专题18 力学实验（仿真测试卷）-2024年高考物理真题考点解析及应试策略（全国通用）

专题18 力学实验 1．（2024·甘肃兰州·一模）某同学利用如图所示装置做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，把两个实验的数据都记录在表1中。数据是按加速度的大小排列的，两个实验的数据混在一起，而且有一个加速度数据模糊不清（表1中空格）。 （1）如果模糊的加速度数据是正确的，请推算出其数值并填在表1中。 表1实验记录 F/N m/kg 0.28 0.85 0.33 0.13 0.36 0.36 0.28 0.62 0.45 0.19 0.36 0.53 0.24 0.36 0.67 0.28 0.40 0.28 0.36 0.78 0.28 0.32 0.88 0.34 0.36 0.94 （2）把这些数据拆分填入表2和表3中。 表2探究加速度与力的关系 F/N 0.13 0.36 表3探究加速度与质量的关系 m/kg 0.85 0.33 （3）本实验中（填“需要”或“不需要”）小车的质量M远大于小桶和沙的质量m。 （4）本实验最终得出的结论是：。 2．（2024·福建漳州·三模）阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置。受此原理启发，某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合力关系。主要实验步骤如下： ①将小桶释放，让质量为m的物块A上的挡光片从光电门1处由静止开始竖直向上运动，记录挡光片从光电门1运动到光电门2的时间t和此过程中拉力传感器的示数； ②往小桶里加适量的沙，多次重复步骤①，获得多组与t对应的F值。 请回答下列问题： (1)为完成实验目的，还需要测量的物理量有___________。（填正确答案标号） A．定滑轮的质量 B．拉力传感器与小桶及桶内沙的总质量M C．两光电门间的高度差h (2)物块A的加速度大小（用t和还需要测量的物理量表示）。 (3)根据多组与a对应的F值的数据，作出图像。 ①下列图像能正确反映a随F变化的规律的是；（填正确答案标号） A． B．  C． ②利用正确的图像，（填“能”或“不能”）测出当地重力加速度大小。 3．（2024·江西上饶·一模）某学习小组利用手机安装的APP（phyphox）、带刻度尺的轨道、小车、和几粒小磁粒等，设计了一个测量小车在斜面上做匀变速直线运动加速度的实验。操作如下： （1）用游标卡尺测量以下长度：小车的车身为；测得小磁粒直径读数如图乙，为。 （2）在小车车身前、后端分别固定一个小磁粒。将带刻度尺的轨道一端垫高，形成斜面。小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，每次实验小车都从“0”刻度线处无初速度释放。智能手机顶部紧贴轨道，如图甲所示。第一次将智能手机的左边缘与位置刻度线对齐，运行智能手机中的phyphox程序，打开磁力计。释放小车，当小车从智能手机附近经过时，小车前后端的磁粒引发的空间磁场变化被智能手机中的磁力计感知并记录下来并将智能手机位置换至处同样对齐，再做一次。两次操作记录的数据如图丙所示。由图可知，智能手机磁力计测得小车经过处用时约为，根据实验数据可求得小车经过处的速度为（结果保留2位小数）；同理可得处速度，则小车加速度为（用，，，表示）。 4．（2024·广东·模拟预测）某同学用电子秤、水瓶、细线、墙钉和白纸等物品，在家中“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。实验步骤如下： ①用电子秤测量3个水瓶的重量FA、FB、FC，在墙面上贴上白纸，固定两个墙钉P、Q，将3根细线一端打结结点为O，其中两根细线跨过墙钉，3根细线下端挂上水瓶，如图甲； ②等3个水瓶处于静止时，在白纸上记下结点O的位置上、记录3根细线的方向； ③在白纸上按一定的标度作出拉力FA、FB、FC的图示，根据平行四边形定则作出FA、FB的合力F的图示，如图乙。回答下面问题： （1）该实验采用的科学方法是：。 （2）下面实验操作事项中，那些操作可以减小实验误差 A．选用粗糙的绳线 B．记录细线方向时两点的距离远一点 C．夹角∠POQ尽可能大一些 D．作力的图示时，选用的标度适当的小一点 （3）∠POQ<90°，缓慢增大FB，要保持细线OP方向不变，下面方法可行的是 A．保持FC不变，缓慢减小FA        B．保持FC不变，缓慢增大FA C．保持FA不变，缓慢减小FC        D．保持FA不变，缓慢增大FC （4）若，两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则。 5．（2024·广东深圳·一模）某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时