高考理科综合物理实验6

1、第五章实验六1(2016 年四川卷 )用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在o 点；在 o 点右侧的b、c 位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出 )与两个光电门相连先用米尺测得b、c 两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置a，静止释放，计时器显示遮光片从b 到 c 所用的时间t，用米尺测量a、o之间的距离x. (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_ (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_a弹簧原长 b当地重力加速度c滑块 (含遮光片 )的质量(3)增大 a、o 之间的距离x，计时器显示时间t 将_a增大b减小c不变【答案】 (1)

2、st(2)c(3)b 【解析】 (1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用bc 段的平均速度表示离开时的速度，则有vst. (2)弹簧的弹性势能等于物体增加的动能，故应求解物体的动能，根据动能表达式可知，应测量滑块的质量，故选c. (3)增大 ao 间的距离时，滑块被弹出后的速度将增大，故通过两光电门的时间将减小2(2017 届南京模拟 )如图甲所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置甲乙(1)若已知打点计时器的电源频率为50 hz，当地的重力加速度g9.80 m/s2，重物质量为 0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，打p 点时，重物的速度为零，a、b、c

3、 为另外3 个连续点，根据图中的数据，可知重物由p 点运动到b 点，重力势能少量 ep_j (计算结果保留3 位有效数字 ) (2)若 pb 的距离用 h表示， 打 b 点时重物的速度为vb， 当两者间的关系式满足_时，说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)(3)实验中发现重物增加的动能略小于减小的重力势能，其主要原因是_a重物的质量过大b重物的体积过小c电源的电压偏低d重物及纸带在下落时受到阻力【答案】 (1)9.82102(2)v2b2gh(3)d 【解析】 (1)重力势能减小量 epmgh0.2 9.80.050 1 j9.82 102 j. (2)要验证物体从p 到 b

4、的过程中机械能是否守恒，则需满足12mv2bmgh，即 v2b2gh，说明下落过程中重锤的机械能守恒(3)重物的质量过大，重物和纸带受到的阻力相对较小，所以有利于减小误差，故a 错误；重物的体积过小，有利于较小阻力，所以有利于减小误差，故b 错误；电源的电压偏低，电磁铁产生的吸力就会减小，吸力不够，打出的点也就不清晰了，与误差的产生没有关系，故c 错误；重物及纸带在下落时受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能，还有一部分转化给摩擦产生的内能，所以重物增加的动能略小于减小的重力势能，故d 正确故选d. 3(2017 届河南二模 )在用“落体法”做“验证机械能守恒定

5、律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示，他舍弃前面密集的点，以o 为起点，从a 点开始选取纸带上连续点a、b、c、，测出o 到 a、b、c 的距离分别为h1、h2、 h3、，电源的频率为 f. (1)为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是_a选用铁质重锤b安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上c释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直d重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2)打 b 点时，重锤的速度大小vb为_(3)小明用实验测得数据画出v2 h 图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是_ (4)另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的v2h 图线， 并与其比较， 其

6、中正确的是 _abcd 【答案】 (1)abc(2)h3h1f2(3)打下 o 点时重锤速度不为零(4)b 【解析】 (1)为了减少阻力的影响，重锤选择质量大一些，体积小一些的铁质重锤，故 a正确；安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，故b 正确；释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，重锤下落时，手不需提着纸带上端，故c 正确， d 错误故选abc. (2)b 点的瞬时速度等于ac 段的平均速度，则vbh3h12th3h1f2. (3)小明用实验测得数据画出v2h 图像图线不过坐标原点，即h 0 时，速度不为零，即打下 o 点时重锤速度不为零(4)不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为

7、零时，两图线交于横轴的同一点，故 b 正确， a、c、d 错误故选b. 4(2017 届南京二模 )用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4 个打下的点 (图中未标出 )，计数点间的距离如图所示已知m150 g、m2150 g，则 (计算结果保留2 位有效数字 )：甲乙(1)在纸带上打下记数点5 时的速度v_m/s；(2)在记数点05 过程中系统动能的增量 ek_j为了简化计算，设g 10 m/s2，则

8、系统势能的减少量 ep_j；在本实验中，若某同学作出了v2h 图像，如图丙，h 为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度g_m/s2. 丙【答案】 (1)2.4(2)0.580.60(3)9.7 5(2017 届河南校级二模)某实验小组用如图所示的实验装置测当地的重力加速度，图中 a、b 是两个光电门，钢球自由下落过程中，先后通过光电门a、b，钢球通过光电门a时与光电门相连的光电计时器开始计时，通过光电门b 时就停止计时，得到钢球从a 运动到 b 所用的时间t，用刻度尺测出a、 b 间的高度h，保持小球下落的位置不变，保持光电门 b 的位置不变，更改光电门a 的位置，重复前面的实验，测出

9、多组h、t 的值(1)根据测得的多组h、 t 的值，算出每组的ht， 作出htt 图像，则图像应是图中的_abcd (2)图线与纵轴的交点表示_，要求出重力加速度，必须求出图线的_，若求出的图线的这个量用k 表示，则当地的重力加速度为_【答案】 (1)d(2)小球通过b 光电门的速度斜率的绝对值2k【解析】 (1)由于球下落的位置不变，光电门b 的位置不变，因此小球到达b 点的速度不变，设球到b 点的速度为vb，则球的运动可以看成是倒过来的匀减速直线运动，则有hvbt12gt2，即htvb12gt，因此 d 正确， abc 错误(2)由函数表达式可知，图线与纵轴的交点表示小球通过b 光电门的速

10、度，要求出重力加速度，必须求出图线斜率的绝对值，则由解得g2k. 6(2017 届徐汇二模 )现准备通过以下实验验证动能定理，物体a 放在带滑轮的固定水平粗糙长板上， 用跨过滑轮 (滑轮的大小可不计)的细线将a 与另一个物体b 相连开始时 b离地面高度为h，a 离长板右端距离也为h，从静止释放b 后，b 会带动 a 做加速运动，当b 落地时 a 正好离开长木板，最后a 也落地 (a 在空中运动时细线始终处于松弛状态，a、b 落地后均不会反弹)a 与木板间摩擦因素为 ，重力加速度为g，测量工具仅有刻度尺和天平(1)欲通过该实验验证a、b 两物块组成系统满足动能定理需要测量物体a 质量 ma，物体

11、 b 质量 mb，还需要测量的物理量为_(2)该系统动能定理表达式为_(3)为了实现上述运动过程，应该满足条件为_【答案】 (1)a 、 b 落地点的距离x、长板离地高度h(2)mbghmaghx2g mamb4h(3) mbma【解析】 (1)(2)对系统研究，根据动能定理知mbgh magh12(mamb)v2，a 离开木板后做平抛运动，根据h12gt2，xvt 知， a 做平抛运动的初速度vxg2h，则系统动能定理表达式为mbghmaghx2g mamb4h，所以还需要测量的物理量为：射程x、长板离地高度 h. (3)为了满足上述的运动过程，b 的重力应大于a 的滑动摩擦力， 则 mbg

12、mag， 即 mbma. 7(2017 届江苏模拟 )某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于a 点，光电门固定在a 的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d 的遮光条 将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t 时由计时器测出，取vdt作为钢球经过a 点时的速度记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和a 点之间的势能变化大小 ep与动能变化大小 ek，就能验证机械能是否守恒甲乙(1) epmgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到 _之间的竖直距离a钢球在 a 点时

13、的顶端b钢球在a 点时的球心c钢球在a 点时的底端(2)用 ek12mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为 _cm.某次测量中，计时器的示数为0.01 s，则钢球的速度为v_m/s. (3)下表为该同学的实验结果： ep/(102 j)4.8929.78614.6919.5929.38 ek/(102j)5.0410.115.120.029.8 他发现表中的 ep与 ek之间存在差异， 认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议【答案】(1)b(2)1.501.50(3)不同意，如果是空气的阻力造成的，则 ek要小于 wp，与数据不符，所以误差不是空气的阻力造成的(4)分别是小球的球心到悬点的距离和光电门到悬点的距离l 和 l， 在计算小球的动能时，使用的速度为v球llv. 【解析】 (1)小球落下的高度h 是初末位置球心之间的高度差，所以要选b. (2)刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为1.50 cm；某次测量中，计时器的示数为 0.01 s，则钢球的速度为：vdt1.501020.01m/s1.50 m/ s. (3)不同意从表中的数据可知，小球动能的增加量大于小球的重