2020年高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题10 力学探究性试验

2020年高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题10 力学探究性试验

十、力学探究性实验 ‎ B 放大器 显示器 C A 图(a)‎ ‎1．（2020上海市闵行区期末）如图(a)所示为一实验小车自动测速示意图。A为绕在条形磁铁上的线圈，经过放大器与显示器连接，图中虚线部分均固定在车身上。C为小车的车轮，B为与C同轴相连的齿轮，其中心部分使用铝质材料制成，边缘的齿子用磁化性能很好的软铁制成，铁齿经过条形磁铁时即有信号被记录在显示器上。已知齿轮B上共安装30个铁质齿子，齿轮直径为‎30cm，车轮直径为‎60cm。改变小车速度，显示器上分别呈现了如图（b）和（c）的两幅图像。设（b）图对应的车速为vb，（c）图对应的车速为vc。‎ i/mA t/×10-3s ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ 图(c)‎ i/mA t/×10-3s ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ 图(b)‎ ‎（1）分析两幅图像，可以推知：vb_________ vc（选填“>”、“<”、“=”）。‎ ‎（2）根据图(c)标出的数据，求得车速vc =__________________ km/h。‎ 答案：⑴<； ⑵18π或56.5。‎ 解析：由于图C周期小，所以vbh1），‎ 重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度v0= 。‎ 答案：Ⅰ．切线水平 白纸 复写纸 同一位置由静止（每空1分）‎ ‎ Ⅱ．l（2分）‎ 解析：由平抛运动规律，l= v0T，h2-h1=gT2，联立解得小球做平抛运动的初速度v0= l。‎ ‎5．（每空2分）（2020河南漯河市联考）在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F--x图线如图所示．‎ ‎①由图求出弹簧的劲度系数，即k=_________‎ ‎②图线不过原点的原因是：________________________。‎ ‎6．（8分）（2020河南漯河市联考）如图甲所示，用包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，代替打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为‎20.0 mm,‎44.0 mm,‎68.0 mm,‎92.0 mm,‎116.0 mm,‎140.0 mm，已知电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样，由此研究圆柱棒的运动情况．根据以上内容，回答下列问题：‎ ‎ (1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s，图乙中的________端是圆柱棒的悬挂端(填“左”或“右”)．‎ ‎(2)根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD＝________m/s；圆柱棒竖直下落的加速度a= m／s2．(结果保留三位有效数字)‎ ‎7．（8分）（2020山东省淄博市期末）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．‎ ‎（1）若测得两光电门之间距离为d=0．‎5m，运动时间t=0．5s，则a= ☆ m/s2；‎ ‎（2）依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象．‎ ‎（3）由图象可得滑块质量m= ☆ kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ= ．g=‎10m／s2）‎ ‎.答案：(1)4.0 (2)图象如图。（3）m=0.25 μ=0.2‎ ‎8.(2020年安徽省合肥市一模)某同学用如图所示装置做“研究平抛运动的规律”的实验，‎ （1） 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________________________________________________。‎ 第12题图(2)‎ O y X2‎ （1） 根据画出的轨迹测出小球多个位置的坐标（x，y），画出图像如图（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，重力加速度为，则小铁块从轨道末端飞出的速度_______。‎ ‎9．（2020安徽合肥名校联考）为研究钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数，让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动，用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置，如图7所示。已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv2，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，钢球质量为m，则阻力常数k的表达式为 。‎ 答案：‎ 解析：钢球从某一高度竖直下落进入液体中先做减速运动，后做匀速运动，由mg= kv2，v=2 s0/T=2 s0f，解得k=。‎ ‎10．（2020北京东城区期末）用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。‎ ‎ （1）对于实验的操作要求，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．斜槽轨道末端可以不水平 ‎ D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 ‎ （2）根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为，P1、P2和P3‎ 是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为 ，小球抛出后的水平速度为____。‎ 答案：（1）AD（2）2. 3‎ 解析：由4l=gT2，解得小球从P1运动到P2所用的时间为T=2.由6l=v0T解得小球抛出后的水平速度为v0=3.‎ ‎11（2020北京市丰台区期末）如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L= ‎48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。‎ 速度传感器 速度传感器 拉力传感器 B A ‎(1)实验主要步骤如下：‎ ‎①将拉力传感器固定在小车上；‎ ‎②调整长木板的倾斜角度，以平衡小车受到的摩擦力，让小车在不受拉力作用时能在木板上做 运动；‎ ‎③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连； ‎ ‎④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；‎ ‎⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。‎ ‎(2)下表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a = ，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；‎ 次数 F（N）‎ ‎（m2/s2）‎ a（m/s2）‎ ‎1‎ ‎0.60‎ ‎0.77‎ ‎0.80‎ ‎2‎ ‎1.04‎ ‎1.61‎ ‎1.68‎ ‎3‎ ‎1.42‎ ‎2.34‎ ‎ ‎ ‎4‎ ‎2.00‎ ‎3.48‎ ‎3.63‎ ‎5‎ ‎2.62‎ ‎4.65‎ ‎4.84‎ ‎6‎ ‎3.00‎ ‎5.49‎ ‎5.72‎ ‎(3)由表中数据在坐标纸上描点并作出a～F关系图线；‎ ‎(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ，造成上述偏差的原因是 。‎