专题集训（十四）力学实验-【核动力】2023高考物理大二轮复习高考必备B计划之专题集训（新教材）

专题集训(十四)　力学实验 [A组􀅰高考真题] 题型一　力的测量问题 １．(２０２１􀅰辽宁卷,１１)某同学阅读教材中的“科学漫 步”栏目,对“流体的阻力(f)跟物体相对于流体的速 度(v)有关”这一说法产生了兴趣,通过查阅资料得 知:对于球形物体,二者间存在定量关系f＝kv,k为 比例系数．该同学为探究这一关系利用如图(a)所示 装置测量k．具体操作如下:在柱状玻璃容器中注入 某透明液体,将小球在液面处由静止释放,当小球运 动到０刻度线处开始计时,每下落１０cm记录一次 时间,得到多组下落高度h与时间t的数据,作出h t图像如图(b)中实线所示． (１)由h t图像可知,从计时开始小球近似做 　 运动． (２)已知液体密度ρ＝８．０×１０ ２kg/m３,小球体积V＝ ５．０×１０－１０m３、质量m＝４．０×１０－６kg,结合h t图 像可得k＝　　　　kg/s(浮力不能忽略,取重力加 速度g＝９．８m/s２)． (３)若再用一个体积相同、密度较大的球,重复上述 实验,所得h t图像也是一条直线,则该直线可能是 图(b)中的　　　　虚线． ２．(２０２１􀅰广东卷,１１) 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Ln,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 Ln/cm ８．０４ １０．０３ １２．０５ １４．０７ １６．１１ １８．０９ (１)利用ΔLi＝Li＋３－Li 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ΔL＝ ΔL１＋ΔL２＋ΔL３ ３ ＝ 　cm ; (２)上述ΔL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)． 题型二　纸带类实验 ３．(２０２１􀅰湖北卷,１２)某同学假期在家里进行了重力 加速度测量实验．如图(a)所示,将一根米尺竖直固 定,在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球,小球下 落途经某位置时,使用相机对其进行拍照,相机曝光 时间为 １ ５００s ,由于小球的运动,它在照片上留下了一 条模糊的径迹．根据照片中米尺刻度读出小球所在 位置到释放点的距离 H,小球在曝光时间内移动的 距离Δl,计算出小球通过该位置时的速度大小v,进 而得出重力加速度大小g．实验数据如下表: 次数 １ ２ ３ ４ ５ Δl/cm ０．８５ ０．８６ ０．８２ ０．８３ ０．８５ v/(m􀅰s－１) ４．２５ ４．１０ ４．１５ ４．２５ H/m ０．９１８１０．９４２３０．８５３００．８８６０ ０．９２３１ (１)测量该小球直径时,游标卡尺示数如图(b)所示, 小球直径为　　　　mm． (２)在第２次实验中,小球下落 H＝０．９４２３m时的 速度大小v＝　　　　m/s(保留３位有效数字);第 ３次实验测得的当地重力加速度大小g＝　　　　 m/s２(保留３位有效数字)． (３)可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措 施有　　　　． A．适当减小相机的曝光时间 B．让小球在真空管中自由下落 C．用质量相等的实心铝球代替实心钢球 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —１８１— ４．(２０２１􀅰重庆卷,１１)某同学用手机和带刻度的玻璃 筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化 情况．他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放 后位置随时间的变化,每１ ６０s 拍摄一张照片． (１)取某张照片中小球的位置为０号位置,然后依次 每隔３张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位 置之间的时间间隔是　　　　s． (２)测得小球位置x随时间t变化曲线如图所示,由 图可知,小球在０．１５~０．３５s时间段平均速度的大 小　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)在０．４５~ ０．６５s时间段内平均速度的大小． (３)在实验器材不变的情况下,能够减小实验测量误 差的方法有:　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　(写出一种即可)． ５．(２０２１􀅰湖南卷,１１)某实验小组利用图(a)所示装置 探究