04力學(xué)實(shí)驗(yàn)—新高考1卷（山東卷）6年（2017-2022）高考物理試題分類解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

04力學(xué)實(shí)驗(yàn)（解析版）—全國新高考1卷（山東卷）6年（2017-2022）高考物理試題分類解析2022山東卷第13題. 13. 在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計(jì)了測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；
③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。
回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：（1）彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m。（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg。（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ，則待測物體的質(zhì)量為________kg。【答案】 ①. 12 ②. 0.20 ③. 0.13【解析】（1）[1]由題知，彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm。拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F—t圖有?x = 5.00cm，F = 0.610N根據(jù)胡克定律計(jì)算出k ≈ 12N/m（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律有F = ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I，則有則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m = 0.20kg（3）[3]滑塊上增加待測物體，同理，根據(jù)圖丙中II，則有則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′ = 0.33kg則待測物體的質(zhì)量為?m = m′ - m = 0.13kg2021山東卷第13題. 某乒乓球愛好者，利用手機(jī)研究乒乓球與球臺碰撞過程中能量損失的情況。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①固定好手機(jī)，打開錄音功能；②從一定高度由靜止釋放乒乓球；③手機(jī)記錄下乒乓球與臺面碰撞的聲音，其隨時(shí)間（單位：s）的變化圖像如圖所示。根據(jù)聲音圖像記錄的碰撞次序及相應(yīng)碰撞時(shí)刻，如下表所示。碰撞次序1234567碰撞時(shí)刻（s）1.121.582.002.402.783.14347根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答下列問題：（1）利用碰撞時(shí)間間隔，計(jì)算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為___________m（保留2位有效數(shù)字，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>）。（2）設(shè)碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為k，則每次碰撞損失的動(dòng)能為碰撞前動(dòng)能的___________倍（用k表示），第3次碰撞過程中___________（保留2位有效數(shù)字）。（3）由于存在空氣阻力，第（1）問中計(jì)算的彈起高度___________（填“高于”或“低于”）實(shí)際彈起高度。【答案】 ①. 0.20 ②. ③. 0.95 ④. 高于【解析】（1）[1]第3次碰撞到第4次碰撞用時(shí)，根據(jù)豎直上拋和自由落體運(yùn)動(dòng)的對稱性可知第3次碰撞后乒乓球彈起的高度為（2）[2]碰撞后彈起瞬間速度為，碰撞前瞬間速度為，根據(jù)題意可知則每次碰撞損失的動(dòng)能與碰撞前動(dòng)能的比值為[3]第2次碰后從最高點(diǎn)落地瞬間的速度第3次碰撞后瞬間速度為則第3次碰撞過程中（3）[4]由于存在空氣阻力，乒乓球在上升過程中受到向下的阻力和重力，加速度變大，上升的高度變小，所以第（1）問中計(jì)算的彈起高度高于實(shí)際彈起的高度。2020山東第13題.2020年5月，我國進(jìn)行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進(jìn)而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。?shí)驗(yàn)步驟如下：（i）如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺（圖中未畫出）。（ii）調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放，用手機(jī)記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運(yùn)動(dòng)的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運(yùn)動(dòng)路徑上合適的一點(diǎn)作為測量參考點(diǎn)，得到小物塊相對于該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)距離L與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的數(shù)據(jù)。（iii）該同學(xué)選取部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了-t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6 m/s2。（iv）再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)?；卮鹨韵聠栴}：(1)當(dāng)木板的傾角為37°時(shí)，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點(diǎn)時(shí)速度的大小為_____m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點(diǎn)上的A、B兩點(diǎn)，利用A、B兩點(diǎn)數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為_____m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開____ m/s2。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80）13.【答案】 (1). 0.32或0.33 (2). 3.1 (3). 9.4【解析】(1)[1][2]根據(jù)可得則由圖像縱軸速度截距，可知，則v0=0.33m/s　　　加速度等于圖像的斜率　(2)[3]由牛頓第二定律可知即當(dāng)θ=53°時(shí)a=5.6m/s2，即當(dāng)θ=37°時(shí)a=3.0m/s2，即聯(lián)立解得g=9.4m/s22019山東第第22題．（5分）某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出。在ABCDE五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是點(diǎn)，在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為 m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為 m/s2（保留2位有效數(shù)字）。【答案】 (1). A (2). 0.233 (3). 0.75【解析】【詳解】分析可知，物塊沿傾斜長木板最勻加速直線運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點(diǎn)；在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度．故本題正確答案為：A；0.233；0.75．山東2018第22題.（5分）如圖（a），一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤：一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖（a）中彈簧的勁度系數(shù)，當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為_______cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m（保留3位有效數(shù)字）。【解析】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：主尺讀3.7cm，游標(biāo)尺的第15個(gè)格與主尺某格對齊，所以讀數(shù)為，所以彈簧伸長為3.775cm。彈簧的勁度系數(shù)為【答案】22．（5分）3.775 53.7山東2017第22題．（5分）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖（a）所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。（已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴）（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是____________（填“從右向左”或“從左向右”）運(yùn)動(dòng)的。（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖（b）中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為___________m/s，加速度大小為____________m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）【解析】減速運(yùn)動(dòng)，T= 【答案】22.（1）從左向右（2）0.19 0.037

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