《新高考物理模拟题分项汇编（第五期）》专题13 力学实验（解析版）

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专题 13 力学实验

1．（2021·广东高三模拟）利用图（甲）示装置可以做力学中的许多实验

（i）以下说法正确的是______；

A．利用此装置“研究匀变速直线运动” 时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响

B．利用此装置探究 “小车的加速度与质量的关系” 并用图象法处理数据时，如果画出的 a-M关系图象

不是直线，就可确定加速度与质量成反比

C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的

目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响

（ii）甲同学在利用此装置进行“探究加速度 a与力 F的关系”的实验过程中，打出了一条纸带。从比较

清晰的点起，每 5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图（乙）所示。已知打点计时器所

用电源的频率为 50Hz。求：

①从图中所给的刻度尺上读出 A、B两点间的距离 s1 =______cm；

②该小车的加速度 a =______m/s2。

③实验的过程中，甲同学不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速

度a的值随钩码的个数的增加将趋近于______的值。

【答案】C 0.70 0.2 当地的重力加速度

【解析】（i）[1]A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，不需要消除摩擦力的影响，故 A错误；B．

利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”，并用图象法处理数据时，如果画出的 a-M关系图象不是

直线，确定加速度 a与质量 M成反比，应该作图线，看是否成正比，若成正比，说明 a与M成反

比，故 B错误。C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当

垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响。故 C正确。故选 C。

（ii）[2]从图中所给的刻度尺上读出 A、B两点间的距离 S1=0.70cm。

[3]B、C间的距离 S2=0.90cm，根据，得

[4]对整体分析，根据牛顿第二定律得，当时，a趋向于 g。

2．（2021·天津高三模拟）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，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。

（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是______；（选填选项前的字母）

A．刻度尺 B．天平

C．打点计时器 D．秒表

（2）关于本实验，下列说法中正确的是______；（选填选项前的字母）

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

C．轨道倾斜部分必须光滑

D．轨道末端必须水平

（3）图中 O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置 S由静止释放，

通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 P，测出平抛射程 OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部

分末端，仍将入射小球从斜轨上位置 S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落

地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有______；（选填选项前的字母）

A．入射小球和被碰小球的质量 m1、m2

B．入射小球开始的释放高度 h

C．小球抛出点距地面的高度 H

D．两球相碰后的平抛射程 OM、ON

（4）在某次实验中，记录的落点平均位置 M、N几乎与OP 在同一条直线上，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前后在 OP 方向上的总动量守恒；［用（3）中测量的量表示］

（5）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为 m1=2m2，其它条

件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如下图所示。他将米尺的零刻线与 O点对齐，测量出 O点到

三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒

的。

①由此可以判断出图中 B处是______；

A．未放被碰小球，入射小球的落地点

B．入射小球碰撞后的落地点

C．被碰小球碰撞后的落地点

②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式______是否成立。［用（5）中的物理量表示

］

【答案】AB AD AD m1·OP =m1·OM+m2·ON C m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2

【解析】(1)[1]本实验必须使用的有天平，用来测小球的质量，还有刻度尺，用来测小球平抛的水平位移，

AB 正确。故选 AB。

(2)[2]AC．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放即可，轨道倾斜部分不必光滑，A正确，C

错误；B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，才能使两球碰后均向前运动，B错误；D．轨道末端

必须水平，才能使小球做平抛运动，D正确。故选 AD。

(3)[3]实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量 m1、m2，两球相碰后的平抛射程 OM、ON，AD 正

确。

(4)[4]若碰撞过程动量守恒，应满足，小球做平抛运动竖直位移相同，故运动时间相同，

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