专题七 第一讲 力学实验及创新（教参）-【高考前沿】2023高考物理第二轮复习·超级考生备战高考（新教材，人教版）

专题七 物理实验 第一讲力学实验及创新 三真题领X试X做 ZHENTI YINLING SHIZUO 1.(2022·广东卷，11)某实验小组为测量小球从某一高度 [答案](2)7.883或7.884(3)B 释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如 (5)增大 图(a)所示的装置，实验过程如下： 释放装置 2.(2022·湖南卷，11)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、 Q =0 刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装 小球 AS 置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： 光电 35 数字计 固定的 橡胶材料 刻度尺 版 冰 时器 支架 皮筋 (a) 6) (1)让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材 心硬币 朔料袋 料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门 正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。 11F77777777127472 图() (2)用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图(b)所示，小 (1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g: 球直径d= mm。 (2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定 (3)测量时，应（选填“A”或“B”,其中A为“先释 后橡皮筋的长度1，记录数据如下表： 放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后 1 3 4 释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮 序号 2 光时间t1和t2。 硬币数量n/枚 10 15 20 25 (4)计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为， 长度I/cm 10.5112.0213.5415.0516.56 可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失△E= (用字母m、d、t1和t2表示)。 (3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线： (5)若适当调高光电门的高度，将会 (选填“增 lem 大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。 用 16 [解析](2)依题意，小球的直径为d=7.5mm+38.4× 15 0.01mm=7.884mm, 考虑到偶然误差，7.883mm也可以。 14 (3)在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有 13 2 可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器， 1 16 再释放小球，故选B。 (4)依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分 18 104 20 别为欧，则有u1=, 1015202530n/枚 t21 (h) 图() 则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为 (4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放人塑料袋中，稳定后 a8=mi-名时-名a()》-n(月 橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为 cm; (⑤)若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的 (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。 (计算结果保留3位有效数字)。 172 物理实验《专题七 [解析](3)根据表格数据标，点连线，如图所示。 (2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出 (/cm :F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器 17 的总质量为 kg。 16 (3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤， 15 在图丙中画出新的aF图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kge [解析](1)由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O 点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处 12 于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的Ft图有 △x=5.00cm,F=0.610N, 11 10国量厨屋面量圈 极摇朔克定体及=怎计年出12N/m 51015202530/枚 (2)根据牛顿第二定律有F=a, (4)由图可知刻度尺的分度值为1mm, 则F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒 故读数l=15.35cm: (5)设橡皮筋的劲度系数为k,原长为x0, 载旅搭国丙中1，则有品-君kg=5k短 则1mg=k(L1一xo),2ng=k(l2-x0), 则滑块与加速度传感器的总质量为m=0.20kg。 设冰墩墩的质量为1，则有m1g=k(l一co), (3)滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中Ⅱ，则有 联立各式代入数据可得m1≈127g。 1=1.5-0kg1=3kg1, [答案](3)见解析图(4)15.35(3)127 m'0.5 3.(2022·山东卷，13)在天宫课堂中，我国航天员演示了利 则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为 用牛顿第二定律测量物体质量的实验，受此启发，某同学 m'≈0.33kg, 利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和 则待测物体的质量为△m=m一m=0.13kg。 待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所 [答案](1)