2016-2018三年高考真题汇编力学实验专题(含解析)

力学实验1．【2016·上海卷】（3分）在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是传感器。

若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏。

（选填：“大”或“小”）。

【答案】光电门；大【考点定位】机械能守恒定律的验证【方法技巧】要熟悉实验“机械能守恒定律的验证”，会计算摆球通过光电门时的速度，根据动能的公式就可以分析小球动能的变化情况。

2．【2016·浙江卷】（10分）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。

如图1 所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。

在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是 N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为 N。

（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）3.00~3.02 3.09~4.1（有效数不作要求）（2）变大变大【考点定位】探究求合力的方法【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。

解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定则；第二问是力的动态分析，要会用“图解法”画图分析解答试题。

3．【2016·四川卷】（6分）用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。

将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。

先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。

（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______。

（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_______。

2016年高考物理试题分类汇编：十二、力学实验1. （全国新课标I卷，22）（5分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz30Hz、和40Hz。

打出纸带的一部分如图（b）所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。

(1) 若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为______________，打出C点时重物下落的速度大小为_____________，重物下落的加速度大小为_____________。

(2)已测得1238.89cm9.50cm10.10cmS S S===，，，当地重力加速度大小为29.80m/s，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%，由此推算出f为__________Hz。

【答案】⑴12()2fS S+，23()2fS S+，231()2fS S-；⑵40【解析】⑴由于重物匀加速下落，A B C D、、、各相邻点之间时间间隔相同，因此B点应是从A运动到C的过程的中间时刻，由匀变速直线运动的推论可得：B点的速度B v等于AC段的平均速度，即122BS Svt+=由于1tf=，故12()2Bfv S S=+同理可得23()2Cfv S S=+匀加速直线运动的加速度vat∆=∆故2231231()()2()12C BfS S S Sv v fa S Stf⎡⎤+-+⎣⎦-===-①⑵重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得：gm F=ma-阻②由已知条件0.01gF=m阻③由②③得0.99ga=代入①得：231()2fa S S=-，代入数据得40Hzf≈2.（全国新课标II 卷，22）（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a ）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩⑴ 实验中涉及到下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号）．⑵ 图（b ）中M 和L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz ．由M 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m /s ．比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．图b【答案】⑴④①③②⑵1.29 M【解析】：⑴略⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则22.58 2.5710 1.29/0.04v m s -+=⨯= 由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大，则PM PL E E >3. （全国新课标III 卷，23）某物理课外小组利用图（a ）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。

2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题17 力学实验1．某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g ．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M 的重锤．实验操作如下：①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H ；②在重锤1上加上质量为m 的小钩码；③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t ．请回答下列问题（1）步骤④可以减小对下落时间t 测量的______（选填“偶然”或“系统”）误差．（2）实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小很多，主要是为了______．A 、使H 测得更准确B 、使重锤1下落的时间长一些C 、使系统的总质量近似等于2MD 、使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做_________________?（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m 0．用实验中的测量量和已知量表示g ，得g =______．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 （1）偶然 （2）B （3）在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落 （4）0222M m m H mt ++（） 【解析】本题考查重力加速度的测量，意在考查考生的实验探究能力。

（1）时间测量是人为操作快慢和读点睛：本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量，解题的关键是要弄清该实验的原理，再运用所学的知识分析得出减小误差的方法。

2．用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下：a．安装好实验器材。

接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。

2016-2018高考物理真题分类汇编专题01 直线运动 (2)专题02 相互作用 (8)专题03 牛顿运动定律 (19)专题04 曲线运动 (26)专题05 万有引力定律与航天 (38)专题06 功和能 (51)专题07 动量 (70)专题08 静电场 (82)专题09 稳恒电流 (102)专题10 磁场 (106)专题11 电磁感应 (119)专题12 交流电 (137)专题13 原子结构、原子核和波粒二象性 (147)专题14 选修3-3 (162)专题15 机械振动和机械波 (192)专题16 光学电磁波相对论 (207)专题17 力学实验 (233)专题18 电学实验 (264)专题19 力学计算题 (290)专题20 电学计算题 (317)专题01 直线运动20181．【2018·全国新课标I卷】高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能（）A. 与它所经历的时间成正比B. 与它的位移成正比C. 与它的速度成正比D. 与它的动量成正比【答案】 B2．【2018·浙江卷】如图所示，竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。

某一竖井的深度约为104m，升降机运行的最大速度为8m/s，加速度大小不超过，假定升降机到井口的速度为零，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是A. 13sB. 16sC. 21sD. 26s【答案】 C【解析】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，在加速阶段，所需时间，通过的位移为，在减速阶段与加速阶段相同，在匀速阶段所需时间为：，总时间为：，故C正确，A、B、D错误；故选C。

【点睛】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，根据速度位移公式和速度时间公式求得总时间。

3．【2018·全国新课标II卷】（多选）甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。

专题06 功和能【2018高考真题】1．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能E k 与时间t的关系图像是（）A. B.C. D.【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 A点睛：本题以竖直上抛运动为背景考查动能的概念和E k-t图象，解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式，在根据动能的概念写出函数方程，最后根据函数方程选择图象。

2．高空坠物极易对行人造成伤害。

若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）A. 10 NB. 102 NC. 103 ND. 104 N【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 C【解析】试题分析：本题是一道估算题，所以大致要知道一层楼的高度约为3m，可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度，并利用动量定理求力的大小。

设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m，点睛：利用动能定理求出落地时的速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力3．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（）A. 小于拉力所做的功B. 等于拉力所做的功C. 等于克服摩擦力所做的功D. 大于克服摩擦力所做的功【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 A【解析】试题分析：受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可。

木箱受力如图所示：木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即：，所以动能小于拉力做的功，故A正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。

故选A点睛：正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小。

专题19 力学计算题【2018高考真题】1．如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B．质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】（1）53F Mg mg=-（2）65Mm=（3）85mMgTm M=+（）（4885511T mg T Mg==或）（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg–T=Ma小球受AC的拉力T′=T牛顿运动定律T′–mg cos53°=ma解得85mMgTm M=+（）（4885511T mg T Mg==或）点睛：本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律。

解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等。

2．如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下．经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上．忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】【解析】取向上为正方向，动量定理mv–（–mv）=I且解得3．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题02 相互作用1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x之间关系的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。

2．明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。

一游僧见之,曰：无烦也，我能正之。

”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。

假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力F N，则A. 若F 一定，θ大时N F 大B. 若F 一定，θ小时N F 大C. 若θ一定，F 大时N F 大D. 若θ一定，F 小时N F 大【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷） 【答案】 BC则1211cos 90cos 902cos 902sin 2222N N N N F F F F F θθθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=︒-+︒-=︒-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭， 12N N N F F F ==，故解得2sin2N F F θ=，所以F 一定时， θ越小， N F 越大； θ一定时，F 越大， N F 越大，BC 正确；【点睛】由于木楔处在静止状态，故可将力F 沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形定则，画出力F 按效果分解的图示．并且可据此求出木楔对A 两边产生的压力．对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．1．【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm 。

专题06 功和能【2018高考真题】1．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能E k与时间t的关系图像是（）A. B.C. D.【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 A点睛：本题以竖直上抛运动为背景考查动能的概念和E k-t图象，解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式，在根据动能的概念写出函数方程，最后根据函数方程选择图象。

2．高空坠物极易对行人造成伤害。

若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）A. 10 NB. 102 NC. 103 ND. 104 N【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 C【解析】试题分析：本题是一道估算题，所以大致要知道一层楼的高度约为3m，可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度，并利用动量定理求力的大小。

设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m，点睛：利用动能定理求出落地时的速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力3．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（）A. 小于拉力所做的功B. 等于拉力所做的功C. 等于克服摩擦力所做的功D. 大于克服摩擦力所做的功【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 A【解析】试题分析：受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可。

木箱受力如图所示：木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即：，所以动能小于拉力做的功，故A正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。

故选A点睛：正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小。

专题02 相互作用【2018高考真题】1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F 作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。

2．明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。

一游僧见之,曰：无烦也，我能正之。

”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。

假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力F N，则F大A. 若F一定，θ大时NB. 若F 一定，θ小时N F 大C. 若θ一定，F 大时N F 大D. 若θ一定，F 小时N F 大【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷） 【答案】 BC则1211cos 90cos 902cos 902sin 2222N N N N F F F F F θθθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=︒-+︒-=︒-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭， 12N N N F F F ==，故解得2sin2N F F θ=，所以F 一定时， θ越小， N F 越大； θ一定时，F 越大， N F 越大，BC 正确；【点睛】由于木楔处在静止状态，故可将力F 沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形定则，画出力F 按效果分解的图示．并且可据此求出木楔对A 两边产生的压力．对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．【2017高考真题】1．【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm 。