2020高考物理一轮复习 专题32 力学实验(一)(解析版)
2020届高考物理 高考题型专项练1 力学实验、电学实验 Word版含解析
高考题型二实验题专项练1力学实验1.下图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端;③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。
图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为s M、s P、s N。
依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足m1m2(选填“>”“=”或“<”);(2)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中点,m2的落点是图中点;(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的;(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用实验中测得的数据来表示,只需比较与是否相等即可。
2.(2019广东揭阳高三模拟)某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。
该小组将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。
实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是;(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量,对本实验影响(选填“有”或“没有”);(3)实验时,下列物理量中必须测量的是。
A.长木板的长度LB.重物的质量mC.小车的总质量M(4)实验中,力的传感器的示数为F,打出的纸带如图乙。
2020物理高考备考专题《力学实验》(高考押题)(附答案解析版)
咼考押题专练1.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则•实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向②如图所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O i、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O i、02间的距离(即橡皮筋的长度I).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的I，部分数据如下表所示：③找出②中F= 2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为0、0',橡皮筋的拉力记为F OO.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图所示•用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到0点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋0A段的拉力记为F OA, 0B段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空:(1) 利用表中数据在图坐标纸上画出 ______ FI图线，根据图线求得l o= cm.⑵测得0A = 6.00 cm , 0B= 7.60 cm，贝U F OA的大小为_________ N.(3)根据给出的标度，在图中作出F OA和F OB的合力F的图示.若OA — 6.00 cm , OB — 7.60 cm ，则橡皮筋的弹力为 F 1 — k A x 1 — 50 X (6.0® 7.60- 10.00) X 10N — 1.80 N 则此时 F OA — F 1— 1.80 N（3）F OB — F OA — 1.80 N ，两力的合力 F 如图乙所示和F OO的大小和方向，可得出实验结论⑷通过比较F'与 __________ 的大小和方向，即可得出实验结论 •【答案】 ⑴见解析图甲 10.0（9.8、9.9、10.1均正确）（2）1.801.90均正确）（3）见解析图乙⑷ F OO '【解析】（1）作出Fl 图象，如图甲所示，求得直线的横截距即为 10, 可得 10—10.0 cmk — — = _25 =A x — 0.05N/m —50 N/m ⑷F OO 的作用效果和 F OA 、F OB 两个力的作用效果相同,F 是F OA 、F OB 两个力的合力，所以通过比较F '⑵可计算橡皮筋的劲度系数2•某同学利用如图所示的装置验证动能定理•将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸•将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h 竖直位移y/cm30.015.010.07.5 6.0 4.3 3.8 3.3(1) __________________________ 表格中空缺的数据应为.(2) 已知木板与斜槽末端的水平距离为x,小球在离开斜槽后的竖直位移为y,不计小球与槽之间的摩擦,小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立，则应满足的关系式是(3) 若仅仅换一形状完全相同，但摩擦不能忽略的斜槽(其余装置、位置均不变)，表格中竖直位移y的数值与上表相比会________ (填变大”变小”或不变”).x2 【答案】(1)5.0 (2)H = (3)变大4y【解析】⑴根据表格中的数据规律可以发现，Hy = 30h，是个定值，则当H = 6h时，y= 5.0 cm.1(2) 设小球离开斜槽时的速度为v,根据平抛运动的规律得：x= vt, y= 2gt2小球在斜槽上滑下过程中，不计小球与槽之间的摩擦，只有重力做功，则有:1 x2mgH = ^mv2,解得：H =石H⑶若摩擦不能忽略，则有：w= mgH —卩mcos B s j n 0=mgH(1- t a^ /部分同学用游标卡速度为g ，完成下列问题:(1) 小球在B 点时的速度大小为⑵小球从A 点到B 点的过程中，动能减少量为成立，就可以验证机械能守恒 (用题目中给出的物理量符号 表示)• d 1 1【答案】(1) &(2)2mv2—2m A t 2d 2A 2]4. 某同学利用图所示装置，验证以下两个规律:① 两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等； ② 系统机械能守恒.P 、Q 、R 是三个完全相同的物块，P 、Q 用细绳连接，放在水平气垫桌上.物块R 与轻质滑轮连接，放在正中间，a 、b 、c 是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放 .(1)为了能完成实验目的，除了记录 P 、Q 、R 三个遮光片的遮光时间 t 1、t 2、t 3外，还必需测量的物理量 有 ________ ;A. P 、Q 、R 的质量MB. 两个定滑轮的距离 dC. R 的遮光片到c 的距离HD. 遮光片的宽度x(3)在误差允许范围内，若等式 d 2⑶gh = 【解析】(1)小球在B 点的瞬时速度大小dV B =— BAt' ⑵小球从A 点到B 点，动能的减小量 _ 1 2 1 2 1 2 1 d 2A E k = mvk — mvB = mvX —c m “ 2.2 2 2 2 A t d 2 “ 1° d 21 1 d2 1 5⑶重力势能的增加量为 mgh , 若 mgh = 尹/一 2 A —.即gh =彳⑷^— A 2］，机械能守恒.b(2)根据装置可以分析出 P 、Q 的速度大小相等，验证表达式为 ___________ ;(3)若要验证物块 R 与物块P 的沿绳分速度相等，则验证表达式为 ____________________⑷若已知当地重力加速度g ,则验证系统机械能守恒的表达式为 _____________________ .【答案】(1)BCD (2)t 1— t 2 x 2 「 x 2 , x 2(4)gH — 2t 32 + 2t 22+ 2t 12【解析】(1)为了能完成实验目的，除了记录 P 、Q 、R 三个遮光片的遮光时间 t 1、t 2、t 3外，还必需测量的物理量有：两个定滑轮的距离d ; R 的遮光片到c 的距离H ;遮光片的宽度 x ;故选B 、C 、D.(2)根据装xx 置可以分析出P 、Q 的速度大小相等，根据v — A *可知，验证表达式为t 1 — t 2.(3)P 经过遮光片时的速度VP —.;A tt 15.在 验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度 h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外 h ,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷(1) 用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d — _______ m m ;⑵为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象A.h -1图象1B.h -［图象C.h -12图象1D.h —卫图象(3)经正确的实验操作， 1小明发现小球动能增加量？mv 2总是稍小于重力势能减少量 mgh ,你认为增加释放高度h 后，两者的差值会 (填增大”缩小”或不变”).【答案】(1)17.806(17.804 〜17.808 均可)(2)D2H J 4H 2+ d 2R 经过遮光片时的速度 V R —J 若要验证物块R 与物块P的沿绳分速度相等,则需验证 V R COS 0—*3 2H—V P ,整理可得«-羽|_|2 + d 2.(4)验证系统机械能守恒的表达式为mgH — 2mvP^ + 2mv&+ ?mv 於，其中 xvp —t 1， :,V R —:，联立解得线的时间t ，改变小球下落高度H甲乙⑶增大【解析】(1)螺旋测微器的读数为 d = 17.5 mm + 30.6 X 0.01 mm= 17.806 mm1 、(2) 减小的重力势能若全部转化为动能，则有mgh= gmv2,小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬d 1 d 1时速度，故v= d，联立可得h =函早2，故作h —卞图象，D正确.1(3) 由于实验中存在空气阻力，所以发现小球动能增加量2山，总是稍小于重力势能减少量mgh，若增加释放高度h，则阻力做功增大，系统损失的机械能增加，所以两者的差值会增大6. 在用落体法”做验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示.他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C……，测出O到A、B、C……的距离分别为m、h2、h3 .电源的频率为f.(1) _______________________________________________ 为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是A. 选用铁质重锤B. 安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C. 释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D. 重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2) 打B点时，重锤的速度V B为.⑶小明用实验测得数据画出的V2—h图象如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是___________—h图线，并与其比较, 其中正确的是甲乙⑷另有四位同学在图乙的基础上,⑶图线不过原点，h =0时，速度不为零，可知打下 0点时重锤速度不为零. ⑷不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，两图线交于同一点，故7.用如图甲所示的实验装置验证 m 1、m 2组成的系统机械能守恒， m 2从高处由静止开始下落，打点计时器频率为50 Hz , m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律 .如图乙给出的是实验中获取的一条纸带： 0是打下的第一个点 海相邻两计数点之间还有 4个点(图中未标出), 计数点间的距离如图所示.已知m 1 = 50 mg , m 2= 150 mg.(结果均保留两位有效数字)【解析】 (1)ABC (2严一讪 (3)打下0点时重锤速度不为零 (4)B (1)为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故 A 正确；安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故B 正确；释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，可以减小阻力，故 C 正确；重锤下落过程中，手不能拉着纸带，故D 错误.(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,B 点的瞬时速度h 3— h 1 (h 3— h 1)fV B =2TB 正确，A 、C 、D 错ji1 ]2 * • • ■*单位：cm (3&402LH )【答案】I)Efljzi ___ —n 1 甲(1) 在纸带上打下计数点_____ 5时的速度v= m/s.⑷一位同学做此实验时得到如图乙所示的 F — x 图线，说明此同学可能出现了哪种错误?J(当地重力加速度g 约为9.8 m/s 2)1⑶若某同学作出2V 2— h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度 g = _________ m/s 2.【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.59 (3)9.7【解析】(1)由于每相邻两个计数点间还有 4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔 T = 0.1 s ,=2.4 m/s.1 1⑵在0〜5过程中系统动能的增量 AEk = 2(m 1 + m 2)v0= 2 X 0.2 X 勾4~ 0.58 J.系统重力势能的减小量为(m 2— m 1)gx 5= 0.1 X 9.8 X (0.3+ 0.216 0) J 〜0.59 J.1 2⑶本题中根据机械能守恒可知， (m 2 — m 1)gh = ?(m 1 + m 2)v 2,m2——m1m 1 + m 2gh ，所以2V 2- h 图象中图象的斜率不表示重力加速度,8.某学生做探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一 只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度 x ，数据记录如表所示.钩码个数 0 1 2 3 4 5 6 7 弹力F /N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 弹黄伸长的长度 x /cm2.003.986.027.979.9511.8014.00(1)根据表中数据在图甲中作出 F — x 图线;⑵根据F — x 图线可以求得弹簧的劲度系数为 __________ N/m ;(3) ___________________________________________ 估测弹簧弹力为5 N 时弹簧的弹性势能为 J.⑵在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量AEk =J ,系统势能减少△E P =根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度:X 46 0.216 0+ 0.264 0V 5 = = ------------------------ 52T 2 X 0.1m/s即有：由图可知，斜率 5.821.20=4.85，故当地的实际重力加速度 g = 9.7 m/s 2.IOX乙【答案】(1)见解析图(2)50 ⑶0.25 (4)已超出了弹簧的弹性限度【解析】(1)根据描点法可得出对应的F-x图象，如图所示；(2) 根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k—冷N/m —50 N/m(3) 根据图象的性质以及W—Fx可知，图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功，根据功能关系可知，1等于弹簧的弹性势能，故E p—X 5X 0.099 5 J ~;0.25 J(4) 由图可知，当力达到某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限度9. 用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度 a.A. 实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B. 平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C. 每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D. 实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2) 图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、50 Hz ，打B 点时小车的速度 V B = __________ m /s ，小车的加速度 a = __________ m/s 2.(3)改变细线下端钩码的个数，得到 ___________________________________ a— F 图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是 ____________________________________________________ .【答案】(1)AD (2)0.316 0.93 (3)随所挂钩码质量 m 的增大，不能满足 M? m.【解析】(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故 A 正确；在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B 错误；由于平衡摩擦力之后有Mgs in =卩Mgos 0,故ta n 0=卩所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力 沿斜面的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C 错误；打点计时器要 早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放小车，而当实验结束时应先控制小车停下再停止 打点计时器，故 D 正确；(2)已知打点计时器电源频率为 50 Hz ，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为 T = 5 X 0.02 = 0.1 s.根据 A x = aT 2 可得：X CE — X AC = a(2T)2，X CE — X AC 0.163 6 — 0.063 2 — 0.063 2 ?2小车运动的加速度为 a =4T 2 = ----------- 0~04 ------------- m/s 2= 0.93 m/s 2B 点对应的速度：V B =穿=0.063 2 m/s = 0.316 m/s ； ⑶随着力F 的增大，即随所挂钩码质量 m 的增大，不能满足 M?m ，因此图线上端出现弯曲现象.10. 如图所示，利用DIS 实验系统探究加速度与力的关系.一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器(接收器)，绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器 (发射器)的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物 .将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动.不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦(1) 实验中力传感器的示数F 与小重物的重力 mg 的关系为( )A.F =mg2 B.F> mg 2 C.F<mg 2D.无法确定(2) 保持小车(含发射器)的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验.记下每次力传感器的示数F，利用DIS测出每次实验中小车的加速度a,将得到的a、F数据绘制成a- F图象.以下图象可能的是()(3) 在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：______________________________________________________________________________________ 【答案】(1)C (2)A ⑶减小小车与长木板之间的摩擦【解析】(1)小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：mg-2F —ma,解得：F - mg-ma<m；g，故C正确.⑵根据实验装置可知，本实验没有平衡摩擦力，所以当FK时，a —0,即在F轴上有截距，绳子的拉1 F f力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F —F f —ma, a—m F - m，是一条倾斜的直线，故A正确，B、C、D错误.(3)减小小车与长木板之间的摩擦可以减小实验误差11. 某实验小组利用图所示装置进行探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A. 挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B. 打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C. 重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤.回答下列问题:(1) 按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？________ (填是”或否”;(2) 若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有___________ ;A. 悬挂钩码的总质量mB. 长木板的倾角0C. 两传感器间的距离ID. 小车的质量M⑶根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：_________________________________ .(重力加速度为g)1 1【答案】(1)否(2)ACD (3)mgl = 2M V22—2M V12【解析】(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，挂上钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，1 1则有：mgl= ?Mv孑—2MV12,所以要测量悬挂钩码的总质量m、两传感器间的距离I和小车的质量M.12. 某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的装置.在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为 1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮B(可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B与A等高，BD为水平参考线，测出BC间绳长L = 0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改变h的值，记录下相应的最大拉力F，取H = L —h, g = 9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下(1) _______________________________________ 当H = 0.60 m时，小球的最大动能为J,此过程中外力做功为_____________________________________________ J;(2) 实验结论是：__________________________________________________________(3) 根据实验结论，推导出F与H之间的关系为： ____________________ .【答案】见解析【解析】(1)根据实验中得到的数据可知， H — 0.60 m , F — 24.45 N , 小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，v 21在最低点，根据牛顿第二定律得：F — mg — m 【解得：^mv 2— 5.86 J ,此过程中外力做功为 W — mg(L - h)— 1.00 X 9.80 X 0.60J5.88 J. ⑵实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量.2⑶根据实验结论可知， F — mg — m —, ^mv 2— mg(L - h)，解得：F —普务 + mg ,代入数据得：F — 24.5H + 9.8. 13.如图甲所示的装置可以探究外力做功和物体速度变化的关系.光滑斜槽轨道固定在水平桌面上，将斜槽从底端开始分成长度相等的五等份，使AB — BC — CD — DE — EF ，让小球每次从不同等分点处释放，最后【答案】(1)W (2)v 2 ——15 ' 丿 4Hsin 0【解析】(1)根据几何关系可知，h FA — 5h BA ,对小球从F 到A 和B 到A 的两个过程，根据动能定理得： WW — mgh FA , W'— mgh BA ，解得： W'— 5(2)小球从A 点抛出后做平抛运动，下落的高度相等，则运动时间相等，则小球运动到斜槽底端时的速时间相等，所以v 与x 成正比，而根据图象可知， L 与x 2成正比，所以L 与v 2成正比，又 W 与L 成正比，故W 与v 2成正比点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为 W , 则小球从B 点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为(2)实验中，小球每次在斜槽上运动的长度记作 L ,小球做平抛运动的水平位移记作 x ,通过五组数据描 点作出的L - x 2图象是一条过原点的直线，如图乙所示 .设小球运动到斜槽底端时的速度为v ,可以判断，外力做功W 与(填v 、v 2或小)成正比，若斜槽的倾角为 0,小球抛出点距地面的高度为H ，则图象的斜率为(用H 、B 表示).屮(1)实验中，若小球从 F小球抛出点距地面的高度为 H ，则运动时间t = 嘗②1根据动能定理得：mgLsin 0= gmv 2③ 由①②③解得：L = 4H ： 01则L -x 2图象的斜率k = 4Hsz14. 某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验 用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在气垫导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了 因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差(1) 下面是实验的主要步骤：① 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ② 向气垫导轨通入压缩空气；③ 把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固 定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④ 使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤ 把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥ 先 _______ ，然后 _________ ，让滑块带动纸带一起运动； ⑦ 取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示； ⑧ 测得滑块1的质量为310 g ，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容.(2) 已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点.通过计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 _____________ kg • m/s 两滑块相互作用以后系统的总动量 为 ________ kg - m/s 保留三位有效数字).(3) 试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 ___________________________________.气垫导轨装置如图甲所示，所I fi.fi cm ----- * * ----- 20*4 cm【答案】见解析【解析】（1）先接通打点计时器的电源，后释放滑块 1;（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块 2发生碰撞后跟滑块 2 一起做匀速运动，根据纸带的数0 2据得：碰撞前滑块 1的动量为P 1= m 1V 1 = 0.310 £ kg • m/s 0.620 kg • m/滑块2的动量为零，所以碰撞前 的总动量为0.620 kg • m/碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：（m 1 + m 2）v 2= （0.310 + 0.205） kg • m/s 0.618 kg • m/s.（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用 14.如图甲为测量重力加速度的实验装置，C 为数字毫秒表，A 、B 为两个相同的光电门，C 可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔.开始时铁球处于 A 门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时，数字 毫秒表开始计时，落到 B 门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过1 x 1 1根据x = 2gt 2可得，t = 2gt ,则2§ = k ,解得g = 2k ;若某次测得铁球经过 A 、B 门的时间间隔V C 为t 0，则可知铁球经过 B 门时的速度大小为 V = gt 0= 2kt 0,此时两光电门间的距离为x = <0= kt 。
2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高中物理-高考复习-力学实验讲解及练习题(含答案)(20200615050938)
高考复习力学实验题一．实验题（共17小题）1．（2019?高港区校级学业考试）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会再纸带上打出一系列的小点，（1）若实验时用到的计时器为电磁打点计时器，打点计时器的安装要使两个限位孔在同一（选填“水平”或“竖直”）线上，以减少摩擦阻力；（2）实验过程中，下列说法正确的是A、接通电源的同时要立刻释放重物B、选取纸带时要选取第1个点与第2个点之间的距离接近4mm且清晰的纸带C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器D、为了使实验数据更加准确，可取多次测量结果的平均值（3）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验仪器是A、天平B、秒表C、米尺．2．（2019?天津）某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．①实验中，必要的措施是．A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量D．平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度a=m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度v B=m/s．（结果均保留两位有效数字）3．（2017春?涞水县校级月考）某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图1所示．（1）以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：①实验操作：，释放纸带，让重锤自由落下，．②取下纸带，取其中的一段标出计数点如图2所示，测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm，x2=4.14cm，x3=5.69cm，x4=7.22cm，x5=8.75 cm，x6=10.29cm，已知打点计时器的打点间隔T=0.02s，则重锤运动的加速度计算表达式为a= ，代入数据，可得加速度a= m/s2（计算结果保留三位有效数字）．4．（2019春?哈尔滨校级期中）某同学进行“验证力的平行四边形定则“实验，试完成主要步骤：（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到，记下细绳的方向（如图丙中的Oc）．如乙图所示，读得弹簧测力计的示数F=（3）如丙图所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中：a．按同样的标度作出力F的图示b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′（4）关于该实验注意事项，下列说法中正确的是A．实验中所用的两根细绳越短越好B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°．5．（2019春?衡阳校级期末）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验采用的科学方法是A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数，他还应该记录下．（3）图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示，F′为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是．6．（2019春?临沂校级期末）在“探究求合力的方法”实验中，可以设计不同的方案探究．以下是甲、乙两位同学设计的两个实验方案，（1）甲同学设计的方案如图1，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．①某同学在做该实验时认为：A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，橡皮条方向必须在两细绳夹角的角平分线上D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是（填入相应的字母）②若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则（选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是：．（2）乙同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法，如图2所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的是．A．实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C．以OB、OC为两邻边做平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且两者长度相等D．多次实验中O点不必是同一位置．7．（2019?广州二模）用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是BA．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a= m/s2（计算结果保留三位有效数字）．（3）一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f= N；小车质量M=kg．若该小组正确完成了步骤（1），得到的a﹣F图线应该是图丙中的（填“②”、“③”或“④”）．8．（2019秋?天津月考）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图（1）所示的装置，计时器打点频率为50Hz．（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图（b）所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为m/s，小车的加速度为m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持定不变．（3）该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象，如图（c）所示，则①图中的直线不过原点的原因是．②此图中直线发生弯曲的原因是．9．（2019秋?濮阳月考）为了探究物体的加速度与质量的关系时，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置．装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂捅（总质量用m表示）、刻度尺等，请回答下列问题：（1）为了完成本实验，下列实验器材中必不可少的是．A．低压直流电源B．秒表C．天平（附砝码）D．低压交流电源（2）实验误差由偶然误差和系统误差，本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论，应尽量地减少摩擦阻力的影响，即按如图的方式将长木板的一端适当垫高，以平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，取下沙桶并将纸带穿过打点计时器，使小车带动纸带在长木板上做运动．（3）探究小车的加速度与其质量的关系时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完成本实验时，为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力，则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足．（4）该实验小组的同学在某次测量时，得到了如图所示的纸带，其中0、1、2为相邻的三个计数点，且相邻两计数点的打点频率为f，0、1两点间的距离用x1表示.1、2两点间的距离用x2表示，则该小车加速度的表达式a= m/s2．如果f=10Hz，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则加速度的值应为a= m/s2（保留两位小数）（5 ）在完成以上操作后，将得到的数据用图象进行处理，则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是．10．（2019春?锦州期末）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛．（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s．（g=9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为m/s；B点的竖直分速度为m/s；平抛运动的初位置坐标（如图丙，以O点为原点，水平向右为X轴正方向，竖直向下为Y轴的正方向，g取10m/s2）．11．（2019春?衡阳校级期末）（1）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示，在实验前应A．将斜槽的末端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究物体的平抛运动，可做下面的实验：如图2所示，用小锤打击弹性金属片，A球水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球总是同时落地．则这个实验A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律．12．（2019?花溪区校级三模）为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据如下．请思考并回答下列问题功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6Wv/（m?s﹣1）0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45（1）实验中木板略微倾斜，这样做（填答案前的字母）．A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动（2）据以上数据，在坐标纸中作出W﹣v2图象．（3）根据图象2可以做出判断，力对小车所做的功与．13．（2019?蔡甸区校级一模）某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d= mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是（请填写选项前对应的字母）．A ．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B ．应使A 位置与光电门间的距离适当大些C ．应将气垫导轨调至水平D ．应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M 和A 、B 间的距离L 不变，改变钩码质量m ，测出对应的力传感器的示数F 和遮光条通过光电门的时间t ，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是（请填写选项前对应的字母）．A ．作出“t ﹣F 图象”B ．作出“t 2﹣F 图象”C ．作出“t 2﹣图象”D ．作出“t=3s 图象”14．（2015春?菏泽期末）为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，采用了如图所示实验装置．请回答下列问题：（1）为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是A ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动（2）若实验中所用小车的质量为200g ，为了使实验结果尽量精确，在实验室提供的以下四种规格钩码中，应该挑选的钩码是A ．10gB ．20gC ．30gD ．50g （3）某实验小组挑选了一个质量为50g 的钩码，在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n 个点的距离为40.0cm ；打下第n 点时小车的速度大小为1.20m/s ．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则拉力对小车做的功为J ，小车动能的增量为J ．（g=9.8m/s 2，结果保留三位有效数字）15．（2019?北京）利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的．A ．动能变化量与势能变化量B ．速度变化量和势能变化量C ．速度变化量和高度变化量②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是A ．交流电源B ．刻度尺C ．天平（含砝码）③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ，测得它们到起始点O 的距离分别为h A 、h B 、h C ．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△E p= ，动能变化量△E k= ．④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式v=计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响D．没有采用多次试验去平均值的方法．⑤根据以下方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2﹣h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确．16．（2019?泉州二模）某同学用“验证机械能守恒定律”的实验装置测定当地重力加速度．（1）接通电源释放重物时，装置如图甲所示，该同学操作中存在明显不当的一处是；（2）该同学经正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5．若电源的频率为f，则打E点时重物速度的表达式为v E= ；（3）分别计算出各计数点对应的速度值，并在画出速度的二次方（v2）与距离（h）的关系图线如图丙所示，则测得的重力加速度大小为m/s2．（保留3位有效数字）17．（2019?吉林校级模拟）用如图甲所示的实验装置，验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2，则（结果均保留两位有效数字）①在纸带上打下记数点5时的速度v= m/s；②在0～5过程中系统动能的增量△E K= J，系统势能的减少量△E P= J；由此可以验证．。
2020年高考回归复习—力学实验之测量动摩擦因数 含答案
高考回归复习—力学实验之测量动摩擦因数1．某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数．已知小木块与固定斜面和水平面的滑动摩擦因数相同．小木块由斜面上的A点静止下滑，经过B点到达水平面上的C点静止．A、C两点间的水平距离为x．小木块可视为质点．回答下列问题：(1)小木块质量为m，重力加速度大小为g，若滑动摩擦因数为μ，由A点运动到C点过程中，克服摩擦力做功与x之间的关系式为W1=____；(2)为尽量筒便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量？_____________. A．小木块的质量mB．斜面倾角θC．A、B两点间的距离lD．A、C两点间的竖直高度差hE.A、C两点间的水平距离x(3)利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数μ=________；(4)小木块运动到B点时，由于与水平面的作用，竖直方向的分速度将损失，将导致测量的滑动摩擦因数与实际摩擦因数相比，其值将________(填“偏大”、“相等”或“偏小”)．2．某实验小组利用如图所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数,弹簧左端固定在挡板上,带有遮光条的小物块将弹簧压缩至C处,释放后物块与弹簧分离后通过P处电计时器的光电门,小物块通过光电门P后停在水平面上某点B。
已知当地重力加速度为g.（1）为了测量动摩擦因数,需要测量的物理量及其符号是_______；（2）动摩擦因数μ=______(用测量的量表示)。
3．某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数,木块放在粗糙的水平桌面上,右侧拴一细线,跨过固定在桌面边缘的定滑轮与重物连接;实验时,木块在重物水平牵引下从静止开始向右运动,重物落地后,木块继续向右滑行,运动过程中木块始终不碰轮,已知木块的木块的质量为M,重物的质量为m,重力加速度为g,回答下列问题:（1）本实验还需直接测量的物理量有_____A．重物距地面的高度hB．木块在桌而上滑行的总距离xC．滑轮距地面的高度H（2）利用上述测量的物理量写出测量的动摩擦因数µ=_______（3）木块运动过程中,由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响,导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比,其值将_________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）4．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数μ．粗糙曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为光电计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上的某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上某点C．已知当地重力加速度为g．（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d=______cm；（2）为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t，还需要测量的物理量及其符号是______，动摩擦因数μ=______(利用测量的量表示)．（3）为了减小实验误差，请提出一条合理化建议：___________________．5．某同学用如图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。
高考物理一轮专题重组卷：第一部分 专题一 力学实验 Word版含解析
专题一力学实验考点1.实验一：研究匀变速直线运动；2.实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系；3.实验三：验证力的平行四边形定则；4.实验四：验证牛顿运动定律；5.实验五：探究动能定理；6.实验六：验证机械能守恒定律；7.实验七：验证动量守恒定律知识点所有力学实验1.刻度尺、弹簧秤的使用和读数，打点计时器的使用；2.实验原理和实验器材；3.实验步骤和注意事项；4.数据处理和误差分析；5.实验的拓展与创新的运动进行探究。
物块拖动纸带下滑，打出纸带的一部分如图所示。
已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是________点。
在打出C点时物块的速度大小为________ m/s(保留三位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s2(保留两位有效数字)。
答案A0.2330.75解析物块加速下滑，因此打点间距逐渐增大，故先打出A点。
打C点时物块的速度大小v C＝x BD2T＝(5.85－1.20)×10－22×0.1m/s≈0.233 m/s；物块下滑的加速度大小a＝x CE－x AC4T2＝(9.30－3.15－3.15)×10－24×0.01m/s2＝0.75 m/s2。
2．(2019·全国卷Ⅲ)甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。
实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。
已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________。
(填正确答案标号)A．米尺B．秒表C．光电门D．天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答：_____________________。
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a 、b 和c 得到ab ＝24.5 cm 、ac ＝58.7 cm ，则该地的重力加速度大小为g ＝_______ m/s 2。
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《力学实验》附解析
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《力学实验》1.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家特伍德（G·Atwood 1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙示．（1）实验时，该同学进行了如下步骤：①将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出_________________（填“A的上表面”，“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证守恒定律．（2）如果系统（重物A，B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为________________（已知重力加速度为g）．（3）引起该实验系统误差的原因有________________（写一条即可）．（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A，B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？________________请你帮该同学解决，①写出a与m之间的关系式：________________（还要用到M和g）②a的值会趋于________________2.某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。
查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。
测得所用重物的质量为1.00kg。
实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A，B，C作为测量的点，如图所示。
经测量知道A，B，C各点到O点的距离分别为50.50cm，86.00cm，130.50cm。
2020版高考物理一轮总复习力学综合训练(含解析)新人教版
力学综合训练一、选择题：(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，其中第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部答对得6分，选对但不全得3分，错选得0分)1．甲、乙两物体同时从同一位置开始做直线运动，其运动的v －t 图象如图所示，在0～t 0时间内下列说法正确的是( )A ．甲的位移大于乙的位移B ．甲的加速度先增大后减小C ．甲的平均速度等于乙的平均速度D ．t 0时刻甲、乙相遇解析：选A. v －t 图象中图线与横轴所围图形的面积表示位移，所以甲的位移大于乙的位移，故A 项正确； v －t 图象中切线的斜率表示加速度，所以甲的加速度一直减小，故B 项错误；由于甲的位移大于乙的位移，而时间相同，所以甲的平均速度大于乙的平均速度，故C 项错误；甲乙从同一位置开始运动，t 0时间内甲的位移大于乙的位移，所以t 0时刻甲在乙的前面，故D 项错误．2．假设我国宇航员在2022年，首次实现月球登陆和月面巡视勘察，并开展了月表形貌与地质构造调查等科学探测，若在地面上测得小球自由下落某一高度所用的时间为t 1，在月面上小球自由下落相同高度所用的时间为t 2，地球、月球的半径分别为R 1、R 2，不计空气阻力，则地球和月球的第一宇宙速度之比为( )A.R 1t 22R 2t 12 B ． R 1t 1R 2t 2 C.t 1t 2R 1R 2D ．t 2t 1R 1R 2解析：选D.对小球自由下落过程有：h ＝12gt 2，又天体表面上有G MmR 2＝mg ，第一宇宙速度v ＝gR ，则有v 地v 月＝ g 地R 地g 月R 月＝t 2t 1 R 1R 2，故D 项正确． 3．一物块从某一高度水平抛出，从抛出点到落地点的水平距离是下落高度的2倍，不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6 B ．π4C.π3D ．5π12解析：选B.物块平抛运动的过程中，水平方向有x ＝v 0t ，竖直方向有h ＝v y t2，又x ＝2h ，则有tan θ＝v y v 0＝1，即θ＝π4，故B 项正确．4．一串质量为50 g 的钥匙从橱柜上1.8 m 高的位置由静止开始下落，掉在水平地板上，钥匙与地板作用的时间为0.05 s ，且不反弹．重力加速度g ＝10 m/s2，此过程中钥匙对地板的平均作用力的大小为( )A ．5 NB ．5.5 NC ．6 ND ．6.5 N解析：选D.钥匙落地时的速度v ＝2gh ＝6 m/s ，以竖直向上为正方向，钥匙与地面作用前后由动量定理得：(F N －mg )t ＝0－(－mv ) ，解得F N ＝6.5 N ，故D 项正确．5．如图所示，质量分别为0.1 kg 和0.2 kg 的A 、B 两物体用一根轻质弹簧连接，在一个竖直向上、大小为6 N 的拉力F 作用下以相同的加速度向上做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数为1 N/cm ，取g ＝10 m/s 2.则弹簧的形变量为( )A ．1 cmB ．2 cmC ．3 cmD ．4 cm解析：选D.本题考查了连接体问题的分析．对AB 两物体由牛顿第二定律得F －(m A ＋m B )g ＝(m A ＋m B )a ，对B 物体由牛顿第二定律得F T －m B g ＝m B a ，又F T ＝kx ，解得x ＝4 cm ，故D 项正确．6．如图所示，P 、Q 两物体保持相对静止，且一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑，Q 的上表面水平，则下列说法正确的是( )A ．Q 处于失重状态B ．P 受到的支持力大小等于其重力C ．P 受到的摩擦力方向水平向右D ．Q 受到的摩擦力方向水平向右解析：选AD.由于P 、Q 一起沿着固定光滑斜面下滑，具有相同的沿斜面向下的加速度，该加速度有竖直向下的分量，所以Q 处于失重状态，故A 项正确；P 也处于失重状态，所以受到的支持力小于重力，故B 项错误；由于P 的加速度有水平向左的分量，所以水平方向受到的合力方向水平向左，即P 受到的摩擦力方向水平向左，故C 项错误；由牛顿第三定律可知，P 对Q 的摩擦力水平向右，故D 项正确．7．如图甲所示，有一倾角θ＝37°足够长的斜面固定在水平面上，质量m ＝1 kg 的物体静止于斜面底端固定挡板处，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到一个沿斜面向上的拉力F 作用由静止开始运动，用x 表示物体从起始位置沿斜面向上的位移，F 与x 的关系如图乙所示，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2.则物体沿斜面向上运动过程中，下列说法正确的是( )A ．机械能先增大后减小，在x ＝3.2 m 处，物体机械能最大B ．机械能一直增大，在x ＝4 m 处，物体机械能最大C ．动能先增大后减小，在x ＝2 m 处，物体动能最大D ．动能一直增大，在x ＝4 m 处，物体动能最大解析：选AC.物体所受滑动摩擦力的大小为F f ＝μmg cos θ＝4 N ，所以当F 减小到4 N 之前，物体的机械能一直增加，当F 从4 N 减小到0的过程中，物体的机械能在减小，由F x 图象可知，当F ＝4 N 时，位移为3.2 m ，故A 项正确，B 项错误；当F ＝mg sin θ＋μmg cosθ＝10 N 时动能最大，由F x 图象知此时x ＝2 m ，此后动能减小，故C 项正确，D 项错误．8．绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的v t 图象如图所示．t ＝0时刻质量为1 kg 的楔形物体从B 点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，2 s 后开始减速，在t ＝4 s 时物体恰好到达最高点A 点．重力加速度为10 m/s 2.对物体从B 点运动到A 点的过程中，下列说法正确的是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )A ．物体与传送带间的摩擦因数为0.75B ．物体重力势能增加48 JC ．摩擦力对物体做功12 JD ．物块在传送带上运动过程中产生的热量为12 J解析：选AD.物体前两秒内沿传送带向上匀速运动，则有mg sin θ＝μmg cos θ ，解得μ＝0.75 ，故A 项正确；经分析可知，2 s 时物体速度与传送带相同，由图象可知等于2 m/s ，2 s 后物体的加速度a ＝g sin θ＋μg cos θ＝12 m/s 2>1 m/s 2，故物体和传送带相对静止，加速度为1 m/s 2，所以物体上滑的总位移为x ＝vt 1＋v 22a＝6 m ，物体的重力势能增加E p ＝mgx sin θ＝36 J ，故B 项错误；由能量守恒得摩擦力对物体做功W ＝E p －12mv 2＝34 J ，故C 项错误；物块在传送带上运动过程产生的热量为Q ＝μmg cos θΔx 1，结合图象可得Δx 1＝x 带1－vt 1＝2 m ，Q ＝12 J ，选项D 对．二、非选择题(本题共3小题，共52分)9．(9分)某同学用如图所示装置验证动量守恒定律．在上方沿斜面向下推一下滑块A，滑块A匀速通过光电门甲，与静止在两光电门间的滑块B相碰，碰后滑块A、B先后通过光电门乙，采集相关数据进行验证．(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)(1)下列所列物理量哪些是必须测量的______．A．滑块A的质量m A，滑块B的质量m B.B．遮光片的的宽度d(滑块A与滑块B上的遮光片宽度相等)C．本地的重力加速度gD．滑块AB与长木板间的摩擦因数μE．滑块A、B上遮光片通过光电门的时间(2)滑块A、B与斜面间的摩擦因数μA、μB，质量m A、m B，要完成本实验，它们需要满足的条件是________．A．μA＞μB m A＞m B B．μA＞μB m A＜m BC．μA＝μB m A＞m B D．μA＜μB m A＜m B(3)实验时，要先调节斜面的倾角，应该如何调节？________________.(4)若光电门甲的读数为t1，光电门乙先后的读数为t2，t3，用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式________．解析：(1)本实验中要验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要验证m Adt A甲＝m Adt A乙＋m Bdt B乙，故选项A、E正确．(2)由于滑块A匀速通过光电门甲，则有mg sin θ＝μmg cos θ，要通过光电门验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要滑块B也满足mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ，所以有μA＝μB，又因为碰后两滑块先后通过光电门乙，所以A的质量大于B的质量，故C 项正确．(3)实验过程要求两滑块匀速运动，所以调整斜面的倾角，当滑块下滑通过两光电门所用时间相等时，表示滑块在斜面上做匀速运动．(4)由第(1)问解析可得两滑块碰撞前后动量守恒的表达式为：m A dt1＝m Adt3＋m Bdt2.答案：(1)AE (2)C(3)滑块下滑通过两光电门所用时间相等(意思相近的叙述均可给分)(4)m A dt 1＝m A d t 3＋m B d t 2(或m A t 1＝m A t 3＋m B t 2)10．(20分)如图所示，一质量为m 1＝1 kg 的长直木板放在粗糙的水平地面上，木板与地面之间的动摩擦因数μ1＝0.1，木板最右端放有一质量为m 2＝1 kg 、大小可忽略不计的物块，物块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.2.现给木板左端施加一大小为F ＝12 N 、方向水平向右的推力，经时间t 1＝0.5 s 后撤去推力F ，再经过一段时间，木板和物块均停止运动，整个过程中物块始终未脱离木板，取g ＝10 m/s 2，求：(1)撤去推力F 瞬间，木板的速度大小v 1和物块的速度大小v 2； (2)木板至少多长；(3)整个过程中因摩擦产生的热量．解析：(1)假设木板和物块有相对滑动，撤F 前， 对木板：F －μ1(m 1＋m 2)g －μ2m 2g ＝m 1a 1 解得：a 1＝8 m/s 2对物块：μ2m 2g ＝m 2a 2 解得：a 2＝2 m/s 2因a 1>a 2，故假设成立，撤去F 时，木板、物块的速度大小分别为：v 1＝a 1t 1＝4 m/s v 2＝a 2t 1＝1 m/s(2)撤去F 后，对木板：μ1(m 1＋m 2)g ＋μ2m 2g ＝m 1a 3 解得：a 3＝4 m/s 2对物块：μ2m 2g ＝m 2a 4 解得：a 4＝2 m/s 2撤去F 后，设经过t 2时间木板和物块速度相同： 对木板有：v ＝v 1－a 3t 2 对物块有：v ＝v 2＋a 4t 2 得：t 2＝0.5 s ，v ＝2 m/s撤去F 前，物块相对木板向左滑行了 Δx 1＝v 12t 1－v 22t 1＝0.75 m撤去F 后至两者共速，物块相对木板又向左滑行了Δx 2＝v 1＋v 2t 2－v 2＋v2t 2＝0.75 m之后二者之间再无相对滑动，故板长至少为：L ＝Δx 1＋Δx 2＝1.5 m(3)解法一：物块与木板间因摩擦产生的热量：Q 1＝μ2m 2gL ＝3 J共速后，两者共同减速至停止运动，设加速度为a ，有：a ＝μ1g ＝1 m/s 2全过程中木板对地位移为：s ＝v 12t 1＋v 1＋v 2t 2＋v 22a ＝4.5 m木板与地面间因摩擦产生的热量为：Q 2＝μ1(m 1＋m 2)gs ＝9 J故全过程中因摩擦产生的热量为：Q ＝Q 1＋Q 2＝12 J解法二：由功能关系可得：Q ＝Fx 1x 1＝v 12t 1Q ＝12 J答案：(1)4 m/s 1 m/s (2)1.5 m (3)12 J11．(23分)如图所示，竖直平面内，固定一半径为R 的光滑圆环，圆心为O ，O 点正上方固定一根竖直的光滑杆，质量为m 的小球A 套在圆环上，上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m 的滑块B 一起套在杆上，小球A 和滑块B 之间再用长为2R 的轻杆通过铰链分别连接，当小球A 位于圆环最高点时，弹簧处于原长；当小球A 位于圆环最右端时，装置能够保持静止，若将小球A 置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0)，使小球沿环顺时针滑下，到达圆环最右端时小球A 的速度v A ＝gR (g 为重力加速度)，不计一切摩擦，A 、B 均可视为质点，求：(1)此时滑块B 的速度大小；(2)此过程中，弹簧对滑块B 所做的功； (3)小球A 滑到圆环最低点时，弹簧弹力的大小．解析：(1)由于此时A 、B 速度方向都是竖直向下的，即此时它们与轻杆的夹角大小相等，又因为A 、B 沿轻杆方向的分速度大小相等，所以此时滑块B 的速度大小为：v B ＝v A ＝gR .(2)对系统，由最高点→图示位置有：(W GA ＋W GB )＋W 弹＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12m A v 2A ＋12m B v 2B －0其中：W GA ＝m A g ·Δh A ＝mgRW GB ＝m B g ·Δh B ＝mg ·(3R －3R )解得：W 弹＝(3－3)mgR .(3)图示位置系统能够保持静止，对系统进行受力分析，如图所示kx 1＝(m A ＋m B )g x 1＝Δh B ＝(3－3)R小球A 滑到圆环最低点时弹簧的伸长量为：x 2＝2R ，所以在最低点时，弹簧的弹力大小为：F 弹＝kx 2解得：F 弹＝＋23mg3答案：(1)gR (2)(3－3)mgR (3)＋23mg3。
2020高考物理：力学实验(通用)练习及答案
2020高考物理力学实验（通用）练习及答案**力学实验**1、一实验小组用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒，实验装置如图所示．(1)实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨________；充气后，当滑块在导轨上能________运动时，说明气垫导轨已经调节好．(2)实验时，先使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，然后释放滑块1，滑块1通过光电门1后与右侧固定有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；实验中需要测量滑块1(包括挡光片)的质量m1、滑块2(包括弹簧和挡光片)的质量m2、滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1、通过光电门2的挡光时间Δt2，还需要测量____________、____________.(写出物理量及其表示符号)(3)如果表达式____________成立，则说明滑块碰撞过程中动量守恒．(用物理量的符号表示)2、为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验．实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响．将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点．分别测量PO、OQ的长度h和s.(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________(填“增大”或“减小”)重物B的质量．(2)滑块A在PO段和OQ段运动的加速度的比值为________．(3)实验测得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为________(用m、M、h、s表示)．(4)以下能减小实验误差的是________(填序号)．A．改变h，测量多组h和s的值，算出结果求平均值B．增加细线的长度C．减小细线与滑轮的摩擦3、用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．主要实验步骤如下：a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示．c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示．结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有A和C(填选项前的字母)．A．电压合适的50 Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C 对应的坐标点，并画出v-t图象．答案：如图所示(3)观察v-t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是小车的速度随时间均匀变化，v-t图象斜率的物理意义是加速度．(4)描绘v-t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是越小越好(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差有关(选填“有关”或“无关”)．(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想．请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的．4、(2019·广东潮州测试)如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。
高考物理一轮复习：力学实验习题含参考答案
2022届高考物理：力学实验（一轮）习题含参考答案高考：力学实验【与***大部分重复】【热身题】一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示，已知闪光周期为1/30s，测得x1=7.68 cm，x3=12.00 cm，通过计算可得小球运动的加速度是_______m/s2，图中x2是_______cm(结果保留3位有效数字)。
1、某同学利用如图a所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验．(1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图c所示时，该弹簧的长度x＝________cm.2、在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：甲乙(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__________。
A．m1>m2，r1>r2B．m1>m2，r1<r2C．m1>m2，r1＝r2D．m1<m2，r1＝r2(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是__________。
A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧测力计E．秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______________________。
(用装置图中的字母表示)3、橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关．理论与实际都表明k＝YSL，其中Y是一个由材料决定的常量．(1)在国际单位中，Y的单位应该是________________．A．N B．m C.Nm2 D.Nm(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示．由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k＝________________N/m.(保留两位有效数字)4、某同学利用打点计时器测量福州的重力加速度，某次实验得到的一段纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA＝5.5 mm、OB＝14.9 mm、OC＝28.3 mm、OD＝45.2 mm，打下相邻两个点间的时间间隔为0.02 s.(1)用逐差法算出福州的重力加速度g＝______m/s2.(结果保留三位有效数字)(2)通过查阅资料发现福州的重力加速度标准值为9.79 m/s2，比较(1)的结果发现两者并不相等，除了读数误差外，你认为产生误差的其他主要原因可能是____________________．(只要求写出一种原因)5、小明和小红同学对如图所示自制“橡皮筋测力计”进行标度(均在橡皮筋的弹性范围内)(1)小明测量了不挂钩码和挂1个钩码时的指针指在刻度尺上的位置分别为5.00 cm和5.60 cm，然后根据所学弹簧弹力知识，经过类比，按弹簧测力计的刻度规律在刻度尺上依次进行了标度，则小明应在刻度尺________cm处标示挂5个钩码的指针位置．(2)小红分别测量了不挂钩码、挂1个钩码、挂2个钩码……指针在刻度尺上的位置，并按实际测量进行标度，其数据如下表：挂钩码的个数0 1 2 3 4 5 6 7指针在刻度尺上的位置x(cm) 5.00 5.60 6.30 7.20 8.30 9.60 11.00 12.50 请在图坐标上画出指针在刻度尺上所指的刻度x与所挂钩码个数的关系图象．并回答橡皮筋所受的拉力与其伸长长度________(填“是”或“否”)成线性关系．(3)请你分析小明和小红的标度方法谁更科学(说明理由)_______________________________________________________________。
2020届高三物理一轮复习力学综合测试 参考答案
2020届高三物理一轮复习力学综合测试参考答案(含部分解析)测试内容：直线运动，相互作用，牛顿运动定律，曲线运动，万有引力与航天，机械能【解析】物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：μmg cos30°-mg sin30°=mω2L ，所以: 224cos30sin30L g L ωωμ==︒-︒.A 、绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力提供向心力，则：22Mm G m R mg Rω==,所以2224gR R L M G G ω==，故A 正确；B 、这个行星的第一宇宙速度12v =B 正确；C 、不知道同步卫星的高度，所以不能求出同步卫星的周期。
故C 错误；D 、离行星表面距离为R 的地方的万有引力：()2221442GMmGMm F mg m L R R ω====；即重力加速度为ω2L ．故D 错误。
故选AB 。
16.【答案】 BD【解析】A 、B 组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒．A 、B 沿刚性轻杆方向的分速度大小相等；B 滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直，由机械能守恒定律求A 的速度；当轻杆与水平杆垂直时B 的速度最大，由系统的机械能守恒求B 的最大速度。
从开始到A 到达与B 同一水平面的过程，由系统的机械能守恒得解得B 滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直得当轻杆与水平杆垂直时B 的速度最大，此时A 的速度为零，由系统的机械能守恒得得综上分析：BD 正确17.【答案】 0.25 0.40 1.0【解析】因为每相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，所以相邻的两个计数点的时间间隔T=0.1S ，图中，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则；根据得，可知，则加速度的大小【点睛】对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，提高应用基本规律解答实验问题的能力，同时注意单位的换算和有效数字的保留。
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2020年5月全国名校联考最新高考模拟试题分项汇编（第一期）力学实验（一）1、（2020·湖北省七市教科研协作体高三下学期5月联考）某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验。
在保持弹簧伸长量及方向不变的条件下：(1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是____N；（图乙中所示）(2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数___ 、弹簧测力计b的读数____填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】(1). 3.50（3.48-3.52）(2). 变小(3). 变大【解析】(1)[1]由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，弹簧测力计a的读数是3.50N；(2)[2][3]若弹簧秤a、b间夹角小于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，如图所示，则可知弹簧秤a的示数变小，b的示数变大。
2、（2020·江苏省盐城市高三下学期三模）小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带（每两个点间还有4个点没有画出）。
打点计时器的电源频率为50Hz。
（1）根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中_____。
（填写序号）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．非匀变速直线运动（3）小红同学用以下方法绘制了小车运动的v一t图象：第一，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条；第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间；第三，将纸条上端中心连起来，于是得到v一t图象。
请回答这样做___________（选填“可行”、“不可行”），简要说明其理由__________。
【答案】 (1). 1.39 (2). B (3). 可行 (4). 见解析【解析】（1）[1]．相邻两点间的时间间隔为T=0.1s ，则E 点的速度x 0.12700.1510m/s=1.39m/s 20.2DF E v T +== （2）[2]．根据v —t 图象可知小车做的是匀变速直线运动；故选B 。
（3）[3][4]．该做法是可行的；因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s ，即时间t 相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比．因此该做法是合理的．3、（2020·辽宁省部分重点中学协作体高三下学期模拟）某研究性学习小组使用如图所示的实验装置测定小木块与倾斜轨道间的动摩擦因数。
倾斜轨道的顶端有一个固定的挡板，轨道上有两个位置可调节的光电门A 和光电门B 。
他们将一个遮光条安装在小木块上，并用游标卡尺测量遮光条的宽度d 。
已知轨道的倾角为θ，当地的重力加速度为g 。
实验操作如下：①将光电门B 固定在离挡板较远的位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；②记录遮光条通过光电门A 的时间1t ∆，遮光条通过光电门B 的时间2t ∆以及两个光电门之间的距离x ； ③改变光电门A 的位置，重复以上操作，记录多组1t ∆、2t ∆和x 的值。
回答以下问题：(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图所示，则d=________cm ；(2)利用图像来处理实验数据，作出图像应是___________；(3)用图像斜率k 来计算小木块与倾斜轨道间的动摩擦因数，在不计空气阻力的情况下，用来计算动摩擦因数的表达式为_______（用题目中所给物理量的字母表示）。
【答案】 (1). 0.220 (2). C (3). 2tan 2cos kd g μθθ=+ 【解析】(1)[1]游标卡尺是20分度的，精确度为0.05mm ，根据游标卡尺的读数原理可知0.2cm 40.05mm 0.220cm d =+⨯=(2)[2]木块做匀变速直线运动，则222B A v v ax -=又 2B d v t =∆，1A d v t =∆ 则 22212112a x t t d =-∆∆的又2t ∆为定值，故ABD 错误，C 正确。
故选C ；(3)[3]因图象斜率为k ，则22a k d =-再根据对木块的受力分析得 sin cos mg mg ma θμθ-=则2tan +2cos kd g μθθ= 4、（2020·山东省新高考质量测评联盟高三下学期5月联考）某同学用图甲所示的单摆研究简谐运动中的规律：让摆球在竖直平面内做简谐运动，用力传感器得到细线对摆球拉力F 的大小随时间t 变化的图线如图乙所示，且从平衡位置开始为运动的0时刻。
由图乙中所给的数据结合力学规律可得(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为_________cm ；(2)由图象得该单摆的振动周期T=_____________s ；(3)摆球的质量m=_________kg （g=10m/s 2）。
【答案】 (1). 1.570 (2). 2 (3). 0.05【解析】(1)[1]游标卡尺的读数为：d=1.5cm+14×0.05mm=1.570cm；(2)[2]由图乙结合单摆运动规律可知，该单摆的振动周期为2s ；(3)[3]设最大摆角为θ，则有min cos F mg θ=2max v F mg m L-= 从最高点到最低点由动能定理得21(1cos )2θ-=mgL mv 联立解得 0.05kg m =5、（2020·陕西省渭南市高三下学期第二次质检）如图所示，重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验，重物质量m ，小车质量M 已通过实验测得。
（1）打点计时器使用的电源是________(填选项前的字母)。
A ．交流电源B ．直流电源（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是________(填选项前的字母)。
A ．不挂重物，小车静止放在木板上，把长木板右端逐渐垫高，直到小车开始运动，不再改变右端高度，即认为平衡了摩擦力和其他阻力B ．小车静止放在木板上，挂上重物，给重物下边再逐渐添加钩码，观察小车能否运动，小车能向下运动时，即认为平衡了摩擦力和其他阻力C.不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，通过观察小车运动后打点计时器打点否均匀，如果均匀，则认为平衡了摩擦力和其他阻力（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A 、B 、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T 。
测得A 、B 、C……各点到O 点的距离分别为x 1、x 2、x 3……，如图所示，实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg ，从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W OB ＝________，打B 点时小车的动能为E kB ＝________。
（4）选取纸带上不同点，可以通过作E k －W 来探究动能定理。
假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，该同学仍然认为小车所受拉力大小为mg ，则从理论上分析，小车的动能E k 与拉力对小车做功W 的图像可能图中的_______。
【答案】 (1). A (2). C (3). mgx 2 (4).2311()22x x M T(5). D 【解析】 （1）[1] 打点计时器使用的电源是交流电源，故A 正确；（2）[2] 实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作应是不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，通过观察小车运动后打点计时器打点是否均匀，如果均匀，则认为平衡了摩擦力是和其他阻力，故C 正确；（3）[3] 从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功2W mgx =[4] 打B 点时小车的速度为312B x x v T-=则打B 点时小车的动能为 223111222kB B x x E Mv M T -⎛⎫== ⎪⎝⎭（4）[5]由能量守恒可知 k E W =故D 正确ABC 错误。
故选D 。
6、（2020·陕西省西安中学高三下学期第四次模拟）为了探究质量一定时加速度与力的关系。
一同学设计了如图甲所示的实验装置。
其中M 为带滑轮的小车的质量，m 为砂和砂桶的质量。
（滑轮质量不计）(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是（ ）。
A.用天平测出砂和砂桶的质量B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________2m /s （结果保留两位有效数字）。
(3)以弹簧测力计的示数F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a F -图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k ，则小车的质量为（ ）A.2tan θB.1tan θC.kD.2k【答案】 (1). BD (2). 1.3 (3). D【解析】(1)[1]．本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M ，故AE 错误。
先拿下砂桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B 正确；打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C 错误；要改变砂和砂桶质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F 变化关系，故D 正确；故选BD 。
(2)[2]．根据公式∆x=aT 2，依据逐差法可得小车加速度。
由于两计数点间还有二个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为 T=0.06s ，可得2222(2.8 3.3 3.8)(1.4 1.9 2.3)10m /s 1.3m /s (30.06)a -++-++=⨯=⨯(3)[3]．由2F Ma=，得2FaM=对a F-图来说，图象的斜率2kM=得2Mk=对于斜率k，不能根据k=tanθ求解，所以不能根据2tanMθ=求小车质量M。
故ABC错误，D正确。
7、（2020·四川省眉山市东坡区多悦高中高三下学期5月模拟）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图甲所示为实验装置简图。