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高三全国名校联考12月月考分项汇编
力学实验（一）
1、（2024·山东省威海市文登区高三上学期期末）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两位同学设计了不同的实验方案：
(1)小李同学采用图（甲）的实验装置进行实验；
①为了使小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等，应满足的条件是______； ②平衡摩擦力的正确操作是__________（填“A”或“B”）；
A.把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，直至小车在不受牵引力时能拖动纸带开始滑动 B.把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，轻推小车，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动
③图（a）是小李同学某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示，所用交变电流的频率为50Hz。则小车的加速度为_______m/s2（结果保留2位有效数字）；
(2)小张同学采用图（乙）的实验装置进行实验（丙为俯视图）；
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将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细绳，细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放上不同的重物。两个小车后各系一条细线，用夹子把两条细线同时夹住，使小车静止。打开夹子，两个小车同时开始运动，合上夹子，两个小车同时停下来。只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m，即可探究加速度与合外力的关系。
①小张同学的实验方案中，是否需要平衡摩擦力________________________?
②一次实验中，用刻度尺测量两个小车的位移x1和x2，已知小盘和盘中重物的总质量分别为m1和m2，为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式_______________成立（用x1、x2、m1、m2表示）。
【答案】 (1). 槽码的质量远小于小车的质量 (2). B (3). 0.52或0.53 (4). 需要 (5).
x1m1? x2m2【解析】
(1)[1]由牛顿第二定律可求得绳子拉力
F?Ma?M?mgmg?m?M1?m
M当m=M时，拉力
F?mg
槽码的质量远小于小车的质量
(2)[2]平衡摩擦力时，把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，轻推小车，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动，故A错误，B正确 故选B
(3)[3]两计数点间有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为
T?0.02?5s?0.1s
由逐差法可得加速度大小为
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a?8.28?7.75?7.22?6.70?222?10m/s?0.53m/s 24?0.1(4)[4]由实验原理可知，本实验通过改变盘中重物的质量，从而改变小车的合外力，即用小盘和盘中重物的重力代替合力，则需要平衡摩擦力； (5)[5]由于两小车运动时间相同，则有x?12at得 2a?2x 2t由整体可得加速度为
a?联立可知
mg
m?Mx1m1? x2m22、（2024·江西省宜春市奉新县一中高三上学期第四次月考）如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝________mm。 (2)多次改变高度H，重复上述实验操作，作出H随
1t2变化图像如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力
加速度g及小球的直径d满足表达式___________________时，可判断小球下落过程中机械能守恒。 (3)实验中，因受空气阻力影响，小球动能的增加量ΔEk总是稍小于其重力势能的减少量ΔEp，适当降低下
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落高度后，则ΔEp－ΔEk将___________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 (1). 7.25 (2). 2gH0t0＝d2 (3). 减小 【解析】
(1)[1]．由图可知，主尺刻度为7mm；游标对齐的刻度为5；故读数为：7mm+5×0.05mm=7.25mm； (2)[2]．已知经过光电门时的时间和小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；故有
2v?d t若减小重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有
即
解得
(3)[3]．由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故降低下落高度后，则△Ep-△Ek将减小； 3、（2024·江西省宜春市奉新县一中高三上学期第四次月考）两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
的d2gH0?()2
t022gH0t0=d2
mgH?12mv 2
①甲同学测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图甲中O点是小球抛出点在水平地
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面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式____________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式________时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。
②乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式__________时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
【答案】 (1). mAOP?mAOM?mBON (2). OP?OM?ON (3).
mAmm?A?B h2h3h1【解析】
（1）[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，若两球相碰前后的动量守恒
mAv0?mAv1?mBv2
又
OP?v0t，OM?v1t，ON?v2t
代入得
mAOP?mAOM?mBON。
（1）[2]若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得
111mAv02?mAv12?mBv22 222将
2024-2024届高三全国名校联考12月月考物理试题分项汇编（解析版）(3)
