2025年高考复习二轮专题突破（十四）“能量与动量”实验专练（原卷版）

年二轮专题突破（十四）“能量与动量”实验专练1．某同学采用如图(a)所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。(1)除了图(a)装置中的器材之外，还必须从图(b)中选取实验器材，其编号是__________；(2)图(a)中该同学将要释放纸带，其操作不当之处是_____________________；(3)实验中打点计时器接50Hz交流电，并且每隔4个计时点取一个计数点，计算打下计数点7时纸带速度的大小为__________m/s。(保留3位有效数字)(2)操作不当之处是，释放时重物离打点计时器太远。(3)计数点周期T＝5×0.02s＝0.1s2．某同学设计了一种方法来测量一木块与桌面之间的动摩擦因数，如图所示，木块A放在水平桌面上，用细绳通过定滑轮与另一个与A完全相同的木块B相连。开始时两木块均静止不动，细绳拉直且与桌面平行，由静止释放木块B后，系统一起做加速运动，直到B落地，最终木块A停在桌面上。(1)根据以上过程，设计者只用一把毫米刻度尺测量有关量，就能求出木块和桌面之间的动摩擦因数，需要测量的物理量有__________________________、________________________(填物理量及相应符号)；(2)用测量的物理量符号表示木块与桌面之间的动摩擦因数μ＝____________。3．某同学打算在家中利用能找到的器材来研究动量定理，实验设计如图(a)所示，将小球在固定刻度尺的旁边由静止释放，用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程，图(b)为利用图片得到各时刻小球的位置与小球初始位置的距离，分别为h1、h2、h3、h4，手机连拍频率为f，查阅得知当地重力加速度为g，小球质量为m。(1)小球在位置2时的瞬时速度为____________(用题中所给物理量符号表示)；(2)关于实验装置和操作，以下说法正确的是______________；A．刻度尺应固定在竖直平面内B．选择材质密度小的小球C．选择材质密度大的小球D．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落(3)取小球在位置2～4的过程研究，则验证动量定理的表达式为______________________(用题中所给物理量符号表示)；(4)若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量，造成此问题的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．某实验小组的同学利用如图(a)所示的实验装置探究动能定理并测量小车(含遮光条)的质量。(1)下面是实验的主要步骤：①实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量，读数如图(b)所示，则遮光条的宽度d＝________cm；②挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车(含遮光条)沿木板匀速下滑；③取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门，并通过计算机记录了挡光时间Δt；④改变砝码质量和木板倾角，重复步骤②③，每次释放小车位置相同且光电门在木板上位置不变，用刻度尺测出小车在起点时遮光条的中点到光电门的距离L，已知重力加速度为g。(2)某小组成员通过记录的数据作出m-eq\f(1,Δt2)图像，根据图像能得出的实验结论是__________________________，若已知图像斜率为k，那么M＝____________(结果用字母k、g、d、L表示)。(3)一小组成员经过分析发现，由于遮光条的宽度不是足够小，利用光电门得到的速度实际上是遮光条通过光电门的平均速度，由此可以推断：用上述实验方法得到的小车(含遮光条)质量________(选填“大于”“等于”或“小于”)它的真实值。5．小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h；然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h(h≫b)时的速度，重力加速度为g。(1)在A从静止开始下落h的过程中，验证A与B所组成的系统机械能守恒的表达式为____________________(用题目所给物理量的符号表示)；(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv，因而系统减少的重力势能________(选填“大于”或“小于”)系统增加的动能；(3)为减小上述Δv对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是________；A．减小挡光片上端到光电门的距离hB．适当增大挡光片的挡光宽度bC．适当减小挡光片的挡光宽度b(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g，则测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。6．某研究性学习小组设计测量弹簧弹性势能Ep的实验装置如图(a)所示。实验器材有：上端带有挡板的斜面体、轻质弹簧、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺。实验步骤如下：①用游标卡尺测得遮光片的宽度为d；②弹簧上端固定在挡板P上，下端与滑块不拴接，当弹簧为原长时，遮光片中心线通过斜面上的M点；③光电门固定在斜面上的N点，并与数字计时器相连；④压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片中心线通过斜面上的O点；⑤用刻度尺分别测量出O、M两点间的距离x和M、N两点间的距离l；⑥拔去锁定滑块的销钉，记录遮光片经过光电门时数字计时器显示的时间Δt；⑦保持x不变，移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。根据实验数据作出的eq\f(1,Δt2)-l图像为图(b)所示的一条倾斜直线，求得图像的斜率为k、纵轴截距为b。(1)下列做法中，有利于减小实验误差的是____；A．选择宽度较小的遮光片B．选择质量很大的滑块C．减小斜面倾角D．增大光电门和M点距离(2)滑块在MN段运动的加速度a＝__________，滑块在M点的动能Ek＝________，弹簧的弹性势能Ep＝________。(用m、d、x、k、b表示)7．某乒乓球爱好者利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下：①固定好手机，打开录音功能；②从一定高度由静止释放乒乓球；③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间(单位：s)的变化图像如图所示。根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。碰撞次序1234567碰撞时刻/s1.121.582.002.402.783.143.47根据实验数据，回答下列问题：(1)利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为________m(保留2位有效数字，当地重力加速度