专题11 力学创新实验 (提高篇)-2024年高考物理实验最新模拟题精练

必修部分力学实验最新模拟题冲刺 专题11 力学创新实验（提高篇） 1. （2024山东菏泽质检）一次下雨天，小明不经意间转动手中的雨伞，发现水珠向四周飞出，如图甲。受此启发，小明按此原理设计了一装置测当地重力加速度，设计如下实验：一带槽水平圆盘在电动机带动下匀速转动，槽边缘有一小孔，一较长浅色铁条用细线悬挂，其下端靠近圆盘边缘，如图乙所示。向圆盘槽内注入红色墨水，转动中有红色墨水从小孔沿水平方向甩出，烧断细线，铁条自由下落。实验后在铁条上留有清晰红色细线，在铁条上连续每5条细线取一计数线，分别记为A、B、C、D，用刻度尺测得AB、CD段的距离分别为x1、x2（单位：米），如图丙所示。已知圆盘转动周期为T（单位：秒），则（以下结果均用题干所给物理量表示）： （1）相邻计数线之间的时间间隔为____________s； （2）B点经过小孔时的速度大小为____________m/s； （3）由此可测得当地重力加速度大小为____________m/s2。 2. （2024辽宁省葫芦岛期末）某人想测量当地重力加速度，在乘坐地铁时，他在扶手上用细线系了一根中性笔，并打开手机地图开启导航，地铁匀速率经过某一弯道时，在手机地图上显示该弯道可以看成一段在水平面内半径为r的圆弧，地铁的速率为v，同时拍下了过弯道时细线偏离竖直扶手的照片如图所示（拍摄方向与地铁运动方向相同），细线与竖直扶手之间的夹角为θ。据此可以判断地铁在经过弯道时是向______（左或右）转弯，该地重力加速度表达式g=______（请用θ的三角函数与题中其他物理量表示）。若v=72km/h，事后他经比例换算求得r=820m，用角度测量软件测得θ=3°（角度极小，取sinθ=tanθ=0.05），则计算可得g=______m/s2（保留3位有效数字）。 3. （2024重庆八中一诊） 某实验小组探究甩手时指尖的向心加速度，利用手机连拍功能（每隔0.04s拍一张照片）得到甩手动作的过程如图甲。其中，A、B、C三点是甩手动作最后3张照片指尖的位置。可建立如下运动模型：指尖从A点以肘关节M为圆心做加速圆周运动，指尖到B的瞬间，立刻以腕关节N（视为已静止）为圆心做减速圆周运动，最终到达C点。 （1）方案一：由图甲照片可知，实验者手臂自然下垂时肩膀到指尖的距离为13cm，而相应的实际距离为65cm；照片中A、B两点间距离为5.2cm，由此可以计算指尖实际在A、B间运动的平均速度为________m/s，并粗略认为这就是指尖过B点的线速度。同理，得到BN的实际距离为17cm；计算指尖在B处绕N点转动的向心加速度为a向＝________m/s2（保留三位有效数字）。 （2）方案二：按如图乙方式握住手机，调整手机位置，使手机中的加速度传感器尽量靠近手腕，重复与方案一相同的甩手动作，加速度传感器可以测出空间直角坐标系内x、y、z三个方向的加速度分量，其中x轴正方向沿手机平面向右，y轴正方向沿手机平面向上，z轴正方向垂直于手机平面向上。图丙为手机测量的手腕三个方向加速度随时间的变化曲线，其中x方向的加速度用曲线x表示。由图丙可知，曲线________（填1或2）测量的手腕向心加速度。通过测量图甲可知：B点做圆周运动的线速度大约是N点绕M点做圆周运动的线速度的2.2倍，B点绕N点做圆周运动的半径NB大约是N点绕M点做圆周运动半径MN的0.6倍，可得指尖在B处绕N点转动的向心加速度为a向＝________m/s2（保留三位有效数字）。 （3）任写一条方案一或方案二中的系统误差________。 4. （2024河北沧州市1月质检）某实验小组用压力传感器设计测量弹簧劲度系数的实验方案。如图所示，压力传感器放在水平地面上，一轻质弹簧下端与重物连接，上端与跨过定滑轮的轻绳连接，轻绳的另一端连着托盘。托盘中不放砝码时，传感器读数为，在托盘中放置n（n=0，1，2，3，4，5）个砝码，对应弹簧长度的变化量为，传感器的读数为，记录下相应的数据。 （1）数据处理时采用画F-x图像的方法，试分析该图像________（填“过”或“不过”）坐标原点，该图像的________可表示弹簧的劲度系数。 （2）滑轮的摩擦力对实验结果________（填“产生”或“不产生”）影响。 5. （2024安徽蚌埠三模） 如图甲所示，是质量为的小滑块，是长度为、右端高度可调节的滑板，位移传感器能将滑块到的距离数据实时传送到计算机中，得到运动的位移-时间图像或速率-时间图像。 （1）某次实验时，测得，，将滑块A从滑板顶端释放，得到A下滑时的图像如图乙所示，由图像可得滑块下滑时的加速度__________，若取，则可求出滑块与滑板间的动摩擦因数约为__________． （2）若将滑板换成等长的气垫导轨，忽略滑块下滑时