专题8 力学实验 题组3-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

专题8　题组三 1.解析　(1)实验步骤为：将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端，先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带，关闭电源，取下纸带，在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据，根据原理mgh＝mv2，可知质量可以约掉，不需要用电子天平称量重锤的质量。 故正确排序为④①⑥⑤。 (2)根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔 T＝＝0.02 s 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得vB＝ 代入数据可得vB≈1.79 m/s。 (3)根据mgh＝mv2 整理可得v2＝2g·h 可知理论上，若机械能守恒，图中直线应通过原点，且斜率 k＝2g 由题图丙得直线的斜率k＝≈19.0。 (4)根据题意有η＝×100% 可得η＝×100% 当地重力加速度大小取g＝9.80 m/s2，代入数据可得η≈3.1%。 答案　(1)④①⑥⑤　(2)1.79　(3)通过　2g　19.0 (4)　3.1 2.解析　(1)由螺旋测微器的读数规则可知，小球的直径为d＝8 mm＋26.0×0.01 mm＝8.260 mm。 (2)②若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力，则小车在轨道甲上做匀速直线运动，所以小车通过光电门A和B的时间相等。③若两小车的碰撞为弹性碰撞，由于两小车相同，所以发生弹性碰撞后两小车速度交换，则碰撞后小车2静止，小车1以与小车2碰撞前瞬间相同的速度做匀速直线运动，可知t2＝t1。④贴上吸能材料后，两小车碰撞前小车2的速度大小v0＝ m/s＝1 m/s，动能为Ek0＝mv，碰撞后小车1的速度大小v1＝ m/s＝ m/s，小车2的速度大小v2＝ m/s＝ m/s，两小车的总动能Ek＝mv＋mv，联立可得＝0.56。 答案　(1)8.260(8.258～8.262之间均可) (2)②时间相等　③＝(填“等于”也可)　④0.56 3.解析　(1)探究平抛运动特点的实验中，要使钢球到达斜槽末端的速度相同，则每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度相同。 (2)用平滑曲线连接坐标纸上的点，即为钢球做平抛运动的轨迹，作图时应使尽可能多的点在图线上，不在图线上的点均匀分布在图线两侧，如图所示。 (3)根据平抛运动规律有x＝v0t、y＝gt2，联立可得v0＝，在轨迹图线上选取一点(8 cm，6 cm)，代入数据可得v0＝0.72 m/s。 答案　(1)相同　(2)见解析图　(3)0.72(0.67～0.77均可) 4.解析　(1)圆盘转动10周所用的时间t ＝ 62.8 s，则圆盘转动的周期为T＝ s 根据角速度与周期的关系有ω＝＝1 rad/s。 (2)根据游标卡尺的读数规则有 1.6 cm＋2×0.1 mm＝16.2 mm。 (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r＝ 则小圆柱体所需向心力表达式 F＝ 带入数据有F＝6.1×10－3N。 答案　(1)1　(2)16.2　(3) 6.1×10－3 5.解析　(1)木块与木板之间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速。 (2)对木块、砝码以及重物B分析可知 μ(mA＋nm0)g＋mg＝mBg 解得m＝mB－μ(mA＋nm0)。 (3)根据m＝mB－μmA－μm0n 结合题图(b)可知μm0＝＝8 则μ＝0.40。 答案　(1)不必　(2)mB－μ(mA＋nm0)　(3)0.40 6.解析　(3)根据表格标点连线如图。 (4)由图可知刻度尺的分度值为1 mm，故读数l＝15.35 cm。 (5)设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则，n1mg＝k，n2mg＝k，则橡皮筋的劲度系数为k，k＝，从作的ln图线读取数据则可得k＝＝mg，x0＝＝9.05 cm，设冰墩墩的质量为m1，则有m1g＝k，可得m1＝×6.05×(15.35－9.05)g≈127 g。 答案　(3)见解析图　(4)15.35　(5)127 7.解析　根据逐差法有 a＝ 代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小 a≈0.43 m/s2 对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有 mg sin α－μmg cos α＝ma 代入数据解得μ≈0.32。 答案　0.43　0.32 学科网（北京）股份有限公司 $色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.2xXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 专题8 题 班级： 力学实验 组 姓名： 三学号： 1.(2025河南卷)实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交 流电源（频率50Hz)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 0打点 计时器 一纸带 凸重锤 甲 (1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序 排列： (填步骤前面的序号) ①先接通电源.打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源.打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 (②)图乙所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时 重锤下落的速度大小为 ms(保留3位有效数字)。 D 13.2016.6020.3424.5029.00单位：cm (3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h,计算相应的重锤下落速度0，并绘制 图丙所示的o2-h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应 (选填“通过” 或“不通过”)原点且斜率为 (用重力加速度大小g表示)。由图丙得直线的斜率 k (保留3位有效数字)。 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 421(m2.s-2) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 →h/m 00.050.100.150.200.250.30 丙 (4)定义单次测量的相对误差n=fEp一EEp)×100%,其中E。是重锤重力势能的减小量， E是其动能增加量，则实验相对误差为= ×100%(用字母k和g表示)；当地重 力加速度大小取g=9.80ms2,则n= %(保留2位有效数字)，若<5%.可认为在 实验误差允许的范围内机械能守恒。 2.(2025广东卷)请完成下列实验操作和计算 ()在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如 图甲所示，读数为 mm -20 甲 (2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图乙所示，图中轨道由轨道甲 和乙平滑拼接而成，且轨道乙倾角较大。 光电门B 光电门A 小车2轨道乙 、车1 轨道甲 U 螺母 乙 ①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为1.00cm的遮光条。 ②轨道调节 调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高，将小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电门 A和B的 ， 表明己平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。 ③碰撞测试。 先将小车1静置于光电门A和B中间，再将小车2在M点由静止释放，测得小车2通过 光电门A的时间为2，碰撞后小车1通过光电门B的时间为。若2，可将两小车 的碰撞视为弹性碰撞。 ④吸能材料性能测试。 将吸能材料紧贴于小车2的前端，重复步骤③，测得小车2通过光电门A的时间为10.00 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 ms,两车碰撞后，依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00ms、30.00ms,不计 吸能材料的质量，计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为 结果保留2位有效数字)。 3.(2024河北卷)图甲为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标 纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压 复写纸，在坐标纸上留下印迹。某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图乙所示的印 迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。 复写纸坐标纸 甲 (1)每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度 (选填“相同”或“不同”)。 (2)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。 0 246810121416x/cm 4 6 8 10 12 14 16 细 20 y/cm (3)根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为 m/s(当地重力加速度g为9.8 m/s2,保留2位有效数字)。 4.(2024海南卷)水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图()所示.图b)为俯 视图，测得圆盘直径D=42.02cm,圆柱体质量m=30.0g.圆盘绕过盘心O1的竖直轴匀 速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。 0 0 3主尺 0 图(a) 图(b) 图(c) 为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤： 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t=62.8s,则圆盘转动的角速度ω= rad/s(r取3.14)。 (2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图(c)所示，该读数d= mm,多次测量后，得到平均值恰好与d相等。 (3)写出小圆柱体所需向心力表达式F= (用D、m、o、d表示，其大小为 N(保留2位有效数字)。 5.(2023·湖北卷)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦 因数的实验。 如图()所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子 秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B 间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n=0,1,2,3.4,5)个砝码（电子秤称得每个砝码的质量mo 为20.0g),向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。 砝码 木板几 滑轮 木板 A 重物 B电子秤 图(a) mlg 60 50 40 30 20 1o出H出出出出出出田 01 2345n 图b) (1)实验中，拉动木板时 (选填“必须”或“不必”)保持匀速。 (2)用m4和mg分别表示木块A和重物B的质量，则m和mA、m、mo、4、n所满足的关 系式为m= (3)根据测量数据在坐标纸上绘制出mn图像，如图b)所示，可得木块A和木板间的动摩擦 因数u= (保留2位有效数字)。 6.(2022湖南卷)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： 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 2 橡皮筋 冰 度尺 墩 一元硬币 塑料袋 777777777777777777777777 777 (a) (1)查找资料，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1，记录数据如下 表： 序号 1 2 4 J 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度lcm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (3)根据表中数据在图b)上描点，绘制图线： l/em 17 16 13 12 (b) y (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（©）所示，此 时橡皮筋的长度为 cm。 (⑤)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 g(计算结果保留三位有效数字)。 7.(2021·全国卷)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a的斜面，（已知sina=0.34,cosa=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s(i=1,2. 3.4,5),如下表所示。 人1 S2 3 54 45 79 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2XXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 52 S3 S5 5.87cm 7.58cm 9.31cm11.02cm 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 。(结果均保留两位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2) ·独家授权侵权必究·