2019年全國各地高考模擬題—力學(xué)實驗（練習(xí)四）專題匯編1.（2019·遂寧市三診）氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝有兩個光電傳感器A、B，AB間距為L，滑塊P上固定一遮光條，P與遮光條的總質(zhì)量為M，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。（1）實驗前，按通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的t1______t2（選填“>”、“=”或“<”）時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。（2）用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d=_______mm。（3）將滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示。利用測定的數(shù)據(jù)，當(dāng)關(guān)系式2mgL(m+M)=_____成立時，表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。（重力加速度為g【答案】(1).=；(2).8.475；(3).(【解析】【詳解】（1）輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的t1=t2時，說明滑塊經(jīng)過兩光電門的速度相等，則氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。（2）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為8mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×47.5mm=0.475mm。由讀數(shù)規(guī)則可得d=8mm+0.01mm×47.5=8.475mm；（3）滑塊經(jīng)過兩光電門時的速度分別為：v1=dt1；v2.（2019·云南昆明4月）探究“加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示，小車后面固定一條紙帶，穿過電火花打點計時器，細線一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動滑輪與掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉力傳感器用于測小車受到拉力的大小。

(1)關(guān)于平衡摩擦力，下列說法正確的是______

A.平衡摩擦力時，需要在動滑輪上掛上鉤碼

B.改變小車質(zhì)量時，需要重新平衡庠擦力

C.改變小車拉力時，不需要重新平衡摩擦力

(2)實驗中______(選填“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量。

(3)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F的關(guān)系圖象如圖乙所示，圖線不過原點的原因是______

A.鉤碼質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量

B.平衡摩擦力時木板傾兔過大

C.平衡摩擦力時木板傾角過小或未平衡摩擦力【答案】C

不需要

B【解析】解：(1)A、平衡摩擦力時，不需要在動滑輪上掛上鉤碼，故A錯誤；

B、實驗過程改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡庠擦力，故B錯誤；

C、實驗前平衡摩擦力后，在實驗過程中改變小車拉力時，不需要重新平衡摩擦力，故C正確；

故選：C。

(2)小車所受拉力可以由力傳感器測出，不需要滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量；

(3)由圖示圖象可知，拉力為零時小車已經(jīng)產(chǎn)生加速度，說明小車受到的合力大于細線的拉力，

這是由于平衡摩擦力時木板傾角過大、平衡摩擦力過大造成的，故B正確，AC錯誤；

故選：B；

故答案為：(1)C；(2)不需要；(3)B。

(1)平衡摩擦力時前面不需要掛鉤碼，平衡摩擦力后實驗過程不需要重新平衡摩擦力。

(2)小車所受拉力可以由力傳感器測出，不需要滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量。

(3)實驗前要平衡摩擦力，分析圖示圖線答題。

3.（2019·福建漳州一模）某同學(xué)想測定滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，設(shè)計了如圖甲所示的實驗。

(1)用10分度游標(biāo)卡尺測遮光條寬度d的示數(shù)如圖乙，則d=______mm；

(2)先用天平測出滑塊和遮光條的總質(zhì)量m后，按圖甲安裝好器材，把滑塊從桌面上某一位置靜止釋放，測得滑塊經(jīng)過兩光電門時遮光條的遮光時間分別為△t1和△t2，彈簧秤的示數(shù)為F，重力加速度為g，為測出滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)，還需要測出的物理量是______；

(3)為減小本實驗的誤差，下列做法正確的是______。

A.遮光條寬度應(yīng)盡可能小些

B.【答案】5.5

兩光電門之間的距離

A【解析】解：(1)由圖乙讀出游標(biāo)卡尺的主尺刻度為5mm，游標(biāo)尺刻度為5×0.1mm=0.5mm

遮光條寬度為：d=5mm+0.5mm=5.5mm；

(2)滑塊釋放后做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得：F-μmg=ma，

對滑塊經(jīng)過光電門A、B過程，由運動學(xué)公式有：d2△t22-d2△t12=2ax；

因此欲測定動摩擦因數(shù)，還需要兩光電門之間的距離x；

(3)遮光條寬度越小，誤差越小，所以遮光條寬度應(yīng)盡可能小些；滑塊受到的拉力由彈簧秤直接測量，不需要動滑輪與重物的總質(zhì)量應(yīng)遠小于滑塊與遮光條的總質(zhì)量。故選A

故答案為：(1)5.5；(2)兩光電門之間的距離；(3)A。

根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法讀數(shù)；根據(jù)實驗的原理，確定需要測定的物理量；根據(jù)實驗原理，確定實驗操作的正確做法。

本題以測定動摩擦因數(shù)為為實驗命題背景考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?，知道光電門測速的原理，即極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法。

4.（2019·河南安陽二模）某實驗小組用如圖所示的實驗裝置測量物塊與水平固定桌面之間的動摩擦因數(shù)。已知物塊、遮光板和拉力傳感器的總質(zhì)量為M，重物質(zhì)量為m，遮光板的寬度為d(d很小)，遮光板與光電門之間的距離為L，重力加速度為g，細線恰伸直，重物由靜止釋放。

(1)在完成本實驗時，下列操作或說法正確的是______

A.細線必須平行于水平桌面

B.拉力傳感器的示數(shù)始終等于mg

C.實驗時必須滿足條件m【答案】A

12L(【解析】解：(1)A、實驗過程中，細線必須平行于水平桌面，否則物體不能做勻變速直線運動，故A正確；

B、重物加速下降過程中，重物處于失重狀態(tài)，細線拉力小于重物重力，因而傳感器的示數(shù)小于重物的重力，故B錯誤；

C、由于傳感器已經(jīng)測量出細線的拉力，并不需要用重物的重力近似替代細線的拉力，因而不需要滿足條件m<<M，故C錯誤；

D、與重物相連的細線繞過定滑輪，若傳感器固定在重物上，細線對物塊的拉力因滑輪摩擦的存在誤差更大，故D錯誤；故選：A；

(2)根據(jù)運動學(xué)公式由(d△t)2=2aL

解得：a=12L(d△t)2；

(3)對于物塊、遮光板和傳感器，根據(jù)牛頓第二定律由F-μMg=Ma解得：

a=1MF-μg

根據(jù)題意有：-μg=-b

解得：μ=bg；

故答案為：(1)A；(2)12L(d△t)2；(3)bg；

(1)為了保證拉力恒定，細線必須平行于桌面；重物向下加速運動時，拉力小于重力；拉力傳感器可以直接測出繩子拉力大??；傳感器固定在重物上時，傳感器示數(shù)并不等于物塊所受拉力，因為有滑輪摩擦力存在；

(2)遮光板通過光電門的時間很短，可以用對應(yīng)時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度；根據(jù)速度位移關(guān)系公式2aL=v2列式求解；

(2)對M進行受力分析，然后使用牛頓第二定律即可求得摩擦因數(shù)；

本題關(guān)鍵明確探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實驗的實驗原理，難度適中。

5.（2019·河南洛陽二模）某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出一定電壓，兩光電傳感器與計算機相連滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。

(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的△t1______△t2(選填【答案】=

8.475

滑塊質(zhì)量M

mgL【解析】解：(1)如果遮光條通過光電門的時間相等，說明遮光條做勻速運動，即說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

(2)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為8mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×47.5mm=0.475mm，所以最終讀數(shù)為：8mm+0.475mm=8.475mm。

(3)要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，就應(yīng)該去求出動能的增加量和重力勢能的減小量，

光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法。由于光電門的寬度很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度。

vB=d△t2，vA=d△t1

滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動能的增加量△Ek=12(m+M)(d△t2)2-12(m+M)(d△t1)6（2019·河南鄭州二模）如圖甲所示，一條質(zhì)量和厚度不計的紙帶纏繞在固定于架子上的定滑輪上，紙帶的下端懸掛一質(zhì)量為m的重物，將重物由靜止釋放，滑輪將在紙帶帶動下轉(zhuǎn)動。假設(shè)紙帶和滑輪不打滑，為了分析滑輪轉(zhuǎn)動時角速度的變化情況，釋放重物前將紙帶先穿過一電火花計時器，交變電流的頻率為50Hz，如圖乙所示，通過研究紙帶的運動情況得到滑輪角速度的變化情況。下圖為打點計時器打出來的紙帶，取中間的一段，在這一段上取了7個計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G，每相鄰的兩個計數(shù)點間有4個點沒有畫出，已知：其中x1=8.05cm、x2=10.34cm、x3=12.62cm、x4=14.92cm、x5=17.19cm、x6=19.47cm。

(1)根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，可以求出D點的速度vD=______m/s；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(2)測出滑輪半徑等于3.00cm，則打下D點時滑輪的角速度為______rad【答案】1.38

46.0

均勻【解析】解：(1)每相鄰的兩個計數(shù)點間有4個點沒有畫出，所以相鄰的兩個計數(shù)點間時間間隔是0.1s，

根據(jù)勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于平均速度可知D點的瞬時速度：

vD=0.1262+0.14922×0.1=1.38

m/s

(2)由v=ωr，則D時刻的角速度為：

ω=vDr=46.0rad/s；

(3)同理可知得出B點的速度：vB=0.920m/s，C點的速度：vB=1.15m/s

可知紙帶做勻加速直線運動，結(jié)合v=ωr，可知滑輪的角速度隨時間均勻增大。

故答案為：(1)1.38；

(2)46.0；

(3)均勻

(1)根據(jù)電火花計時器的工作原理即可知道工作電壓；

(2)根據(jù)勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于平均速度即可求出C點的瞬時速度；由v=ωr求出C時刻的角速度；

(3)由速度的變化情況分析角速度的變化情況。

該題屬于創(chuàng)新型的題目，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用。

7.（2019·湖南湘潭二模）某探究小組為了研究小車的直線運動，用自制的“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖甲所示。實驗時，保持桌面水平，讓小車在外力的作用下運動一段時間，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖乙記錄了桌面上連續(xù)6【答案】2.0

0.10

0.35【解析】解：(1)滴水計時器從滴出第1個水滴開始計時，到滴出第26個水滴共用時10s，則滴水周期為T=1025=0.4s

所以水滴從滴到位置1至滴到位置6用時為t'=5×0.4=2.0s；

(2)根據(jù)△s=aT2可求得

a=117+133-83-1004×0.42×10-3=0.10m/s2

根據(jù)中點時刻的速度等于平均速度可求得水滴滴到位置5時，小車的速度大小為

v5=133+1502×0.4×10-3=0.35m/s；

故答案為：(1)2.0(2)0.10(3)0.35

(1)明確題意，26個水滴相隔25個間隔，從而確定周期，確定1至滴到位置6時的時間；

(2)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中速度與時間關(guān)系式，可以求出打紙帶上A點時小車的瞬時速度大小。

根據(jù)題意求出打點時間周期，并利用中點時刻的速度等于平均速度求解某點的速度，利用△s=aT2求解運動的加速度。

8.（2019·重慶西南名校聯(lián)盟3月）一位同學(xué)受到“研究平拋運動”昀實驗啟示，他想用如圖所示的裝置來驗證動量守恒定律：一光滑水平臺上，等大的甲、乙兩小球間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，彈簧的原長較短。當(dāng)彈簧突然釋放后，兩個小球被彈簧彈射，分別落在水平地面上的P【答案】C

m【解析】解：(1)兩球均做平拋運動，因高度相同，則時間相同；要驗證的表達式：m1v1-m2v2=0，即m1s1t=m2s2t，即m1s1=m2s9.(2019·湖南岳陽二模)如圖所示的沖擊擺裝置，是高中物理專用實驗儀器，主要用于研究物體的完全非彈性碰撞及測定鋼球的速度等實驗。其原理是利用彈簧槍發(fā)射鋼球，將鋼球水平打入靜止擺塊左側(cè)的小洞并停在里面，時間極短，擺塊(內(nèi)含鋼球)向右擺動，推動指針，指針擺過的最大角度即為擺塊的最大擺角。已知擺塊質(zhì)量為M=80g，鋼球質(zhì)量為m=8.4g，直徑d=12.7mm，彈簧槍水平發(fā)射鋼球的速度有三檔。

(1)某實驗小組利用平拋規(guī)律測量彈簧槍全部三檔的發(fā)射鋼球速度，先將擺塊移開，發(fā)射后鋼球做平拋運動，測得三次實驗中鋼球的水平位移如表所示，并通過相關(guān)數(shù)據(jù)計算出了1發(fā)射檔位平拋水平位移發(fā)射速度10.27v20.33v2=30.38v(2)設(shè)鋼球打進擺塊的初速度為υ0，如果鋼球和擺塊系統(tǒng)的動量和能量守恒，則鋼球打進擺塊后系統(tǒng)的機械能與打進前瞬間的比值為(設(shè)擺塊初始位置的重力勢能為0)

A.mM+m

B．MM+m

C.1

【答案】6.6【解析】解：(1)鋼球1做平拋運動的時間為：

t=x1v1=0.275.4=0.05s

各鋼球做平拋運動的時間是相等的，所以鋼球2的初速度為：

v2=x2t=0.330.05=6.6m/s

(2)鋼球射入擺塊后共同速度為v，選v0的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：

mv0=(m+M)v

則鋼球打進擺塊后系統(tǒng)的機械能與打進前瞬間的比值為：

EE0=12(m+M)v212mv02

聯(lián)立可得：EE0=mm+M

故A正確，BCD錯誤

故選：A

故答案為：(1)6.6m/s；(2)A

(1)鋼球做平拋運動的時間是相等的，由鋼球1或3的情況求出平拋運動的時間，然后由公式求出速度。

(2)由動量守恒求出末速度，然后結(jié)合機械能的公式即可求出。

解決本題的關(guān)鍵要抓住彈丸射入擺塊的過程遵守動量守恒定律，擺動過程遵守機械能守恒定律，把握每個過程的物理規(guī)律。

10.（2019·遼寧葫蘆島一模）用如圖1所示裝置做探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實驗實驗時保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度。

(1)實驗時先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是______。

(2)【答案】平衡摩擦力

A

1.0【解析】解：(1)實驗時先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是平衡摩擦力。

(2)電火花打點計時器使用220V的交流電，故選：A。

(3)根據(jù)△x=aT2運用逐差法得：a=xCE-xAC4T2=(21.60-8.79-8.79)×10-24×0.01m/s211.（2019·四川攀枝花三模）某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律。主要實驗步驟如下：

(ⅰ)將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整末端切線水平；

(ⅱ)將白紙固定在水平地面上，白紙上面放上復(fù)寫紙；

(ⅲ)用重錘線確定斜槽末端在水平地面上的投影點O；

(ⅳ)讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄小球的落地點，重復(fù)多次，確定落點的中心位置Q；

(ⅴ)將小球B放在斜槽末端，讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄兩小球的落地點，重復(fù)多次，確定A、B兩小球落點的中心位置P、R；

(ⅵ)用刻度尺測量P、Q、R距O點的距離x1、x2、x3；

(ⅶ)用天平測量小球A、B質(zhì)量m1、m2；

(ⅷ)分析數(shù)據(jù)，驗證等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，從而驗證動量守恒定律。

請回答下列問題

(1)步驟(ⅴ)與步驟(ⅳ)中定位卡的位置應(yīng)______；

(2)步驟(ⅳ)與步驟(ⅴ)中重復(fù)多次的目的是______；

【答案】保持不變

減小實驗誤差

>

0.3725【解析】解：(1)為使入射球到達斜槽末端時的速度相等，應(yīng)從同一位置由靜止釋放入射球，即步驟(ⅴ)與步驟(ⅳ)中定位卡的位置應(yīng)保持不變；

(2)步驟(ⅳ)與步驟(ⅴ)中重復(fù)多次的目的是減小實驗誤差；

(3)為了使小球A與B碰后運動方向不變，A、B質(zhì)量大小關(guān)系為m1>m2；

(4)由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，(ⅳ)中小球落點距O點的距離為：37.23cm=0.3725m。

故答案為：(1)保持不變；(2)減少實驗誤差；(3)>12.（2019·湘贛十四校一模）小明同學(xué)要粗測一長木板與小滑塊之間的動摩擦因數(shù)，除了長木板和小滑塊外手邊只有一個手機，手機里面帶有計時和測傾斜角并可得其三角函數(shù)值的APP，他采用了如下的測量步驟

(1)將長木板一端抬高，傾斜一個較大的角度，并固定好

(2)將小滑塊以一定初速度從底端沿斜面推出，到最高點后又沿板滑下

(3)為了使小滑塊能沿長木板下滑，動摩擦因數(shù)μ和傾角θ應(yīng)滿足______

(4)在這個過程中小明同學(xué)需分別測出______(用文字描述并表示出相應(yīng)符號)；

(5)動摩擦因數(shù)可表示