专辑42 力学实验(三)- 2020年全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编(第12期)(

2020 年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编

1、（2020·山西省八校高三上学期第一次联考.如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，

通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与

长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在 电脑上得到如图乙所示的数据图像，已知当地重力加速度 g=9.8m/s2。

(1)测得小铁块的质量 m=0.50kg，则小铁块与长木板间的动摩擦因数 μ=_____________。（结果保留三位有效

数字）

(2)以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力_____________。（填“越来越大”“越

来越小”或“不变”）

(3)若固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，则至少需要___________N 的推力才能推

动小铁块。

【答案】

(1). 0.204

(2). 不变

(3). 1.20

【解析】

(1)[1]．由题图乙可知，小铁块所受滑动摩擦力 f 1.0N

，由 f

mg

解得小铁块与长木板之间的动摩擦

因数

μ=0.204.

(2)[2]．由于摩擦力与小铁块运动的速度无关，所以随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力不变。

(3)[3]．由题图乙可知，小铁块所受的最大静摩擦力

f max

1.20N

所以至少需要 1.20N 的推力才能推动小铁块。

2、（2020·河北省沧州市一中高三 12 月月考）如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为：

带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。

（1）为完成实验，还需要的器材有______。

A.米尺

B.直流电源

C.秒表

D.交流电源

（2）某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为 0.02s，根据纸带计算出

打下 D 点时重物的速度大小为______。（结果保留三位有效数字）

1 （3）采用重物下落的方法，根据公式 mv2=mgh 验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是______，为验 2

证和满足此要求，所选择的纸带第 1、2 点间的距离应接近______。

（4）该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出图像如图所示，则图线斜率的物理意义是______。

【答案】

(1). AD

(2). 1.75

(3). 重物的初速度为零

(4). 2 mm

(5). 2g

【解析】

（1）[1]．通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。打点计时器应该与交流电源连接。需要刻度尺测量纸

带上两点间 距离。故选 AD。

（2）[2]．由图可知 CE 间的距离为：x=19.41-12.40=7.01cm=0.0701m；则由平均速度公式可得，D 点的速度

x 0.0701 v m/s 1.75m/s D 2T 0.04

（3）[3][4]．用公式

1

2

mv2=mgh 时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点

频率为 50 Hz，打点周期为 0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带

最初两点间的距离接近 2mm；

h=

1

2

gT2

=×9.8×0.022

m≈2 mm。

（4）[5]．由机械能守恒 mgh=

1

2

mv2

得

v2=2gh

由此可知：v2-h 图象的斜率

k=2g；

3、（2020·河北省沧州市一中高三 12 月月考）如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两

个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在水平面上铺一张白纸，白纸上铺放复 写纸，在白纸上记录下重垂线所指的位置 O。接下来的实验步骤如下：

步骤 1：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A 点由静止滚下，并落在水平面上。重复多次，用尽可能小的圆，

把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置 P 点；

步骤 2：把小球 2 放在斜槽末端 B 点，让小球 1 从 A 点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤 1

同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置 M、N 点； 的

步骤 3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置 M、P、N 到 O 点的距离，即 OM、OP、ON 的长度。

（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是______。

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.小球 1 的质量应大于小球 2 的质量

（2）上述实验除需测量 OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量有______。

A.B 点距地面的高度 h

B.小球 1 和小球 2 的质量、

C.小球 1 和小球 2 的半径 r

（3）当所测物理量满足表达式_______用实验所测物理量的字母表示时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定

律。如果还满足表达式_____用实验所测量物理量的字母表示时，即说明两球碰撞时无机械能损失。

【答案】

(1). AC

(2). B

(3). m ∙

OP=m ∙

OM+m ∙

ON

(4). m ∙OP2=m ∙OM2+m ∙ON2

【解析】

（1）[1]．因为平抛运动的时间相等，根据 x=vt，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的

射程间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从轨道上同一点滑下，但是轨道不一定光滑；同

时为了小球 2 能飞的更远，防止 1 反弹，球 1 的质量应大于球 2 的质量；故 AC 正确，B 错误；故选 AC.

（2）[2]．根据动量守恒得，m •OP=m •OM+m •ON，所以除了测量线段 OM、OP、ON 的长度外，还需要

测量的物理量是小球 1 和小球 2 的质量 m 、m ．故选 B．

（3）[3]．因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP 是 A 球不与 B 球碰撞平抛运动的位移，

该位移可以代表 A 球碰撞前的速度，OM 是 A 球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后 A 球的速

度，ON 是碰撞后 B 球的水平位移，该位移可以代表碰撞后 B 球的速度，要验证的关系是：

m ∙v =m ∙v +m ∙v 1 1 2 1 1 2

1 1 2

1 2

1 0 1 1 2 2

将速度换成位移，则所测物理量满足表达式为：

m ∙OP=m ∙OM+m ∙

由功能关系可知，只要

ON

1 1 1 m v 2 m v 2 m v 2 2 2

2

成立则机械能守恒，故若

m ∙OP2=m ∙OM2

+m ∙ON2

说明碰撞过程中机械能守恒．

4、（2020·内蒙古包钢一中高三上学期 10 月月考）如图（甲）所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质

量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长关系的实验。

（1）实验中还需要的测量工具有_______________。

（2）如图（乙）所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量 m，横轴是弹簧的形变量 x。由图可知：图线

不通过原点的原因是由于________；弹簧的劲度系数 k=____N/m（g 取 10m/s2

）。

（3）如图（丙）所示，实验中用两根不同的弹簧a 和 b，画出弹簧弹力 F 与弹簧长度 L 的 F— L 图象。下列 正确的是_______。

A.a 的原长比 b 的长

B.a 的劲度系数比 b 的大

C.a 的劲度系数比 b 的小

D.弹力与弹簧长度成正

比 1 1 2

1 0 1 1 2 2

1 1 2

【答案】

(1). 刻度尺

(2). 弹簧自身重力

(3). 5

(4). B

【解析】

（1）[1]需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：刻度尺；

（2）[2][3]图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，则有

k

F

x

代入数据解得 k=5N/m

由图可知，当 F=0 时，x 大于零，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，是由于弹簧自身的重力造成的。

（3）[4]A．在图象中横截距表示弹簧的原长，故 b 的原长比 a 的长，故 A 错误；

BC．在图象中斜率表示弹簧的劲度系数 k，故 a 的劲度系数比 b 的大，故 B 正确，C 错误；

D．弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故 D 错误。

故选 B。

5、（2020·内蒙古包钢一中高三上学期 10 月月考）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；