第1部分 专题6 第1讲 力学实验及创新 (Word教参)-【衡中学案】2023老高考物理二轮总复习(老教材)

专题六　物理实验 第1讲　力学实验及创新 真题速练·明考情 1．(2022·湖南，11)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图甲所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下： (1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g． (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，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 橡皮筋长度l/cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (3)根据表中数据在图乙上描点，绘制图线： (4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图丙所示，此时橡皮筋的长度为__15.35__cm． (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为__127__g(计算结果保留3位有效数字)． 【答案】如图所示： 【解析】　(4)由题图丙可知，刻度尺的分度值为1 mm， 读数为15 cm＋3.5 mm＝153.5 mm＝15.35 cm． (5)由(3)题答案图可知，当L＝15.35 cm时，n＝21枚，则冰墩墩的质量m＝21×6.05 g＝127 g． 2．(2022·湖北卷)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验．一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示．拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin．改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程．根据测量数据在直角坐标系中绘制的Tmax-Tmin图象是一条直线，如图乙所示． (1)若小钢球摆动过程中机械能守恒．则图乙中直线斜率的理论值为__－2__． (2)由图乙得：直线的斜率为__－2.1__，小钢球的重力为__0.59__N．(结果均保留2位有效数字) (3)该实验系统误差的主要来源是__C__(单选，填正确答案标号)． A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 【解析】　(1)设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为Tmin＝mgcos θ 到最低点时细线拉力最大，则mgl(1－cos θ)＝mv2 Tmax－mg＝m 联立可得Tmax＝3mg－2Tmin 即若小钢球摆动过程中机械能守恒．则图乙中直线斜率的理论值为－2． (2)由图乙得直线的斜率为k＝－＝－2.1 3mg＝1.77 则小钢球的重力为mg＝0.59 N． (3)该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C． 3．(2022·全国乙，22)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1 s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示： t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 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__相邻1_s内的位移之差接近80_m__． (2)当x＝507 m时，该飞行器速度的大小v＝__547__m/s． (3)这段时间内该飞行器加速度的大小a＝__79__m/s2(保留2位有效数字)． 【解析】　(1)由题表可知，飞行器第1 s内的位移为507 m，第2 s内的位移为587 m，第3 s内的位移为665 m，第4 s内的位移为746 m，第5 s内的位移为824 m，第6 s内的位移为904 m，则相邻1 s内的位移之差接近80 m，可判断飞行器在这段时间内近似做匀加速运动． (2)当x＝507 m时，飞行器的速度近似等于0～2 s内的平均速度，则v＝ m/s＝547 m/s． (3)由逐差法可知a＝＝ m/s2＝79 m/s2． 4．(2022·全国甲，23)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空： (1)调节导轨水平． (2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg．要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为__0.304__kg的滑块作为A． (3)调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等． (4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2． (5)将B放回到碰撞前的位置，