2024年高考物理实验探究题专项训练：匀变速直线运动的研究

2024年高考物理实验探究题专项训练：匀变速直线运动的研究 1．小组用如图甲所示的气垫导轨研究小车的匀变速直线运动，回答下面的问题： (1)测量遮光条宽度时游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度 cm。 (2)滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间，通过第二个光电门的时间。遮光条通过第一个光电门的速度大小为 ；遮光条通过第二个光电门的速度大小为 。 (3)遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门经历的时间为，则估算滑块的加速度大小为 。（计算结果保留一位有效数字） 2．某实验小组计划利用物体作自由落体运动来测量当地的重力加速度。小明找到一把特殊的工件，工件的镂空部分为若干个大小相同的正方形，两个相邻正方形间有大小相同的“梁”，两相邻镂空正方形的上边界之间的间距为h，实验小组用如图甲所示的装置进行实验，过程如下： （1）用游标卡尺测量两个相邻镂空正方形之间“梁”的宽度d，示数如图乙所示，宽度 mm。 （2）固定光电门的位置，在光电门的正上方某高度处竖直悬挂工件，静止释放工件，工件保持竖直状态完全通过光电门。 （3）测量时，应 （选填“A”或“B”，其中A为“先释放工件，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放工件”）。数字计时器记录下工件上每一条“梁”通过光电门的遮光时间，其中第一条“梁”遮光时间为。 （4）计算第一条“梁”通过光电门的速度 （用题中已知或测得的物理量符号表示），如此类推可得到其它“梁”通过光电门的速度。 （5）以每条“梁”通过光电门的速度平方为纵坐标，h为横坐标作出图丙，已知图像的截距为b，斜率为k，可得当地的重力加速度 （用题中已知或测得的物理量符号表示）。 3．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，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。 (1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC= m/s。（保留两位有效数字） (2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为 s，请根据下图估算该同学的步幅为 m。（保留两位有效数字） 4．如图甲所示，实验小组利用手机 phyphox程序的“磁力计”功能，测量小车在斜面上运动的加速度。将手机的感应端紧贴轨道放置，小车的前后端都贴着圆柱形钕磁粒，当小车经过手机时前后磁粒引发空间磁场变化，磁力计记录下前后磁粒依次经过智能手机的时间间隔t，如图乙所示。 （1）步骤一:测量小车的长度为12.15cm，用游标卡尺测量钕磁粒的直径示数如图丙所示，则测量值为 mm，由此可得小车前后两个磁粒中心之间的距离d。 步骤二：手机先置于位置1，由静止释放小车进行实验，读取时间间隔t₁。将手机沿小车运动方向移动距离L=50.00cm，置于位置2，再次释放小车，读取时间间隔t₂。 请写出计算加速度的表达式a= (用题中所给物理量的字母表示)。 （2）对本次实验的理解与评估，下列说法正确的是 A．在步骤二中，小车可以从不同位置由静止释放 B．小车的长度太长导致初、末速度测量误差较大 C．若实验操作都准确无误，加速度的测量值仍偏小 5．某探究小组用图甲所示的实验装置测量重力加速度。铁架台上固定着光电门，让直径为的小球从处由静止开始自由下落，小球球心正好通过光电门。现测得小球由下落到的时间为，用刻度尺测得间的高度为。现保持光电门位置不变，将小球释放点缓慢移动到不同位置，测得多组数值，画出随变化的图线为直线，如图丙所示，直线的斜率为，则： (1)用游标卡尺测量小球直径时，游标卡尺的读数如图乙所示，则小球的直径为 ； (2)由图线可求得当地重力加速度大小为 （用题中字母表示）； (3)若某次测得小球由下落到的时间间隔为，则可知此次小球经过光电门时的速度大小为 （用题中字母表示）。 6． “筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的设备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率，将带限位孔的塑料底板固定在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带，如图甲所示