专题十七实验
五年高考
力学题组
1.[2021北京,15(1)]物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图所示。则该金属管的内径为mm。
5年高考3年模拟
答案31.4
2.(2022全国乙,22,5分)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1s测量一次其位置，坐标为x，结果如表所示:
t/s0123456
x/m050710941759250533294233
回答下列问题:
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由
是:;
(2)当x=507m时，该飞行器速度的大小v=m/s;
(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a=m/s2(保留2位有效数字)。
答案(1)在误差允许的范围内，相邻相等时间内的位移之差近似相等(2)547(3)79 3.(2023全国甲,23,10分)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车的位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和v。表中Δx AD=cm,v=cm/s。
66.0
(2)根据表中数据，得到小车平均速度v随时间Δt的变化关系，如图(c)所示。在图(c)中补全实验点。
(3)从实验结果可知，小车运动的v-Δt图线可视为一条直线，此直线用方程v=kΔt+b表示，其中k=cm/s2,b=cm/s。(结果均保留3位有效数字)
(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车的速度大小v A=，小车的加速度大小a=。(结果用字母k、b表示)
答案(1)24.0080.0(2)见解析(3)71.5(70.0~73.0均得分)59.0(58.2~59.8均得分) (4)b2k
解析(1)A、D间的位移为
Δx AD=Δx AB+Δx BC+Δx CD=24.00cm
从A到D的时间为Δt AD=3ΔT=0.3s
AD段的平均速度为v AD=Q AD M AD=80.0cm/s
(2)如图所示
(3)由第(2)问图中读取数据求得直线斜率
k=71.5cm/s2
截距b=59.0cm/s
(4)由x=v A t+12at2可得v=x t=v A+12at
结合图线y=kx+b
知v A=b,a=2k
4.(2021湖南,11,6分)某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下:
图(a)
图(b)
(1)用游标卡尺测量垫块厚度h，示数如图(b)所示,h=cm;
(2)接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平;
(3)在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度;
(4)在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a;
(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同)，重复步骤(4)，记录数据如表:
n123456
a/(m·s-2)0.0870.1800.2600.4250.519
根据表中数据在图(c)上描点，绘制图线。
图(c)
如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是m/s2(保留三位有效数字)。
答案(1)1.02(5)图见解析0.343
解析(1)由题图(b)知用的是10分度的游标卡尺，其分度值为0.1mm；主尺读数为10mm，游标尺第2条刻度线与主尺刻度线对齐，故测量结果为10mm+2×0.1mm=10.2mm=1.02 cm。
(5)依据表格中数据在题图(c)中描点，再用平滑线连接，得到a-n图线如图所示。由图线可以看出，当n=4时,a=0.343m/s2。
5.(2021广东,11,7分)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数L n，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。
n123456
/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09
L
n
(1)利用ΔL i=L i+3-L i(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL1=6.03cm,ΔL2=6.08cm,ΔL3=
cm，压缩量的平均值Y=Y1+Y2+Y3
3=cm;
(2)上述Y是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，该弹簧的劲度系数为N/m(结果保留3位有效数字)。
答案(1)6.04  6.05(2)3(3)48.6
6.(2022湖南,11,6分)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下:
(1)查资料，得知每枚硬币的质量为6.05g;
(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如表:
序号12345
硬币数量n/枚510152025
长度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56
(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线;