力学实验高三全国名校联考12月月考物理试题分项汇编（解析版） (2)

高三全国名校联考12月月考分项汇编力学实验（二）1、（2020甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）某同学在测量长度时，游标卡尺的读数如下图所示，读得的数值是_cm。【答案】1.095【解析】游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第19个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为所以最终读数为2、（2020陕西省西安中学高三第一次模拟考试）某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器（频率为50Hz，即每打一个点）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点其相邻点间还有4个点未画出其中、，小车运动的加速度为_，在F时刻的瞬时速度为_保留2位有效数字。【答案】 (1). 0.62 (2). 0.98【解析】1相邻点间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。在纸带中，连续相等时间内的位移之差x=0.62cm，根据x=aT2得2F点的瞬时速度等于EG段的平均速度，则3、（2020甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳套（1）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是_A图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值B图乙中F是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值C在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响D在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响（2）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【答案】 (1). BC (2). B【解析】【分析】由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的理论值（通过平行四边形定则得出的值）与实际值（实际实验的数值）存在差别，只要O点的作用效果相同，是否换成橡皮条不影响实验结果；（1）F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F是F1与F2合成的理论值，F是F1与F2合成的实际值，故A错误，B正确；由于O点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果，故C正确，D错误故选BC（2）两个力作用和一个力作用的效果相同，即使节点到达同一个位置，所以本实验采用的方法是等效替代法，故ACD错误，B正确故选B4、（2020甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）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=50.02s=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.5、（2020广西省名校高三上学期12月模拟）某实验小组采用图甲所示的装置探究“功与速度的关系”，图中小车中可放砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器的工作频率为50Hz。(1)实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_，_，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，小车停下后_；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。(2)如图乙所示是钩码质量为0.050kg、砝码质量为0.10kg时得到的一条纸带，在纸带上选择计数的起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，每两个计数点间还有3点未画出，由图乙可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，表格中是小李同学读取的数据和算出的数据，其中C点他没有读数和计算，请你帮小李填完表格中C点的数据_cm和_m/s。(3)在小车运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，_做正功、_做负功。(4)实验小组根据实验数据绘出了图丙中的图像（其中），根据图像可获得的结论是_。【答案】 (1). 接通电源 (2). 释放小车 (3). 断开开关 (4). 5.10 (5). 0.49 (6). 钩码的重力 (7). 小车受到的阻力（含摩擦力和纸带对它的拉力） (8). 小车初、末速度的平方差与位移成正比【解析】(1)123将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，小车停下后断开开关。(2)45由图示刻度尺可知，其分度值为，示数为；打点时的速度(3)67由图示可知，小车在钩码的重力作用下加速运动，运动过程中小车受到阻力作用，故钩码的重力对小车做正功，小车所受的阻力对小车做负功。(4)8由图示图象可知：小车速度平方的差值与小车位移成正比，即小车初、末速度的平方差与位移成正比。6、（2020福建省厦门市双十中学高三上学期12月月考）气垫导轨是一种常用的实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，此时滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦现利用气垫导轨来研究功能关系如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有滑块A紧靠弹簧但不连接，滑块的质量为m，重力加速度为g（1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=_cm；（2）利用该装置研究弹簧对滑块做功大小；某同学打开气源，调节装置，使滑块可以静止悬浮在导轨上，然后用力将滑块A压紧到P点，释放后，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，则弹簧对滑块所做的功为_（用题中所给字母表示）（3）利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数；关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出图象如图丙所示，已知该图线斜率的绝对值为k，则滑块与导轨间的滑动摩擦因数为_【答案】 (1). 0.960 (2). (3). 【解析】试题分析：（1）游标卡尺的读数为（2）由于光电门非常窄，所以通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，故通过光电门的速度为，故根据动能定理可得弹簧对滑块所做的功为（3）每次都有P释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得：，解得：，由于，故，带入可得：考点：研究功能关系实验【名师点睛】游标卡尺的读数方法为：先读主尺，在读游标尺，游标尺不能估读，那个对齐就读那个由滑块A上的挡光片通过光电门的时间可得此时滑块的平均速度，由于滑块此阶段做匀速运动，故瞬时速度等于平均速度，由能量转化和守恒可得弹簧弹性势能每次都有P释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得结果7、（2020河北省武邑中学高三上学期12月月考）在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数已知铁块A的质量mA=0.5 kg，金属板B的质量mB=1 kg用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A，B间的摩擦力Ff=_N，A，B间的动摩擦因数=_（g取10 m/s2）该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F=_N【答案】 (1). 2.50 ； (2). 0.50 ； (3). 4.50【解析】A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数，Ff=F=2.50N根据Ff=mAg，解得：=0.50由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据x=aT2，其中x=2cm=0.02m，T=0.1s，所以解得：a=2.0m/s2根据牛顿第二定律得：F-Ff=mBa，代入数据解得F=4.50N8、（2020河南省实验中学高三上学期12月月考）.某同学利用图所示装置，验证以下两个规律：两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等；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t1、t2、t3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(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_；(4)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）（3）（4）【解析】(1)要证明，需要测量d和H，通过几何关系可证明沿绳分速度相等；要证明，还需要测量H和x，根据运动学公式和动能定理列式可验证机械能守恒，故需要测量的物理量有d，H，x.故BCD正确；故选BCD.(2)物块P的速度vP=，物块Q的速度vQ=，因此分析出P、Q的速度大小相等，即需要验证表达式=，化简可得验证t1=t2即可；(3)如图所示：物块R的速度vR=，要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则需要验证表达式vRcos=vP即vR=vP，将vP、vR代入得：(4)整个系统减少的重力势能是EP=MgH增加的动能Ek=要验证机械能守恒,则EP=EK，即验证表达式gH=点睛：根据验证系统机械能守恒需要验证的表达式，找出需要测量的物理量；分别求出P、Q的速度大小，再根据两物体速度相等，求出需要验证的表达式；分别求出P、R的速度大小，再根据两物体速度相等，求出需要验证的表达式；根据机械能守恒定律列式，化简，求出验证系统机械能守恒的表达式9、（2020黑龙江牡丹江市一中高三上学期12月月考）某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图1所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数为_N/m.（2）为了用弹簧测定两木块A和B间动摩擦因数，两位同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案.为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_更合理.若A和B的重力分别为10.0N和20.0N.当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，c的示数为4.0N，则A和B间的动摩擦因数为_.【答案】（1）300N/m （2）甲 0.3【解析】（1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F0=60N，弹簧的长度为L0=40cm，弹簧压缩的长度x0=L-L0=40-20=20cm=0.2m；由胡克定律得弹簧的劲度系数为；（2）甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理；由于弹簧测力计a示数为6.0N，所以A、B间的动摩擦因数；【点睛】胡克定律公式F=kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度第（2）关键明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解10、（2020湖北省龙泉中学潜江中学高三上学期12月联考）用如图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。小车的质量为M，吊盘和砝码的质量为m。（1）使用该装置做探究实验，为了方便需要平衡小车受到的阻力，小车拖动纸带运动，纸带上打出一系列_的点，就表示平衡阻力了。（2）在探究小车加速度与力的关系过程中，需要控制_不变；在探究小车加速度与质量的关系过程中，需要控制_不变。（3）在该探究实验中，除了图1中实验装置外，还需要的测量工具有_、_。（4）在做该探究实验过程中，小车运动的加速度，需要利用打点计时器打出的纸袋上的点进行计算。如图2是某次实验打出的计数点，相邻两个计数点之间的时间为T，由此纸带上的记录的点计算小车加速度的表达式为a=_。（5）保持小车所受拉力不变，改变小车的质量M，分别测得不同质量时小车加速度