2020物理高考备考专题《力学实验》（高考押题）（附答案解析版）

由天下分享时间：2025/6/3 13:58:46 加入收藏我要投稿点赞

回答下列问题:

(1) 按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？ (2) 若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有 ___________ ; A. 悬挂钩码的总质量 m B. 长木板的倾角 0 C. 两传感器间的距离I D. 小车的质量M

⑶根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为： _________________________________ .(重力加速度为g) 1 1

【答案】(1)否 (2)ACD (3)mgl = 2MV22 — 2MV12

【解析】(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，挂上钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响

(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量， 1 1

则有：mgl= ?Mv孑—2MV12 , 所以要测量悬挂钩码的总质量 12.

装置.在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为

1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮 B(可以忽略滑轮大小)

m、两传感器间的距离I和小车的质量M.

某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的

________ (填是”或否”;

与传感器连接，定滑轮 B与A等高，BD为水平参考线，测出 BC间绳长L = 0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F.改变h的值，记录下相应的最大拉力

F，取H = L — h, g = 9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下

h/m H/m F/N 0.10 0.70 26.88 0.20 0.60 24.45 0.30 0.50 22.00 0.40 0.40

19.56 (1) _______________________________________ 当H = 0.60 m时，小球的最大动能为 J,此过程中外力做功为 _____________________________________________ J;

(2) 实验结论是： __________________________________________________________

(3) 根据实验结论，推导出 F与H之间的关系为： ____________________ . 【答案】见解析

【解析】(1)根据实验中得到的数据可知， H — 0.60 m , F— 24.45 N , 小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，

在最低点，根据牛顿第二定律得：

F — mg— m【解得：^mv2— 5.86 J,

此过程中外力做功为 W— mg(L - h)— 1.00 X 9.80 X 0.60J5.88 J. ⑵实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量

⑶根据实验结论可知， F — mg — m—, ^mv2— mg(L- h)，解得：F —普务 + mg,

代入数据得：F — 24.5H + 9.8. 13.

度变化的关系

槽从底端开始分成长度相等的五等份，使

如图甲所示的装置可以探究外力做功和物体速.光滑斜槽轨道固定在水平桌面上，将斜

AB — BC— CD — DE — EF，让小球每次从不同等分点处释放，最后

屮

(1)实验中，若小球从 F 点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为

(2)实验中，小球每次在斜槽上运动的长度记作点作出的L - x2图象是一条过原点的直线，如图乙所示力做功W与

斜率为

W, 则小球从B点释放

L,小球做平抛运动的水平位移记作 .设小球运动到斜槽底端时的速度为

x,通过五组数据描 v,可以判断，外

H，则图象的

(填v、v2或小)成正比，若斜槽的倾角为 (用H、B表示).

0,小球抛出点距地面的高度为

【答案】(1)W (2)v2 ——1

5 ' 丿 4Hsin 0

【解析】(1)根据几何关系可知，hFA— 5hBA,

对小球从F到A和B到A的两个过程，根据动能定理得： W

W— mghFA, W'— mghBA，解得： W'— 5

(2)小球从A点抛出后做平抛运动，下落的高度相等，则运动时间相等，则小球运动到斜槽底端时的速

时间相等，所以v与x成正比，而根据图象可知，比，故W与v2成正比

L与x2成正比，所以L与v2成正比，又 W与L成正

小球抛出点距地面的高度为 H，则运动时间t= 1

根据动能定理得：mgLsin 0= gmv2③ 由①②③解得：L = 4H： 0

则Lx2图象的斜率k = 4Hsz

嘗②

14. 某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成

.气垫导轨装置如图甲所示，所

.在气垫导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,

向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差

I fi.fi cm ----- * * ----- 20*4 cm

(1) 下面是实验的主要步骤：

① 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ② 向气垫导轨通入压缩空气；

③ 把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④ 使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤ 把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥ 先 _______ ，然后 _________ ，让滑块带动纸带一起运动； ⑦ 取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示； ⑧ 测得滑块1的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容.

(2) 已知打点计时器每隔 0.02 s打一个点.

通过计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 _____________ kg ? m/s两滑块相互作用以后系统的总动量为 ________ kg - m/s保留三位有效数字).

(3) 试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 ___________________________________

【答案】见解析

【解析】（1）先接通打点计时器的电源，后释放滑块 1;

（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块 2发生碰撞后跟滑块 2 一起做匀速运动，根据纸带的数

0 2

据得：碰撞前滑块 1的动量为P1= m1V1 = 0.310 ￡ kg ? m/s 0.620 kg ? m/滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620 kg ? m/碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：（m1 + m2）v2= （0.310 + 0.205） kg ? m/s 0.618 kg ? m/s.

（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用 14.如图甲为测量重力加速度的实验装置，

C为数字毫秒表，A、B为两个相同的光电门，

C可以测量铁

球两次挡光之间的时间间隔.开始时铁球处于 A门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时，数字毫秒表开始计时，落到 B门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过 A、B间的距离X.现将光电门B缓慢移动到不同位置，测得多组

A、B两个光电门的时间间隔 t，测量 x

X、t 数值，画出x随t变化的图线为直线,

;若某次测得铁球经过

如图乙所示，直线的斜率为 k,则由图线可知，当地重力加速度大小为

A、B门的时间间隔为t0，则可知铁球经过 B门时的速度大小为

，此时两光电门间的距离为

卩

【答案】2k 2kt 0 kt0