2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（第七期）
力学实验（二）
1、（2020·天一皖豫联盟体高三第二次联考）某同学利用如图1所的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。
（1）下列有关本实验的说法正确的是__________。（填正确答案标号） A.应选用输出电压稳定性能好的直流电源
B.应先接通电源再释放小车，纸带通过打点计时器后，要及时关闭电源 C.开始实验之前，要平衡小车和木板之间的摩擦力
D.处理纸带上数据时必须以打点计时器打的第一个点作为第一计数点 E.在数据处理时，常用表格法和图象法
（2）如图2所示是某同学在实验中得到的一条纸带，打点计时器工作电压的频率为50Hz，0、1、2、3、4是计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距
s1=1.40cm,s2=1.89cm,s3=2.88cm,s4=3.39cm,s5=3.88cm,s6=4.37cm。请完成下列问题：（以下计算结果保留两位有效数字）
①上图纸带中相邻的两个计数点之间的时间间隔T?_____s；
②根据图中数据计算打下点4时的瞬时速度v4=_____ m/s。
③根据测得的各点的瞬时速度，作出速度随时间变化的图象如图3所示，由图象可知，小车的速度随时间________（填“是”或“不是”）线性变化；该纸带运动的平均加速度为_____ m/s2。
【答案】 (1). BE (2). 0.10 (3). 0.31 (4). 是 (5). 0.50 【解析】
(1)[1]A．打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，选项A错误；
B．实验时应先接通电源再释放小车，纸带通过打点计时器后，要及时关闭电源，选项B正确； C．本实验不需要平衡摩擦力，选项C错误；
D．处理纸带时应舍去开始比较密集的点，任选后面较清晰的一点作为第一个计数点，选项D错误； E．在数据处理时，常用表格法和图象法，选项E正确； 故选BE。
(2)[2]由于每相邻两计数东间还有4个计时点，所以两个相邻计数点之间的时间间隔为0.10s; [3]
(2.88?3.39)?10?2v4?m/s?0.31m/s；
2?0.1[4]速度随时间变化的图象是一条直线，因此速度随时间是线性变化的，根据图象斜率可得
a??v?0.50m/s2。 ?t2、（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
的（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）
（3）采用重物下落的方法，根据公式
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mv=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的距离。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
vD?（3）[3][4]．用公式
x0.0701?m/s?1.75m/s 2T0.0412
mv=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2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=
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gT=×9.8×0.022 m≈2 mm。 2（4）[5]．由机械能守恒mgh=
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mv得 2v2=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；
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). m1?OP=m1?OM+m2?ON (4). m1?OP2=m1?OM2+m2?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，m1?OP=m1?OM+m2?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m1、m2．故选B．
[3]．OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，（3）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，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：
m1?v0=m1?v1+m2?v2
将速度换成位移，则所测物理量满足表达式为：
m1?OP=m1?OM+m2?ON
物理高考复习专题19 力学实验（二）（解析版）
