全国高考物理一轮专题集训《力学实验》测试.docx

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全国高考物理一轮专题集训《力学实验》测试

绝密★启用前

2020届全国高考物理一轮专题集训《力学实验》测试

1.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：

在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA，TOB和TOC，回答下列问题：

（1）改变钩码个数，实验能完成的是　　．

A．钩码的个数N1=N2=2，N3=4

B．钩码的个数N1=N3=3，N2=4

C．钩码的个数N1=N2=N3=4

D．钩码的个数，N1=3，N2=4，N3=5

（2）在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：

　　；　　；　　．

2.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究。

（1）某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。

（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A，B的示数LA和LB如表1。

用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s2）。

由表1数据____________（填“能”或“不能”）计算出弹簧2的劲度系数。

3.某同学在测量物块做匀减速直线运动时，利用打点计时器得到了如图所示的纸带，纸带上每相邻两计数点间还有4个计时点未标出．打点计时器所用交流电频率为50Hz，忽略纸带所受的阻力。

①由此可判断纸带的（“左端”或“右端”）与物块连接．根据纸带提供的数据可计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度，其中vA＝___________m/s．（结果保留两位有效数字）

②从图示纸带不能得到的物理量是．

A．木块运动的加速度aB．A，B间的平均速度

C．物块质量mD．A，B对应的运动时间t

③如要测量在AB段合外力对物块所做的功WAB，还需要提供的实验器材是．

A．秒表B．天平C．弹簧秤D．砝码

4.随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力’’。

某同学想通过简单的器材，包括“台秤，卷尺和秒表”，验证是否“省力”。

他认为是否“省力”需比较同等条件下人所消耗的能量多少。

（1）步骤一：

估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功，运用上述器材，他测量了“人的质量m，腿长L，步幅d”，重力加速度为g，运用上述物理量符号可得E1（写表达式）。

（2）（单选题）一个体重为60kg普通高中男生，步行100米，消耗能量约（）

A．8JB．80JC．800JD．8000J

（3）步骤二：

估测一个人骑自行车沿直线前进一段距离s所消耗的能量E2他假定人骑自行车前进时阻力不变。

人骑自行车从静止开始，先做加速运动，再匀速运动，后停止蹬车自行滑行。

测量了“人和车的总质量M，骑车匀速前进距离s．和对应的时间t”，量了停止蹬车后，人和自行车滑行的距离s2运用上述物理量符号可得E2（写表达式）。

最后比较E1和E2，即可验证是否“省力”。

5.为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：

A.小车B.钩码C.一端带滑轮的木板D.细线E．电火花计时器F．纸带

G．毫米刻度尺H．低压交流电源I．220V的交流电源

（1）根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是（填写器材序号），还应补充的器材是．

（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1，2，3，4，5，6点的距离分别为

打点周期为T．则打点2时小车的速度

=；若测得小车质量为M，钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用

表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为．

（3）在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为___________．

6.如图所示为“研究加速度与力关系”的实验装置，保持小车和车上砝码的总质量M不变，改变吊盘中物块的质量m，完成下列填空：

①如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，A，B，C，D，E是计数点，计数点间的距离如图所示，所用交流电的频率为50Hz，相邻计数点间时间间隔为0.1s，则AB之间还有________个点没画出；运动过程中小车的加速度大小为__________m/s2（要求充分利用记录数据减小误差）（结果保留2位有效数字）

②以F为横坐标，a为纵坐标，在坐标纸上作出a-F的图线如图。

图线上部弯曲的原因是______________________________

③由图线可知，在实验过程中漏掉了平衡摩擦力这个步骤，若忽略滑轮与轻绳之间的摩擦，则小车和长木板之间的滑动摩擦力大小为_____________N。

④图中AB段的图线近似为直线，则小车和车上砝码的总质量M=______________kg.

7.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，所使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．按图甲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的关系图像，与本实验相符合是____________。

8.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”．三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接。

①实验步骤如下：

A．弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点；

B．结点O下的细线挂钩码C；

C．手持弹簧测力计B缓慢向左拉，使结点O静止在某位置

D．记下钩码质量数，结点O的位置，读出并记录弹簧测力计A和B的示数，记录________________。

②在实验过程中，下列哪些情况会对实验结果产生误差?

答：

_____________（选填选项前的字母）

A．木板不竖直

B．A弹簧测力计外壳的重力

C．B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平

D．改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时，结点O的位置发生变化

③某次实验中．该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一个办法_________________.

9.①某同学在实验室用精度是0.lmm游标卡尺测量一物件的长度，测量情况如下左图所示,由图中读出的该物件的长度为cm。

②打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打印相邻两点的时间间隔为________s。

如上右图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带，A，B，C，D，E是纸带上五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，C点对应的速度是________m/s（计算结果保留三位有效数字）．

10.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.

a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A，B，C,测得A，B两点水平距离

为40.0cm，则平抛小球的初速度

为______m/s,若C点的竖直坐标

为60.0cm，则小球在C点的速度为

______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）.

答案解析

1.【答案】

（1）BCD

（2）标记节点O的位置及OA，OB，OC三段绳子的方向

【解析】

（1）BCD

（2）为验证平行四边形定则，必须通过作受力图．所以先明确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示．因此要做好记录，是从力的三要素角度出发．需记录O点的位置钩码的个数；N1，N2，N3拉力TOA，TOB，TOC的方向

2.【答案】

（1）15.95~16.05cm（有效数字位数正确）；

（2）12.2~12.8；能

【解析】

（1）由图2可读得示数为15.95~16.05cm

（3）根据胡克定律可求得弹簧1的劲度系数为12.4N/m，同样可求弹簧2的劲度系数

3.【答案】

（1）①右端0.72②C③B

【解析】①由图示纸带可知，在相等时间内，纸带右端相邻两点间的距离大，因此纸带右端与物块相连；电源频率为50Hz，计数点间有4个点没有画出，则计数点间的时间间隔T＝0.02×5＝0.1s，打A点时的速度vA＝

＝

≈0.72m/s。

②由△x＝at2可以求出木块运动的加速度a；由平均速度公式可以求出A，B间的平均速度；根据图示纸带不能求出物块质量m；已知相邻两计数点间的时间间隔，由纸带可以求出A，B对应的运动时间t；故选项C不能求出．

③求出物体的速度，应用动能定理可以求出合外力的功，应用动能定理求合外力的功需要知道物体的质量，因此实验中需要的实验器材是天平，故选B。

4.【答案】

（1）

（2）D（3）

【解析】

（1）根据题意，设人直立时重心高l，迈步时的重心高

，则人的重心变化高度为l−

则人的重心变化次数为

，根据能量守恒，克服重力做的功，即行走消耗的能量E1=

（2）代入数据，解得E1=8000J故选D　（3）骑车匀速前进的速度为：

v=

，停止蹬车后，人和自行车滑行过程，由动能定理得，-fs2=0-

mv2全程动能定理得，-f（s+s2）=0-0根据能量守恒，E2．等于克服摩擦力做的功，即E2=f（s+s2）联立解得E2=

代入数据，E1＞E2，故省力．

5.【答案】

（1）H，天平；

（2）

或

，

；（3）

【解析】

（1）电火花计时吕髟的是220V交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M；

（2）打点2时的速度等于1—3间的平均速度，即

；根据机械能守恒，整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能，即

；

（3）根据

，因此

的斜率就是加速度，而对砝码进行受力分析可知：

，而对小车

，因此可得

6.【答案】①40.78②没有满足M＞＞m③0.1④0.5

【解析】相邻计数点间时间间隔为0.1s，则AB之间还有4个点没画出；根据

，将第一组和第三组数据代入求a，然后将第二组和第四组数据代入求a，再求平均值，可得运动过程中小车的加速度大小为0.78m/s2，图线上部弯曲的原因是着力F的增大，不再满足M＞＞m，加速度从拉力0.1N开始变大，说明小车和长木板之间的滑动摩擦力大小为0.1N。

7.【答案】

（1）C

（2）0.16（3）A

【解析】

（1）由实验装置可知当砝码下落的高度为h时，小车沿木板下滑的距离为2h，故加速度不同，即选项A错误；由于砝码加速下落，处于失重状态，故选项B错误；如果细绳不与木板平行，则木板方向是由细绳拉力的分力产生加速度，给实验带来误差，所以要求细绳一定沿木板方向，故选项C正确；对于砝码，由受力分析知

，解得

，故选项D错误；由于本实验利用测力计可以直接读出细绳的拉力，所以不需要满足砝码和砝码盘的质量远小于小车质量，故选项E错误．

（2）由题意知时间间隔T=0.1s，根据纸带可知连续相等时间间隔内的位移差为

，由

可知

（3）根据牛顿第二定律可知选项A正确．

8.【答案】①三条细绳（拉力）的方向；②A；③减小弹簧测力计B的拉力；或减小钩码C的质量；或减小ＡＯ与ＢＯ之间的夹角；或其它能达要求的方法同样给分

【解析】矢量和不仅与大小有关和方向也有关，所以得记下钩码质量数，结点O的位置，读出并记录弹簧测力计A和B的示数，还有记录三条细绳（拉力）的方向；木板不竖直时，勾码和木板间有摩擦力会产生误差，选择A；BC对实验无影响，结点O的位置发生变化是一种错误；该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一个办法是减少勾码质量。

9.【答案】

（1）①1.06；②0.02，0.102（或0.103）

【解析】本题主要考查了游标卡尺的读数匀变速直线运动的速度计算。

①由游标卡尺读数规则知物件的长度为1.06cm；②打点计时器电源频率为50Hz，故打点周期是T0＝0.02s。

匀变速运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。

相邻两点间有四个点没有画出，相邻间隔T＝0.1s故vC＝

＝

m/s＝1.102m/s

10.【答案】

（1）ac

（2）c（3）2.04.0

【解析】

（1）“研究平抛物体运动”的实验斜槽轨道末端保持水平为了保证水平初速度。

从同一高度由静止释放为了保证每次使用水平初速度相同。

a，c正确。

（2）平抛物体运动规律：

，

得：

，

图象是一条倾斜直线。

c正确。

（3）由于

得

，则t1=0.1s，t2=0.3s，所以平抛小球的初速度

。

而

，故C点的速度

。