《全品選考復習方案》2026版《全品高考》選考復習方案生物06實驗八驗證動量守恒定律實驗八驗證動量守恒定律1.利用如圖所示的實驗裝置對碰撞過程進行研究.讓質量為m1的滑塊A與質量為m2的靜止滑塊B在水平氣墊導軌上發(fā)生碰撞,碰撞時間極短,比較碰撞后A和B的速度大小v1和v2,進而分析碰撞過程是否為彈性碰撞.完成下列填空:(1)調節(jié)導軌水平.(2)測得兩滑塊的質量分別為0.510kg和0.304kg.要使碰撞后兩滑塊運動方向相反,應選取質量為0.304kg的滑塊作為A.

(3)調節(jié)B的位置,使得A與B接觸時,A的左端到左邊擋板的距離s1與B的右端到右邊擋板的距離s2相等.(4)使A以一定的初速度沿氣墊導軌運動,并與B碰撞,分別用傳感器記錄A和B從碰撞時刻開始到各自撞到擋板所用的時間t1和t2.(5)將B放回到碰撞前的位置.改變A的初速度大小,重復步驟(4).多次測量的結果如下表所示.12345t1/s0.490.671.011.221.39t2/s0.150.210.330.400.46k=v0.31k20.330.330.33(6)表中的k2=0.31(保留2位有效數(shù)字).

(7)v1v2的平均值為0.32(保留2(8)理論研究表明,對本實驗的碰撞過程,是否為彈性碰撞可由v1v2判斷.若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞,則v1v2的理論表達式為

m2?m12m1(用m1和m2表示),本實驗中其值為0.34(保留[解析](2)用質量較小的滑塊碰撞質量較大的滑塊,碰后運動方向可能相反,故選0.304kg的滑塊作為A.(6)由于兩段位移大小相等,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得k2=v1v2=t2t1(7)v1v2平均值為k?=0.31+0.31+0.33+0.33+0.33(8)彈性碰撞時滿足動量守恒和機械能守恒,可得m1v0=-m1v1+m2v2,12m1v02=12m1v12+12m2v22,聯(lián)立解得v2.為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞,某同學選取了兩個體積相同、質量不相等的小球,按下述步驟做了如下實驗:①用天平測出兩個小球的質量(分別為m1和m2,且m1>m2).②按照如圖所示的那樣,安裝好實驗裝置.將斜槽固定在桌上,使槽的末端處的切線水平,將一斜面BC連接在斜槽末端.③先不放質量為m2的小球,讓質量為m1的小球從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點位置.④將質量為m2的小球放在斜槽末端邊緣處,讓質量為m1的小球從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰撞,記下兩小球在斜面上的落點位置.⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離,圖中D、E、F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置,到B點的距離分別為LD、LE、LF.(1)兩小球發(fā)生碰撞后,質量為m1的小球落點是圖中的D點,質量為m2的小球落點是圖中的F點.

(2)用測得的物理量來表示,只要滿足關系式m1LE=m1LD+m2LF(3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關系式m1LE=m1LD+m2LF,則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.

[解析]由題意可知,碰撞后,質量為m1的小球落點是圖中的D點,質量為m2的小球落點是圖中的F點.設斜面BC的傾角為θ,小球從斜面頂端平拋落到斜面上,拋出點和落點距離為L,由平拋運動的知識可知,Lcosθ=vt,Lsinθ=12gt2,可得v=Lcosθg2Lsinθ=cosθgL2sinθ,由于θ、g都是恒量,所以v∝L,v2∝L,所以動量守恒的表達式可以化簡為m1LE=m1LD+m2LF,機械能守恒的表達式可以化簡為m1LE=m1LD3.如圖甲所示,沖擊擺是一個用細線懸掛著的擺塊,彈丸擊中擺塊時陷入擺塊內,使擺塊擺至某一高度,利用這種裝置可以測出彈丸的發(fā)射速度.實驗步驟如下:①用天平測出彈丸的質量m和擺塊的質量M;②將實驗裝置水平放在桌子上,調節(jié)細線的長度,使彈丸恰好能射入擺塊內,并使擺塊擺動平穩(wěn),同時用刻度尺測出擺長;③讓擺塊靜止在平衡位置,扳動彈簧槍的扳機,把彈丸射入擺塊內,擺塊和彈丸推動指針一起擺動,記下指針的最大偏角θ;④多次重復步驟③,記錄指針最大偏角的平均值;⑤換不同擋位測量,并將結果填入下表.擋位低速擋中速擋高速擋平均最大偏角θ/度15.719.1彈丸質量m/kg0.007650.007650.00765擺塊質量M/kg0.07890.07890.0789擺長l/m0.2700.2700.270彈丸的速度v/(m·s-1)5.036.117.15完成下列填空:(1)現(xiàn)測得高速擋指針最大偏角如圖乙所示,請將表中數(shù)據(jù)補充完整22.4(22.1~22.7均可)°.

(2)用上述測量的物理量表示發(fā)射彈丸的速度v=

m+Mm

2gl(1?cosθ).(已知重力加速度為g(3)為減小實驗誤差,每次實驗前,并不是將指針置于豎直方向的零刻度處,常常需要試射并記下各擋對應的最大指針偏角,每次正式射擊前,應預置指針,使其偏角略小于該擋的最大偏角.請寫出這樣做的一個理由:較大的速度碰撞指針,會損失較多的機械能.

[解析](1)分度值為1°,故讀數(shù)為22.4°.(2)彈丸射入擺塊內,由系統(tǒng)動量守恒有mv=(m+M)v',擺塊向上擺動,由機械能守恒定律得12(m+M)v'2=(m+M)gl(1-cosθ),v=m+Mm2gl(1?cosθ)(3)較大的速度碰撞指針,會損失較多的機械能(其他理由,如“擺塊在推動指針偏轉時要克服摩擦力做功”“指針擺動較長的距離損失的機械能較多”等,只要合理即可).實驗二探究彈簧彈力與形變量的關系1.如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個質量均為m的鉤碼,探究在彈性限度內彈簧彈力與形變量的關系.(1)為完成實驗,還需要的實驗器材有:刻度尺.

(2)實驗中需要測量的物理量有:彈簧的原長、彈簧所受外力與彈簧對應的長度.

(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧形變量x的F?x圖線,由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為200N/m.圖線不過原點是由于彈簧自身重力的影響.

(4)為完成該實驗,設計實驗步驟如下:A.以彈簧形變量為橫坐標,以彈力為縱坐標,描出各組(x,F)對應的點,并用平滑的曲線連接起來B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0C.將鐵架臺固定在桌子上,并將彈簧的一端系在橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個……鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度,并記錄在表格內,然后取下鉤碼E.以彈簧形變量為自變量,寫出彈力與形變量的關系式,首先嘗試寫成一次函數(shù),如果不行,則考慮二次函數(shù)F.解釋表達式中常數(shù)的物理意義G.整理儀器請將以上步驟按操作的先后順序排列出來:CBDAEFG.

[解析](1)根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和掛上鉤碼后的長度.(2)根據(jù)實驗原理,實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧所受外力與彈簧對應的長度.(3)取題圖乙中(0.5cm,0)和(3.5cm,6N)兩個點,代入ΔF=kΔx,解得k=200N/m.由于彈簧自身有重力,使得實驗中彈簧不加外力時就有形變量.(4)根據(jù)實驗操作的合理性可知,設計的實驗步驟的先后順序為CBDAEFG.2.某學習小組嘗試探究彈簧所受彈力F與彈簧長度L的關系.(1)通過多次實驗,記錄實驗數(shù)據(jù),描繪出如圖甲所示的F?L圖像,則彈簧原長L0=3.0cm,彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m(計算結果保留三位有效數(shù)字).

(2)如圖乙所示,若將該彈簧左端固定在中間帶有小圓孔的豎直擋板上,彈簧右端連接細線,細線穿過圓孔,通過光滑的滑輪與鉤碼相連,豎直擋板固定在刻度尺0刻線處,已知每個鉤碼重為1.0N.當水平彈簧壓縮穩(wěn)定后,指針指示如圖乙所示.由此可推測所掛鉤碼的個數(shù)為3個.

[解析](1)當彈簧彈力為零,彈簧處于自然狀態(tài),由圖可知,彈簧的原長為L0=3.0cm,由胡克定律可知k=FL?L0=(2)由圖可知,該刻度尺的讀數(shù)為L'=1.50cm,由胡克定律可知F'=k(L0-L')=200×(3.0-1.5)×10-2N=3N,由題可知每個鉤碼重G=1N,由此可推測所掛鉤碼的個數(shù)為n=F'G=3個3.某實驗小組用橡皮筋探究影響其伸長量的有關因素,探究方案如下:a.取4根材料、粗細相同的橡皮筋,其中3根等長,另一根的長度只有前三根長度的一半,將它們按圖示方式懸掛(其中第1組是兩根并用);b.在每組下端扎線的地方各拴一個紅色塑料簽,并在支架襯貼的白紙上標出簽的原始位置O(即橡皮筋的原長);c.先分別懸掛100克鉤碼,然后再在橡皮筋“2”下加掛100克鉤碼,記下各次標簽的位置,測量結果如下表:橡皮筋編號1234原長L(cm)10.0010.005.0010.00外力F(克力)100100100200橡皮筋橫截面積S2111伸長量ΔL(cm)2.515.012.50010.02回答下列問題:(1)以上探究過程使用的實驗方法是控制變量法;

(2)伸長量ΔL在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯誤的是2.500(填具體數(shù)據(jù));

(3)根據(jù)上述探究過程,橡皮筋的伸長量與相關因素可能的關系為ΔL∝FLS(4)將一原長為L的橡皮筋,兩端施加大小為F的拉力時,橡皮筋伸長了ΔL;把它從中央剪斷,取其中的一段,給兩端施加2F的拉力,此時這段橡皮筋的長度為

L2+ΔL(不超過彈性限度)[解析](1)影響橡皮筋伸長量的因素涉及多個物理量,應使用控制變量法進行實驗.(2)伸長量ΔL在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯誤的是2.500cm,測量結果應該精確到1mm,再估讀到毫米的下一位,應為2.50cm.(3)由實驗數(shù)據(jù)可知,橡皮筋1、2原長相同、受力相同,橫截面積越大伸長量越小,與橫截面積成反比關系;橡皮筋2、3受力相同,橫截面積相同,原長越長伸長量越大,與原長成正比關系;橡皮筋2、4原長相同,橫截面積相同,受力越大伸長量越大,與力成正比關系;根據(jù)上述探究過程,橡皮筋的伸長量與相關因素可能的關系為ΔL∝FLS(4)設比例系數(shù)為k,橫截面積為S,根據(jù)題意有ΔL=kFLS,從中央剪斷,橡皮筋的原長變?yōu)長2,此時施加的力為2F,橡皮筋的伸長量為ΔL'=k2F×L2S,解得ΔL'=ΔL,此時橡皮筋的長度為實驗七驗證機械能守恒定律1.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,現(xiàn)有的器材為:帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、重錘(帶夾子)、天平、毫米刻度尺、50Hz交流電源.回答下列問題:(1)用打點計時器打出一條紙帶,前后要連續(xù)進行一系列的操作,下列各步驟的先后順序合理的是BADC.

A.釋放紙帶 B.接通電源C.取下紙帶 D.切斷電源(2)如圖所示,釋放紙帶前的瞬間,重錘和手的位置合理的是丙(填“甲”“乙”“丙”或“丁”).

(3)某同學用正確的方法獲得了一條紙帶,并以起點為計數(shù)點O,隔一段距離,取連續(xù)點為計數(shù)點A、B、C、D、E、F,如圖戊所示.已知重錘的質量為0.5kg,則打點計時器打下E點時,重錘減少的重力勢能ΔEp=0.35J,重錘增加的動能ΔEk=0.33J,重錘增加的動能ΔEk與減少的重力勢能ΔEp的大小關系為ΔEk小于(選填“大于”“小于”或“等于”)ΔEp.(重力加速度g取9.8m/s2,計算結果保均留2位有效數(shù)字)

(4)若測出紙帶上各點到O點之間的距離,根據(jù)紙帶算出各點的速度v及重錘下落的高度x,則以v2為縱軸、x為橫軸畫出的圖像是圖中的C.

[解析](1)為盡可能地多打點,應先接通電源,待打點穩(wěn)定后,再釋放紙帶,結束后,為不產(chǎn)生無用的點,應先關閉電源,再取出紙帶,故正確順序為BADC.(2)釋放紙帶前,應使重錘盡量靠近打點計時器,且紙帶沿豎直方向,故丙圖中操作合理.(3)讀圖可知下落位移x=LOE=0.0710m,有ΔEp=mgx=0.3479J≈0.35J,讀圖可知LDF=0.0950m-0.0490m=0.0460m,打點周期T=1f=0.02s,有ΔEk=12mLDF2T2≈0.33J,重錘下落過程中(4)由機械能守恒定律可知mgx=12mv2,解得v2=2gx,可知v2與x成正比,圖像為過原點的傾斜直線,故A、B、D錯誤,C正確2.[2022·河北卷]某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示.彈簧的勁度系數(shù)為k,原長為L0,鉤碼的質量為m.已知彈簧的彈性勢能表達式為Ep=12kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,當?shù)氐闹亓铀俣却笮?1)在彈性限度內將鉤碼緩慢下拉至某一位置,測得此時彈簧的長度為L.接通打點計時器電源.從靜止釋放鉤碼,彈簧收縮,得到了一條點跡清晰的紙帶.鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖乙所示,紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T(在誤差允許范圍內,認為釋放鉤碼的同時打出A點).從打出A點到打出F點時間內,彈簧的彈性勢能減少量為

12kh5(2L-2L0-h5),鉤碼的動能增加量為

m(?6??4)2(2)利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理,得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關系,如圖丙所示.由圖丙可知,隨著h增加,兩條曲線在縱向的間隔