2020高考物理力学实验专项试题.docx

1、2020高考物理力学实验专项试题1.今年6月7日虎门大桥撞船事故后，全国交通部门加强了对国内各种大桥的检测与维修某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m，横截圆面积为400的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长抗断拉力又很大直接测量很困难同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知在弹性限度内弹簧的弹力F与形变量x成正比其比例系数与弹簧的长度，横截面积及材料有关。因而同学们猜想悬索可能也遵循类似的规律。（1）同学们准备和探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系的实验一样将样品竖直悬挂再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的为了避免悬索所受重力对实

2、验的影响你认为可行的措施应该足：_。（2）同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积某次测量的结果如图所示则该样品的直径为_cm。（3） 经过同学们充分的讨沦不断完善实验方案最后实验取得数据如下分析样品C的数据可知，其所受拉力FC（单位N）与伸长量x（单位m）遵循的函数关系式是_对比各样品的实验数据可知悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比其比例系数与悬索长度的成正比，与悬索的横截面积的大小成正比；2.为了测量木块与木板间动摩擦因数，某小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位

3、移s随时间t变化规律，如图所示。 根据上述图线，计算0.4 s时木块的速度_m/s，木块加速度_m/s2；为了测定动摩擦因数，还需要测量的量是_；（已知当地的重力加速度g）为了提高木块与木板间动摩擦因数的测量精度，下列措施可行的是_AA点与传感器距离适当大些B木板的倾角越大越好C选择体积较大的空心木块D传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻3.某同学利用图甲所示装置来研究加速度与力的关系。他将光电门1和2分别固定在长木板的A，B两处，换用不同的重物通过细线拉同一小车（小车质量约为200克），每次小车都从同一位置由静止释放。（1）长木板右端垫一物块，其作用是用来_；（2）用游标卡尺测得遮

4、光条的宽度为 _ cm；（3）对于所挂重物的质量，以下取值有利于减小实验误差的是_（填选项）A.1克 B.5克 C.10克 D.40克（4）现用该装置来探究功与速度变化的关系，关闭光电门2，测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门1的时间t，通过描点作出线性图象，应作出_图象（填选项）AtmBt2mCD4.某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数粗糙曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为光电计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上的某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上某点C已知当地重力加速度为g(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度

5、d如图乙所示，其读数d=_cm；(2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t，还需要测量的物理量及其符号是_，动摩擦因数=_(利用测量的量表示)(3)为了减小实验误差，请提出一条合理化建议：_。5.某同学利用如图所示的装置验证动能定理。将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸，复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移yo改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：(1)在安装斜槽时，应注意；(2)已知斜槽倾角为，小球与斜槽之间的动摩擦因数为，木板与斜槽末端的

6、水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是(3)若想利用图像直观得到实验结论，最好应以H为横坐标，以为纵坐标，描点作图。6.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

7、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_A8J B80J C800J D8000J（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”。7.某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。(1)将气垫导轨调至

8、水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离S=_cm；（2）测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_；(3）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块，挡光条和拉力传感器的总质量？_（填“是”或“否”）8.（I） 在验证力的平行四边形定则的实验中，下列说法正确的是A同一次实验过程，两次拉橡皮条时，其结点O应达同一位置B用两只弹簧秤拉橡皮条时，两细线的夹角应越大越好C用一只弹簧秤拉橡皮条时，只需记录弹簧秤的读数D本实验采用的科学方法是等效替代法（II） 在验证机械能守恒

9、定律的实验中，重物的质量为m，所用交流电的频率为50Hz，打出了如图所示的一条纸带，其中O为起点，A，B，C为三个连续的计时点。可得（g=9.8m/s2，重物的质量m取0.4kg计算）：（1）打点计时器打B点时，重物的重力势能减小量为重物动能为_（结果均保留三位有效数字）（2）通过计算结果你能得出的结论：_9.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家特伍德（GAtwood 1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙示（1）实验时，该同学进行了如下步骤：将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的

10、重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态测量出_（填“A的上表面”，“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证守恒定律（2）如果系统（重物A，B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为_（已知重力加速度为g）（3）引起该实验系统误差的原因有_（写一条即可）（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A，B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什

11、么值？_请你帮该同学解决，写出a与m之间的关系式：_（还要用到M和g）a的值会趋于_10.某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。测得所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A，B，C作为测量的点，如图所示。经测量知道A，B，C各点到O点的距离分别为50.50cm，86.00cm，130.50cm。根据以上数据，计算出打B点时重物的瞬时速度vB=_m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少了_J，动能增加了_J。根

12、据所测量的数据，还可以求出物体在下落的过程中所受到的阻力为_N。（以上计算结果均保留2位有效数字）答案1.【答案】（1）将悬索样品一端固定并水平放置在光滑水平面上，另一端连接轻绳绕过滑轮悬挂钩码（2）0.830cm (3)平方的倒数 大小2.【答案】0.4 ， 1 ； 斜面倾角（或A点的高度）A3.【答案】（1）平衡摩擦力 （2）0.52 （3）BC （4）D4.【答案】（1）0.375 （2）光电门与C点之间的距离s：（3）增大小物块释放位置的高度；改变小物块释放位置；多次测量后利用图像求解等等5.【答案】（1）使斜槽末端O点的切线水平.（2）（3）6.【答案】（1）（2）D （3）7.【答案】（1）60.00 （2）滑块，挡光条和拉力传感器的总质量M（3）否8.【答案】（） A，D（） 1.46 J ; 1.42 J 在实验误差允许的范围内, 可认为物体在下落过程中机械能守恒9.【答案】（1）挡光片的中心；（2）；（3）绳子有一定的质量，滑轮与绳子之间有摩擦，重物运动受到空气阻力等；（4）；重力加速度g10.【答案】 4 8.43 8 0.8