1、2020年高考最新模擬試題分類匯編（4月第一期）力學實驗（三）1、（ 2020 安徽省定遠縣高三停課不停學線上測試八）某同學準備利用如圖所示的裝置探究勁度系數較大的輕質彈簧T的彈性勢能與其壓縮量之間的關系.圖中B為一固定在桌面、帶有刻度的平直光滑導軌，小盒C用輕繩懸掛于。點，彈簧T左端固定，用小球 A沿導軌B向左擠壓彈簧，釋放后球 A彈出，射入一較重 的小盒C中與小盒C一起向右擺動，擺動的最大角度 可以被準確測出.球A射入盒C后兩者的重心重合, 重心距懸點。的距離為L.試問：1欲完成此探究實驗，該同學在實驗過程中除了要測量最大擺角和重心距懸點O的距離L外，還需要測量哪些物理量？寫出這些物理量及

2、其字母代號.2通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時釋放的彈性勢能Ep.寫出其計算表達式（無需書寫推導過程）.3下面是本實驗中的幾個步驟：按實驗裝置安裝好器材；用刻度尺測定C的重心到懸點 O的距離L;反復調節盒C的位置，使其運動軌跡平面與光滑軌道在同一平面內，且盒C靜掛，開口正對導軌末端，A、C兩者重心同高； 用球A壓縮彈簧，使其重心處于軌道的某一刻度線上，記錄此時的讀數；釋放A球，讓它射入盒C中，一起與C擺動到最大高度； 記錄最大擺角 ；處理數據，得出結論.在 上述步驟中還缺少哪些主要步驟？請你寫出來.4該實驗除了要保證光滑導軌水平、小球A能正射入小盒 C并與C一起運動以外，還應注意些什么

3、?2【答案】（1）小球A的質量m、重盒C的質量M、彈簧的壓縮量X（2）Ed（m）-gcosp缺少的主要實驗步驟有：用天平稱出小球質量和重盒的質量；用球A接觸彈簧但不壓縮，記錄其重心位置，讀取導軌上相應的讀數；改變彈簧壓縮量，重復實驗若干次(4) 要注意每次實驗時,彈簧壓縮量不要過大，以保證繩總處于繃直狀態，同時擺角不大于90°； 每次實驗時，彈簧的壓縮量也不宜過小，否則壓縮量 L及擺角 的測量相對誤差大，軌道摩擦損耗不可忽略.【解析】(1)彈簧的彈性勢能轉化為球和盒子的重力勢能，要測量重力勢能的增加量，要測量小球A的質量m、重盒C的質量M;要研究彈性勢能和壓縮量的關系，要測量彈簧的壓

4、縮量X;還需測量：小球 A的質量m、重盒C的質量M、彈簧的壓縮量 X;12(2)彈性勢能的減小量等于小球的動能的增加量，故E。1mv2；p 2碰撞過程動量守恒，故 mv M m v'1c繼續擺動過程機械能寸恒，故：M mv'? M mgL1 cos22(M m) gL 1 cos聯立解得e 13；pm(3)缺少的主要實驗步驟有：用天平稱出小球質量和重盒的質量；用球A接觸彈簧但不壓縮，記錄其重心位置，讀取導軌上相應的讀數；改變彈簧壓縮量，重復實驗若干次.(4)要注意每次實驗時，彈簧壓縮量不要過大，以保證繩總處于繃直狀態，同時擺角不大于90°；每次實驗時，彈簧的壓縮量也不

5、宜過小，否則壓縮量L及擺角 的測量相對誤差大， 軌道摩擦損耗不可忽略.2、(2020 寧夏銀川二中高三下學期統練七)某同學想用甲圖所示的裝置測定滑塊與水平桌面間的動摩擦因數。滑塊上表面固定一個寬度為d的遮光條，滑塊的左側面固定一藍牙拉力傳感器(可通過接收器讀出拉力)，光電門固定在桌面上的 B點。調節定滑輪的高度，使連接滑塊和重物的細繩與桌面平行，將滑塊從A點(遮光條與A點對齊)由靜止釋放，測出遮光條經過光電門的時間t。改變重物的質量，重復以上操作。已知當地重力加速度 g=10m/s2。(1)本實驗(填“需要”或“不需要”)滿足滑塊(帶遮光條)的質量 M遠大于重物質量 m；(2)要得到滑塊的加速

6、度，還需要測定的物理量是,加速度的表達式為a=m/s2 (用測量量和已知量的符號表不)。(3)若根據測得的加速度 a和對應的拉力傳感器的示數F,作出如乙圖所示a-F圖象，則滑塊(帶遮光條)質量M=_kg;滑塊與桌面間的動摩擦因數為。d2【答案】不需要 AB之間的距離X 20.50.22x( t)【解析】(1)1滑塊所受繩子拉力可由拉力傳感器讀出，所以不需要滿足M遠大于m。(2)23由題可得，通過光電門的速度為v根據運動學公式2ax2v得到滑塊加速度為d2a 22x( t)2由此可知實驗中要得到滑塊的加速度，還需要測定AB兩點間的距離 X。45根據牛頓第二定律解得作出a F圖線的縱軸截距表示 閨

7、，則有解得斜率表示滑塊質量的倒數，則有解得滑塊質量為F Mg Ma0.20 ( 2)1 00.5 kg3、（2020 安徽省六安市一中高三下學期線下測試五）小華同學在做 研究小車勻變速直線運動 ”的實驗過程中，所使用的交流電源頻率為 50Hz,取下做勻加速直線運動的小車帶動的一段紙帶進行研究,如圖所示.O點為記數點的起點，相鄰兩記數點間還有四個計時點（圖中未畫出），請回答下面的問題:ILAM 1 V MJl單件cm* 900 *（1）他因粗心而忘記測量第 1個記數點與起始 O點間的距離，請跟據紙帶的數據特點推理出S1的長度，S仁cm（2）當打第3個記數點時小車的瞬時速度V3=m/s ,小車運動

8、的加速度 a=m/s2 （計算結果保留兩位有效數字）【答案】(1) 4.00(2) 0.65, 1.0【解析】根據勻變速直線運動的推論公式 x=aT可以求出加速度的大小，根據勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度.解：(1)根據勻變速直線運動的推論：物體在連續相等的時間間隔內位移之差是常數，xnaT由圖中可看出2、3兩點間的距離為S3=6.00cm,假設物體在連續相等的時間間隔內位移之差是常數斗所以1、2間的距離S2=S3-0、1 間的距離 S=S?- Ax=S- 2Ax由此得：Si+S2=9.00cm解得：4*4。所以 S|=4.00cmK(2)根據勻變速直線運動中間時刻的瞬

9、時速度等于該過程中的平均速度，則有：丫3苛上c0.0.Q9代入數據解得：V3=.=0.65m/sU. 1根據勻變速直線運動的推論公式有： x=aTAz 0.01可以求出加速度：a= r=r=1.0m/s2To. r故答案為 4.00, 0.65, 1.0.【點評】利用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，提高解決問題能力.4、(2020 安徽省六安市一中高三下學期線下測試五)某同學想測出濟南當地的重力加速度g,并驗證機械能守恒定律.為了減小誤差，他設計了一個實驗如下：將一根長直鋁棒用細線懸掛在空中(如圖甲所示)N,借助在靠近鋁棒下端的一側固定電動機

10、M使電動機轉軸處于豎直方向，在轉軸上水平固定一支特制筆轉動時的現象，將墨汁甩出形成一條細線.調整筆的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨線.啟動電動機待轉速穩定后，用火燒斷懸線，讓鋁棒自由下落，筆在鋁棒上相應位置留下墨線.圖乙是實驗時在鋁棒上所留下的墨線，將某條合適的墨線A作為起始線，此后每隔 4條墨線取一條計數墨線，分別記作B、G DE.將最小刻度為毫米的刻度尺的零刻度線對準A此時B、C 口 E對應的刻度依次為 14.68 cm 39.15 cm73.41 cm、117.46 cm ,已知電動機的轉速為 3 000 r/min .求：(1)相鄰的兩條計數墨線對應的時間間隔為 s.(2)由實驗測得

11、濟南當地的重力加速度為 m/s2.(結果保留三位有效數字)1 2(3)該同學計算出回各條墨線時的速度v,以一v2為縱軸，以各條墨線到墨線 A的距離h為橫軸，描點連2線，得出了如圖丙所示的圖象，在誤差允許的范圍內據此圖象能驗證機械能守恒定律，但圖線不過原點的原因是.【答案】(1) 0.1(2) 9.79(3) A點對應的速度不為零(1)電動機的轉速為 3000 r/min=50r/s ,可知相鄰兩條墨線的時間間隔為 0.02s ,每隔4條墨線取一條計數墨線，則相鄰的兩條計數墨線對應的時間間隔為0.1s ;(2) XB(=39.15-14.68cm=24.47cm ,XCD=73.41-39.15

12、cm=34.26cm , XD=117.46-73.41cm=44.05cm ,可知連續相等時間內的位移之差 x=9.79cm,x 9.79 100.0122一 二 9.79m/s .（3）根據mgh 1mV-1mv2得，v2=v02+2gh,若v2-h圖線為直線，則機械能守恒.所以此圖象能驗證機 22械能守恒.圖線的斜率為 2g,圖線不過原點的原因是 A點對應的速度不為零.點睛：本題中筆在鋁棒上相應位置留下墨線和打點計時器的原理相同，處理的方法和紙帶的處理方法相同，會通過連續相等時間內的位移之差是一恒量求解重力加速度5、（2020 安徽省六安市一中高三下學期線下測試五）如圖甲為研究 轉動動能

13、與角速度關系”的實驗裝置示意圖，現有的器材為：固定在豎直平面內的轉盤（轉軸水平卜帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器 （接交流電的頻率為50 Hz）、紙帶、重錘、游標卡尺、天平.回答下列問題 ：（1）如圖乙所示，用20分度的游標卡尺測得圓盤的直徑d為 cm：（2）將懸掛鐵錘的紙帶穿過打點計時器后，繞在轉盤邊緣上，紙帶一端固定在轉盤上，使得轉盤與紙帶不打滑，設紙帶厚度不計，接通電源，釋放重錘，打點計時器打出的紙帶如圖丙所示，O： A： B： C各點為連續打出的點跡，則由圖丙中數據可得， 打下點跡D時，圓盤轉動的角速度為 cod： rad/s（保留三位有效數字）:（3）下表為各點對應的轉動動能Ek和角速

14、度3值，請你猜想轉動動能Ek和角速度3滿足的關系式為Ek： （須填寫定量表達式）：計數點轉動動能Ek(J)0.001 00.003 90.008 90.024角速度co(rad/s)4.07.911.919.7【答案】：1: 5.030: 2: 15.9: 3: 6.25 X 150 2 J【解析】:1 :游標卡尺主尺部分讀數為5.0cm,游標讀數為 0.05 x 6=0.30mm=0.030cm :所以最終讀數為 5.0cm+0.030cm=5.030cm(2)根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小.為：0.0249 0.0089v

15、d= =0.40m/s2 0.020.4根據v=I得圓盤轉動的角速度為：(w=15.9rad/s:0.0251(3)由表格中數據分析可知，當砂輪的角速度增大為原來 2倍時，砂輪的轉動動能 Ek是原來的4倍，得到關系為：Ek=k w2 ：當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與co2成正比，則有關系式為：Ek=k w2:k是比例系數.將任一組數據比如：=4rad/s :k=0.001J,代入得到：k=6.25 x 150J?s/rad :所以砂輪的轉動動能 Ek與角速度 的關系式是：Ek=6.25 x 10J2J:點睛：解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數方法，主

16、尺讀數加上游標讀數，不需估讀.解決本題的關鍵知道該實驗的原理，通過紙帶處理求出圓盤的線速度，根據線速度與角速度的關系，求出角速度的表達式.本題考查應用動能定理解決實際問題的能力和應用數學知識處理物理問題的能力.6、(2020 安徽省六安市一中高三下學期線下測試五)在 測定勻變速直線運動加速度 ”的實驗中：(1)除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有 .(填選項代號)A.電壓合適的交流電源B.電壓合適的直流電源C.刻度尺 D.秒表E.天平(2)實驗過程中，下列做法正確的是A.先接通電源，再使紙帶運動B.先使紙帶運動

17、，再接通電源C.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處D.將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處(3)在某次實驗中，交流電源頻率為50Hz,下圖是某次實驗的紙帶，舍去前面比較密集的點，從 0點開始計數，每隔4個連續點取1個計數點，標以1、2、3、那么相鄰兩個計數點之間的時間為 s,各計數 點與。計數點之間的距離依次為 xi=3. 00cm、x2=7. 50cm、x3=13. 50cm,則物體通過計數點 1的速度 vi=m/s,小車運動的加速度為 m/s2.(結果均保留兩位有效數字)目 rT_£J【答案】(1) AC (2) AD (3) 0. 10, 0. 38, 1. 5【解析】(1)實驗使

18、用的電源必須是交流電源，故A正確，B錯誤；刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，故 C正確；打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表，故 D錯誤；在處理紙帶求解速度與加速度的過程中，物體的質量不需要知道，所以不用天平測物體的質量，故E錯誤(2)開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運動，如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差；同時先打點再釋放紙帶，可以使打點穩定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點，故B錯誤A正確；在實驗時要將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處，這樣

19、可以在紙帶上打出較多的點，所以C錯誤D正確.(3)交流電源頻率為 50Hz,每隔0. 02s打一個點，每隔4個連續點取1個計數點，則相鄰兩個計數點之Xc 0 075 間的時間為0.1s.計數點1的瞬時速度v1 m/s 0.38m/s .因為x01 3.0cm , x12 4.5cm,2T 0.2x 1.5 10 2 oox23 6cm ,可知 x 1.5cm,則加速度 a r m/s 1.5m / sT20.01考點：測定勻變速直線運動加速度 ”的實驗【名師點睛】做分析勻變速直線運動情況時，其兩個推論能使我們更為方便解決問題，一、在相等時間內 走過的位移差是一個定值，即 x aT2,二、在選定

20、的某一過程中，中間時刻瞬時速度等于該過程中的平 均速度7、（2020 安徽省六安市一中高三下學期線下測試五）.某探究小組做驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm）的紙貼在水平桌面上，如圖 （a）所示.將橡皮筋 的一端Q固定在y軸上的B點（位于圖示部分之外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長.（1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點 。，此時拉力F的大小可由測力計讀出.測力計的示數如圖（b）所示，F的大小為4.0 N.（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋 P端回到A點；現使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將 P端拉至。點.此時

21、觀察到兩個拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為Fi=4.2 N和 F2=5.6 N.（i ）用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O為作用點，在圖（a）中畫出力Fi、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力 F合；（）7（ii ）F合的大小為 N , F合與拉力F的夾角的正切值為 則該實驗驗證了力的平等四邊行定則若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內,F合如下圖所示:【答案】在圖(a)中畫出力Fi、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力4.00.06 （或 0.05）(2) (i) 1由已知可得Fi所對長度為21mm, F2所對長度為28mm,根據平行四邊形法則畫出合力大小，如圖所示：(ii) 2根據幾何關系可得合力大小為(也可直接由圖像讀出合力大小為4.0N