《【过高考】2023年高考物理大一轮单元复习检测（全国通用）》单元11 力 学 实 验【亮点讲】（解析版）

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单元 11 力 学 实 验
近几年高考力学实验注重考查考生的科学探究能力，注重考查知识的形成过程。探究型
实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条
件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数
据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律。
【典例 1】（探究小车速度随时间变化的规律）某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的
关系。
(1)
实验时，使小车靠近打点计时器，先______再______。
¿
选填“接通电源”或“放开小车”
¿
(2)
该同学用打点计时器记录了小车的运动情况，已知打点计时器的打点周期
T=0.02 s
。在纸带上选取
A
、
B
、
、
D
、
E5
个计数点，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来，测得计数点间的距离如图乙所
示。试根据纸带上的数据，计算出打下
B
点时小车的瞬时速度
vB=¿
______
m/s
，小车运动的加速度
a=¿
__
____
m/s2¿
结果均保留
3
位有效数字
¿
。
(3)
该同学改变悬挂的钩码个数，得到如图丙和丁所示的
2
条纸带，对每条纸带，依次每
5
个点取
1
个计数点，
并在各计数点处将其剪断，然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上，最后将纸条上端中心连起来，
由图可判断丙图中的加速度______丁图中的加速度
¿
选填“大于”，“小于”或“等于”
¿
。
【答案】
(1)
接通电源；放开小车；
(2)

0.138
；
1.26
；
(3)
小于
.
【解析】
(1)
实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源再放开小车。
(2)
因为每相邻两计数点间还有
4
个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为
T=0.1 s
，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时
速度求出
B
点的瞬时速度，即为：
vB=xAC
2T=27.60 ×10❑−3
2×0.1 m/s=0.138 m/s
，匀变速直线运动中连续相等
时 间 内 的 位 移 差 为 常 数 ， 即 为 ：
Δx=a t2
， 可 得 ：
a=xCE − xAC
4T2=(105.60 −27.60)−27.60
4×0.12×10−3m/s2=1.26 m/s2
。
(3)
如果将将纸条上端中心连起来，得
到的直线是纸带的
v −t
图像，该图像斜率表示加速度，所以丙图中的加速度小于丁图中的加速度。
【典例 2】（研究自由落体运动的规律）某同学在暗室中用如图
1
所示的装置做“研究水滴的自由落体运动
和测得重力加速度”的实验。
实验器材有：支架。漏斗。橡皮管。尖嘴玻璃管。螺丝夹子。接水铝盒。一把有荧光刻度的刻度尺。频闪
仪。
具体实验步骤如下：
①
在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴地落下
②
用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频闪仪闪光频率等于水滴滴
落的频率时，看到空间有一串仿佛固定不动的水滴
③
用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度
④
采集数据进行处理
(1)
在如图
2
所示记录的数据中，有一个不合规范的数据，应该记录为______
cm
。
(2)
通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的精确度。某同学把各个水滴到计数为
0
的
水滴的距离为
ℎ1
、
ℎ2
、
ℎ3
、
ℎ4
、
ℎ5…
时间记为
t1
、
t2
、
t3
、
t4
、
t5…
做出
ℎ
t− t
图象，其斜率为
k
，则重力加
速度为
g=¿
______。
(3)
该实验存在的系统误差可能有
¿
答出一条即可
¿
：______。
【答案】
(1)19.30
；
(2)2k
；
(3)
存在空气阻力
¿
或水滴滴落的频率变化
¿
。
【解析】
(1)
在如图
2
所示记录的数据中，有一个不合规范的数据，应该是第二个数据
19.3
，应该记录为
19.30
；
(2)
根据自由落体运动的规律可知
ℎ=1
2g t2
，解得
ℎ
t=1
2>¿
，所以
ℎ
t− t
图象的斜率为
k=1
2g
，则重力加速
度为
g=2k
；
(3)
由于空气阻力对水滴的作用，水滴不是严格的自由落体；或者滴水的频率改变了，都会产
生误差。
【典例 3】（探究弹簧弹力与形变量的关系）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：
(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：
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