效数字）
(3)该实验系统误差的主要来源是________（单选，填正确答案标号）。
A．小钢球摆动角度偏大
B．小钢球初始释放位置不同
C．小钢球摆动过程中有空气阻力
(4)考虑到上述实验误差的影响，实验得到的图像与理论值相比________。
A．斜率偏小
B．斜率偏大
C．纵截距偏小
D．纵截距偏大
14．实验器材创新和数据处理分物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下：
.测量遮光片宽度，滑块到光电门的距离，选用标准质量均为的砝码个，已知重力加速度为；
.先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一个砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下遮光片通过光电门的时间，由此得出通过光电门的速度；
.依次改变砝码盘中砝码个数，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤，得到一系列和的数据；
.以为纵轴，为横轴，若数据满足一次函数形式，则完成验证“系统机械能守恒”。
（1） 在进行实验之前，下列选项中必须操作的是________（填标号）。
A.静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快
B.动滑轮右侧的细绳应尽量竖直，以有效减少实验误差
C.滑块质量必须远远大于砝码质量，以有效减少实验误差
（2） 滑块通过光电门时，砝码盘中砝码的速度为____________（用和表示）。
（3） 若所绘制的图像斜率为，则滑块的质量__________________（用、、、和表示）。
（4） 由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会________（填“偏小”“偏大”或“相同”）。
15．如图所示是某小组同学利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”实验的装置。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d；
C．将滑块移至图示位置，测出两个光电门间的距离l；
D．将气垫导轨通电，使其正常工作，并释放滑块，读出遮光条通过两个光电门时的遮光时间和；
E.用天平称量托盘和砝码的总质量m和滑块质量M。
回答下列问题：
(1)若重力加速度为g，题干中的各物理量间须满足关系式 时，可以验证系统机械能守恒。
(2)本实验是否需要满足： （选填“是”或“否”）。
(3)多次测量后，在进行数据处理时，同学发现托盘和砝码重力势能的减小量总是小于系统动能的增加量，可能的原因是（　　）
A．装置的滑轮处存在摩擦
B．托盘和滑块在运动时受到空气阻力的影响
C．导轨未能调成水平，右侧高、左侧低
16．用如图甲所示的实验装置验证组成的系统机械能守恒．从高处由静止开始下落，上拖着的纸带通过打点计时器，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．如图乙所示是实验中获取的一条纸带；O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离已标注，打点计时器所接电源频率为50Hz．已知，则（计算结果均保留两位有效数字）
(1)在纸带上打下计数点5时的速度 。
(2)在打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统动能的增加量 J，系统势能的减少量 J（当地的重力加速度g取）
(3)若某同学作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度 。
三、实验：以动量守恒为基础的创新实验（本大题共9小题）
17．如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定,左支点高度可调,装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
(1)要测量滑块的动量,除了前述实验器材外,还必需的实验器材是　　　　。
(2)为减小重力对实验的影响,开动气泵后,调节气垫导轨的左支点,使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做　　　　运动。
(3)测得滑块B的质量为197.8 g,两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示,其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向,由图中数据可得滑块B碰前的动量为　　　　kg·m·s-1(保留2位有效数字),滑块A碰后的图线为　　　　(填“②”“③”或“④”)。
18．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律,设计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上,其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
图(a)
图(b)
测量硬币的质量,得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1＞m2)。将硬币甲放置在斜面上某一位置,标记此位置为B。由静止释放甲,当甲停在水平面上某处时,测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处,左侧与O点重合,将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后,分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变,重复实验若干次,得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
(1)在本实验中,甲选用的是______________(填“一元”或“一角”)硬币;
(2)碰撞前,甲到O点时速度的大小可表示为______________(设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g);
(3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒,则 ______________(用m1和m2表示),然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒;
(4)由于存在某种系统或偶然误差,计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1,写出一条产生这种误差可能的原因:___________________________。
19．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验.在足够大的水平平台上的点放置一个光电门，水平平台上点右侧摩擦可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为.实验步骤如下：
甲
①在小滑块上固定一个宽度为的挡光片；
②用天平分别称出小滑块（含挡光片）和小球的质量、；
和间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；
④细线烧断后，、瞬间被弹开，向相反方向运动；
⑤记录小滑块通过光电门时挡光片的遮光时间；
⑥小滑块最终停在点（图中未画出），用刻度尺测出、之间的距离；
⑦小球从平台边缘飞出后，落在水平地面的点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度及平台边缘铅垂线与点之间的水平距离；
⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量.
（1）小滑块经过光电门时的速度为 （用上述实验数据字母表示）.
（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证等式 成立即可（用上述实验数据字母表示）.
（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到与的关系图像如图乙所示，图线的斜率为，则平台上点左侧与小滑块之间的动摩擦因数大小为 （用上述实验数据字母表示）.
乙
20．某同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。长木板的顶端安装着位移传感器，可以测量小车A到传感器的距离x。
（1）现将小车A紧靠传感器，并给小车A一个初速度，传感器记录了x随时间t变化的图像如图乙所示，此时应将小木块水平向 （选填“左”或“右”）稍微移动一下。
（2）调整好长木板后，让小车A以某一速度运动，与静止在长木板上的小车B（后端粘有橡皮泥）相碰并粘在一起，导出传感器记录的数据，绘制x随时间t变化的图像如图丙所示。
（3）已知小车A的质量为0.4kg，小车B（连同橡皮泥）的质量为0.2kg，由此可知碰前两小车的总动量是 kg·m·s-1，碰后两小车的总动量是 kg·m·s-1。（计算结果均保留两位有效数字）。若在误差允许的范围内，两小车碰撞前后总动量相等，则碰撞前后动量守恒。
21．某实验小组验证动量守恒定律。主要实验器材有：两个质量不同的滑块、天平、两个相同轻质弹簧、两个压力传感器及其配件、气垫导轨及其配件。

（1）用天平测出两个滑块的质量，；
（2）用充气泵给气垫导轨充气，调节气垫导轨水平，并将两轻质弹簧水平固定在压力传感器上，如图甲所示；
（3）水平向右推滑块，使右侧弹簧适当压缩并锁定。压力传感器开始记录数据，同时开始计时，时刻释放。与发生碰撞后，向左运动并压缩左侧弹簧，返回再次压缩右侧弹簧。该过程中，两压力传感器A、B的示数随时间变化的图像如图乙中A、B所示；

（4）若弹簧弹力大小与形变量的关系如图丙所示；则释放过程中，弹簧对做的功 ；
（5）和组成的系统，碰撞前总动量 ，碰撞后总动量 。实验相对误差 ，如果小于，则可认为动量守恒。（所有空均保留三位有效数字）
22．某实验小组用图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律，当地的重力加速度大小为g，具体的实验步骤如下：
（1）将大小相同的小球A、B，用长度均为L、不可伸长的轻质细线，竖直悬挂在同一高度的M、N点，小球A、B恰好接触。用天平测得小球A的质量为，小球B的质量为，用游标卡尺测量两小球的直径如图乙所示，直径 cm。
（2）保持A、B两球与M、N在同一竖直面内，向左缓慢拉动A球，使得细线与竖直方向的夹角为且细线绷紧。由静止释放A球，A球与B球碰撞后，测得A、B两球向右摆动到最大高度时，细线与竖直方向的夹角分别为，要达到上述实验效果，小球A的质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）小球B的质量。
（3）A、B两球碰撞前瞬间A球的速度大小为 ，若关系式 成立，则验证了动量守恒定律，若A、B两球发生的是弹性碰撞，则能量守恒的关系式 也成立。（结果均用题中物理量的符号表示）
23．利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究.让质量为的滑块与质量为的静止滑块在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后和的速度大小和，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞.完成下列填空：
（1）调节导轨水平.
（2）测得两滑块的质量分别为和.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为 的滑块作为.
（3）调节的位置，使得与接触时，的左端到左边挡板的距离与的右端到右边挡板的距离相等.
（4）使以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与碰撞，分别用传感器记录和从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和.
（5）将放回到碰撞前的位置，改变的初速度大小，重复步骤（4）.多次测量的结果如下表所示.
1 2 3 4 5
0.49 0.67 1.01 1.22 1.39
0.15 0.21 0.33 0.40 0.46
0.31 0.33 0.33 0.33
（6）表中的 （保留2位有效数字）.
（7）的平均值为 （保留2位有效数字）.
（8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断.若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为 （用和表示），本实验中其值为 （保留2位有效数字）；若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块与滑块在导轨上的碰撞为弹性碰撞.
24．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g.实验步骤如下：
　　　
甲 乙
①在小滑块a上固定一个宽度为d的挡光片；
②用天平分别称出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；
③a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；
④细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；
⑤记录小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
⑥小滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出A、C之间的距离sa；
⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb；
⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量.
（1）小滑块a经过光电门时的速度为　　　　（用上述实验数据字母表示）.
（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证等式　　　　　　　　成立即可（用上述实验数据字母表示）.
（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到与sa的关系图像如图乙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与小滑块a之间的动摩擦因数大小为　　　　 （用上述实验数据字母表示）.
25．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中为水平段.选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验.
图（a） 图（b）
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为和.将硬币甲放置在斜面上某一位置，标记此位置为.由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从点到停止处的滑行距离.将硬币乙放置在处，左侧与点重合，将甲放置于点由静止释放.当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲、乙从点到停止处的滑行距离和.保持释放位置不变，重复实验若干次，得到、、的平均值分别为、、.
（1） 在本实验中，甲选用的是 （填“一元”或“一角”）硬币；
（2） 碰撞前，甲到点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为 ，重力加速度为）；
（3） 若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则 （用和表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒；
（4） 由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因: .
四、其他创新实验（本大题共5小题）
26．如图甲所示是用高电阻放电法测电容的实验电路图,其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C．该实验的操作步骤如下:
①按图甲所示电路图接好实验电路;
②接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度,记下此时的电压表读数U0=6.2 V和微安表读数I0=490 μA;
③断开开关S并同时开始计时,每隔5 s读一次微安表的示数I,将读数记录在预先设计的表格中;
④根据表格中的12组数据,以t为横坐标,I为纵坐标,在坐标纸上描点(图中用“×”表示).
(1)根据图乙所示的描点作出图线.
(2)图乙所示的I-t图线与t轴所围图形的“面积”所表示的物理意义是 　.
(3)根据以上实验结果和图线,估算当电容器的两端电压为U0时所带的电荷量Q0=　　　　C,并计算电容器的电容C=　　　　F.(计算结果均保留两位小数)
27．某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等.
实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间　　　　时,可认为气垫导轨水平;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2 及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=　　　　,滑块动量改变量的大小Δp=　　　　;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000 cm,m1=1.50×10-2 kg,m2=0.400 kg,Δt1=3.900×10-2 s,Δt2=1.270×10-2 s,t12=1.50 s,取g=9.80 m/s2.计算可得I=　　　　　　　　　N·s,Δp=　　　　kg·m·s-1;(结果均保留3位有效数字)
(7)定义δ=×100%,本次实验δ=　　　　%(保留1位有效数字).
28．已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所提供的器材还有：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电压表和毫安表（内阻可忽略）
（1）在方框中画出测量电路图。( )
（2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。由图可知，热敏电阻在25℃时的电阻为______kΩ（保留2位有效数字）。
（3）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警，若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中______（填“”或“”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______kΩ（保留2位有效数字）。
29．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压恒为6.0V，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。

（1）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线。曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的 ；
A．电压 B．电容 C．电量
（2）开关S先跟2相接，若由实验得到的数据，在图2中描出了12个点（用“×”表示），可以估算出当电容器两端电压为6.0V时该电容器所带的电荷量约为 C，从而算出该电容器的电容约为 F；（结果均保留2位有效数字）
（3）在下列四个图像中，表示充放电实验过程中通过传感器的电流随时间变化的图像和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有 。
30．Phyphox软件是专门针对智能手机开发的开展物理实验的软件，可以很好地助力同学们开展居家实验，从而成为居家实验中最常用的手机软件之一。某同学在智能手机上安装Phyphox软件后，设计实验测量氢气球所受的浮力以及运动中气球所受阻力大小与速率的关系。实验步骤如下：
①测量出手机和气球的总质量，；
②如图所示，该同学用细线将手机悬吊在氢气球的下方，由静止释放，氢气球将在空中向上运动，记录氢气球上升过程中多个位置的加速度a和速率v数据；
位置 1 2 3 4 5 6 7 8
速度/ 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
加速度/ 8.90 7.99 7.09 6.19 3.29 4.38 3.48 2.58
③根据表中的测量数据，在坐标纸上描出了各个点，做出图像如图所示。
（1）从图像可以确定氢气球运动所受阻力f大小与 （选填v、、、）成正比；
（2）根据得到的图像可得到氢气球所受的浮力大小为 N；由图像计算出图线斜率大小为，阻力f大小与上升速率v的关系式为： （用题中测得的物理量符号表示）。
参考答案
1．【答案】(1)不必(2分)　(2)mB-μ(mA+nm0)(2分)(3)0.40(3分)
【详解】(1)因为滑动摩擦力与物体间的运动形式无关,所以只要保证木板和木块A之间是相对滑动即可,不必保证拉动木板时保持匀速(提示:若以木块A为研究对象,测算摩擦力时,需要保证匀速运动(提示:若以木块A为研究对象,测算摩擦力时,需要保证匀速运动,但在实验中难以维持)。
(2)重物B受力平衡,有μ(mA+nm0)g+mg=mBg,则m=mB-μ(mA+nm0)。
(3)将(2)中结果整理得m=-μm0·n-μmA+mB,可得m-n图像斜率为k=-μm0,其中m0=20 g,由图像可得k≈-8 g,解得μ=0.40。
2．【答案】（1）
（2） 0.90；偏小
（3）
【详解】
（1） 由题图乙可知小球底部到地面的高度。
（2） 由题图丙可知，、两球落地时间差为，球先下落，时间短，则球下落时间为，即物块加速运动的时间为；若将手机放在靠近小球的地面上测量物块加速运动的时间，由于小球落地时声音传到手机的时间变长，小球落地时声音传到手机的时间变短，则、落地的时间差变小，故测量结果偏小。
（3） 物块和小球一起做匀加速直线运动，由匀变速直线运动位移—时间关系有，由牛顿第二定律有，整理可得；结合图像可得，解得。
3．【答案】（1）　　（2）0.35
【解析】（1）对铁块受力分析，铁块受重力、支持力和摩擦力，铁块沿木板向下运动，根据牛顿第二定律有，解得.
（2）由纸带中的数据，舍弃中间段数据，根据逐差法可求得铁块的加速度大小为，解得.
4．【答案】（1）；（2）；（3）；（4）等于
【解析】（1）设木板倾角为则物块在木板上运动时受到的摩擦力为物块在木板上运动的过程中，由动能定理有化简得。
（2）物块从桌面水平飞出后做平抛运动，竖直方向有水平方向有综合可得。
（3）上述两速度相同，联立得对关系式变式有即应作出图像，图像斜率则。
（4）物块在小圆弧位置损失相同的动能，即速度减小量相同，相当于（3）中所得关系式右侧减去一个常量，不影响图线的斜率，故若该同学的说法成立，动摩擦因数的测量值仍等于真实值。
5．【答案】(1)112， 78.4 (2)40 (3)0.84 (4)见解析
【详解】（1）由机械能守恒可知，摆锤与地面接触前瞬间的速度大小为，摆锤离开地面后瞬间的速度大小为，故摆锤与地面接触前后的动量大小分别为。
（2）图乙中图线与横轴所围面积约为10个格子的面积，故摆锤对地面的压力的冲量大小约为。
（3）对摆锤，由水平方向的动量定理，解得。
（4）引起实验误差的可能原因有：细杆质量相对摆锤质量不够小，不可忽略，故细杆重力势能减小、动能增加；转轴处摩擦不太小，会引起摩擦损耗；摆锤在最低点运动了一段距离，这段距离不能视为一个点；这三个因素都对最低点速度大小的计算构成影响。坐标纸格子较大，导致数格子数目来计算压力的冲量时误差较大。
6．【答案】 4.703； ； ；误差小
【详解】（1）[1]由图可知，螺旋测微器读数为
（2）[2]根据题意可得，滑块通过光电门时的速度为
[3]根据题意，由牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得
（3）[4]若将滑块在圆弧面上的更高点Q点由静止释放重新进行实验，则滑块通过光电门的时间更短，通过光电门后在长木板上滑行的距离更长，因此通过光电门的速度测量及通过光电门后滑行的距离测量误差更小，因此测量结果的误差更小。
7．【答案】(1)不需要，(2)2.0；0.10，(3)偏大
【详解】（1）实验中可利用力传感器直接得到绳子拉力，不需要满足砂子与砂桶的总质量远小于小物块的质量。
（2）根据牛顿第二定律可得，整理可得，所以图像的斜率，纵截距表示，由图可得，
（3）因为实验中不可以避免的存在其他阻力（纸带、滑轮摩擦），导致测量的小物块与长木板间的摩擦力偏大，所以的测量值偏大。
8．【答案】 0.400 1.00 0.453
【详解】（1）[1]木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则木块在0.4s时的速度大小为
（2）[2]根据匀变速直线运动的规律中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，木块在0.2s时的速度大小为
木块的加速度大小
（3）[3]斜面倾角为30°，则对木块受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
9．【答案】(1)1.195 (2) (3)
【详解】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以遮光条的宽度为
；
（2）A的速度大小为；
（3）若系统机械能守恒，则，，，所以，则。
10．【答案】（1）B（2）（3）
【详解】（1）小球经过光电门的速度为，若系统机械能守恒，则有，整理得，选B。
（2）当和时，物块通过光电门的时间相等，即物块经过光电门的速度相等，动能也相等，根据机械能守恒定律分别有，，整理可得。
（3）小物块经过光电门的速度越大，则小物块经过光电门所用时间越短，由（1）可知，当时，小物块通过光电t时的速度最大时，且此时小物块的加速度为零。对其进行受力分析有，解得，代入（1）中可得最大速度为。
11．【答案】（1） B
（2） （2分）
（3） （2分）
（4） 偏小（2分）
【详解】
（1） 滑块释放时若靠近光电门，则通过光电门时的速度很小，速度测量值误差较大，错误；动滑轮右侧的细绳应尽量竖直，以有效减少砝码盘下落高度的测量误差，正确；本实验不需要测量细绳上的拉力（点拨：通过实验的目的分析要测量的数据），滑块质量不需要远远大于砝码质量，错误。
（2） 滑块通过光电门时的速度大小为，砝码盘中砝码的速度为（点拨：砝码盘通过动滑轮连接，则滑块速度为砝码
盘中砝码速度的两倍）。
（3） 根据机械能守恒定律可知，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，即，解得（关键：找出对应的函数关系式），
所绘制的图像斜率为，则，解得滑块的质量为。
（4） 本实验中系统机械能守恒，动滑轮、砝码盘以及砝码盘中砝码的机械能的减小量等于滑块和滑块上砝码增加的动能，即，由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，所以实验减小的机械能偏小，则得出的滑块的质量与实际值相比将会偏小。
【试题亮点】本题在选择器材、设计实验以及数据处理上均有创新，比如用图像处理数据等。
12．【答案】（1）略大于h （2）；；物块A、B、C组成的系统 （3）存在空气阻力、滑轮摩擦阻力
【详解】（1）要保证实验成功，由于C落地后，A、B的速度大小不变，即为C落地时的速度，但要在B落地前通过光电门，因此开始时挡光片到光电门的距离略大于h。
（2）物块A通过光电门的速度；
如果表达式成立，即成立，则物块A、B、C组成的系统机械能守恒。
（3）实验中发现研究对象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、滑轮摩擦阻力。
13．【答案】(1)，(2)；0.59，(3)C，(4)C
【详解】（1）设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为，到最低点时细线拉力最大，则，，联立可得，即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为。
（2）[1][2]有图乙得直线的斜率为，，则小钢球的重力为
（3）该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小。选C。
（4）考了空气阻力，设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为，到最低点时细线拉力最大，则，，联立可得，有上述式子可知图像的斜率为不变，截距变为，即纵截距与理论值相比偏小。选C。
14．【答案】（1） B（2分）
（2） （2分）
（3） （2分）
（4） 偏小（2分）
【详解】
（1） 滑块释放时若靠近光电门，则通过光电门时的速度很小，速度测量值误差较大，错误；动滑轮右侧的细绳应尽量竖直，以有效减少砝码盘下落高度的测量误差，正确；本实验不需要测量细绳上的拉力（点拨：通过实验的目的分析要测量的数据），滑块质量不需要远远大于砝码质量，错误。
（2） 滑块通过光电门时的速度大小为，砝码盘中砝码的速度为（点拨：砝码盘通过动滑轮连接，则滑块速度为砝码
盘中砝码速度的两倍）。
（3） 根据机械能守恒定律可知，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，即，解得（关键：找出对应的函数关系式），
所绘制的图像斜率为，则，解得滑块的质量为。
（4） 本实验中系统机械能守恒，动滑轮、砝码盘以及砝码盘中砝码的机械能的减小量等于滑块和滑块上砝码增加的动能，即，由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，所以实验减小的机械能偏小，则得出的滑块的质量与实际值相比将会偏小。
【试题亮点】本题在选择器材、设计实验以及数据处理上均有创新，比如用图像处理数据等。
15．【答案】(1) (2)否 (3)C
【详解】（1）根据题意可知，滑块先后经过两个光电门的速度分别为，，若系统的机械能守恒，则有，即上式成立，则可以验证系统机械能守恒。
（2）本实验只要比较重力势能的减小量和系统动能的增量是否相等，即可验证系统机械能是否守恒，不需要满足托盘和砝码的总质量远小于滑块的总质量。
（3）AB：装置的滑轮处存在摩擦和托盘和滑块在运动时受到空气阻力的影响会使托盘和砝码重力势能的减小量大于系统动能的增加量，AB错误；
C：导轨未能调成水平，右侧高、左侧低，则滑块的重力势能减小，使系统动能的增加量总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能，C正确。选C。
16．【答案】(1)2.4，(2)0.58；0.60，(3)9.7
【详解】（1）每相邻两计数点间还有4个点，则相邻计数点的时间间隔为s=0.1s，在纸带上打下计数点5时的速度为
（2）[1]在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量为J=0.58J
[2]系统势能的减少量为J=0.60J
（3）根据系统机械能守恒可得可得，可得，图像的斜率为，解得当地的重力加速度为
17．【答案】(1)天平(2分)　(2)匀速直线(2分)　(3)-0.011(3分)　③(2分)
【解析】(1)要测量滑块的动量还需要测量滑块的质量,故还需要的实验器材是天平。
(2)为了减小重力对实验的影响,应该让气垫导轨处于水平位置,故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动。
(3)取滑块A碰前运动方向为正方向,根据x-t图线的斜率表示滑块的速度可知滑块B碰前的速度为vB= m/s≈-0.058 m/s,则滑块B碰前的动量为pB=mBvB≈-0.011 kg·m/s;由题意可知,④图线为碰前滑块A的图线,结合碰撞特点,两滑块碰撞后不会再次碰撞,则碰后滑块A的速度大于滑块B的速度,由图可知碰后③图线的斜率绝对值大于②图线的斜率绝对值,则③图线对应的速度大小更大,即③为碰后滑块A的图线。
18．【答案】(1)一元(1分)　(2) (2分)　(3) (3分)　(4)见解析(2分)
【题图剖析】实验过程分析
【详解】
(1)为防止甲碰后反弹,甲的质量应大于乙的质量,故甲选用的是一元硬币。
(2)设甲到达O点时的速度为v1,甲从O点运动至P点过程中,根据动能定理得 ,解得 。
(3)设甲、乙碰后瞬间的速度分别为v'1、v2,根据动能定理得 ,若碰撞过程中动量守恒,则有m1v1=m1v'1+m2v2,整理得 。
(4)碰撞过程中硬币之间的作用力没有远大于摩擦力;存在空气阻力;纸板粗糙程度不均匀(答出一条即可)。
19．【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）烧断细线后，小滑块向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，小滑块经过光电门时的速度.
（2）小球离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得，，联立可得.若动量守恒，以向右为正方向，有，即.
（3）对小滑块，由光电门向左运动过程，有，经过光电门时的速度，由牛顿第二定律可得，联立可得,则图像的斜率，解得.
20．【答案】左；；
【详解】由乙图可知，给小车A一个初速度后小车A做减速运动，所以，应将小木块水平向左稍微移动一下，以使小车A在斜面上能做匀速运动。
由丙图可求得碰前和碰后小车A的速度分别为，，所以碰前和碰后两小车的总动量分别为，。
21．【答案】（4）0.08（5）0.160；0.158；
【详解】（4）根据图丙中图像与横轴围成的面积表示弹簧对做的功，则有
。
（5）设与碰撞前的速度大小为，根据动能定理可得，解得，
则和组成的系统，碰撞前总动量为，由图丙可知弹簧的劲度系数为，与碰撞后的速度大小分别为、，右侧弹簧的最大压缩量为，左侧弹簧的最大压缩量为，有图乙可知
，，得，，
根据动能定理可得，，解得，，则和组成的系统，碰撞后总动量为。
实验相对误差为。
22．【答案】（1）；（2）大于；（3）；；
【详解】（1）由图乙可知，两小球的直径
（2）根据题意可知，A球与B球碰撞后，A、B两球均向右摆动，则小球A的质量大于小球B的质量。
（3）对小球A，由机械能守恒定律有，解得，A球与B球碰撞后，分别对A球与B球由机械能守恒定律可得，A球与B球速度分别为，，若动量守恒，则有，整理可得，若A球和B球发生弹性碰撞，则有，整理可得
23．【答案】（2）0.304；（6）0.31；（7）0.32；（8）；0.34
【解析】（2）应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，才能使得碰后两滑块运动方向相反，故选取质量为的滑块作为.
（6）由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得.
（7）平均值为.
（8）弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，可得，，联立解得，代入数据可得.
24．【答案】（1）　（2）ma=mbsb　（3）
【解析】（1）烧断细线后，小滑块a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，小滑块a经过光电门时的速度va=.
（2）小球b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得h=gt2，sb=vbt，联立可得vb=sb.若动量守恒，以向右为正方向，有0=mbvb-mava，即ma=mbsb.
（3）对小滑块a，由光电门向左运动过程，有=2asa，经过光电门时的速度va=，由牛顿第二定律可得a==μg，联立可得=sa，由-sa图像的斜率k=，解得μ=.
25．【答案】（1）一元
（2）
（3）
（4）见解析
【思路导引】实验过程分析
【解析】（1）为防止甲碰后反弹，甲的质量应大于乙的质量，故甲选用的是一元硬币.
（2）设甲到达点时的速度为，甲从点运动至点过程中，根据动能定理得,解得.
（3）设甲、乙碰后瞬间的速度分别为、，根据动能定理得,，若碰撞过程中动量守恒，则有，整理得.
（4）碰撞过程中硬币之间的作用力没有远大于摩擦力；存在空气阻力；纸板粗糙程度不均匀（答出一条即可）.
26．【答案】(1)见解析　(2)电容器两端的电压为U0时所带的电荷量
(3)8.75×10-3 　1.41×10-3
【详解】 (1)根据坐标系内所描出的点,用平滑的曲线把各点连接起来,作出图像如图所示.
(2)由ΔQ=I·Δt知, I-t图线与t轴所围图形的“面积”为电容器在开始放电时所带的电荷量,即电容器两端的电压为U0时所带的电荷量.
(3)由图示图像可知,I-t图线与t轴所围图形的“面积”格数约为35格,可知电容器两端的电压为U0时,所带的电荷量Q0=35×50×10-6×5 C=8.75×10-3 C,所以电容器的电容C=≈1.41×10-3 F.
27．【答案】(1)大约相等　(5) m1gt12　m2d·
(6)0.221　0.212　(7)4
【解析】(1)气垫导轨水平时滑块做匀速直线运动,故当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间大约相等时,可认为气垫导轨水平.
(5)拉力的冲量大小I=Ft=m1gt12;滑块通过A点的速度大小vA=,滑块通过B点的速度大小vB=,则滑块动量改变量的大小Δp=m2vB-m2vA=m2d.
(6)将题给数据代入(5)中各表达式可得I=m1gt12=1.50×10-2 kg×9.80 m/s2×1.50 s≈0.221 N·s;Δp=m2d-=0.400 kg×0.010 00 m×-≈0.212 kg·m·s-1.
(7)δ=×100%=×100%≈4%.
28．【答案】 2.2 R1 1.2
【详解】（1）[1]由于毫安表内阻可以忽略，所以采用内接法；由于滑动变阻器最大阻值远小于热敏电阻的阻值，所以采用分压式接法。如图所示。
（2）[2]由图可知，热敏电阻在25℃时的电阻为2.2kΩ。
（3）[3]温控报警器要求R2两端电压随温度升高而增大，而热敏电阻的阻值随温度升高而减小， 分得的电压也减小，因此R1应使用热敏电阻。
[4]由图可知，热敏电阻在50℃时的电阻为0.8kΩ，报警时，有
解得
29．【答案】C； ； ；AC/CA
【详解】（1）[1]根据可知，曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的电荷量。选C。
（2）[2] 开关S跟2相接，电容器充电；当电容器两端电压为6.0V时，电容器充电完成；由曲线与坐标轴围成的面积表示电容器所带的电量可知，约为
[3]由可得
（3）[4] AB．电容器的充电电流与放电电流流过传感器的方向相反，且电流均逐渐变小，A正确，B错误；
CD．充电过程，电压逐渐增大，且增大的越来越慢；放电过程电压逐渐变小，减小的越来越慢，C正确，D错误。选AC。
30．【答案】v；3.919；
【详解】（1）[1]由图可知，随着速度增大，气球的加速度越来越小，这是因为速度增大，气球所受的空气阻力也变大，从而使加速度变小；由牛顿第二定律可得
由图可知，加速度a与v为一次函数，结合上述分析可知，气球所受阻力f与v成正比。
（2）[2]由图像结合上述分析可得
根据图中数据可得
解得
[3]由题意及图像可得
由上述分析可得
即
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页

展开更多......

收起↑