2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(物理实验) 近三年高考真题精选精练(基础篇)(解析版)

物理力学实验

专题7.23 近三年高考真题精选精练（基础篇）

1.(2017·全国理综I卷·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）

（1）由图（b）可知，小车在桌面上是__________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。

（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中的A点位置时速度大小为_____m/s，加速度大小为_____m/s2（结果均保留2位有效数字） 【参考答案】（1）从右向左（1分） （2）0.19 （2分） 0.037（2分）

【命题意图】 本题主要考查匀变速直线运动的研究及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材上研究匀变速直线运动相关实验知识的能力。 【解题思路】

（1）由于水平桌面上小车运动时必然受到阻力作用，一定做匀减速直线运动，所以由图（b）可知，小车在桌面上是从右向左运动的。

（2）根据题述滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，共有45个时间间隔，其滴水的时间间隔为

30s=2/3s。根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于在中间时刻的瞬时速度，可得小450.1170.133车运动到图（b）中的A点位置时速度大小为vA=m/s=0.19m/s。由△x=aT2和逐差法可得，小

2TT=

车运动的加速度大小为a=0.037m/s2。

2．（2017年4月浙江选考）(5分)在“研究平抛运动”实验中，(1)图是横挡条卡住平拋小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_______。 A.球心

B.球的上端 C.球的下端

在此实验中，下列说法正确的时_______。（多选） A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用光滑曲线把所有的点连接起来 D．轴的方向根据重锤线确定

（2）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是_________。

A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平

（3）图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是

【参考答案】（1）B BD （2）C （3）B

【考点】本题主要考察知识点：平抛运动实验原理以及注意事项。

【名师解析】（1）题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点点.所以坐标原点也应选为小球在斜槽末端点时球的上端.选项B正确。斜槽轨道不必光滑，选项A错；记录的点应适当多一点，以便更准确的描出平抛轨迹，选项B正确；为比较准确地描出小球运动的轨迹.将这些点平滑连接起来，选项C错，用中垂线确定y轴的方向，选项D正确。

（2）由图可知，小球做斜抛运动.所以斜槽末端没有水平放置，由照片可判断实验操作错误的是C。 （3）图A没有水流出，图C随着液面降低，压力减小，水柱流速不断减小，只有图B瓶内能维持相对稳定的压强，水柱流速稳定，选择B。

3、（5分）（2017年11月浙江选考）在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中 （1）下列仪器需要用到的是 （多选）

（2）下列说法正确的是 （多选） A、先释放纸带再接通电源

B、拉小车的细线应尽可能与长木板平行 C、纸带与小车相连端的点迹较疏

D、轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡

（3）如图所示是实验时打击的一条纸带，A、B、C、D……为每隔4个点取的计数点，据此纸带可知小车在D点速度大小为 m/s（小数点后保留两位）

【参考答案】.（1）AD（2）BD（3）0.21

【名师解析】（1）在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中，需要用到的是电火花打点计时器A和天平D称量小车质量以及砂桶和砂的质量。所以需要用到的是的是AD。

（2）利用斜面小车打点计时器做“探究加速度与力、质量的关系”实验中，必须先接通电源再释放纸带，拉小车的细线应尽可能与长木板平行，选项A错误B正确；先不挂砂桶，轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡，选项D正确；由于小车做匀加速直线运动，纸带与小车相连端的点迹较密，选项C错误。

（3）每隔4个点取的计数点，工频正弦交变电流的周期为0.02s，相邻计数点之间的时间间隔T=5×0.02s=0.10s。根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得小车在D点速度大小为v=

CE6.502.40= ×10-2m/s =0.205m/s≈0.21 m/s。 2T20.104．（18分）（2017北京卷）如图1所示，用质量为m的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。

（1）打点计时器使用的电源是 （选填选项前的字母）。 A．直流电源 B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是 （选填选项前的字母）。 A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量

在不挂重物且 （选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。 A．计时器不打点 B．计时器打点

（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点的距离为x1、x2、x3……，如图2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= ，打B点时小车的速度v= 。

（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2–W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。

（5）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，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是______________。

【参考答案】⑴B；⑵A，B；⑶mgx2，

x3x1；⑷v2=4.69W，质量；⑸A 2T【名师解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选项B正确。

（2）平衡摩擦力和其它阻力，是通过把长木板右端垫高，构成斜面，使小车重力沿斜面向下的分力跟摩擦阻力平衡，选项A正确；在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响，选项B正确。

⑶根据图中空间关系可知，小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，小车所受拉力又约等于重物重力，因此，W=mgx2，小车在运动时为匀变速直线运动，因此打B点小车的速度为小车带动纸带打下AC段的中点时刻的速度，也等于这段的平均速度，有：v=

x3x1。 2T10-2，结合图象横轴的单位，可知：v2=4.69W。设小车的质量为（4）由图象可知，图象的斜率为：k=4.69×M，根据动能定理。W=

122Mv，变化为：v2=W。可知与图线斜率有关的物理量应是小车的质量。 2M

（5）若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，重物重力做功W=v2=

1(m+M)v2，变化为：22W，即v2与W依然是正比例关系，图象A正确。

Mm5．（8分）（2017·江苏卷）利用如题10-1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电.

（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到____________. （2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10-2图所示.选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离△x，记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s.

（3）将钩码的重力视位小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mgx算出拉力对小车做的功W.利用Ek =

12

Mv算出小车动能，并求出动能的变化量△Ek.计算结果见下表. 22.45 2.92 2.73 3.35 3.12 3.81 3.61 4.26 4.00 W/103J Ek/103J 2.31 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出△Ek -W图象.

（4）实验结果表明，Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________. 【参考答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228 （3）

（4）0.093

【名师解析】（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到小车做匀速直线运动，打点计时器在纸带上打出间距均匀的点。

（2）根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打出计数点“1”时小车的速度v1=

2.062.50×10-2m/s=0.228m/s.

20.10（3）根据表中的数据，在答题卡的方格纸上描点，尽可能通过最多的点作出△Ek –W直线图象。

（4）设细线中拉力为F，对小车由牛顿第二定律，F=Ma，对钩码，由牛顿第二定律，mg-F=ma，联立解得：F=0.093N。

【考点定位】探究恒力做功与物体动能变化的关系

【名师点睛】本题中的计算，要当心数据的单位、有效数字的要求。用整体法、隔离法，根据牛顿第二定律球绳上的拉力，题目比较常规，难度不大。

6.（2017天津理综物理卷）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量

D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物

②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。

A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度

【参考答案】（2）①AB ②BC

【名师解析】①重物选用质量和密度较大的金属锤，对减小实验误差有利，选项A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对齐，选项B正确；根据落体法验证机械能守恒定律原理，mgh=

11mv22-mv12，重物质量m22可以消去，因此不需要测量出重物的质量， 选项C错误；手竖直向上提住纸带，接通电源后，松手释放重物，选项D错误。

②要完成验证机械能守恒定律，需要能够计算出打两个点时的速度和这两个点之间的距离（即下落高度）。

由EG的长度可以求出打F点时的速度vF，打O点时速度为零，只测出OA、AD和EG的长度，不能得到OF之间的长度，不可以完成验证机械能守恒定律，选项A错误；只测出OC、BC和CD的长度，由BC和CD的长度可以求出打C点时的速度vC，打O点时速度为零，又有OF之间的长度，可以完成验证机械能守恒定律，选项B正确；只测出BD和EG的长度，可以求出打C点时的速度vC和打F点时的速度vF，又有CF，可以完成验证机械能守恒定律，选项C正确；只测出AC、BD和EG的长度, 可以求出打B点时的速度vB、打C点时的速度vC和打F点时的速度vF，不能得出BC、或BF、或CF两点之间的距离，不可以完成验证机械能守恒定律，选项D错误。

7.（6分）（2017全国II卷·22）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器。

实验步骤如下：

①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；

③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度（如图（b）所示），v表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出v；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④

⑥利用实验中得到的数据作出v-∆t图，如图（c）所示

完成下列填空：

（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和∆t的关系式为v 。

（2）由图（c）可求得vA= cm/s，a= cm/s2.（结果保留3位有效数字） 【参考答案】⑴vvAaΔt；⑵52.1，16.3(15.8~16.8)

1【名师解析】：⑴设遮光片末端到达光电门的速度为v，由匀变速直线运动规律可得vvtvAat。

22121a⑵由v-∆t图象和vvAat可知，当t0时，vvA即图像纵截距，所以vA=52.1cm/s，图线斜率k，

22解得a=16.3cm/s2.

8．（6分）（2017全国III卷·22）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。

（1）用一只测力计将像皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为__________N。

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉像皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为

F14.2N和F25.6N。

（i）用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合； A 橡皮筋 O F1 F2 图（a） N01234560123456334 4图（b）

（ii）F合的大小为__________N，F合与拉力F的夹角的正切值为__________。

若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。 【参考答案】（1）4.0

A橡皮筋（2）4.0，0.05（参考下图a）

O2.1mmF1F2F合（a）

【名师解析】（1）由于测力计的最小刻度为0.2N，根据读数规则，F的大小为4.0N。

（2）按平行四边形定则画出它们的合力F合，长度为20.0mm，其F合=4.0N。F合与拉力F的夹角的正切值为tanα=

1=0.05. 20