专题12 力学实验-五年（2017-2021）高考物理真题分项汇编（全国通用）

专题17 力学实验（解析版） 近5年（2017-2021）高考物理试题分类解析 1. 2021全国甲卷第9题. 为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为 的斜面（已知sin=0.34，cos =0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔∆T=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。 s1 s2 s3 s4 s5 5.87cm 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm 由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2） 【答案】 (1). 0.43 (2). 0.32 【解析】 [1]根据逐差法有 代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小 [2]对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有 代入数据解得 。 2. 2021全国乙卷第9题. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个大方格的边长为 。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________ ，竖直分量大小为___________ ； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________ 。 【答案】 (1). 1.0 (2). 2.0 (3). 9.7 【解析】 （1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为 [2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得 （2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得 代入数据可得 。 3.2021湖南卷（全国新高考1卷）第11题. 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： （1）用游标卡尺测量垫块厚度 ，示数如图（b）所示， ___________ ； （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 和滑块对应的加速度 ； （5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表： 1 2 3 4 5 6 0.087 0.180 0.260 0.425 0.519 根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线___________。 如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是___________ （保留三位有效数字）。 【答案】 (1). 1.02 (2). (3). 0.342 【解析】 （1）[1]垫块的厚度为 h=1cm+2×0.1mm=1.02cm （5）[2]绘制图线如图； [3]根据 可知a与n成正比关系，则根据图像可知，斜率 解得 a=0.342m/s2 4.2021广东卷（新高考）第11题. 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 ，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。 n 1 2 3 4 5 6 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 （1）利用 计算弹簧的压缩量： ， ， ______cm，压缩量的平均值 ______cm； （2）上述 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 ，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 (2). 6.05 (3). 3 (4). 48.6 【解析】（1）[1]根据压缩量的变化量为 [2]压缩量的平均值为 （2）[3]因三个 是相