专题17 力学实验-2020年高考物理母题题源解密

专题17 力学实验 【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅰ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅰ卷)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。 实验步骤如下: (1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间　　　　　时,可认为气垫导轨水平;  (2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2; (3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块; (4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12; (5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=　　　　　,滑块动量改变量的大小Δp=　　　　　;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)  (6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000 cm,m1=1.50×10-2 kg,m2=0.400 kg,Δt1=3.900×10-2 s,Δt2=1.270×10-2 s,t12=1.50 s,取g=9.80 m/s2。计算可得I=　　　　N·s,Δp=　　　　　kg·m·s-1;(结果均保留3位有效数字)  (7)定义 ,本次实验δ=　　　　　%(保留1位有效数字)  【答案】(1)大约相等　(5)m1gt12　 　(6)0. 221　0. 212　(7)4 【解析】(1)当滑块经过A、B两个光电门时间大约相等时,速度相等,此时由于阻力很小,可以认为气垫导轨是水平的。 (5)拉力冲量的大小I=m1gt12;滑块动量改变量 。 (6)I=m1gt12=1.5×10-2×9.8×1.5 N·s=0. 221 N·s;Δp= =0. 212 kg·m·s-1。 (7) 【母题来源二】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅱ卷)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。 令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度h0=0.590 m,下降一段距离后的高度h=0.100 m;由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=　　　　　　　m/s2(保留3位有效数字)。从实验室提供的数据得知,小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g,当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a'=　　　　　m/s2(保留3位有效数字)。  可以看出,a'与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因:　　　　　　　　　　　　。  【答案】1.84　1.96　滑轮的轴不光滑(或滑轮有质量) 【解析】B球下落的高度为Δh=h0-h=0.490 m, 由运动学公式得Δh= aT2, 解得a≈1.84 m/s2; 对A、B两球,分别由牛顿第二定律得: FT-mAg=mAa',mBg-FT=mBa', 联立二式解得a'=1.96 m/s2; a'与a有明显差异的原因是滑轮的轴不光滑。 【母题来源三】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅲ卷)某同学利用图(a)所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。 已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=　　　　m/s,打出P点时小车的速度大小vP=　　　　　m/s。(结果均保留2位小数)  若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为　　　　　　。  【答案】0.36　1.80　B、P之间的距离 【解析】打B点时小车的速度大小vB= m/s=0.36 m/s,打P点时小车的速度大小vP= m/s=1.80 m/s。小车从B运动到P的过程中,mgsBP= Mv2P- Mv2B,所以还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为B、P之间的距离。 【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（浙江卷） 【母题原题】(2020·浙江7月选考)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下: (ⅰ)挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;