20202022三年高考物理真题分类汇编专题16 实验（2）力学实验（含解析）

小明统计自己的储蓄罐里有125个硬币，其中一元的硬币占44％，五角的硬币占20％，一角的硬币占36％，储蓄罐里共有多少钱？

正确答案：

答：储蓄罐里共有72元钱。

在掷硬币的试验中每次正反面出现的概率是相同的,这个概率在每次实验中都得到体现()

此题为判断题(对，错)。

参考答案：错误

《人民币现金机具鉴别能力技术规范》(JR／T0154—2017)中规定的硬币可机读识别防伪特征包括()。

A、硬币外形尺寸

B、硬币厚度

C、硬币单枚质量特征

D、硬币表面图文

E、硬币边部图文

参考答案：ABCDE

某空储蓄罐的质量为50克。假设储蓄罐中只许投入一角硬币，不倒出硬币，你能估算出储蓄罐中的硬币数吗?

硬币的质量相同！！

实际是一次函数的问题

称出一个硬币的质量，再称出储蓄罐与所装硬币的总质量，可以得知储蓄罐内所有硬币的质量。硬币的总质量除以每个硬币的质量得到硬币的个数！！

1957年12月1日首次发行的5分、2分、1分硬币为铝镁合金材质。1980年4月15日发行的1元硬币为铜镍合金材质，5角、2角和1角硬币为铜锌合金，1992年6月1日发行的1元一硬币为钢芯镀镍材质，5角硬币为铜锌合金材质，1角硬币为铝镁合金材质。

此题为判断题(对，错)。

正确答案：√

专题16 力学实验1、（2022湖南卷T11）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；（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，记录数据如下表：序号12345硬币数量/枚510152025长度10.5112.0213.5415.0516.56（3）根据表中数据在图（b）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（c）所示，此时橡皮筋的长度为_；（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为_（计算结果保留3位有效数字）。【答案】 . 见解析 . 15.35 . 127【解析】（3）1根据表格标点连线如图（4）2由图可知刻度尺的分度值为1mm，故读数；（5）3设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则设冰墩墩的质量为m1，则有联立各式代入数据可得。2、（2022广东卷T11）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（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（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门遮光时间和。（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失_（用字母m、d、和表示）。（5）若适当调高光电门的高度，将会_（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。【答案】 . 7.883#7.884 . B . . 增大【解析】（2）1依题意，小球的直径为考虑到偶然误差，7.883mm也可以。（3）2在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。（4）3依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为（5）4若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。3、（2022山东卷T13）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：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；接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；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；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aF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aF图像，则待测物体的质量为_kg。【答案】 . 12 . 0.20 . 0.13【解析】（1）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Ft图有Dx = 5.00cm，F = 0.610N根据胡克定律计算出k 12N/m（2）2根据牛顿第二定律有F = ma则aF图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有则滑块与加速度传感器的总质量为m = 0.20kg（3）3滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m = 0.33kg则待测物体的质量为Dm = m - m = 0.13kg 4、（2022全国甲卷T23）利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块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的速度大小和，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和。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为_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与B的右端到右边挡板的距离相等；（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和；（5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示；123450.490.671.011.221.390.150.210.330.400.460.310.330.330.33（6）表中的_（保留2位有效数字）；（7）的平均值为_；（保留2位有效数字）（8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为_（用和表示），本实验中其值为_（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。【答案】 . 0.304 . 0.31 . 0.32 . . 0.33【解析】（2）1应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块作为A。（6）2由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得（7）3平均值为（8）45弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得联立解得代入数据可得5、（2022全国乙卷T22）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：0123456050710941759250533294233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：_；（2）当时，该飞行器速度的大小_；（3）这段时间内该飞行器加速度的大小_（保留2位有效数字）。【答案】 . 相邻1s内的位移之差接近x=80m . 547 . 79【解析】（1）1第1s内的位移507m，第2s内的位移587m，第3s内的位移665m，第4s内的位移746m，第5s内的位移824m，第6s内的位移904m，则相邻1s内的位移之差接近x=80m，可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动；（2）2当x=507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度，则（3）3根据6、（2022浙江6月卷T17）（1）“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为_cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为_m/s2（保留两位有效数字）。利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是_。A换成质量更小的车 B调整长木板的倾斜程度C把钩码更换成砝码盘和砝码 D改变连接小车的细绳与长木板的夹角（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，下列说法正确的是_；A拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同 B在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要_（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O。【答案】 . 6.156.25 . 1.7 2.1 . BC#CB . D . 3【解析】（1）1依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20cm，考虑到偶然误差，6.15cm6.25cm也可；2 由图3中小车运动的数据点，有考虑到偶然误差，1.7m/s22.1 m/s2也可；3 A利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A错误；B利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B正确；C以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有考虑到实际情况，即，有则可知而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即；可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成砝码盘和砝码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确；D实验过程中，需将连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误。故选BC。（2）4 A在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数相同，故A错误；B在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故B错误；C实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误；D为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故D正确。故选D。 5 若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O，记下位置O和弹簧称示数F1和两个拉力的方向；交换弹簧称和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧称的示数F2；只有一个弹簧称将结点拉至O点，并记下此时弹簧称的示数F的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O。7、（2022浙江1月卷T23）“探

试题三（共15分）

阅读下列说明，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。

【说明】

某种出售罐装饮料的自动售货机．（ Vending Machine）的工作过程描述如下：

（l）顾客选择所需购买的饮料及数量。

（2）顾客从投币口向自动售货机中投入硬币（该自动售货机只接收硬币）。硬币器收集投入的硬币并计算其对应的价值。如果所投入的硬币足够购买所需数量的这种饮料且饮料数量足够，则推出饮料，计算找零，顾客取走饮料和找回的硬币；如果投入的硬币不够或者所选购的饮料数量不足，则提示用户继续投入硬币或重新选择饮料及数量。

（3）一次购买结束之后，将硬币器中的硬币移走（清空硬币器），等待下一次交易。自动售货机还设有一个退币按钮，用于退还顾客所投入的硬币。已经成功购买饮料的

钱是不会被退回的。

现采用面向对象方法分析和设计该自动售货机的软件系统，得到如图3-1所示的用例图，其中，用例“购买饮料”的用例规约描述如下。

参与者：顾客。

主要事件流：

1．顾客选择需要购买的饮料和数量，投入硬币；

2．自动售货机检查顾客是否投入足够的硬币；

3．自动售货机检查饮料信存仓中所选购的饮料是否足够；

4．自动售货机推出饮料；

5．自动售货机返回找零。

各选事件流：

2a．若投入的硬币不足，则给出提示并退回到1；

3a．若所选购的饮料数量不足j?则给出提示并退回到1 。

根据用例“购买饮料”得到自动售货机的4个状态：“空闲”状态、“准备服务”状态、“可购买”状态以及“饮料出售”状态，对应的状态图如图3-2所示。

所设计的类图如图3-3所示。

【问题1】（6分）

根据说明中的描述，使用说明中的术语，给出图3-2中的S1～S4所对应的状态名。

【问题2】（4分）

根据说明中的描述，使用说明中的术语，给出图3-2中的E1～E4所对应的事件名。

【问题3】（5分）

根据说明中的描述，使用说明中的术语，给出图3-3中CI～C5所对应的类名。

正确答案：

一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，按如下步骤进行：

答案：

解析：

（1）应量出悬点到球心的距离；（2）摆球应拉至与竖直方向夹角小于5。的位置，周期应为

（3）应改变摆长再做几次实验，求出9的平均值作为实验结果.

阅读下面文字，回答有关问题。

装置D中的溶液为浓硫酸。实验测得洗气前装置D的总质量为m1g，洗气后装置D的总质量为m2g，产生氮气的体积为V L。某同学用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值。经过小组分析、讨论，明确其中的原因并制订两种新的方案。
方案一：不改变原有实验装置，改为测量另一装置实验前后的质量及生成氮气的体积．得出了合理的实验结果。该装置为________。(填写“A”“B”“C”或“D”)
方案二：在原有实验的基础上，在装置C与装置D间增加了一个实验装置，重新实验。根据实验前后该装置的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该装置为．
请回答下列问题：
(1)实验中的横线处应该填什么
(2)通过化学实验可以激发学生学习化学的兴趣，培养学生创新精神和实践能力。请你谈谈如何在化学实验探究教学中突出学生的主体地位

答案：

解析：

(1)C；碱石灰干燥器。 (2)①教师预先要对实验精心设计，对学生进行正确恰当地引导。②在实际教学中，对一些没有危险性的实验放心大胆地交给学生去做，在实验的过程中可能会出现与课本描述的不一样的现象和结果，引导学生在实验操作过程中发现问题并能主动去寻找解决的办法，充分调动学生的主动性。

有些球类比赛在开赛前用猜硬币正反面的方法来决定谁先开球。如图2所示，若裁判员以5．00m／s的速度竖直向上抛出硬币，不考虑空气阻力，则该硬币能上升的最大高度约为（）。

A.1．27m
B.1．35m
C.1．40m
D.1．54m

答案：A

解析：

硬币向上抛出后做匀减速直线运动，末速度为零，重力加速度g≈9．8m／s2。根据位移公式，

有些球类比赛会在开赛前用猜硬币正反面的方法来决定谁先开球。如图2所示，若裁判员以5．00 m／s的速度竖直向上抛出硬币，不考虑空气阻力，则该硬币能上升的最大高度约为（）。

A.1．27 m
B.1．35 m
C.1．40 m
D.1．54 m

答案：A

解析：

硬币向上抛出的过程是匀减速直线运动，末速度为零，其中重力加速度g≈9．8 m／s2。根据

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