《高考全国最新模拟试题分类汇编》专题14力学实验综合（解析版）

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2021 年高考全国模拟试题分类汇编(一模二模)
专题 14 力学实验综合
1.（2021·内蒙古阿拉善盟一模）在探究弹簧的弹力与伸长量之间关系的实验中，所用装置如图 7甲所示，
将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其伸长量通过刻度尺测得，某同学的实验数据列于下表中：
图7
伸长量 x/(×10－2 m) 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
弹力 F/N 1.50 2.93 4.55 5.98 7.50
(1)以x为横坐标，F为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与伸长量之间的关系
图线.
(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为________.(结果保留三位有效数字)
【答案】　(1)见解析图　(2)75.0 N/m
【解析】　(1)描点作图，如图所示.
(2)根据图象，该直线为过原点的一条倾斜直线，即弹力与伸长量成正比，k＝＝75.0 N/m.
2.（2021·四川省成都一模）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示：轻弹簧放置在
1
光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接 .向左推
物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
(1)实验中涉及到下列操作步骤：
① 把纸带向左拉直
② 松手释放物块
③ 接通打点计时器电源
④ 向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号).
(2)图中 M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果 .打点计时器所用交流电的频率
为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 ________m/s.比较
两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.
【答案】　(1)④①③②　(2)1.29　M
【解析】　(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为④①③②.
(2)物块脱离弹簧时速度最大，v＝＝ m/s＝1.29 m/s；由动能定理 ΔEk＝mv2，据纸带中打点的疏密知 M纸带
获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较大.
3.（2021·甘肃省兰州一模）某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮
筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将
两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为 O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳.实验时，先
将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子 A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条
橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子 B上，如图乙所示.
(1)为完成实验，下述操作中必需的是________.
a.两橡皮筋的另一端连接的细绳 a、b长度要相同
b.要测量橡皮筋的原长
c.要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度
d.要记录图甲中结点 O的位置及过结点 O的竖直方向
2
e.要记录图乙中结点 O′的位置及过结点 O′的竖直方向
(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是________.
a.橡皮筋的材料和原长相同即可
b.橡皮筋的材料和粗细相同即可
c.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同
【答案】　(1)bce　(2)c
【解析】　(1)首先应明白该实验的实验原理，即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小，所以实验中一定要
测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳 a、b的长度，选项 b和c中的操作是需要的，为了确保力的合成的等
效性，需要记录题图乙中结点 O′的位置及过结点 O′的竖直方向，选项 e中的操作是必需的.
(2)为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小，满足 F＝kx，应让k值相同，即橡皮筋的材料、粗细、原长均
要相同，选项 c正确.
4.（2021·青海省西宁市一模）小明通过实验验证力的平行四边形定则.
(1)实验记录纸如图 10 所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 F1和
F2的方向分别过 P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 F3的方向过 P3点.三个力的大小分别为：F1
＝3.30 N、F2＝3.85 N 和F3＝4.25 N.请根据图中给出的标度作图求出 F1和F2的合力.
图10
(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果.他用弹簧测力计
先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.
实验装置如图 11 所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O点，下端 N挂一重
物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程，再次记录下N的轨迹.
图11　　　　　　　　　图 12
两次实验记录的轨迹如图 12 所示.过O点作一条直线与轨迹交于 a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到
a和b时所受拉力 Fa、Fb的大小关系为________.
(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果________.(填写选项前的字母)
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长
C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大
3
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