自由落体运动验证动量守恒定律
2024年新疆高三高考三模理综全真演练物理试题(基础必刷)
2024年新疆高三高考三模理综全真演练物理试题（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题位于的波源P从时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正、负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。
下列说法正确的是（ ）A．波的传播速度为0.75m/sB．波源沿y轴负方向起振C．质点a的振幅为15cmD．在0到2s内，质点b运动总路程是3m第(2)题如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。
一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（ ）A．在边的折射角为B．在边的入射角为C．不能从边射出D．不能从边射出第(3)题铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）A．B．C．D．第(4)题如图所示，一抛物线形状的光滑导轨竖直放置，固定在B点，O为导轨的顶点，O点离地面的高度为h，A在O点正下方，A、B两点相距2h，轨道上套有一个小球P，小球P通过轻杆与光滑地面上的小球Q相连，两小球的质量均为m，轻杆的长度为2h。
现将小球P从距地面高度为处由静止释放，下列说法正确的是（ ）A．小球P即将落地时，它的速度大小为B．小球P即将落地时，它的速度方向与水平面的夹角为30°C．从静止释放到小球P即将落地，轻杆对小球Q做的功为D．若小球P落地后不反弹，则地面对小球P的作用力的冲量大小为第(5)题关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A．加速度为g B．是匀速直线运动C．物体受重力和空气阻力D．质量越大的物体下落越快第(6)题研究光电效应电路如图所示。
用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。
下列光电流I与A、K之间的电压的关系图象中，正确的是___________。
高中物理实验报告大全
实验名称探究自由落体运动的规律实验人 1 2指导教师日期实验目的: 1．研究自由落体运动2．测量重力加速度g值。
实验器材:铁架台、学生电源、电磁打点计时器、导线、纸带、重锤实验原理:自由落体运动是匀加速直线运动，速度v 与时间t 满足关系v=gt，v-t 图像是一条直线，直线的斜率为重力加速度g 值。
由h=1/2 gt2，经过0.02s 纸带下落的位移约为2mm，所以，实验中选前两个点间距为2mm 的纸带进行研究。
实验步骤:1．把铁架平台放在桌面边缘上，将打点计时器固定在铁架台上，注意打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
2.纸带下端挂重物、穿过打点计时器，上端用夹子夹好，并调整纸带顺利穿过限位孔，用手托住重物。
3．接通电源，待打点稳定后打开夹子，释放纸带；4．纸带离开打点计时器后，关闭电源，取下纸带；5．换上新纸带，重复操作三次。
6．在纸带下端重新换上另一重物，重复上述操作，打完后立即关闭电源。
7．换上新纸带，重复操作三次。
8．选取两条比较好的纸带将所得纸带中各点的速度计算出来填入下列表格中：实验数据处理:根据下表50g钩码的数据在坐标纸上绘制速度—时间图像：织带粘贴处：50g钩码100g钩码123456实验结论:1、自由落体的运动轨迹是_______，速度方向__________;位移h与时间t的平方成____________；2观察图像特点，总结出物体在重物的牵引下速度随时间的变化关系，得出自由落体的加速度大小g=______。
实验名称探究弹簧的伸长与弹力的关系实验人 1 2指导教师日期实验目的:探究弹簧的_______与________的关系。
实验器材:铁架台，金属横杆（带铁夹），弹簧（带指针），钩码，米尺。
实验原理:用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，用直尺测量弹簧的伸长或总长，根据实验所测量实验数据，探索弹簧弹力和弹簧_______________之间的定量关系.实验步骤:（1）将弹簧悬挂在铁架台上,让其自由下垂。
高中物理动量守恒定律的实验验证
高中物理动量守恒定律的实验验证在高中物理的学习中，动量守恒定律是一个极其重要的概念。
它不仅在理论上有着深刻的意义，在实际的科学研究和工程应用中也发挥着关键作用。
为了更深入地理解和掌握这一定律，通过实验进行验证是必不可少的环节。
动量守恒定律指出，如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
简单来说，就是在一个封闭的系统中，相互作用的物体在碰撞前后，它们的总动量是相等的。
要验证动量守恒定律，我们可以设计多种实验。
其中，较为常见且易于操作的是“气垫导轨上的滑块碰撞实验”。
在这个实验中，气垫导轨是关键的实验设备。
它通过喷出的气体在导轨和滑块之间形成一层薄薄的气膜，大大减小了滑块与导轨之间的摩擦力，从而可以近似地认为滑块在水平方向上不受外力作用。
实验中，我们使用两个质量不同的滑块，分别在滑块上安装遮光片。
通过光电门和计时器，可以精确测量滑块通过光电门的时间，进而计算出滑块通过光电门时的速度。
当两个滑块在气垫导轨上发生碰撞时，我们分别记录碰撞前、后两个滑块通过光电门的速度。
根据动量的定义，动量等于质量乘以速度。
分别计算碰撞前两个滑块的总动量和碰撞后两个滑块的总动量，如果两者相等，就验证了动量守恒定律。
在进行实验操作时，需要注意一些细节。
比如，要确保气垫导轨水平放置，否则滑块会受到重力的分力影响，导致实验结果不准确。
还要保证遮光片能够准确地通过光电门，并且光电门的位置要固定好，以减小测量误差。
除了气垫导轨上的滑块碰撞实验，还有“平抛运动验证动量守恒定律”的实验。
这个实验的原理是利用平抛运动的水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的特点。
实验中，让一个小球从斜槽的顶端滚下，与放在斜槽末端的另一个静止小球发生碰撞。
碰撞后，两小球分别做平抛运动。
通过测量两小球平抛运动的水平位移，结合平抛运动的时间，可以计算出碰撞前后两小球的水平速度。
再根据动量的定义，计算碰撞前后两小球的总动量。
在这个实验中，要注意斜槽末端的切线要水平，保证小球离开斜槽后做平抛运动。
运动物体的能量守恒与动量守恒定律分析
运动物体的能量守恒与动量守恒定律分析运动物体的能量守恒与动量守恒定律是物理学中重要的基本原理，它们揭示了物体在运动过程中能量和动量的守恒规律。
本文将从理论和实践两个方面分析这两个定律的原理和应用。
一、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量在任何时刻都保持不变。
对于运动物体而言，其能量守恒定律可以分为动能守恒和势能守恒两个方面。
动能守恒是指物体在运动过程中，其动能的总量保持不变。
动能的大小与物体的质量和速度有关，可以用公式E=1/2mv²表示，其中E为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
当物体在运动过程中没有受到外力的作用时，动能守恒定律成立。
例如，一个自由落体的物体在下落过程中，只受到重力的作用，没有其他外力的干扰，其动能将保持不变。
势能守恒是指物体在运动过程中，其势能的总量保持不变。
势能是由物体所处位置决定的，常见的有重力势能、弹性势能等。
在没有外力做功的情况下，势能守恒定律成立。
例如，一个弹簧被压缩后释放，弹簧的势能会转化为物体的动能，当物体再次回到原来位置时，其势能又会恢复到原来的大小。
能量守恒定律在日常生活中有着广泛的应用。
例如，我们乘坐电梯上楼时，电梯的势能会转化为我们的动能，使我们能够上升到目标楼层。
再例如，我们玩弹球游戏时，弹球在碰撞过程中动能的转化使得游戏更加有趣。
二、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统中，物体的总动量在任何时刻都保持不变。
动量的大小与物体的质量和速度有关，可以用公式p=mv表示，其中p为动量，m为物体的质量，v为物体的速度。
当物体在运动过程中没有受到外力的作用时，动量守恒定律成立。
动量守恒定律在碰撞过程中有着重要的应用。
碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种情况。
弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中动能守恒，并且碰撞前后物体的动量大小和方向都保持不变。
例如，两个弹球碰撞后，它们的动量之和仍然保持不变。
非弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中动能不守恒，但总动量仍然保持不变。
北京各区2024年高考物理二模真题专题汇编专题10实验题专题讲练__力学部分含解析
专题10 试验题——力学部分1、验证动量守恒定律【2024顺义二模】（1）在“验证动量守恒定律”的试验中，将仪器按要求安装好后起先试验，如图所示。
第一次不放被碰小球，干脆将入射小球从斜槽轨道上某位置由静止释放；其次次把被碰小球干脆静止放在斜槽末端的水平部分，让入射小球仍从斜槽轨道上的同一位置由静止释放。
在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O 、A 、B 、C ，设入射小球和被碰小球的质量分别为m 1、m 2，则下列说法中正确的有 。
A ．第一、二次入射小球的落点分别是B 、AB ．其次次被碰小球的落点是BC ．入射小球的质量应当小于被碰小球的质量D ．若碰撞过程动量守恒，在误差允许的范围内应满意：m 1·AB =m 2·OC【答案】（1）AD【考点】：验证动量守恒定律【解析】：两球碰后被碰球m 2的速度最大，落点最远，即图中C 点；因为碰撞时m 1把一部分能量给了m 2，所以碰后m 1的速度就会小于碰前的速度，碰后落点位置较之前就会靠左一些，因此B 点是不放m 2、m 1的落点位置，A 点是两球碰后m 1的落点位置，故A 选项正确，B 选项错误；本试验要求2m m >1。
假如2m m =1，发生的是非弹性碰撞，就会出现m 1以一个微小的速度飞出，2m 以稍小于碰前m 1的速度水平飞出，此种状况水平位移测量误差较大；假如2m m <1，碰后会出现m 1反向弹回，由于斜槽上摩擦力的作用，再返回来水平抛出的初速度就必定和原来碰前的不同了，导致无法验证动量守恒，所以C 选项错误；若碰撞过程动量守恒，在误差允许的范围内必有：，即，亦即，所以D 选项正确。
【2024丰台二模】21．（18分）在“验证动量守恒定律”的试验中，甲、乙两位同学采纳了不同的试验方案。
（1）如图1所示，甲同学利用“碰撞试验器”验证动量守恒定律。
①试验中，斜槽轨道末端__________。
（填选项前的字母）A．必需水平B．要向上倾斜C．要向下倾斜②若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2。
高中物理实验要点
加速时空加速时空把握未来 高中物理实验复习要点整理一、验证性实验⑴验证力的平等四边形定则1：目的：验证平行四边形法则。
2.器材：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺,34523．实验条件：a．入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1 >m2)b．入射球半径等于被碰球半径c．入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d．斜槽未端的切线方向水平e．两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上4．主要测量量：a．用天平测两球质量m1、m2b．用游标卡尺测两球的直径，并计算半径。
C．确定小球的落点位置时，应以每次实验的落点为参考，作一尽可能小的圆，将各次落点1232 456ab12mm，每格与主尺最小分度差0.05(即二十分子一)mm; 50分度的卡尺，游标总长度为49mm，分成50等份，每等份为49/50mm，每格与主尺最小分度差0.02(即1/50)mm; (2)读数方法：以洲标尺的零刻线对就位置读出主尺上的整毫米数，再读出洲标尺上的第几条线一心尽的某条线重合，将对齐的洲标尺刻度线数乘以该卡尺的精确度（即总格的倒数），将主尺读数与游标读数相加即得测量值。
●螺旋测微器（1）工作原理：每转一周，螺杆运动一个螺距0.5mm，将它等分为50等份，则每转一份即表示0.01mm，故它精确到0.01mm即千分之一厘米，故又叫千分尺。
（2）读数方法：先从主尺上读出露出的刻度值，注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线，不要漏读半毫米值。
再读可动刻度部分的读数，看第几条刻度线与主尺线重合（注意估读），乘以0.01mm即为可动读数，再将固定与可动读数相加即为测量值。
注意：螺旋测微器读1234abcd1234平衡，痱子粉应均匀浮在水面上（3）向水面滴酒精溶液时应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。
（4）向水面只能滴一滴油酸溶液（5）计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度（4）测定金属的电阻率1．电路连接方式是安培表外接法，而不是内接法。
各种运动方式下力矩和角动量守恒
各种运动方式下力矩和角动量守恒力矩和角动量是力学中两个重要的物理量，它们在各种运动方式下都是守恒的。
本文将从力矩和角动量的定义、原理和运动方式的角度探讨它们的守恒性质。
一、力矩的定义和原理力矩是指力对物体产生的扭矩，用矢量形式表示为M=r×F，其中r为力臂，F为作用力的矢量。
力矩的方向与力臂和作用力构成的平面垂直，大小则为力臂长度与力的大小的乘积，即M=Fr。
力矩描述了物体绕一定点转动的难易程度，是转动运动的重要量。
根据牛顿第二定律，力矩的变化率等于力学角动量的变化率。
这是因为力矩的产生和角动量的变化密切相关。
二、角动量的定义和原理角动量是指物体绕一定点旋转时所具有的动量，用矢量形式表示为L=r×p，其中r为物体到旋转轴的距离，p为物体的动量矢量。
角动量的大小等于动量大小和力臂长度的乘积，即L=r×p=rmv，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
根据牛顿第二定律，角动量的变化率等于力学力矩的变化率。
这是因为角动量的变化与力矩的作用密切相关。
三、各种运动方式下力矩和角动量的守恒1. 直线运动直线运动是指物体在直线轨道上做匀速直线运动的状态。
在这种运动方式下，物体的角动量和力矩均为零，因为物体没有绕任何一个轴进行旋转。
2. 曲线运动曲线运动是指物体在曲线轨道上运动的状态。
在这种运动方式下，物体会绕轨道中心进行圆周运动，产生角动量和力矩。
但在没有外力作用下，角动量和力矩的大小保持不变，即角动量和力矩守恒。
3. 自由落体运动自由落体运动是指物体在重力作用下做自由落体运动的状态。
在这种运动方式下，物体会绕垂直于地面的轴进行旋转，产生角动量和力矩。
但在没有外力作用下，角动量和力矩的大小保持不变，即角动量和力矩守恒。
4. 抛体运动抛体运动是指物体在抛体轨道上运动的状态。
在这种运动方式下，物体会绕垂直于抛体轴的轴进行旋转，产生角动量和力矩。
但在没有外力作用下，角动量和力矩的大小保持不变，即角动量和力矩守恒。
实验讲义-8-验证动量守恒定律(答案版)
G
P
R
Q
定位卡 入射球
靶球
O
MP N
m1 m2
O
MPN
2
实验：验证动量守恒定律
2020 年 4 月 3 日
【问题】 1．验证一维碰撞中动量守恒，理论上应当验证什么关系式？测量哪些物理量？
2．采用空中水平对心碰撞验证动量守恒，需要测量哪几个物理量？其中哪个量的测量比较 困难？为了解决这个问题，本实验把这个物理量的测量变换成了对哪个物理量的测量？变换 后验证动量守恒的关系式是怎样的？
G．测量平抛射程 OM、ON
（4）小球 m2 落点痕迹如下图所示，其中刻度尺放置方向合适，刻度尺的零点与 O 点 对齐。碰撞后小球 m2 的水平射程应取为__________cm
记录纸
批注 [1]: A 批注 [魏2]: C 批注 [魏3]: AFG 前后顺序可调换
批注 [魏4]: 65.6
刻度尺 4
复写纸
小球做平抛运动的下落高度相同，它们在空中飞行的时间相等．若用小球的飞行时间作时间
单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度．因此，只要测出两小球的质
量 m1、m2，再测出不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离 x1，以及入射小球与被
碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离 x1'和 x2'．若
A．小球开始释放的高度 h B．小球抛出点距地面的高度 H C．小球平抛运动的射程
（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 m1 多次从 斜面上 S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP。然后把被碰小球 m2 静置与轨道水平部分，再将入射小球 m1 从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2 相碰，并多
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m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
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(3)实验中，关于入射球在斜槽上释放点的高低对实验影响的
说法中正确的是( C ) A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差 碰撞时速度小，内力小，误差大 越小. B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相
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(7)连接ON，测量并记录线段OP、OM、ON的长度． (8)最后代入m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON ，看在误差允许的范 围内是否成立． (9)整理好实验器材放回原处．
五、数据处理
验证表达式：m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
思考：
你能说明为什么等式 m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON 成立， 就能说明碰撞动量守恒？
原理：m1v1 m2 v2 m1v1
利用动能定理和平抛运动求解速度；
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(1)还需要测量的量是: 弹性球1、2的质量m1、m2 桌面离水平地面的高度 H． ______________________
立柱高h 和 、________
(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为: 2m1 a h m2c / H h 2m1 b h ．(忽略小球的大小) [解析]（1）需要测量的物理量： 两球的质量m1和m2 利用动能定理计算碰前碰后球1的速度： 需测高度a、b、h 利用平抛计算碰后球2的速度： 需测高度H、水平距离c m1v1 m2 v2 m1v1 （2）动量守恒表达式：
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(3)在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸 . (4)在白纸上记下重垂线所指的位置O . (5)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚 下，重复10次，用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈 在里面，圆心P就是小球落点的平均位置． (6)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自 由滚下，使它们发生碰撞．重复实验10次．用步骤(5)的方法， 标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均 位置N.如图所示．
xOP 2h g 0 m1 xOM 2h g m2 xON 2h g
m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
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[例2、(A)].实验时先使A球从斜槽上某一固定位置 G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上， 留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕 迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A 球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、 B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这 种操作10次．
对误差越小，两球速度的测量越准确. C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前
后动量之差越小，误差越小. 碰撞时速度大，内力大，误差小
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对 被碰小球的阻力越小.
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[例3、(B)].如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用 细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱．实验时， 调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球 等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱 上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰 后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有 关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水 平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿 间的水平距离为c.此外，
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AC ． (2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______ (填下列对应的字母) A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤 E.秒表
(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入 射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示) m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON成立．即表示碰撞中动量守恒． [解析]原理：m1
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六．注意事项
1．前提条件： 保证碰撞是一维的，即保证两球“水平” “正 碰” ． 2 ．方案提醒 ①斜槽末端的切线必须水平； ②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放； ③入射小球质量要大于被碰小球质量，即m1>m2，防止碰后 m1被反弹； ④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持 不变；
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第一章
1.4
验证动量守恒定律
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目标定位
1.进一步熟悉平抛运动的基本规律．
2.掌握用平抛运动验证动量守恒定律的方法．
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理论依据：动量守恒定律
1、内容：
如果一个系统不受外力或者所受合外力为零，这个系 统的总动量保持不变。
m1 g ( a h) 1 m1v1 2 2 H h gt 2 / 2
m1 g (b h)
c v2 t
1 2 m1v1 2
2m1 a h m2c / H h 2m1 b h
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七．实验结论
在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．
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[例1、(A)].如图所示为实验室中验证动量守恒的实验 装置示意图．
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径 为 r2 ， 则 ( C ) A．m1>m2，r1 > r2 B．m1>m2，r1 > r2 C．m1>m2，r1＝r2 D．m1<m2，r1＝r2 [解析]为保证对心碰撞，两小球应选择等大的, r1＝r2 ； 为防止入射小球反弹，入射小球的质量大于被碰小球 的质量,m1>m2
p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否守恒。
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三、实验器材
斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、 白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
四、实验步骤
(1)用天平测出两小球的质量m1、m2，选定质量大的为入射小球. (2)按下图安装实验装置，调整斜槽使斜槽末端点切线水平.
(1)碰撞后B球的水平射程应取______ 65.4 cm.
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(2)本次实验必须进行测量的有 ABD (填选项号) A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 B．A球与B球碰撞后，测量A球及B球落点位置到O点的距离 C．测量A球或B球的直径 D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比) E．测量水平槽面相对于O点的高度 可约掉 [解析]原理：m1
2、表达式： m1v1 + m2v2= m1v1' + m2v2' 思考：
①实验需要测量哪些物理量？ （质量、速度） ②怎么测量碰前和碰后的速度？ （平抛运动的基本规律）
③你的设计方案是什么？
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一、实验目的
验证碰撞前后系统动量是否守恒。
二、实验原理
在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1 和m2及碰撞前、后物体的速度v1，v2及v1′、v2′， 找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量