课时巩固练(20) 力学、热学、光学实验 (专题微练Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2024新高考物理大二轮专题复习（Word版）

课时巩固练(20)　力学、热学、光学实验 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 基础巩固练 1.如图甲所示，小明将一小球从斜面顶端水平弹出使其做平抛运动，为了研究小球平行于斜面方向的分运动规律，将频闪相机正对斜面拍摄，得到小球运动过程中的频闪照片，并测算出小球沿平行斜面方向的运动距离如图乙所示，已知频闪相机的频闪频率为20 Hz。 甲 乙 (1)频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为　　　　s。  (2)小明由图乙判断小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动，他作出该判断的理由是　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)由图乙可计算出小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为　　　　m/s2(保留3位有效数字)。  解析　(1)频闪相机的频闪频率为20 Hz，根据频率与周期的关系可得频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为T===0.05 s。 (2)根据图乙可得各相邻相等时间间隔内的位移依次为x1=5.28 cm，x2=10.88 cm-5.28 cm=5.6 cm，x3=16.81 cm-10.88 cm=5.93 cm，x4=23.06 cm-16.81 cm=6.25 cm，则各相邻相等时间间隔内的位移差分别为x2-x1=5.6 cm-5.28 cm=0.32 cm，x3-x2=5.93 cm-5.6 cm=0.33 cm，x4-x3=6.25 cm-5.93 cm=0.32 cm。在误差允许的范围内，相邻相等时间间隔内位移差为定值，故小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动。 (3)根据匀变速直线运动位移差公式可得小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为a== m/s2=1.30 m/s2。 答案　(1)0.05　(2)在误差允许的范围内，相同时间间隔内相邻的位移差为定值　(3)1.30 2.某学习小组在实验室发现一盒子内有8个相同的钩码，由于标识模糊，无法知道钩码的质量。为了测定钩码的质量，找到了以下实验器材:一端带定滑轮的长木板，质量为228 g的木块、打点计时器、电源、纸带、坐标纸、细线等。他们设计了以下实验步骤: A.如图所示，将长木板置于水平桌面上，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上 B.使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n C.将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B D.通过纸带算出，悬挂不同钩码个数n所对应的加速度a E.以a为纵坐标，n为横坐标，建立直角坐标系作出a-n图像 (1)如图为由实验数据作出的a-n图像，重力加速度g=9.8 m/s2。由图可知，单个钩码的质量为　　　　 g(保留3位有效数字)。此实验还可以测出木块与木板间的动摩擦因数为　　　　。  (2)在上述实验过程中，如果平衡了摩擦力，则与未平衡摩擦力相比，作出的a-n图线的斜率　　　　(填“变大”“不变”或“变小”)。  解析　(1)对木块与钩码组成的系统，由牛顿第二定律nmg-μ[(8-n)mg+m木g]=(8m+m木)a，解得a=n-μg，由题图得n=0时，-μg=a=-4.9，μ=0.5，题图的斜率k=== ，解得m≈49.6 g。 (2)如果平衡了摩擦力a=n，与未平衡摩擦力相比，作出的a-n图线的斜率变小。 答案　(1)　49.6　0.5　(2) 变小 3.用如图甲所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数，长木板固定在水平桌面上，圆弧轨道与长木板的上表面相切。光电门安装在长木板上，位置可以调节;物块上固定遮光条的宽度为d，从圆弧轨道上某点静止释放。 甲　乙 (1)某次遮光条通过光电门时间为t，则物块通过光电门的速度v=　　　　。  (2)调节光电门位置，测每次遮光条通过光电门的时间t及对应的物块在长木板上停止后遮光条与光电门之间的距离x。多次测量，得到-x图像如图乙，已知图线斜率为k，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数μ=　　　　。(用已知量的字母表示)  (3)本实验中　　　　(填“需要”或“不需要”)物块必须从圆弧轨道上同一点由静止释放。  解析　(1)遮光条通过光电门的时间为t，遮光条宽为d，则物块通过光电门的速度v=。 (2)根据运动学关系可知=2μgx，整理得=·x，则=k，解得μ=。 (3)本实验中滑块到达光电门的速度是通过光电门测得的，可以不同，则不需要保证物块必须从圆弧轨道上同一点由静止释放。 答案　 (1)　(2)　(3) 不需要 4.某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石子的体积。 　 甲 乙 实验步骤: ①将石块装进注射器，插