专题54 源于实际情景实验（解析版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十章力学创新实验

专题 53 源于实际情景实验

第一部分知识点精讲

【热点解读】

在我们日常生活中，可以发现，茶杯掉在瓷砖的地板上，碎了；茶杯掉在铺着地毯的

地面，没有摔坏。乒乓球与乒乓球台碰撞后弹起的高度与什么有关？这些实际问题都可以

成为我们探究的对象，也可以成为高考实验命题的素材。

我国航天员已经开展了三次太空授课，使千万中学生受益，极大激发了青少年的科技

热情。2022 年6月5日10 时44 分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，成

功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的

气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。航天员太空授课时，为青少年展

示了一系列科学实验，可能成为高考命题素材。

【命题角度】

在我们的日常生活中，我们骑电动车关闭动力后，还能滑行多远？若我们在电动车上

撑一遮阳伞，关闭动力后，还能滑行多远？我们需要测量哪些物理量进行探究？通过探究

你能够得出什么结论？同一电动车撑遮阳伞和不撑遮阳伞的最大速度相同吗？为什么？

可以再现天宫课堂实验，或给出简化模型。例如可以根据航天员的水油分离实验，探

究与向心力相关的因素。可以利用中学常用器材做与天宫课堂上类似实验。例如利用气垫

导轨等器材测量物体质量等。

第二部分最新高考题精选

．1（2022 山东物理）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量

的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测

物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；

②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。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于A点，由静止释放并开始计时；

④ 计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力 F、加速度 a随时间 t变化的图像，部分图像

如图乙所示。

回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：

（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。

（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此

可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。

（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的 a—F图像Ⅱ，

则待测物体的质量为________kg。

【名师解析】

（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

块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有x = 5.00cm，F =

0.610N

根据胡克定律 F =kx

，

计算出k ≈ 12N/m

（2）根据牛顿第二定律有 F = ma

则a—F图像的斜率等于滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有

解得滑块与加速度传感器的总质量为 m = 0.20kg

（3）滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有

解得滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为 m′ = 0.33kg

由m′ = m+△m

，

得待测物体的质量为m = m′ - m =0.33kg -0.20kg = 0.13kg

【参考答案】 ①. 12 ②. 0.20 ③. 0.13

【名师点评】此题涉及到的知识点主要有：胡克定律、牛顿第二定律。涉及到的实验知识

主要有：气垫导轨，力传感器测量力，加速度传感器测量加速度，计算机采集获取数据，

图像法处理实验数据等。

2.（2022·高考广东物理）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导

致的机械能损失，设计了如图10（a）所示的装置，实验过程如下：

（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。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。

（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图10（b）所示，小球直径 __________

。

（3）测量时，应__________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计

时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电

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