1、2020高考物理力學實驗專項試題1.今年6月7日虎門大橋撞船事故后，全國交通部門加強了對國內各種大橋的檢 測與維修.某校研究性學習小組的同學們很想知道每根長50m,橫截圓面積為400tm的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長.抗斷拉力又很大.直接測 量很困難.同學們則取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究。由胡克定律可 知.在彈性限度內.彈簧的彈力 F與形變量x成正比.其比例系數與彈簧的長 度，橫截面積及材料有關。因而同學們猜想.懸索可能也遵循類似的規律。(1)同學們準備和探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間關系的實驗一樣將樣品 豎直懸掛.再在其下端掛上不同重量的重物.來完成本實驗。但有同學說懸索 的重

2、力是不可忽略的.為了避免懸索所受重力對實驗的影響.你認為可行的措 施應該足：(2)同學們通過游標卡尺測樣品的直徑來測定其截面積.某次測量的結果如圖 所示.則該樣品的直徑為 cm.(3)經過同學們充分的討淪.不斷完善實驗方案.最后實驗取得數據如下岸品長度工截面曾3伸長量M擅力F20QN4O0N600N800N樣品41mo.5c trO.04cm。加cm。.。8而樣品占2 m0.5cm,O.OScm04 6cmOJ4cni祥品CR maO.OlCttl0.02em003 tm0.04 cm棒品D3m0.5 e nfOJScm036 cm0J4cm0."2cm樣品EItn0250.04C1

3、TLO.OScni0.12cm0.32cm由分析樣品C的數據可知，其所受拉力Fc （單位N）與伸長量x （單位m）遵 循的函數關系式是對比各樣品的實驗數據可知.懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比.其比 例系數與懸索長度的成正比，與懸索的橫截面積的大小成正比；2 .為了測量木塊與木板間動摩擦因數 出，某小組使用位移傳感器設計了如圖所示 實驗裝置，讓木塊從傾斜木板上一點 A由靜止釋放，位移傳感器可以測出木塊 到傳感器的距離。位移傳感器連接計算機，描繪出滑塊相對傳感器的位移s隨時 間t變化規律，如圖所示。根據上述圖線，計算 0.4 s時木塊的速度*=m/s,木塊加速度Q =m/J;為了測定動摩擦因數

4、，還需要測量的量是 ;（已知當地的重力加速 度g）為了提高木塊與木板間動摩擦因數的測量精度，下列措施可行的是A . A點與傳感器距離適當大些B.木板的傾角越大越好C.選擇體積較大的空心木塊D.傳感器開始計時的時刻必須是木塊從A點釋放的時刻3 .某同學利用圖甲所示裝置來研究加速度與力的關系。 他將光電門1和2分別固 定在長木板的A, B兩處，換用不同的重物通過細線拉同一小車(小車質量約為 200克)，每次小車都從同一位置由靜止釋放。(1)長木板右端墊一物塊，具作用是用來 (2)用游標卡尺測得遮光條的寬度為 cm；(3)對于所掛重物的質量，以下取值有利于減小實驗誤差的是 (填選 項)A.1 克 B

5、.5 克 C.10 克 D.40 克(4)現用該裝置來探究功與速度變化的關系，關閉光電門2,測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門1的時間？t,通過描點作出線性圖象，應作出 圖象(填選項)A. ?t-mB. ?t2-mc/d.m一寸4.某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置測量小物塊與水平面之間的動摩擦因 數盧.粗糙曲面AB固定在水平面上，其與水平面相切于 B點，P為光電計時器的光電門， 實驗時將帶有遮光條的小物塊 m從曲面AB上的某點自由釋放，小物塊通過光 電門P后停在水平面上某點C.已知當地重力加速度為g.*卜數字計訥s留中留二(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，其讀數d=cm；

6、(2)為了測量動摩擦因數，除遮光條寬度d及數字計時器顯示的時間t,還需要測 量的物理量及其符號是 動摩擦因數=利 用測量的量表示).(3)為了減小實驗誤差，請提出一條合理化建議：5 .某同學利用如圖所示的裝置驗證動能定理。 將木板豎直放置在斜梢末端的前方 某一固定位置，在木板上依次固定好白紙，復寫紙。將小球從不同的標記點由 靜止釋放，記錄小球到達斜梢底端時下落的高度H,并根據落點位置測量出小球離開斜梢后的豎直位移 y。改變小球在斜梢上的釋放位置，進行多次測量，記 錄數據如下：充度Hh為里位長度)h*5hEh1仆9h英直位整30. 0IS 010,0工56.05. D1 33.03.3(1)在安

7、裝斜梢時，應注意(2)已知斜梢傾角為0,小球與斜梢之間的動摩擦因數為 厚，木板與斜梢末端的水 平距離為x，小球在離開斜梢后的豎直位移為y,不計小球與水平梢之間的摩擦， 小球從斜梢上滑下的過程中，若動能定理成立則應滿足的關系式是(3)若想利用圖像直觀得到實驗結論，最好應以H為橫坐標，以為縱坐標，描點作圖。6 .隨著環保節能意識的增強，自行車重新成為短途出行的重要交通工具， 它不僅 能保 護環境，節約能源，而且相比走路感覺更 省力。'某同學想通過簡單的器 材，包括臺秤，卷尺和秒表”，驗證是否省力”。他認為是否省力”需比較同等 條件下人所消耗的能量多少。(1)步驟一：估測一個人沿直線步行距離

8、s所消耗的能量Ei他認為人步行消耗 的主要能量用于克服重力做功，運用上述器材，他測量了 人的質量m,腿長L, 步幅d"，重力加速度為g,運用上述物理量符號可得 Ei(寫 表達式)。(2)(單選題)一個體重為 60kg普通高中男生，步行100米，消耗能量約A. 8J B. 80J C. 800J D. 8000J(3)步驟二：估測一個人騎自行車沿直線前進一段距離 s所消耗的能量E2他假 定人騎自行車前進時阻力不變。人騎自行車從靜止開始，先做加速運動，再勻速運動，后停止蹬車自行滑行。測量了 人和車的總質量M,騎車勻速前進距離 s.和對應的時間t”，量了停止蹬車后，人和自行車滑行的距離 a

9、運用上述物理 量符號可得E20表達式)。最后比較 Ei和E2,即可驗證是否 省力”。7 .某學習小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理定滑輪(1)將氣墊導軌調至水平，安裝好實驗器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離 S=cm；(2)測量擋光條的寬度d,記錄擋光條通過光電門1和2所用的時間A和d2, 并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力 F,為了完成實驗，還需要直接測量的一 個物理量是(3)該實驗是否需要滿足祛碼盤和祛碼的總質量遠小于滑塊，擋光條和拉力傳感器的總質量？ (填是"或否”)8. (I)在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，下列說法正確的是A.同一次實驗過程，兩次拉橡皮條時，其結點 O

10、應達同一位置8 .用兩只彈簧秤拉橡皮條時，兩細線的夾角應越大越好C.用一只彈簧秤拉橡皮條時，只需記錄彈簧秤的讀數D.本實驗采用的科學方法是等效替代法(II)在驗證機械能守恒定律的實驗中，重物的質量為m,所用交流電的 頻率為50Hz,打出了如圖所示的一條紙帶，其中 O為起點，A, B, C為三個連 續的計時點。可得(g=9.8m/s2,重物的質量m取0.4kg計算)：(1 )打點計時器打B點時，重物的重力勢能減小量為重物動能為(結果均保留三位有效數字)(2)通過計算結果你能得出的結論： 9 .如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機，是英國數學家和物理學家特伍德(G -Atwood 1746-1807)創

11、制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運 動的規律.某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙示.(1)實驗時，該同學進行了如下步驟：將質量均為M (A的含擋光片，B的含掛鉤)的重物用繩連接后，跨放在定滑 輪上，處于靜止狀態.測量出 (填A的上表面”，A的下表 面”或 擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離 h.在B的下端掛上質量為m的物塊C,讓系統中的物體由靜止開始運動，光電 門記錄擋光片擋光的時間為 測出擋光片的寬度d,計算有關物理量，驗證守恒定律.（2）如果系統（重物 A, B以及物塊C）的機械能守恒，應滿足的關系式為（已知重力加速度為 g）.（3）引起該實驗系統誤差的原

12、因有 （寫一條即可）.（4）驗證實驗結束后，該同學突發奇想：如果系統（重物 A, B以及物塊C） 的機械能守恒，不斷增大物塊 C的質量m,重物B的加速度a也將不斷增大， 那么a與m之間有怎樣的定量關系？ a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學解決, 寫出a與m之間的關系式： （還要用到M和g）a的值會趨于10 .某研究性學習小組在做 驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所 用電源的頻率為50Hz。查得當地的重力加速度 g=9.80m/s2。測得所用重物的質 量為1.00kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O,每兩個計數點之間有四點未畫出，另選連續的 3個計數點A, B,

13、 C作為測量的點，如圖 所示。經測量知道A,B,C各點到O點的距離分別為50.50cm,86.00cm, 130.50cm,根據以上數據，計算出打 B點時重物的瞬時速度vB=m/s重物由O點運動到B點，重力勢能減少了 J動能增加了 J根據所測量的數據，還可以求出物體在下落的過程中所受到的阻力為N （以上計算結果均保留2位有效數字）答案1 .【答案】（1）將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上，另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼（2） 0.830cm （3XDf =平方的倒數 大小2 .【答案】0.4 , 1 ；斜面傾角（或A點的高度）A3 .【答案】（1）平衡摩擦力 （2） 0.52 （3） BC （4） D屋4 .【答案】（1） 0.375 （2）光電門與C點之間的距離s：呼丁丁 （3）增大小 Igi s物塊釋放位置的高度；改變小物塊釋放位置；多次測量后利用$一"圖像求解等等所一 弋15 .【答案】（1）使斜梢末端O點的切線水平. -4_4 1_ （3）二Jan 836 .【答案】（1）強小行D （3）第 d-7 .【答案】（1） 60