2024年高考物理专题特训：力学实验探究题

2024年高考物理专题特训：力学实验探究题 1．“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 （1）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是　 　。 （2）本实验采用的科学方法是____。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 （3）此实验过程中必须注意以下几项，其中一定正确的是____。填入相应的字母 A．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 B．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等 D．用两个弹簧秤同时拉和用一个弹簧秤拉只需要橡皮条伸长相同长度即可 2．小莹同学用如图所示的实验装置探究小车的加速度与质量的关系，打点计时器所用交变电流的频率为。 （1）长木板右侧垫高是为了平衡小车受到的摩擦力，应调节木板的倾斜度，使小车　 　，即可认为完成平衡。 （2）如图是小莹某次实验得到的纸带，她在纸带上选取了、、、、、、、八个计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，打计数点的时刻定为计时起点，部分实验数据如图所示，由以上数据可知，时的瞬时速度为　 　，这次实验小车的加速度　 　。小数点后保留位数字 （3）小莹同学保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量，分别测得不同质量时小车加速度，然后小莹画了如图甲、乙两个图像，关于这两个图像，下列说法正确的有____。填正确选项前的字母 A．由图像甲可知：合外力一定时，小车的加速度与质量成正比 B．由图像乙可知：合外力一定时，小车的加速度与质量成反比 C．由图像乙的斜率可以知道小车受到的拉力大小 D．图像甲中曲线与坐标轴所围的面积表示小车所受拉力大小的倒数 3．某班级分若干个学习小组，通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。验证机械能守恒定律思路：求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。 （1）按照实验步骤和要求，得出纸带后，学习小组讨论出验证机械能守恒定律处理数据的以下几种方案，你认为最合理的方案是　 　填“方案一”“方案二”“方案三”。 方案一：利用起始点和第点计算，代入和，如果在实验误差允许的范围内，和相等，则验证了机械能守恒定律。 方案二：任取两点计算 任取两点、，测出，算出。 算出的值。 在实验误差允许的范围内，若，则验证了机械能守恒定律。 方案三：图像法 从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度，并计算各点速度的平方，然后以为纵轴，以为横轴，根据实验数据作出图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为的直线，则验证了机械能守恒定律。 （2）为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是　 　写出一条理由即可。 （3）某学习小组采用“方案二”处理数据，出现大于现象，出现这一结果的原因可能是____。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带 4． 某同学在实验室研究单摆测量重力加速度的实验中， （1）下列四张图片是四次操作中摆角最大的情景，其中操作合理的是____（单选） A． B． C． D． （2）该同学用游标卡尺测得摆球直径如图丙所示为　 　；然后用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图丁所示为　 　s。 5．如图甲，在农田旁离地一定高度架有一水管，管口水平，小明根据学到的平抛运动知识，只用一把卷尺，测量出水口单位时间内流出的最大水量（假设水从出水口沿水平方向均匀流出，已知重力加速度为g）。步骤如下： （1）如图乙，关闭水阀，用卷尺测量出水龙头的内直径D=　 　cm； （2）测量水管上沿离地高度H，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水最远的落地位置，关上阀门，测量出最远位置到出水口的水平距离L，则水流速度v=　 　（用题中物理量的字母表示）； （3）请推导单位时间出水量表达式Q=　 　（用题中物理量的字母表示）。 6．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。 其中 M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m₀为滑轮的质量。 力传感器可测出轻绳中的拉力大小