全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编力学实验三第12期解析版.docx

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全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编力学实验三第12期解析版

高三期末一模物理试题全解全析汇编（第12期）

力学实验（三）

1、（2020·山西省八校高三上学期第一次联考.如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。

现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在电脑上得到如图乙所示的数据图像，已知当地重力加速度g=9.8m/s2。

（1）测得小铁块的质量m=0.50kg，则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=_____________。

（结果保留三位有效数字）

（2）以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力_____________。

（填“越来越大”“越来越小”或“不变”）

（3）若固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，则至少需要___________N的推力才能推动小铁块。

【答案】

（1）.0.204

（2）.不变（3）.1.20

【解析】

（1）[1]．由题图乙可知，小铁块所受滑动摩擦力

，由

解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数

μ=0.204.

（2）[2]．由于摩擦力与小铁块运动的速度无关，所以随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力不变。

（3）[3]．由题图乙可知，小铁块所受的最大静摩擦力

所以至少需要1.20N的推力才能推动小铁块。

2、（2020·河北省沧州市一中高三12月月考）如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。

现有器材为：

带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。

（1）为完成实验，还需要的器材有______。

A.米尺

B.直流电源

C.秒表

D.交流电源

（2）某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______。

（结果保留三位有效数字）

（3）采用重物下落的方法，根据公式

mv2=mgh验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是______，为验证和满足此要求，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近______。

（4）该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出图像如图所示，则图线斜率的物理意义是______。

【答案】

（1）.AD

（2）.1.75（3）.重物的初速度为零（4）.2 mm（5）.2g

【解析】

（1）[1]．通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。

打点计时器应该与交流电源连接。

需要刻度尺测量纸带上两点间

距离。

故选AD。

（2）[2]．由图可知CE间的距离为：

x=19.41-12.40=7.01cm=0.0701m；则由平均速度公式可得，D点的速度

（3）[3][4]．用公式

mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm；

h=

gT2=×9.8×0.022 m≈2mm。

（4）[5]．由机械能守恒mgh=

mv2得

v2=2gh

由此可知：

v2-h图象的斜率

k=2g；

3、（2020·河北省沧州市一中高三12月月考）如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：

先安装好实验装置，在水平面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，在白纸上记录下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下：

步骤1：

不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在水平面上。

重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P点；

步骤2：

把小球2放在斜槽末端B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。

重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N点；

步骤3：

用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N到O点的距离，即OM、OP、ON的长度。

（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是______。

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.小球1的质量应大于小球2的质量

（2）上述实验除需测量OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有______。

A.B点距地面的高度h

B.小球1和小球2的质量、

C.小球1和小球2的半径r

（3）当所测物理量满足表达式_______用实验所测物理量的字母表示时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

如果还满足表达式_____用实验所测量物理量的字母表示时，即说明两球碰撞时无机械能损失。

【答案】

（1）.AC

（2）.B（3）.m1∙OP=m1∙OM+m2∙ON（4）.m1∙OP2=m1∙OM2+m2∙ON2

【解析】

（1）[1]．因为平抛运动的时间相等，根据x=vt，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从轨道上同一点滑下，但是轨道不一定光滑；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故AC正确，B错误；故选AC.

（2）[2]．根据动量守恒得，m1•OP=m1•OM+m2•ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选B．

（3）[3]．因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，要验证的关系是：

m1∙v0=m1∙v1+m2∙v2

将速度换成位移，则所测物理量满足表达式为：

m1∙OP=m1∙OM+m2∙ON

由功能关系可知，只要

成立则机械能守恒，故若

m1∙OP2=m1∙OM2+m2∙ON2

说明碰撞过程中机械能守恒．

4、（2020·内蒙古包钢一中高三上学期10月月考）如图（甲）所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长关系的实验。

（1）实验中还需要的测量工具有_______________。

（2）如图（乙）所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。

由图可知：

图线不通过原点的原因是由于________；弹簧的劲度系数k=____N/m（g取10m/s2）。

（3）如图（丙）所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F—L图象。

下列正确的是_______。

A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.弹力与弹簧长度成正比

【答案】

（1）.刻度尺

（2）.弹簧自身重力（3）.5（4）.B

【解析】

（1）[1]需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：

刻度尺；

（2）[2][3]图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，则有

代入数据解得k=5N/m

由图可知，当F=0时，x大于零，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，是由于弹簧自身的重力造成的。

（3）[4]A．在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；

BC．在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；

D．弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。

故选B。

5、（2020·内蒙古包钢一中高三上学期10月月考）某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

A.按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C.挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

D.改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度.

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是（）

A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等

B.实验过程中砝码盘处于超重状态

C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行

D.弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半

E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量

（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2.（结果保留2位有效数字）

（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是（）

【答案】

（1）.C

（2）.0.16（3）.A

【解析】

（1）A、由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，故A错误；

B.实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故B错误；

C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故C正确；

D.实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；

E.由于不需要把砝码的重力作为小车的拉力，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故E错误；

故选C

（2）设相邻两个计数点之间的位移分别为x1、x2、x3，相邻两个计数点之间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s，

由△x=aT2结合作差法得：

m/s2=0.16m/s2

（3）由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，故A与本实验符合．故选A.

6、（2020·山西省临汾市高三上学期高考模拟）某同学用气垫导轨做验证动能定理实验装置如图甲所示，重力加速度为g，按要求完成下列问题．

（1）实验前先用游标卡尺测出遮光条的宽度测量示数如图乙所示，则遮光条的宽度d=___________mm．

（2）实验中需要的操作是___________．

A.调节螺钉，使气垫导轨水平

B.调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行

C.滑块与遮光条的总质量M一定要远大于钩码的质量m

D.使滑块释放的位置离光电门适当远一些

（3）按图示安装并调节好装置，开通气源，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门

时间为△t，则物块通过光电门时的速度为v=___________（用测得的物理量字母表示）

（4）若保持钩码质量不变，改变滑块开始释放的位置，测出每次释放的位置到光电门的距离x及每次实验时遮光条通过光电门的时间△t，通过描点作出线性图象来反映合力的功与动能改变量的关系，则所作图象关系是___________时才能符合实验要求．

A.x－△tB.x－（△t）2C.x－（△t）－1D.x－（△t）－2

【答案】

（1）.5.45

（2）.ABD（3）.

（4）.D

【解析】

（1）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为

，所以最终读数为5.45mm；

（2）A项：

调节螺钉，使气垫导轨水平，故A正确；

B项：

为了使绳的拉力等于滑块的合外力，调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行，故B正确；

C项：

对系统来说，无需滑块与遮光条的总质量M远大于钩码的质量m，故C错误；

D项：

使滑块释放的位置离光电门适当远一些，可以减小测量滑块运动位移的误关，故D正确．

故选ABD．

（3）滑块通过光电门的速度为：

；

（4）由公式

，解得：

，故选D．

7、（2020·山西省临汾市洪洞县一中高三上学期期中）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，先接通电源，再释放小车，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所示的一条纸带（两相邻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______m/s2（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，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。

A．

B．

C．kD．

【答案】

（1）.BCD

（2）.1.3（3）.D

【解析】

（1）[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AE错误；

B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；

C．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，要记录弹簧测力计的示数，C正确；

D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，D正确；

故选：

BCD。

（2）[2]相邻计数点间的时间间隔为

，

连续相等时间内的位移之差：

，

根据

得：

；

（3）[3]对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数：

，

即

，

a-F图线的斜率为k，则

，

故小车质量为：

，

故D正确。

故选D。