專題3 光電門等現(xiàn)代技術(shù)在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)-【實(shí)驗(yàn)攻略】備戰(zhàn)2024高考實(shí)驗(yàn)攻略之各類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)（解析版）

第第頁專題3光電門等現(xiàn)代技術(shù)在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)【本專題涉及到的常見的實(shí)驗(yàn)】1、實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系3、實(shí)驗(yàn)：測量動摩擦因數(shù)4、實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)5、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動能定理（探究做功與速度變化的關(guān)系）6、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律7、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律8、實(shí)驗(yàn)：研究自由落體運(yùn)動9、實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系【方法總結(jié)提升】1、遮光條通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度等于其通過光電門的平均速度大小，即v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(d,Δt)。用兩個(gè)光電門測量加速度常用方法：①知道遮光條通過光電門1的時(shí)間是、光電門1的時(shí)間是、通過兩個(gè)光電門的時(shí)間是，則加速度是②知道遮光條通過光電門1的時(shí)間是、光電門1的時(shí)間是、兩個(gè)光電門的距離是L，則加速度是2、用頻閃照相的方法、手機(jī)錄像代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．其數(shù)據(jù)處理方法與紙帶類實(shí)驗(yàn)處理方法類似。通過以上裝置的改進(jìn)能最大限度地減少因長木板和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔的阻力而導(dǎo)致的小車加速度不恒定，使小車盡可能做勻加速直線運(yùn)動，以提高實(shí)驗(yàn)的精確度?！纠}1】利用如圖所示裝置做“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌面上，將細(xì)繩一端拴在滑塊上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼使滑塊在鉤碼的牽引下運(yùn)動。（1）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要先將長木板傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌?，這樣做的目的是；還要求重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，這樣做的目的是。A．使滑塊獲得較大的加速度B．使細(xì)線的拉力等于滑塊受到的合外力C．使紙帶上點(diǎn)跡清晰，便于進(jìn)行測量D．使鉤碼的重力近似等于細(xì)線的拉力（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，以小車運(yùn)動的加速度a為縱軸，力F為橫軸，得到如圖所示的a-F圖像如圖中圖線A所示，現(xiàn)僅增大木板與水平方向夾角，得到的圖像可能是圖中的（圖中所示的A、B、D、E圖線相互平行）。（3）為進(jìn)行更精確的實(shí)驗(yàn)，對上述裝置進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光片，光電門可以記錄下遮光片通過光電門時(shí)所用的時(shí)間Δt1和Δt2，以及兩次開始遮光的時(shí)間間隔Δt，用此裝置得到的數(shù)據(jù)繪制圖像，探究加速度與力的關(guān)系，除了上述已測得的物理量，還需要測量或記錄的數(shù)據(jù)有。A．遮光片的寬度dB．鉤碼的質(zhì)量mC．滑塊和遮光片的總質(zhì)量MD．滑塊的初始位置到光電門1的距離L1【答案】BDDE/EDAB/BA【解析】（1）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要先將長木板傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌妊a(bǔ)償阻力，這樣做的目的是使細(xì)線的拉力等于滑塊受到的合外力。故選B。根據(jù)牛頓第二定律，有解得由此可知，當(dāng)重物的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M時(shí)，重物的重力mg近似等于細(xì)線的拉力F。故選D。（2）由圖線A不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因，可能是沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，所以增大木板與水平方向夾角，可能出現(xiàn)剛好平衡摩擦力或者平衡摩擦力過度或者平衡摩擦力還不足。故選DE。（3）滑塊經(jīng)過兩光電門的速度分別為所以滑塊運(yùn)動的加速度為滑塊所受合力為繩的拉力，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量時(shí)，繩的拉力近似等于鉤碼的重力，即所以還需要測量或記錄的數(shù)據(jù)為遮光條寬度、鉤碼的質(zhì)量。故選AB?！纠}2】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)應(yīng)用自由落體運(yùn)動知識測當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，將實(shí)驗(yàn)器材如圖組裝。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．測出金屬球的直徑d；B．測出光電門與B點(diǎn)（球心等高點(diǎn)）之間的高度h，記錄金屬小球通過光電門的遮光時(shí)間；C．逐步下調(diào)光電門的位置，測出多組數(shù)據(jù)，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，繪制出圖像。（1）金屬球過光電門的速度。（2）正確操作后繪制出如圖所示的圖像，則重力加速度g=m/s2。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（3）若未考慮金屬小球的半徑，從圖中的A點(diǎn)開始測量下落高度，仍然用上述方法，則測出的重力加速度與小問2相比（填偏大、偏小或不變）。【答案】9.75不變【解析】（1）由于金屬球直徑很小，因此可以用金屬球通過光電門的平均速度表示金屬球在光電門位置的速度，則有（2）根據(jù)自由落體速度與位移公式有結(jié)合圖像有解得（3）若從A點(diǎn)測量，則速度與位移的關(guān)系為結(jié)合圖像可知，由于圖像的斜率不變，因此測得的重力加速度不變?！纠}3】某班級同學(xué)在探究向心力大小的表達(dá)式實(shí)驗(yàn)時(shí)：第一小組采用甲圖所示的裝置進(jìn)行探究，兩個(gè)變速塔輪通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值。第二小組采用用乙圖所示的裝置進(jìn)行探究，滑塊套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動，力傳感器通過一細(xì)繩連接滑塊，用來測量向心力的大小。滑塊上固定一遮光片，寬度為d，光電門可以記錄遮光片通過的時(shí)間，測得旋轉(zhuǎn)半徑為?；瑝K隨桿勻速圓周運(yùn)動，每經(jīng)過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組向心力和角速度的數(shù)據(jù)。（1）下列實(shí)驗(yàn)中與這兩組同學(xué)采用的科學(xué)方法不同是。A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系B．探究影響通電導(dǎo)線受力的因素C．探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律（2）第一組同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等，圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為，與皮帶連接的兩個(gè)變速塔輪的半徑之比為。②第二組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條如圖乙所示直線，圖線斜率為，則滑塊的質(zhì)量為（用、、d表示）?！敬鸢浮緾【解析】（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄肯蛐牧Υ笮〉谋磉_(dá)式，由于每次只能研究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，需要確保其它的物理量不變，即采用了控制變量法，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系與探究影響通電導(dǎo)線受力的因素均采用了控制變量法，而探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律采用的是等效替代法，因此與這兩組同學(xué)采用的科學(xué)方法不同是探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。故選C。（2）根據(jù)，由于則有根據(jù)解得（3）滑塊圓周運(yùn)動的速度由于則有則有解得【例題4】如圖1所示為驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，氣墊導(dǎo)軌置于水平桌面上，和為兩個(gè)光電門，、均為彈性滑塊，質(zhì)量分別為、，且選擇大于，兩遮光片沿運(yùn)動方向的寬度均為，實(shí)驗(yàn)過程如下；(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)；(2)輕推滑塊，測得通過光電門的遮光時(shí)間為；(3)與相碰后，和先后經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間分別為和?；卮鹣铝袉栴}：①用螺旋測微器測得遮光片寬度如圖2所示，讀數(shù)為：；②實(shí)驗(yàn)中選擇大于的目的是：；③利用所測物理量的符號表示動量守恒成立的式子為：。【答案】1.195碰撞中滑塊不反彈【解析】(3)①螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為，可動刻度讀數(shù)為，則讀數(shù)為：。②為了、碰撞時(shí)不反彈，需滿足的質(zhì)量大于的質(zhì)量。③碰撞前的總動量為碰撞后的總動量為則動量守恒的表達(dá)式為1．采用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。（1）以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有。A．要求斜槽軌道低端保持水平B．斜槽軌道盡量光滑C．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇D．為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接（2）如圖為一小球做平拋運(yùn)動時(shí)用閃光照相的方法獲得的相片的一部分，圖中背景小方格的邊長為1.25cm，取。則：閃光照片的時(shí)間為s；小球運(yùn)動的初速度m/s；小球過B點(diǎn)的豎直速度m/s?！敬鸢浮緼0.050.751【解析】（1）A．探究平拋運(yùn)動的規(guī)律，必須保證小球從斜槽出去的速度方向水平，所以要求斜槽軌道低端保持水平，故A正確；BC．做同一次平拋實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需要小球每次從同一位置由靜止釋放即可，所以斜槽軌道不需要光滑，故BC錯(cuò)誤；D．為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)必須用平滑的曲線連接，故D錯(cuò)誤。故選A。（2）根據(jù)平拋運(yùn)動在水平方向規(guī)律可知AB與BC之間的時(shí)間間隔相等，設(shè)為T，豎直方向根據(jù)推論解得閃光照片的時(shí)間為小球運(yùn)動的初速度為小球過B點(diǎn)的豎直速度2．小王用如圖所示的裝置探究物塊的加速度與力的關(guān)系。小王將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同質(zhì)量的重物通過細(xì)線拉同一物塊，每次都將物塊從同一位置A由靜止釋放。重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊（含遮光條）的質(zhì)量。（1）若將重物所受的重力視為與物塊所受的合力大小相等，則（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。（2）若物塊釋放后，遮光條（寬度為d）通過光電門的時(shí)間為t，則物塊通過光電門時(shí)的速度大小為。（3）若測得A、B間的距離為s，則物塊的加速度大小為。【答案】需要【解析】（1）若將重物所受的重力視為與物塊所受的合力大小相等，即認(rèn)為重物所受的重力所受重力與細(xì)線拉力大小相等，可知，實(shí)驗(yàn)中需要使得細(xì)線拉力為物塊所受外力的合力，則實(shí)驗(yàn)中必需要平衡摩擦力。（2）根據(jù)光電門測速原理，可知物塊通過光電門時(shí)的速度大小為（3）根據(jù)結(jié)合上述解得3．某實(shí)驗(yàn)小組為測量一質(zhì)量為m的小球通過某一微塵區(qū)所受到的平均阻力的大小，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置，實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）將小球固定于釋放裝置上，調(diào)節(jié)光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落過程中球心可通過光電門。測得小球球心與光電門間的豎直距離h。（2）用螺旋測微器測量小球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，小球直徑d=。（3）測量時(shí)，應(yīng)（填選項(xiàng)前的字母序號），并記錄小球通過光電門的遮光時(shí)間t。A．先釋放小球，后接通數(shù)字計(jì)時(shí)器B．先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，后釋放小球C．操作的先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無影響（4）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，由以上測得的相關(guān)物理量計(jì)算可得小球通過微塵區(qū)所受的平均阻力f=（用字母m、d、g、h和t表示）?！敬鸢浮?.882（6.881~6.884）B【解析】（2）根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，小球的直徑為（3）在測量時(shí)，因小球下落時(shí)間很短，如果先釋放小球，有可能會出現(xiàn)時(shí)間記錄不完整，所以應(yīng)先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，再釋放小球，A錯(cuò)誤，B正確。故選B。（4）依題意，小球向下運(yùn)動的高度為h，通過光電門的速度為由牛頓第二定律有由運(yùn)動學(xué)公式有可得解得4．某實(shí)驗(yàn)小組在探究平拋運(yùn)動的規(guī)律時(shí)，建立如圖所示的xOy坐標(biāo)系，小球水平拋出后，用頻閃照相的方法在坐標(biāo)紙上記錄了小球在不同時(shí)刻的四個(gè)位置a、b、c、d。已知頻閃周期一定，坐標(biāo)紙每個(gè)小方格的邊長均為0.064m，取重力加速度大小，則頻閃周期為s，小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為m/s，拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為?！敬鸢浮?.081.6（0.064，0.12）【解析】由題意可得，豎直方向滿足解得頻閃周期為由圖可得，小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為由題意得，b點(diǎn)的豎直方向速度為又因?yàn)榈脧膾伋鳇c(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間為則小球從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的豎直距離和水平距離分別為又因?yàn)閎點(diǎn)的坐標(biāo)為所以拋出點(diǎn)的坐標(biāo)滿足即拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.064，0.12）。5．某同學(xué)用如圖甲所示裝置測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，光電門、與光電計(jì)時(shí)器相連。（1）讓小球緊靠固定擋板，由靜止釋放，光電計(jì)時(shí)器記錄小球經(jīng)過光電門和光電門所用的時(shí)間、，測出兩光電門間的高度差，小球直徑為d，則測得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為，測得的重力加速度（用測得的物理量的符號表示）。（2）將光電計(jì)時(shí)器記錄小球通過光電門的時(shí)間改為記錄小球從光電門運(yùn)動到光電門所用的時(shí)間。保持光電門的位置不變，多次改變光電門的位置，每次均讓小球從緊靠固定擋板由靜止釋放，記錄每次兩光電門間的高度差及小球從光電門運(yùn)動到光電門所用的時(shí)間，求出每次的，作出圖像如圖乙所示，若圖像斜率的絕對值為，縱坐標(biāo)截距為，則小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?。【答案】a2k【解析】（1）測得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有解得（2）由于小球釋放的位置離光電門B的位置恒定，因此每次通過光電門B的速度一定，則有整理可得根據(jù)圖像可得，則小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成了“探究向心力與線速度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，將小球用質(zhì)量不計(jì)長為L的細(xì)線系于固定在鐵架臺上的力傳感器上，小球的下端有一長度極短、寬度為d的擋光片，測得小球的直徑為D，重力加速度用g表示。請回答下列問題：（1）如果擋光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間為，則小球通過光電門時(shí)的速度大小為，向心加速度。（2）小球通過光電門時(shí)力傳感器的示數(shù)為，改變小球釋放點(diǎn)的高度，多次操作，記錄多組、的數(shù)據(jù)，作出的圖像，如果圖線的斜率為，則小球（含擋光片）的質(zhì)量為。（用已知物理量的符號表示）【答案】【解析】（1）小球經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間極短，則該過程的平均速度近似等于小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，故小球通過光電門時(shí)的速度大小為根據(jù)向心加速度公式有結(jié)合上述解得（2）小球通過最低點(diǎn)時(shí)的向心力為細(xì)線的拉力與小球（含擋光片）重力的合力，即整理得由于圖線的斜率為k，則有解得7．使用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動量守恒定律。氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個(gè)與計(jì)算機(jī)相連的光電門，既能獲得擋光時(shí)間，也能獲得滑塊在兩個(gè)光電門間運(yùn)動的時(shí)間。兩滑塊上均固定一相同的豎直遮光條。（1）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個(gè)滑塊，給滑塊一初速度，使它從導(dǎo)軌左端向右運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)說明導(dǎo)軌已調(diào)平；（2）測出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為，遮光條的寬度用表示。接通氣源，將滑塊A靜置于兩光電門之間，滑塊B置于光電門2右側(cè)，推動滑塊B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過光電門2與A發(fā)生碰撞被彈回，再次經(jīng)過光電門2。光電門2先后記錄的擋光時(shí)間為，光電門1記錄的擋光時(shí)間為。要驗(yàn)證兩滑塊碰撞前后動量守恒，需驗(yàn)證關(guān)系式是否成立；（3）現(xiàn)取走滑塊B，再提供細(xì)線、質(zhì)量為（）的槽碼、可固定在氣墊導(dǎo)軌左端且高度可調(diào)的輕質(zhì)定滑輪，重力加速度為。利用上述器材驗(yàn)證動量定理，請寫出實(shí)驗(yàn)還需要測量的物理量及這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式；（4）寫出一條減小（3）中實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法?！敬鸢浮客ㄟ^光電門1和通過光電門2的時(shí)間相等遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為、以及這兩次遮光的時(shí)間間隔選用質(zhì)量更大的滑塊（或采用計(jì)算動量的變化量等）【解析】（1）若導(dǎo)軌水平則滑塊通過光電門1和通過光電門2的時(shí)間相等，由此可說明滑塊經(jīng)過光電門的速度相等，即滑塊做勻速直線運(yùn)動，導(dǎo)軌已調(diào)平。（2）設(shè)B碰前速度大小為，碰后速度大小為，A碰后速度大小為，取水平向左為正方向，為驗(yàn)證動量守恒，只需證明下面等式成立即可同時(shí)有，，帶入可得（3）實(shí)驗(yàn)中槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊A的質(zhì)量，因此可以用槽碼的重力代替細(xì)線的拉力。為驗(yàn)證動量定理，其中，因此還需要測量的物理量有遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為、以及這兩次遮光的時(shí)間間隔。因此需要探究的表達(dá)式為（4）實(shí)驗(yàn)過程中系統(tǒng)向下做加速運(yùn)動，可知槽碼的重力略大于細(xì)線的拉力；故系統(tǒng)誤差主要由于細(xì)線的拉力小于槽碼的重力引起的。故選用質(zhì)量更大的滑塊或采用計(jì)算動量的變化量等可減小系統(tǒng)誤差。8．某學(xué)習(xí)小組采用圖所示氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證滑塊碰撞過程中的動量守恒。其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請回答下列問題。（1）用天平測得滑塊A、B（均包括擋光片）的質(zhì)量分別為m1、m2；用游標(biāo)卡尺測得擋光片的寬度相等。（2）充氣后，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的旋鈕，導(dǎo)軌左側(cè)放一個(gè)滑塊并推動滑塊，滑塊通過兩個(gè)光電門時(shí)，若與光電門1、2相連的計(jì)時(shí)器測得的擋光時(shí)間分別為0.05s、0.06s，則應(yīng)使導(dǎo)軌右端（選填“調(diào)高”或“調(diào)低”）。（3）氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平后，滑塊B放在兩個(gè)光電門之間，滑塊A向左擠壓導(dǎo)軌架上的輕彈簧，并釋放滑塊A，滑塊A一直向右運(yùn)動，與光電門1相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)只有一個(gè)，為t1，與光電門2相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)有兩個(gè)，先后為t2、t3。說明m1、m2的大小關(guān)系為m1m2（選填“<”，“>”或“=”）（4）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若表達(dá)式（用測得的物理量表示）成立，說明滑塊A、B碰撞過程中動量守恒；若表達(dá)式（僅用、和表示）成立，說明滑塊A、B碰撞過程中機(jī)械能和動量均守恒?！敬鸢浮空{(diào)低>【解析】（2）由于滑塊通過兩個(gè)光電門時(shí)，若與光電門1、2相連的計(jì)時(shí)器測得的擋光時(shí)間分別為0.05s、0.06s，時(shí)間增大，可知速度減小，即滑塊在向右做減速運(yùn)動，表明導(dǎo)軌右端偏高，為了確?；瑝K在氣墊導(dǎo)軌上做勻速運(yùn)動，應(yīng)使導(dǎo)軌右端調(diào)低。（3）與光電門1相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)只有一個(gè)，說明A與B碰撞后沒有發(fā)生反彈，與光電門2相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)有兩個(gè)，說明A碰后速度方向不變，可知，m1、m2的大小關(guān)系為m1>m2（4）根據(jù)題意可知，滑塊A碰撞前的速度為碰撞后，滑塊A的速度為滑塊B的速度為實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若有即有成立，說明滑塊A、B碰撞過程中動量守恒；若滑塊A、B碰撞過程中機(jī)械能和動量均守恒，則有，即有，同時(shí)成立，整理可得9．驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)可以在如圖所示的氣墊導(dǎo)軌上完成，其中左、右兩側(cè)的光電門可以記錄遮光片通過光電門的擋光時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，測得滑塊A（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為、滑塊B（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為，兩滑塊上遮光片的寬度相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)，開啟氣墊導(dǎo)軌氣源的電源，讓滑塊A從導(dǎo)軌的左側(cè)向右運(yùn)動，穿過左側(cè)光電門與靜止在兩光電門之間的滑塊B發(fā)生碰撞。（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。A．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其保持水平B．兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足C．需要用刻度尺測量兩光電門之間的距離D．需要用秒表測定滑塊上的遮光片經(jīng)過光電門的時(shí)間（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，光電門記錄的遮光片擋光時(shí)間如下表所示。左側(cè)光電門右側(cè)光電門碰前無碰后在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，即驗(yàn)證了碰撞前后兩滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒；若再滿足關(guān)系式，則可驗(yàn)證兩滑塊的碰撞為彈性碰撞。A．

B．C．

D．【答案】AAD【解析】（1）A．為了使得滑塊碰撞前后的速度與通過光電門的速度大小相等，實(shí)驗(yàn)中需要使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動，即實(shí)驗(yàn)應(yīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其保持水平，故A正確；B．根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，由于左側(cè)光電門兩次擋光，表明碰撞后滑塊A發(fā)生了反彈，表明有故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)上述，利用遮光片的寬度與擋光時(shí)間，可以求出滑塊碰撞前后的速度，不需要用刻度尺測量兩光電門之間的距離，故C錯(cuò)誤；D．光電門自身就能測量擋光時(shí)間，不需要用秒表測定滑塊上的遮光片經(jīng)過光電門的時(shí)間，故D錯(cuò)誤。故選A。（2）根據(jù)光電門測速原理可知，滑塊A碰撞前后的速度大小分別為，滑塊B碰撞后的速度大小為由于左側(cè)光電門兩次擋光，表明碰撞后滑塊A發(fā)生了反彈，根據(jù)動量守恒定律有解得故選A。若碰撞前后總的動能不變，則有結(jié)合上述，解得故選D。10．為測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?，某?shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。長為的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在點(diǎn)，另一端栓一質(zhì)量為的小球（尺寸相對足夠?。?，在懸點(diǎn)O點(diǎn)正下方L處的點(diǎn)放有一光電門。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用螺旋測微器測出小球的直徑，示數(shù)如圖乙，小球直徑；（2）將小球拉偏離豎直方向的某位置，用工具測出該位置處的細(xì)繩與豎直方向的夾角為；（3）釋放小球，測出小球經(jīng)過光電門的時(shí)間為，則小球經(jīng)過光電門的速度為；（4）寫出、、、和之間的關(guān)系式：（忽略空氣阻力的影響）；（5）若多次從不同夾角處釋放，得到和的關(guān)系圖像如圖丙所示，圖像的斜率的絕對值為，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ谩?、表示）。?）在實(shí)際操作中為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中對于尺寸相同的小球的質(zhì)量要求正確的是。A．質(zhì)量大

B．質(zhì)量小

C．質(zhì)量大小對實(shí)驗(yàn)誤差無影響【答案】0.7001C【解析】（1）螺旋測微器讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)0.01mm=7mm+0.10.01mm=7.001mm=0.7001cm。（3）小球經(jīng)過光電門的速度為（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有整理可得（5）根據(jù)則有解得（6）實(shí)驗(yàn)中對于尺寸相同的小球質(zhì)量大小對實(shí)驗(yàn)誤差無影響，所以C正確；AB錯(cuò)誤；故選C。11．用圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究動能定理”實(shí)驗(yàn)。（1）用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為cm；按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，用刻度尺測量兩光電門之間的距離L；（2）在砝碼盤中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門1和光電門2的時(shí)間相等；（3）取下細(xì)線和砝碼盤，記下砝碼的質(zhì)量m；（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器分別測出遮光片經(jīng)過光電門1和光電門2所用的時(shí)間△t1、△t2。小車從光電門1運(yùn)動至光電門2的過程中，小車動能的變化量△Ek=（用上述步驟中的物理量表示）。小車下滑過程中，（選填“必須”“不需要”）測量長木板與水平桌面的夾角，可求出合外力做的功W合=（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g），比較W合和△Ek的值，找出兩者之間的關(guān)系；（5）重新掛上細(xì)線和砝碼盤，重復(fù)（2）～（5）步驟；（6）不考慮遮光條寬度的影響，滑塊動能的增量為△Ek1；考慮遮光條寬度的影響，滑塊動能的增量為△Ek2，則△Ek1△Ek2（填“>”“=”或“<”）。