专题17力学实验-2024年高考真题和模拟题物理分类汇编（教师卷）

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专题 17 力学实验
1.（2024 年新课标考题）9. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌
面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为
O
，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将
小球
a
从斜槽轨道上
Q
处由静止释放，
a
从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均
位置
P
与
O
点的距离
x
，将与
a
半径相等的小球
b
置于轨道右侧端点，再将小球
a
从
Q
处由静止释放，两球
碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出
a
、
b
两球落点的平均位置
M
、
N
与
O
点的距离 、 。
完成下列填空：
（1）记
a
、
b
两球的质量分别为 、 ，实验中须满足条件 ______ （填“>”或“<”）；
（2）如果测得的 、 、 、 和 在实验误差范围内满足关系式______，则验证了两小球在
碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与
O
点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是_____
_。
【答案】（1）> （2） ①. ②. 小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖
直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平
位移成正比。
【解析】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求 ；
（2）[1]两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间
t
相等，碰撞
前
a
球的速度大小
碰撞后
a
的速度大小
碰撞后
b
球的速度大小
如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则
整理得
[2]小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运
动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
2.(2024 浙江 1 月考题)16. 如图 1 所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是_____；
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是____；
A.补偿阻力时小车未连接纸带
B.先接通打点计时器电源，后释放小车
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（3）在小车质量___（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码
的重力。上述做法引起的误差为___（选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的
方案是___；
A.用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B.在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C.在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图 2 所示的纸带，建立以计数点 0 为坐标原点的
x
轴，各计数点的位置
坐标分别为 0、 、 、 。已知打点计时器的打点周期为
T
，则打计数点5时小车速度的表达式 __
_；小车加速度的表达式是___。
A. B. C.
【答案】 ①. B ②. B ③. 远大于 ④. 系统误差 ⑤. C ⑥. ⑦.
A
【解析】（1）[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理
量不变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法。
故选 B。
（2）[2]A．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方
面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故 A 错误；
B．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可
能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故 B 正确；
C．为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故 C 错误。
故选 B。
（3）[3]设小车质量为
M
，槽码质量为
m
。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有
联立解得
由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
[4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。
[5]该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经
补偿了阻力）或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车
所受拉力大小。
故选 C。
（4）[6]相邻两计数点间的时间间隔为
打计数点5时小车速度的表达式为
[7]根据逐差法可得小车加速度的表达式是
故选 A。
3.（2024 全国甲卷考题）9. 学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计
下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为 。
（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_____N（结果保留1 位小数）；
（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为 ，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或
“失重”）状态，电梯加速度大小为_____ （结果保留1 位小数）。
【答案】（1）5.0 （2） ①. 失重 ②. 1.0

标签： #高考

摘要：

专题17力学实验1.（2024年新课标考题）9.某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离x，将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离、。完成下列填空：（1）记a、b两球的质量分别为、，实验中须满足条件______（填“>”或“（2）①.②.小球离开斜槽末端后做平抛...

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