专题05 力学实验大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺（新高考山东专用）

专题05 力学实验大题综合 一、实验题 1．（2023春·山东烟台·高三统考期中）在“探究平抛运动的特点”实验中，实验小组同学设计了如下实验。如图甲所示，将不透明的小球从O点水平抛出，在该处有一点光源，在抛出点的正前方竖直放置一块毛玻璃，O点与毛玻璃水平距离，小球初速度与毛玻璃平面垂直；小球抛出后在毛玻璃上留下小球运动的投影点，利用闪光频率为30Hz的频闪相机记录投影点的位置。当小球以初速度水平抛出时，频闪相机记录各投影点实际间距如图乙所示，已知重力加速度为。    （1）分析频闪照片可知，在实验误差允许的范围内，小球在毛玻璃上的投影点做 运动，投影点的速度大小为 m/s（结果保留三位有效数字）； （2）试推导从抛出点开始计时，小球在毛玻璃上的投影点运动的位移y随着时间t变化的表达式为 （用L、、g表示）； （3）小球平抛的初速度 （结果保留两位有效数字）。 2．（2023·山东济宁·济宁市育才中学校考模拟预测）某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为l，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。    （1）从乙图可知，摆球的直径为d= mm； （2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g= ； （3）实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是： 。 A．尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线 B．当单摆经过最高位置时开始计时 C．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 D．测量多组周期T和摆长L，作T2﹣L关系图像来处理数据 （4）某同学根据实验中测得的数据，画出T2﹣L图像如图丙所示，取，根据图像，可求得当地的重力加速度大小为 （保留三位有效数字）。    3．（2023·山东·校联考模拟预测）A和B两位同学约定周末在家里各自找器材测定当地的重力加速度。 （1）A同学用手机拍摄小球自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。他从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度尺如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是1mm，他将测量小球位置时的数据记录在下表中，请帮助他完成表格。 小球的位置 图（a） 图（b） 图（c） 刻度尺的读数（cm） 2.00 25.90 （2）A同学测得当地的重力加速度大小为 。（保留两位小数） （3）B同学在家里找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图丙所示的单摆，具体操作如下：用刻度尺测量ON间细线的长度L，将挂件拉开一个比较小的角度，然后由静止释放，从挂件摆至最低处开始用手机计时，测出多次全振动的总时间并计算出单摆的周期T。该同学改变ON间细线的长度先后做了两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为、和、（已知小于），由此测得的重力加速度为 。（用、、、表示） 4．（2023春·山东·高三统考学业考试）一研究性学习小组利用图甲装置测定滑块加速运动时与平直长木板间的动摩擦因数。    （1）实验过程如下： ①将长木板固定在水平桌面上，其右端安装定滑轮，左端固定位移传感器；总质量为M的滑块（含拉力传感器）在长木板上紧靠位移传感器放置，拉力传感器通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重物连接，调节长木板右端定滑轮使细绳与长木板平行； ②静止释放滑块，记录拉力传感器和位移传感器的数据，用计算机拟合得到滑块位移随时间变化的图像如图乙所示，该图线的函数表达式是，则可得滑块加速度 （计算结果保留两位小数）； ③若滑块的加速度为a时，拉力传感器示数为，则滑块与长木板间的动摩擦因数 （用题中物理量字母符号表示）。 （2）本实验中如果不满足滑块质量远大于重物质量，对实验结果的分析 影响（选填“有”“无”）。 5．（2023·山东·高三专题练习）研究性学习小组利用图甲装置测定滑块与平直长木板间的动摩擦因数。 （1）实验过程如下： ①将长木板固定在水平桌面上，其右端安装定滑轮，左端固定位移传感器；总质量为M的滑块（含拉力传感器）在长木板上紧靠位移传感器放置，拉力传感器通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重物连接，调节长木板右端定滑轮使细绳与长木板平行； ②静止释放滑块，记录拉力传感器和位移传感器的数据，用计算机拟合得到滑块位移x