原卷版-2020年高考物理考前冲刺力学实验综合试题

2020年高考物理考前冲刺力学实验综合试题
1.在做“探究做功与物体速度变化关系”的实验中，小周同学采用了如图1所示的装置。

①如图2所示，在提供的橡皮筋中，你认为最不宜使用的一根橡皮筋是______(填字母)；
②经过其它步骤的正确操作之后，该同学得到了如图3所示的−W关系图，为进一步认清功
与速度的关系，你认
为下一步应该作出v与W的何种关系图______(填字母)
A.√v−W
B.v−√W
C.v−W2
D.v−W3
2.(1)如图甲所示是《物理必修1》中“探究加速度与力、质量的关系”的参考案例，图乙是实验室常见的器材，则该案例需要用到的器材是________(填图乙中器材的字母代号)；
甲
丙
(2)下列关于(1)中案例的说法正确的是( )
A.该案例可以计算出加速度的具体数值；
B.实验时不需要平衡摩擦力；
C.连接小盘与小车的细绳应与木板平行；
D.用刻度尺测出两个小车的位移，位移之比就是它们的加速度之比。

(3)甲同学采用图丙的方案做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，在一次实验中得到加速度a＝5.01 m/s2，甲同学确认自己的操作正确，请根据现有的知识分析，甲同学的结论是否合理________(填“合理”“不合理”或“无法确定”)。

3.如图所示，某学生小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：
（1）实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。

①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。

若要完成该实验，必需的实验器材还有_________________。

②为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_________运动。

③实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。

这样做的目的是____（填字母代号）。

A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图所示的纸带。

纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。

实验时测得小车的质量为M=200g，小车所受细绳的拉力为F=0.2N。

各计数点到O的距离为s，对应时刻小车的瞬时速度为v，小车所受拉力做的功为W，小车动能的变化为。

请计算前补填表中空格（结果保留小数点后四位）。

/ J
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围
内。

（3）这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。

这一情况可能是下列个些原因造成的______________（填字母代号）。

A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够
D．平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大
（4）实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。

请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点，并画出图线。

分析图线为一条通过原点的直线，直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理
论值，也可以得出相同的结论。

这种方案中直线斜率表达式为k=____________（用题目中相关物理量字母表示）。

4.某同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须要求的条件是（）
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量（）（填选项号）
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离
C．A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离
D．测量A球或B球的直径
E．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
F．测量释放点G相对于水平槽面的高度
G．测量水平槽面离地的高度
（3）某次实验中得出的落点情况如下图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量
m1和被碰小球质量m2之比为____________。

5.用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。

小车滑行过程中通过打点计器的纸带，记录其运动规律．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹均匀分布，回答下列问题：
（1）实验前适当垫高木板是为了_____ ______
（2）在用做“探究功与速度关系”的实验时，下列说法正确的是_ _____。

A．通过控制橡皮筋的伸长量不变，改变橡皮筋条数来分析拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值
C．实验过程中木板适当垫高就行，没有必要反复调整
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度即可.
(3)实验结束后利用所得的数据，画出的正确图像应该是图中的图
6.利用气垫导轨验证机械能守恒定律。

实验装置示意图如图1所示：
实验步骤：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。

B．用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图2所示，由此读出l=_______mm。

C．由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_______cm。

D．将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。

E．从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2。

F．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。

用表示直接测量的字母写出下列所求物理量的表达式：
（1）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少ΔE p=______（重力加速度为g）。

（2）如果ΔE p=___________，则可认为验证了机械能守恒定律。

7.某同学用如图所示装置做“研究平抛运动的规律”的实验，
有下列实验步骤：
①用图钉把白纸订在竖直木板上；
②把斜槽固定在紧靠木板的左上角，且使其末端切线水平；
③记下小球飞出时初始位置O，并凭眼观测过O画水平线作为x轴；
④把水平木条靠在竖直木板上，让小球从斜槽适当的位置由静止滚下，观察小球在木条上的落点，并在白纸上标出相应的点，得到小球运动过程中的一个位置；
⑤把水平木条向下移动，重复④的操作，让小球从斜槽上相同位置由静止滚下，得到小球运动过程中的多个位置；
⑥从木板上取下白纸：
............
上述①到⑥的步骤中，有错误的是步骤_______________，
应改为________________________________________________。

根据画出的轨迹测出小球多个位置的坐标（x，y），画出y-x2图像如图（2）所示，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是_______；设该直线的斜率为k，重力加速度为g，则小铁块从轨道末端飞出的速度v0=_______。

8.为了较准确的测量某细线能承受的最大拉力，小聪、小明分别进行了如下实验:小聪在实验室里找到一把弹簧测力计，按图甲所示安装细线和测力计后，他用力缓慢竖直向下拉测力计，直到测力计的示数达到量程(细线没有断裂)，读出测力计的示数F，将F记为细线能承受的最大拉力。

小明在实验室里还找到一把刻度尺和一个玩具小熊，接着进行了如下的操作：
①用刻度尺测出细线的长度L，用弹簧测力计测出玩具小熊的重力G；
②按图乙所示安装玩具小熊、细线(玩具小熊悬挂在细线的中点)；
③两手捏着细线缓慢向两边移动直到细线断裂，读出此时两手间的水平距离d；
④利用平衡条件算出结果。

在不计细线质量和伸长影响的情况下，请回答：
（1）小明算出的细线能承受的最大拉力是(用L、G、d表示)；两位同学中，(选填“小聪”或“小明”)的测量结果较准确。

（2）在小明两手捏着细线缓慢向两边移动的上述过程中，下列说法正确的
是(填选项序号字母)。

A．细线上的拉力大小不变
B．细线上的拉力大小减小
C．细线上拉力的合力大小不变
D．细线上拉力的合力大小增大
9.（1）某同学利用图(a)所示实验装置研究“小车加速度a与砂桶（含砂）质量m的关系”．
①实验开始时，先把安装有发射器的小车移到靠近接收器附近，调节木板上定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细线与木板____________．
②将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车能沿沿木板向下滑动为止．
③实验中保持小车（含发射器）的质量不变，反复改变砂桶内砂的质量，记录砂和桶的总质量m，并通过位移传感器及与之相连的计算机得到小车相应的加速度a．获取的实验数据已
标在图(b)所示的坐标图中，请在图(b)中作出a－m图线．
④a－m图线不过原点，其原因可能是步骤②中垫高的木板倾角___________（选填“过大”或“过小”）．
⑤根据a－m图线可以求出小车（含发射器）的质量是________kg．(重力加速度g=9.8m/s2，计算结果保留两位有效数字)．
10.在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如右图所示．一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a＝________(保留三位有效数字)．
(2)回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________．(填入所选物理量前的字母) A．木块的长度L B．木板的质量m1
C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材
是．
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝(用所测物理量的字母表示，重力加速度为g)与真实值相比，测量的动摩擦因数(填“偏大”或“偏小”)．写出支持你的看法的一个理由：。