新课标2025版高考物理二轮复习专题八第1讲力学和光学实验精练含解析.docVIP

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力学和光学试验

(45分钟)

1．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为______mm，用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为____mm.

解析：螺旋测微器的固定刻度读数为6mm，可动刻度读数为0.01mm×12.5＝0.125mm，所以最终读数为6mm＋0.125mm＝6.125mm；游标卡尺的主尺读数为6.3cm＝63mm，游标尺上第12个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.05mm×12＝0.60mm，所以最终读数为63mm＋0.60mm＝63.60mm.

答案：6.125(±0.002均可)63.60

2．某同学利用单摆测定当地重力加速度，发觉单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过变更摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示．他采纳恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g＝________(用图中标注字母表示)．请你推断该同学得到的试验结果与摆球重心在球心处的状况相比，将________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)．

解析：由单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，得T2＝4π2eq\f(L,g)，则Teq\o\al(2,A)＝4π2eq\f(LA,g)，Teq\o\al(2,B)＝4π2eq\f(LB,g)，可得g＝eq\f(4π2?LB－LA?,T\o\al(2,B)－T\o\al(2,A))，由此式可知测得的g值与某一次试验时的摆长无关，与两次试验中的摆长差有关，所以g值与摆球重心在不在球心处无关．

答案：eq\f(4π2?LB－LA?,T\o\al(2,B)－T\o\al(2,A))相同

3．(2024·高考全国卷Ⅱ)某同学探讨在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．运用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．

试验步骤如下：

①如图(a)，将光电门固定在斜面下端旁边；将一挡光片安装在滑块上，登记挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止起先下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；

③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，eq\x\to(v)表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出eq\x\to(v)；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止起先下滑，重复步骤②③；

⑤多次重复步骤④；

⑥利用试验中得到的数据作出eq\x\to(v)-Δt图，如图(c)所示．

完成下列填空：

(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则eq\x\to(v)与vA、a和Δt的关系式为eq\x\to(v)＝________.

(2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________cm/s2.(结果保留3位有效数字)

解析：(1)由于滑块做匀变速运动，在挡光片通过光电门的过程中，由运动学公式得eq\x\to(v)Δt＝vAΔt＋eq\f(1,2)a(Δt)2，则eq\x\to(v)＝vA＋eq\f(1,2)aΔt.(2)由eq\x\to(v)＝vA＋eq\f(1,2)aΔt结合题图(c)可知，图线与纵轴的交点的纵坐标即为vA，将图线延长与纵轴相交，得vA＝52.1cm/s，图线的斜率等于eq\f(1,2)a，即eq\f(1,2)a＝eq\f(53.60－52.12,0.18)cm/s2，求得a≈16.4cm/s2.

答案：(1)vA＋eq\f(a,2)Δt(2)52.116.4

4．(2024·河南三门峡高三期末)用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系．试验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.

(1)关于试验操作，下列说法正确的是________．

A．试验前应调整滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行

B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑

C．每次变更小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D．试验时应先接通打点计时器电源，后释放小车

(2)图乙为试验中打出纸带的一部分，从比较清楚的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离．已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度vB＝________m/s，小车的加速度a＝