2025屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題強(qiáng)化練十九力學(xué)熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)

專題強(qiáng)化練（十九）力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)1．(2024·深圳市一模)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析自身步行時(shí)的速度特征，把接在50Hz的交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在與人腰部等高的桌面上，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直線步行時(shí)帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄人步行時(shí)的運(yùn)動(dòng)信息。(1)選取點(diǎn)跡清晰的紙帶，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中連續(xù)6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F如圖甲所示，紙帶中BC段的平均速度vBC＝________m/s。(保留2位有效數(shù)字)(2)沿著計(jì)數(shù)點(diǎn)位置把紙帶裁開并編號(hào)，按編號(hào)順序把剪出的紙帶下端對齊并排粘貼在坐標(biāo)紙上，剪出的紙帶長度代表打出這段紙帶時(shí)間內(nèi)的平均速度，把每段紙帶上邊中點(diǎn)連接成線，如圖乙所示，若用圖中曲線描述人運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間關(guān)系，如果用縱坐標(biāo)表示速度大小，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，則紙帶的橫寬d對應(yīng)橫坐標(biāo)中的時(shí)間長度為________s，請根據(jù)圖估算該同學(xué)的步幅為________m。(保留2位有效數(shù)字)解析：(1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s，紙帶中BC段的平均速度vBC＝eq\f(sBC,T)＝eq\f(0.11,0.1)m/s＝1.1m/s。(2)紙帶的橫寬d對應(yīng)橫坐標(biāo)中的時(shí)間長度T＝0.10s，可把圖像看成v－t圖像，同學(xué)的步幅為圖像一個(gè)周期內(nèi)每段紙帶面積之和，該同學(xué)的步幅s＝(8.8＋11＋12＋11＋9.7)cm≈0.53m。答案：(1)1.1(2)0.100.532．某實(shí)驗(yàn)小組使用圖甲所示的裝置測量某紅色激光的波長。用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫間的寬度d＝0.2mm。激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離x＝________mm。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L＝2.0m，已知eq\f(λ,d)＝eq\f(Δx,L)(Δx為相鄰兩條亮紋間的距離)，則該激光的波長λ＝__________m。如果用紫色激光重新實(shí)驗(yàn)，相鄰亮紋間距會(huì)__________(選填“變大”“變小”或“不變”)。解析：如果用紫色激光重新實(shí)驗(yàn)，由于紫色激光的波長較小，由eq\f(λ,d)＝eq\f(Δx,L)可知，d、L不變，則相鄰亮紋間距會(huì)變小。答案：65.06.50×10－7變小3．(2024·廣東省普通高中一模)某實(shí)驗(yàn)小組利用單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠?1)為了較精確地測量重力加速度的值，以下四種單擺組裝方式，應(yīng)選擇________(填字母)。(2)組裝好單擺，先用刻度尺測量擺線長度，再用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，其示數(shù)如圖甲，則小球直徑為________mm。(3)周期公式中的L是單擺的擺長，其值等于擺線長與________之和。(4)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變擺長并測出對應(yīng)的周期，得到如下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并描點(diǎn)在圖乙的坐標(biāo)中，請?jiān)趫D乙中作出T2－L圖像。次數(shù)12345L/m0.500.600.700.800.90T/s1.421.551.671.851.90T2/s22.022.402.793.423.61(5)根據(jù)T2－L圖像算出重力加速度g＝________m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)為了較精確地測量重力加速度的值，減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇小鋼球，小球在擺動(dòng)的過程中，要固定擺長不發(fā)生變化。(2)該游標(biāo)卡尺的分度值為0.1mm，則小球的直徑d＝1.8cm＋9×0.1mm＝18.9mm。(3)周期公式中的L是單擺的擺長，其值等于擺線長與小球半徑之和。(4)描點(diǎn)連線如圖所示。(5)根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，化簡可得T2＝eq\f(4π2,g)L，根據(jù)T2－L圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)＝eq\f(3.6－0,0.90－0)s2/m＝4s2/m，解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮＝π2≈9.86m/s2。答案：(1)D(2)18.9(3)小球半徑(4)見解析圖(5)9.86(9.83～9.89均可)4．圖甲所示的是向心力演示儀，可探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為2∶1∶1。變速塔輪自上而下有三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1∶1、2∶1和3∶1，如圖乙所示。(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，下列實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法與本實(shí)驗(yàn)相同的是________(填字母)。A．用油膜法估測油酸分子的大小B．用單擺測量重力加速度的大小C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第________(選填“一”“二”或“三”)層塔輪。(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，傳動(dòng)皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，則當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為________。A．1∶2 B．1∶4C．2∶1 D．4∶1解析：(1)探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。用油膜法估測油酸分子的大小，采用的實(shí)驗(yàn)方法是通過測量宏觀量來測量微觀量的方法，故A錯(cuò)誤；用單擺測量重力加速度的大小，分別測量出擺長和周期，通過單擺周期公式計(jì)算得到重力加速度大小，不是采用控制變量法，故B錯(cuò)誤；探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，故C正確。(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，應(yīng)使兩球的角速度相同，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第一層塔輪。(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，則兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相等；傳動(dòng)皮帶位于第二層，則兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比ω左∶ω右＝R2∶2R2＝1∶2，根據(jù)F＝mω2r可知當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為F左∶F右＝ωeq\o\al(2,左)∶ωeq\o\al(2,右)＝1∶4。答案：(1)C(2)一(3)B5．用圖a所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)，請完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。(1)將斜軌固定在桌面上，反復(fù)調(diào)節(jié)斜軌末端成水平。(2)在末端出口處安裝光電門并調(diào)節(jié)其到適當(dāng)位置。將貼有坐標(biāo)紙的木板緊靠在斜軌出口處豎直放置，并在坐標(biāo)紙上將出口處標(biāo)為O點(diǎn)，過O點(diǎn)作水平線為x軸、豎直線為y軸。(3)用螺旋測微器測量小球的直徑d，其示數(shù)如圖b所示，則d＝________mm。(4)從斜軌上釋放小球，用每隔eq\f(1,30)s曝光一次的頻閃照相機(jī)正對著木板照相。(5)從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀得小球通過光電門的遮光時(shí)間為6.2×10－3s，則小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v1＝________m/s(保留2位有效數(shù)字)。(6)根據(jù)頻閃照片中記錄的信息，在圖a的坐標(biāo)紙上標(biāo)出小球離開斜軌后的5個(gè)連續(xù)位置A、B、C、D、E，讀得A、E兩位置的水平距離為12.00cm，由此可求得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v2＝________m/s(保留2位有效數(shù)字)。(7)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)總是有v1>v2，導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的可能原因有________(填選項(xiàng)前的字母)。A．小球在軌道斜面上受摩擦阻力B．小球平拋運(yùn)動(dòng)過程受空氣阻力C．小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡平面與坐標(biāo)紙不平行D．小球經(jīng)過光電門時(shí)，球心與光線不在同一高度解析：(3)小球的直徑d＝6mm＋20.0×0.01mm＝6.200mm。(5)小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v1＝eq\f(d,t)＝eq\f(6.200×10－3,6.2×10－3)m/s＝1.0m/s。(6)由題可知，相鄰兩點(diǎn)間的距離和時(shí)間間隔分別為3.00cm、eq\f(1,30)s，所以小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v2＝eq\f(x,t)＝eq\f(3.00×10－2m,\f(1,30)s)＝0.90m/s。(7)軌道斜面的作用是使小球獲得一個(gè)水平初速度，小球在軌道斜面上受摩擦阻力并不影響v2的大小，故A不符合題意；小球平拋運(yùn)動(dòng)過程受空氣阻力，使得小球水平方向做減速運(yùn)動(dòng)，水平位移偏小，v2值偏小，故B符合題意；小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡平面與坐標(biāo)紙不平行，會(huì)造成小球運(yùn)動(dòng)過程中在坐標(biāo)紙上的水平投影位移偏小，v2偏小，故C符合題意；小球經(jīng)過光電門時(shí)，球心與光線不在同一高度，會(huì)造成遮光時(shí)間偏短，則造成v1偏大，故D符合題意。答案：(3)6.200(5)1.0(6)0.90(7)BCD6.(1)在用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液，然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示，坐標(biāo)格的每個(gè)小正方形大小為2cm×2cm，由圖可以估算出油膜的面積是________cm2，由此估算出油酸分子的直徑是________m(保留1位有效數(shù)字)。(2)做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，三個(gè)同學(xué)都有一個(gè)操作錯(cuò)誤，其中導(dǎo)致最后所測分子直徑偏大的是________(填字母)。A．甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小了B．乙同學(xué)用注射器和量筒測得58滴油酸酒精溶液為1mL，不小心錯(cuò)記錄為57滴C．丙同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí)，把所有不足半格的油膜都算成了一格解析：(1)液面上純油酸體積V＝eq\f(0.25,250)×eq\f(2,100)mL＝2×10－5mL＝2×10－11m3，由題圖計(jì)算油膜面積，多于半格算一格，少于半格舍去，則油膜面積約為S＝256cm2，油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－11,0.0256)m≈8×10－10m。(2)甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小了，則一滴油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小，計(jì)算得一滴純油酸的體積比實(shí)際值大，則算出的直徑偏大，A正確；乙同學(xué)用注射器和量筒測得58滴油酸酒精溶液為1mL，不小心錯(cuò)記錄為57滴，則一滴油酸酒精溶液體積的計(jì)算值變大，算出的一滴油酸酒精溶液中純油酸體積變大，則算出的直徑偏大，B正確；丙同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí)，把所有不足半格的油膜都算成了一格，則計(jì)算得油膜面積變大，直徑變小，C錯(cuò)誤。答案：(1)2568×10－10(2)AB7．(1)某同學(xué)通過圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規(guī)則的冰糖的體積。①將冰糖裝進(jìn)注射器，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強(qiáng)。若實(shí)驗(yàn)過程中不慎將活塞拔出針筒，則________(選填“需要”或“不需要”)重做實(shí)驗(yàn)。②實(shí)驗(yàn)中通過活塞所在刻度讀取了多組體積V及對應(yīng)壓強(qiáng)p，為了在xOy坐標(biāo)系中獲得直線圖像，應(yīng)選擇________(填字母)。A．p－V圖像 B．p－eq\f(1,V)圖像C．V－eq\f(1,p)圖像 D．eq\f(1,p)－eq\f(1,V)圖像③選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過描點(diǎn)作圖，得到直線的函數(shù)圖像如圖乙所示，忽略傳感器和注射器連接處的軟管容積，則這顆冰糖的體積為________。(2)某同學(xué)制作了一個(gè)“加速度測量儀”，用來測量垂直電梯豎直上、下運(yùn)行時(shí)的加速度，其構(gòu)造如圖1所示：將一根輕彈簧的上端固定在豎直放置且?guī)Э潭鹊摹啊浮毙喂饣∧景迳隙?，?dāng)彈簧下端懸掛0.9N重物并靜止時(shí)，指針指向31.0cm位置；當(dāng)彈簧下端懸掛1.0N重物并靜止時(shí)，指針指向30.0cm位置。實(shí)際測量時(shí)，該同學(xué)在該彈簧下端固定1.0N重物，重力加速度g取10m/s2，所有計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字。①該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m。②實(shí)際測量時(shí)，當(dāng)指針指到31.0cm位置時(shí)，垂直電梯運(yùn)行的加速度大小為________m/s2。③如圖2所示，將該加速度測量儀水平使用，若指針仍指到31.0cm位置，則水平加速度大小為________m/s2。解析：(1)①若實(shí)驗(yàn)過程中不慎將活塞拔出針筒，針筒內(nèi)封閉氣體與外界相連，氣體質(zhì)量改變，無法繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，需要重做實(shí)驗(yàn)。②設(shè)冰糖的體積為V0，根據(jù)玻意耳定律可得p(V－V0)＝C，則V＝eq\f(1,p)C＋V0，則V－eq\f(1,p)圖像為直線。③根據(jù)V＝eq\f(1,p)C＋V0，結(jié)合題圖乙可知這顆冰糖的體積為b。(2)①根據(jù)胡克定律可得k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(1－0.9,31－30)N/cm＝10N/m。②實(shí)際測量時(shí)，彈簧對小球的拉力F＝0.9N，根據(jù)牛頓第二定律mg－F＝ma，解得a＝1.0m/s2，方向豎直向下。③將該加速度測量儀水平使用，若指針仍指到31.0cm位置，拉力仍為F＝0.9N，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma′，解得a′＝9.0m/s2。答案：(1)①需要②C③b(2)①10②1.0③9.08．某實(shí)驗(yàn)小組要測量彈簧的勁度系數(shù)，他們利用智能手機(jī)中自帶的定位傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，手機(jī)軟件中的“定位”功能可以測量手機(jī)豎直方向的位移(以打開定位傳感器時(shí)手機(jī)的位置為初位置)。(1)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下主要的實(shí)驗(yàn)步驟，正確的順序是________。A．按圖甲安裝實(shí)驗(yàn)器材，彈簧上端固定在橫桿上，下端與手機(jī)連接，手機(jī)重心和彈簧在同一豎直線上B．在手機(jī)下方懸掛一個(gè)鉤碼，緩慢釋放，當(dāng)手機(jī)和鉤碼靜止時(shí)記錄下手機(jī)下降的位移xC．在坐標(biāo)紙圖中描點(diǎn)作出n－x圖像，如圖乙所示D．手托著手機(jī)緩慢下移，手離開手機(jī)，手機(jī)靜止時(shí)，打開手機(jī)中的定位傳感器E．改變鉤碼個(gè)數(shù)n，重復(fù)上述操作，記錄相應(yīng)的位移x，數(shù)據(jù)如表格所示鉤碼個(gè)數(shù)n123456手機(jī)位移x/cm0.982.023.013.985.015.99(2)已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，重力加速度g＝9.8m/s2，由圖像乙可以求得彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(3)實(shí)驗(yàn)中未考慮手機(jī)所受重力使彈簧伸長，這對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果________(選填“有”或“無”)影響，說明理由____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題意，由實(shí)驗(yàn)原理可知，本實(shí)驗(yàn)通過改變鉤碼的數(shù)量來改變彈簧的彈力，通過手機(jī)的定位傳感器確定彈簧的形變量，通過作圖的方法得到彈簧的勁度系數(shù)，則正確的實(shí)驗(yàn)步驟為ADBEC。(2)根據(jù)題意，由胡克定律F＝kx可得nmg＝kx，整理得n＝eq\f(k,mg)x，由題圖乙可知，圖線的斜率為1，則有eq\f(k,mg)＝1cm－1，解得k＝49N/m。(3)由上述分析可知，彈簧的勁度系數(shù)是通過圖線的斜率與每個(gè)鉤碼所受重力的乘積得到的，則未考慮手機(jī)所受重力使彈簧伸長，這對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果無影響。答案：(1)ADBEC(2)49(3)無勁度系數(shù)是通過圖線的斜率與每個(gè)鉤碼所受重力的乘積得到的9.某同學(xué)在做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已有的實(shí)驗(yàn)器材有：兩個(gè)彈簧測力計(jì)、橡皮條(帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套)、三角尺、木板、白紙和圖釘。(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是__________(填字母)。A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法C．控制變量法 D．理想模型法(2)下列幾項(xiàng)操作有必要的是__________(填字母)。A．兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)必須相等B．兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角必須取90°C．橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上D．同一次實(shí)驗(yàn)中，結(jié)點(diǎn)O的位置不變(3)對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的做法是__________(填字母)。A．彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行B．用兩彈簧測力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡可能大C．標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要近一些(4)圖中四個(gè)力中，不是由彈簧測力計(jì)直接測得的是________。解析：(1)合力與分力作用效果相同，實(shí)驗(yàn)方法為等效替代法，故選B。(2)兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)適當(dāng)大些，但不必一定相等，故A錯(cuò)誤；兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角適當(dāng)大些，不一定取90°，故B錯(cuò)誤；橡皮條對結(jié)點(diǎn)的拉力與兩細(xì)繩套的拉力的合力平衡，而兩細(xì)繩套的拉力不一定相等，所以橡皮條與兩繩套夾角的角平分線不一定在一條直線上，故C錯(cuò)誤；同一次實(shí)驗(yàn)中，為了保證兩分力的作用效果不變，結(jié)點(diǎn)O的位置不變，故D正確。(3)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故A正確；用兩彈簧測力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測力計(jì)示數(shù)應(yīng)適當(dāng)大些，示數(shù)之差不需要太大，故B錯(cuò)誤；為了更加準(zhǔn)確記錄力的方向，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些，故C錯(cuò)誤。(4)用平行四邊形定則作出的合力在平行四邊形的對角線上，所以不是由彈簧測力計(jì)直接測得的是F。答案：(1)B(2)D(3)A(4)F10．用光電門測重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。一直徑為d的鋼球從光電門正上方由靜止開始自由下落，測得剛開始下落時(shí)，鋼球球心到光電門的距離為h，用計(jì)時(shí)裝置測出鋼球通過光電門的時(shí)間為t。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，不考慮空氣阻力。(1)鋼球球心通過光電門時(shí)的速度大小v＝__________。(2)當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮＝________。(3)由于實(shí)驗(yàn)中用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，導(dǎo)致重力加速度的測量值________(選填“大于”“小于”)其真實(shí)值。解析：(1)鋼球球心通過光電門時(shí)的速度大小v＝eq\f(d,t)。(2)鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng)，有2gh＝v2，所以g＝eq\f(d2,2ht2)。(3)鋼球通過光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而球心通過光電門的中間位置的速度大于中間時(shí)刻的速度，因此鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，所以求得的加速度偏小。答案：(1)eq\f(d,t)(2)eq\f(d2,2ht2)(3)小于11．一研究性學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置測定滑塊加速運(yùn)動(dòng)時(shí)與平直長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(1)實(shí)驗(yàn)過程如下：①將長木板固定在水平桌面上，其右端安裝定滑輪，左端固定位移傳感器；總質(zhì)量為M的滑塊(含拉力傳感器)在長木板上緊靠位移傳感器放置，拉力傳感器通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重物連接，調(diào)節(jié)____________使細(xì)繩與長木板平行；②靜止釋放滑塊，記錄拉力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)擬合得到滑塊位移隨時(shí)間變化的s－t圖像如圖乙所示，該圖線的函數(shù)表達(dá)式是s＝1.19t2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m))，則可得滑塊加速度a＝________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))；③若滑塊的加速度為a時(shí)，拉力傳感器示數(shù)為F，則滑塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(用題中物理量字母符號(hào)表示)。(2)本實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量。解析：(1)①為了減小誤差，需調(diào)節(jié)長木板右端定滑輪使細(xì)繩與長木板平行。②根據(jù)v＝eq\f(Δs,Δt)可得v＝2.38t(m/s)，再根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)可得a＝2.38m/s2。③根據(jù)牛頓第二定律可得F－μMg＝Ma，解得μ＝eq\f(F－Ma,Mg)。(2)由于拉力可以通過拉力傳感器得知，所以不需要滿足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量。答案：(1)①長木板右端定滑輪②2.38③eq\f(F－Ma,Mg)(2)不需要12.(2024·廣東省部分學(xué)校一模)某研究學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關(guān)系?？邕^輕質(zhì)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線兩端連接兩個(gè)完全相同的空鋁箱，左側(cè)鋁箱下端連接紙帶，向右側(cè)鋁箱中放入質(zhì)量為m的砝碼，由靜止釋放后，鋁箱運(yùn)動(dòng)的加速度大小a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測出，改變右側(cè)鋁箱中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組a、m值。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮取9.8m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz。(1)實(shí)驗(yàn)過程中打出圖乙所示的一條理想紙帶，圖中O、A、B、C、D相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有九個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)未畫出，則鋁箱運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝________m/s2(結(jié)果保留2位小數(shù))。(2)根據(jù)圖丙中的數(shù)據(jù)可知，每個(gè)空鋁箱的質(zhì)量M＝________kg(結(jié)果保留2位小數(shù))。解析：(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有九個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)未畫出，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝10×0.02s＝0.2s，由逐差法可得a＝eq\f(SBD－SOB,4T2)＝eq\f((11.00＋12.99)－(7.01＋8.99),4×0.22)×10－2m/s2≈0.50m/s2。(2)對右側(cè)的鋁箱和左側(cè)的鋁箱，根據(jù)牛頓第二定律有mg＋Mg－T＝(M＋m)a，T－Mg＝Ma，聯(lián)立解得a＝eq\f(mg,2M＋m)，當(dāng)M遠(yuǎn)大于m時(shí)，有a＝eq\f(g,2M)m，結(jié)合圖像可得eq\f(g,2M)＝eq\f(0.7,50×10－3)，解得M＝0.35kg。答案：(1)0.50(2)0.3513．某同學(xué)為了驗(yàn)證蕩秋千過程中機(jī)械能是否守恒，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)。長為L的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球(尺寸相對于L足夠小)，在O點(diǎn)正下方L處的N點(diǎn)放有一光電門。重力加速度為g，實(shí)驗(yàn)步驟如下。(1)用螺旋測微器測出小球的直徑D，其示數(shù)如圖乙所示，小球直徑D＝________mm。(2)將小球拉到偏離豎直方向上的某位置M，用工具測出M處的細(xì)繩與豎直方向的夾角θ。(3)靜止釋放小球，測出小球經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt，計(jì)算小球經(jīng)過光電門的速度。(4)從M到N的過程中，小球減少的重力勢能ΔEp＝________，增加的動(dòng)能ΔEk＝________。(用題目中已知的物理量符號(hào)表示)(5)驗(yàn)證ΔEk＝ΔEp，即可驗(yàn)證小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒。解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)為固定刻度讀數(shù)＋可動(dòng)刻度讀數(shù)，即D＝7mm＋17.0×0.01mm＝7.170mm。(4)從M到N的過程中，小球減少的重力勢能ΔEp＝mgh＝mgLeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－cosθ))，小球到N點(diǎn)的速度v＝eq\f(D,Δt)，增加的動(dòng)能ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt)))2。答案：(1)7.170(4)mgL(1－cosθ)eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt)))214．帶滑輪的長木板、小車、木塊及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以完成多個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。甲研究小組利用該裝置完成了“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，乙研究小組利用該裝置完成了“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，丙研究小組將長木板放平，并把小車換成木塊，完成了“測定長木板與木塊間動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)。(1)關(guān)于甲、乙兩研究小組的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________。A．甲小組實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力B．乙小組實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力C．甲小組的實(shí)驗(yàn)，要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量D．乙小組的實(shí)驗(yàn)，要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量(2)乙小組測得加速度為a，則小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到輕繩的拉力F________________(選填“>”“＝”或“<”)m車a。(3)丙小組打出紙帶時(shí)，鉤碼質(zhì)量為m，木塊質(zhì)量為M，重力加速度為g，測得加速度為a，則長木板與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ＝________(用符號(hào)m、M、a、g表示)。解析：(1)“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，不需要平衡摩擦力，不要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量；“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，要讓繩子的拉力等于小車所受的合力，則需要平衡摩擦力，讓鉤碼受到的重力和繩子的拉力近似相等，則要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。(2)根據(jù)題意可知，平衡摩擦力后，繩子的拉力為小車所受的合力，則由牛頓第二定律有F＝m車a。(3)根據(jù)題意，由牛頓第二定律有mg－μMg＝(m＋M)a，解得μ＝eq\f(mg－(M＋m)a,Mg)。答案：(1)BD(2)＝(3