2024年高考物理实验探究题专项突破：力学实验（二）

2024年高考物理实验探究题专项突破：力学实验（二） 1．某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度. （1）下列说法正确的是____（填字母）. A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态 B．摆长等于摆线的长度加上摆球的直径 C．测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时 D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球 （2）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出T2的值，再以l为横轴、T2为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g=　 　（用k表示）. （3）地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆.若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，则探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期　 　2s（填“大于”“小于”或“等于”）. 2．某兴趣小组“探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如图1。小车质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，电源频率为50Hz。 （1）下列实验操作中，正确的是 ____。 A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器 C．平衡摩擦力时，应将砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，并连好纸带 D．改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 （2）本实验中 　 　（填“需要”或“不需要”）满足砝码盘和砝码质量远小于小车的质量。 （3）如图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。则此次实验中小车运动的加速度大小a＝　 　m/s2。（结果保留两位有效数字） （4）陈同学根据测量数据作出的a﹣F图线如图3所示，他实验中可能存在的问题是 　 　。 3．某兴趣小组为了研究系头发用的普通橡皮筋产生的弹力与其伸长量之间的关系。分别用细绳系在橡皮筋的两端，一端系在墙上的钉子上，另一端挂小桶，装置如图甲所示。 ①挂上重为的小桶（可用沙子配重）后，测出橡皮筋的伸长量。 ②撤去拉力看橡皮筋是否回到原来位置，以保证橡皮筋在弹性限度内；在小桶内加入一个重为的重物后，再测出橡皮筋的伸长量。 ③重复②步骤，测量多组数据如下表： 物理量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 弹力 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 伸长量 0 4 9 12 17 21 28 35 44 55 （1）选择前6组数据，用WPS作图像如图乙所示，6个点几乎落在同一条过原点的直线上，由图可知，当橡皮筋伸长量较小时，橡皮筋产生的弹力与橡皮筋的伸长量之间近似满足胡克定律，则橡皮筋的劲度系数为　 　N/m（结果保留两位有效数字）。 （2）选择全部数据，用WPS作图像如图丙所示，可知随着橡皮筋形变量的增加，橡皮筋的劲度系数　 　（填“增加”、“减小”和“不变”）。 （3）通过以上分析，可得出实验结论为：　 　。 4． 某实验小组利用智能手机的相关软件来验证机械能守恒定律，装置如图甲所示，盒子A、B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的轻质细线的两端. 实验步骤如下： a. 测出盒子 A 和手机的总质量 M； b. 将手机放到盒子A 中，调整盒子 B 中细沙的质量，使整个装置恰能处于静止状态； c. 在盒子 B的下端挂一个质量为m的钩码C，用手拉住盒子A，稳定后由静止释放； d. 通过软件测得手机的加速度随时间变化的图像如图乙所示； （1） 根据图像，最好选择　 　时间段的运动过程，进行机械能守恒定律的验证； （2） 在(1) 所选的时间段内， 盒子 B 的末速度大小 　 　m/s， 下落的高度h=　 　m；(结果均保留两位有效数字) （3） 已知当地的重力加速度为g，若要验证机械能守恒定律，需要验证的关系式为　 　(用所给物理量的符号表示). 5．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 （1）为完成实验，还需要的实验器材有：