2020年5月全国名校联考最新高考模拟试题分项汇编（第一期）力学实验（一）1、（2020·湖北省七市教科研协作体高三下学期5月联考）某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验。

在保持弹簧伸长量及方向不变的条件下：(1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是____N；（图乙中所示）(2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数___ 、弹簧测力计b的读数____填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】(1). 3.50（3.48-3.52）(2). 变小(3). 变大【解析】(1)[1]由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，弹簧测力计a的读数是3.50N；(2)[2][3]若弹簧秤a、b间夹角小于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，如图所示，则可知弹簧秤a的示数变小，b的示数变大。

2、（2020·江苏省盐城市高三下学期三模）小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带（每两个点间还有4个点没有画出）。

打点计时器的电源频率为50Hz。

（1）根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中_____。

（填写序号）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．非匀变速直线运动（3）小红同学用以下方法绘制了小车运动的v一t图象：第一，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条；第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间；第三，将纸条上端中心连起来，于是得到v一t图象。

请回答这样做___________（选填“可行”、“不可行”），简要说明其理由__________。

【答案】 (1). 1.39 (2). B (3). 可行 (4). 见解析【解析】（1）[1]．相邻两点间的时间间隔为T=0.1s ，则E 点的速度x 0.12700.1510m/s=1.39m/s 20.2DF E v T +== （2）[2]．根据v —t 图象可知小车做的是匀变速直线运动；故选B 。

（3）[3][4]．该做法是可行的；因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s ，即时间t 相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比．因此该做法是合理的．3、（2020·辽宁省部分重点中学协作体高三下学期模拟）某研究性学习小组使用如图所示的实验装置测定小木块与倾斜轨道间的动摩擦因数。

倾斜轨道的顶端有一个固定的挡板，轨道上有两个位置可调节的光电门A 和光电门B 。

他们将一个遮光条安装在小木块上，并用游标卡尺测量遮光条的宽度d 。

已知轨道的倾角为θ，当地的重力加速度为g 。

实验操作如下：①将光电门B 固定在离挡板较远的位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；②记录遮光条通过光电门A 的时间1t ∆，遮光条通过光电门B 的时间2t ∆以及两个光电门之间的距离x ； ③改变光电门A 的位置，重复以上操作，记录多组1t ∆、2t ∆和x 的值。

回答以下问题：(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图所示，则d=________cm ；(2)利用图像来处理实验数据，作出图像应是___________；(3)用图像斜率k 来计算小木块与倾斜轨道间的动摩擦因数，在不计空气阻力的情况下，用来计算动摩擦因数的表达式为_______（用题目中所给物理量的字母表示）。

【答案】 (1). 0.220 (2). C (3). 2tan 2cos kd g μθθ=+ 【解析】(1)[1]游标卡尺是20分度的，精确度为0.05mm ，根据游标卡尺的读数原理可知0.2cm 40.05mm 0.220cm d =+⨯=(2)[2]木块做匀变速直线运动，则222B A v v ax -=又 2B d v t =∆，1A d v t =∆ 则 22212112a x t t d =-∆∆的又2t ∆为定值，故ABD 错误，C 正确。

故选C ；(3)[3]因图象斜率为k ，则22a k d =-再根据对木块的受力分析得 sin cos mg mg ma θμθ-=则2tan +2cos kd g μθθ= 4、（2020·山东省新高考质量测评联盟高三下学期5月联考）某同学用图甲所示的单摆研究简谐运动中的规律：让摆球在竖直平面内做简谐运动，用力传感器得到细线对摆球拉力F 的大小随时间t 变化的图线如图乙所示，且从平衡位置开始为运动的0时刻。

由图乙中所给的数据结合力学规律可得(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为_________cm ；(2)由图象得该单摆的振动周期T=_____________s ；(3)摆球的质量m=_________kg （g=10m/s 2）。

【答案】 (1). 1.570 (2). 2 (3). 0.05【解析】(1)[1]游标卡尺的读数为：d=1.5cm+14×0.05mm=1.570cm；(2)[2]由图乙结合单摆运动规律可知，该单摆的振动周期为2s ；(3)[3]设最大摆角为θ，则有min cos F mg θ=2max v F mg m L-= 从最高点到最低点由动能定理得21(1cos )2θ-=mgL mv 联立解得 0.05kg m =5、（2020·陕西省渭南市高三下学期第二次质检）如图所示，重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验，重物质量m ，小车质量M 已通过实验测得。

（1）打点计时器使用的电源是________(填选项前的字母)。

A ．交流电源B ．直流电源（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是________(填选项前的字母)。

A ．不挂重物，小车静止放在木板上，把长木板右端逐渐垫高，直到小车开始运动，不再改变右端高度，即认为平衡了摩擦力和其他阻力B ．小车静止放在木板上，挂上重物，给重物下边再逐渐添加钩码，观察小车能否运动，小车能向下运动时，即认为平衡了摩擦力和其他阻力C.不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，通过观察小车运动后打点计时器打点否均匀，如果均匀，则认为平衡了摩擦力和其他阻力（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A 、B 、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T 。

测得A 、B 、C……各点到O 点的距离分别为x 1、x 2、x 3……，如图所示，实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg ，从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W OB ＝________，打B 点时小车的动能为E kB ＝________。

（4）选取纸带上不同点，可以通过作E k －W 来探究动能定理。

假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，该同学仍然认为小车所受拉力大小为mg ，则从理论上分析，小车的动能E k 与拉力对小车做功W 的图像可能图中的_______。

【答案】 (1). A (2). C (3). mgx 2 (4).2311()22x x M T(5). D 【解析】 （1）[1] 打点计时器使用的电源是交流电源，故A 正确；（2）[2] 实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作应是不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，通过观察小车运动后打点计时器打点是否均匀，如果均匀，则认为平衡了摩擦力是和其他阻力，故C 正确；（3）[3] 从打O 点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功2W mgx =[4] 打B 点时小车的速度为312B x x v T-=则打B 点时小车的动能为 223111222kB B x x E Mv M T -⎛⎫== ⎪⎝⎭（4）[5]由能量守恒可知 k E W =故D 正确ABC 错误。

故选D 。

6、（2020·陕西省西安中学高三下学期第四次模拟）为了探究质量一定时加速度与力的关系。

一同学设计了如图甲所示的实验装置。

其中M 为带滑轮的小车的质量，m 为砂和砂桶的质量。

（滑轮质量不计）(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是（ ）。

A.用天平测出砂和砂桶的质量B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________2m /s （结果保留两位有效数字）。

(3)以弹簧测力计的示数F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a F -图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k ，则小车的质量为（ ）A.2tan θB.1tan θC.kD.2k【答案】 (1). BD (2). 1.3 (3). D【解析】(1)[1]．本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M ，故AE 错误。

先拿下砂桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B 正确；打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C 错误；要改变砂和砂桶质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F 变化关系，故D 正确；故选BD 。

(2)[2]．根据公式∆x=aT 2，依据逐差法可得小车加速度。

由于两计数点间还有二个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为 T=0.06s ，可得2222(2.8 3.3 3.8)(1.4 1.9 2.3)10m /s 1.3m /s (30.06)a -++-++=⨯=⨯(3)[3]．由2F Ma=，得2FaM=对a F-图来说，图象的斜率2kM=得2Mk=对于斜率k，不能根据k=tanθ求解，所以不能根据2tanMθ=求小车质量M。

故ABC错误，D正确。

7、（2020·四川省眉山市东坡区多悦高中高三下学期5月模拟）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图甲所示为实验装置简图。