10基本仪器使用力学实验20181017

1、实验与探究模块考纲解读考点内容高考示例常考题型预测热度基本仪器的使用游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等基本仪器的使用2015浙江理综,15,6分2015海南单科,11,6分选择题力学实验研究匀变速直线运动2017课标,22,5分2017课标,22,6分2017北京理综,21,18分2017天津理综,9(2)2016课标,22,5分2016课标,23,10分选择题填空题探究弹力和弹簧伸长的关系验证力的平行四边形定则验证牛顿运动定律 探究动能定理验证机械能守恒定律验证动量守恒定律电学实验测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)2017课标,23,10分2017课标,23,9分2017课标,23,9

2、分2017天津理综,9(3)2017江苏单科,11,10分2016课标,23,10分2016课标,23,9分2015课标,23,9分2015课标,23,9分选择题填空题描绘小电珠的伏安特性曲线测定电源的电动势和内阻练习使用多用电表传感器的简单使用分析解读物理是以实验为基础的学科,实验能力是物理学科的重要能力,高考物理历来重视考查实验能力,从近几年的高考试题可以看出高考命题有以下几个特点:1.基本仪器的使用是考查的热点。如刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等的使用,都是高考的热点。2.实验的实际操作是考查的重点。近几年来的物理实验试题所考查的实验步骤的排序

3、以及纠错、补漏、电路连接、实验仪器的选择等都与实验的实际操作过程紧密相关,真正地考查了考生的实际操作能力。3.设计实验是考查的难点。从近几年的试题来看,高考加强了对实验探究能力的考查。4.实验的基本原理和思想方法是考查的核心。从近几年的高考试题可以看出,所有试题的考查均源于课本实验,但已从简单的背诵实验形式向分析、理解实验以及理解物理实验原理等方面转变,因此理解课本实验原理、体会实验思想是实验复习的核心。5.实验数据处理在试题中逐年体现,是实验的一个重要环节。实验数据处理中认识误差问题非常重要。要了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差,会分析误差来源,知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差,

4、会用有效数字表达直接测量的结果,间接测量的有效数字运算不作要求。命题探究答案(1)实验电路原理图如图所示(2)增大增大(3)0.391.17解析本题考查电路设计及伏安特性曲线的应用。(1)先考虑测量电路,由于小灯泡的额定电压为3.8V,而电压表的量程只有3V,但其内阻已知,由给定器材规格可知,可串联固定电阻R0将其改装为量程4V的电压表。因小灯泡的电阻较小,采用电流表外接法。再考虑控制电路,由于实验中电压需从0开始变化,故控制电路需采用分压式。(2)由R=UI知I-U图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,故随着电流的增加小灯泡电阻逐渐增大。再由R=LS可知,在L、S不变的情况下,R增大的原

5、因只能是电阻率增大。(3)当R全部电阻接入电路时,通过灯泡的电流最小,灯泡实际消耗的功率最小。设此时灯泡两端电压为U、通过的电流为I,由闭合电路欧姆定律得E0=U+I(R+r),代入数据得I=0.4-0.1U,在灯泡的伏安特性曲线坐标系中作出I=0.4-0.1U的图线,两图线的交点坐标即为此时灯泡两端电压与通过灯泡的电流,有U=1.75V、I=225mA,故最小功率为Pmin=IU=0.39W。当R接入电路中的阻值等于0时,电路中电流最大、灯泡实际消耗的功率最大。同理可得Pmax=1.17W。核心考点1.伏安法测小灯泡的伏安特性曲线的电路设计。2.欧姆定律I=UR。3.电阻定律R=lS。4.闭

6、合电路欧姆定律E=U+Ir。5.电功率P=UI。审题结果1.由小灯泡的电压范围可以确定出变阻器应为分压式、电压表需扩量程。2.通过伏安特性曲线便可确定阻值变化。3.由两种伏安特性曲线即可求功率。设问分析1.由图(a)知电压范围03.8V,最大电压3.8V,需对已知的电压表扩量程。电压从“0”开始,变阻器用分压式接法。2.据伏安特性曲线确定阻值的变化,由电阻定律确定电阻率的变化情况。3.由电路结合闭合电路欧姆定律确定最大、最小功率。思路分析1.由欧姆定律计算小灯泡的阻值。2.比较小灯泡、电压表和电流表阻值的关系确定测量电路。3.电压表量程偏小应扩大量程。4.由小灯泡的伏安特性曲线的变化确定小灯泡

7、的阻值变化,结合电阻定律求出灯丝电阻率的变化。5.据所加电源得出等效电源的伏安特性曲线,便可求出最小功率和最大功率。易错警示1.电压表量程小于灯泡的额定电压,不能直接使用。2.小灯泡的电阻随温度变化,两伏安特性曲线交点为功率的确定方案。命题规律1.必考内容:电学实验中电路的设计、器材的选择、伏安特性曲线在实验数据处理中的应用。2.考查形式:以实验设计、数据处理为考查重点。能力要求实验电路由测量电路和控制电路组成,要掌握这两种电路的设计原理,并结合给定的器材和图线进行设计。命题技巧1.本题以研究小灯泡的伏安特性曲线为线索,巧妙地考查伏安法测电阻及滑动变阻器的连接方法。2.通过非线性元件的伏安特性

8、曲线确定电阻随电流的变化从而映射出电阻率的变化。3.巧妙应用等效电源的伏安特性曲线和灯泡的伏安特性曲线的交点确定灯泡的功率。五年高考考点一基本仪器的使用1.(2015浙江理综,15,6分)如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间t。测得遮光条的宽度为x,用xt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使xt更接近瞬时速度,正确的措施是()A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角答案A2.(2015海南单科,11,6分)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高

9、度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为cm,高度为mm。 图(a)图(b)答案1.2206.860图(a)3.(2013课标,23,8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表;电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5k;导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点。 (2)将图(a)中多用电表的红表笔和(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使

10、多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为k和V。 图(b)图(c)(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0k和4.00V。从测量数据可知,电压表的内阻为k。 图(d)(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为k。 答案(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.04

11、.2013安徽理综,21(1)、(1).根据单摆周期公式T=2lg,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所示,读数为mm。 图1图2.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为mm,合金丝的直径为mm。 答案.18.6.0.0070.638教师用书专用(57)5.2014重庆理综,6(1)某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡

12、检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图2所示,读数为V,说明正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。 图1图2红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图2相同,可判定发生故障的器件是(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。 答案11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池小灯6.2014广东理综,34(1),8分某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合电键S。用电压表测量A、B两端的电压:将电压表调零,选择03V挡,示数如图(b),电压值为V。

13、 在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于端。 要使输出电压U变大,滑片P应向端滑动。 若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在的风险(填“断路”或“短路”)。 答案1.30AB短路(每空2分)7.2013山东理综,21(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的(填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为mm。 答案A11.30(11.25或11.35)考点二力学实验1.(2017课标,22,5分)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。

14、实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图(a)图(b)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为m/s,加速度大小为m/s2。(结果均保留2位有效数字) 答案(1)从右向左(2)0.190.0372.(2017课标,22,6分)某探究小组做“验证力的平行

15、四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为N。 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。()用5mm长度的线段

16、表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;图(a)图(b)()F合的大小为N,F合与拉力F的夹角的正切值为。 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如图所示()4.00.053.(2017北京理综,21,18分)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。图1(1)打点计时器使用的电源是(选填选项前的字母)。 A.

17、直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是(选填选项前的字母)。 A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。 A.计时器不打点B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3,如图2所示。图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到

18、打B点的过程中,拉力对小车做的功W=,打B点时小车的速度v=。 (4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2-W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是。 图3(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2-W关系的是。 图4答案(1)B(2)AB(3)mgx2x3-x12T(4)v2=kW,k=(4.55.0)m2·s-2·J-1质量(5)A4

19、.2017天津理综,9(2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是。 A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守

20、恒定律的选项有。 A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度答案ABBC5.(2016课标,22,5分)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。图(a)图(b)该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为,打出C点时重物下落的速度大小为,重物下落的加

21、速度大小为。 (2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当地重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为Hz。 答案(1)12(s1+s2)f12(s2+s3)f12(s3-s1)f2(2)406.(2016课标,23,10分)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。实验步骤如下:图(

22、a)(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物块,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示;由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。n12345a/m·s-20.200.580.781.00图(b)(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数

23、据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。图(c)(5)利用a-n图像求得小车(空载)的质量为kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8m·s-2)。 (6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是(填入正确选项前的标号)。 A.a-n图线不再是直线B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变大答案(3)0.39(2分。在0.370.49范围内都给分)(4)如图所示(3分)(5)0.45(3分。在0.430.47范围内都给分)(6)BC(2分。选对一个给1分,

24、有选错的不给这2分)7.2016天津理综,9(2)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。实验中,必要的措施是。 A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。则小车的加速度a=m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=m/s。(结果均保

25、留两位有效数字) 答案AB0.800.408.(2015课标,22,6分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为kg; (3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如表所示:序号12345m(kg)

26、1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;小车通过最低点时的速度大小为m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,计算结果保留2位有效数字) 答案(2)1.40(2分)(4)7.9(2分)1.4(2分)9.2015安徽理综,21在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:用铅笔描下结点位置,记为

27、O;记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,  按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。 答案见解析F和F3图(a)10. (2014课标,23,9分)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5

28、、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.8

29、28.81/k(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整:,。 (2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图像。图(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=N/m。 答案(1)81.70.0122(2分。每空1分)(2)1k-n图像如图所示。(3分)(3)1.75×103n(2分。在1.67×103

30、n1.83×103n之间均同样给分)3.47l0(2分。在3.31l03.62l0之间均同样给分)11.(2013课标,22,7分)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下:图(a)用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s;调整轻滑轮,使细线水平;让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB,求出加速度a;多次重复步骤,求a的平均值 a;根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题:图(b)(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最

31、小分度为1mm)的示数如图(b)所示,其读数为cm。 (2)物块的加速度a可用d、s、tA和tB表示为a=。 (3)动摩擦因数可用M、m、a和重力加速度g表示为=。 (4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于(填“偶然误差”或“系统误差”)。 答案(1)0.960(2)12s(dtB)2-(dtA)2(3)mg-(M+m)aMg(4)系统误差教师用书专用(1231)12.(2017江苏单科,10,8分)利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流

32、电。图甲(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到。 (2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图乙所示。选择某一点为O,依次每隔4个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=m/s。 图乙(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgx算出拉力对小车做的功W。利用Ek=12Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量Ek。计算结果见下表。W/×10-3J2.452.923.353.814.26Ek/

33、5;10-3J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据,在方格纸上作出Ek-W图像。(4)实验结果表明,Ek总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=N。 答案(1)小车做匀速运动(2)0.228(3)如图所示(4)0.09313.(2016课标,22,6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩

34、后的弹性势能。图(a)(1)实验中涉及下列操作步骤:把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号)。 (2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50Hz。由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m/s。比较两纸带可知,(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。 图(b)答案(1)(2)1.29M14.(2016四川理综,8,6分)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

35、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)v=st(2)C(3)B15.(2016江苏单科,11,10分)某同学用如图甲所示

36、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度为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可由计时器测出,取v=dt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。图甲(1)用Ep=mgh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Ek=12mv2计

37、算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为cm。某次测量中,计时器的示数为0.0100s,则钢球的速度为v=m/s。 图乙(3)下表为该同学的实验结果:Ep(×10-2J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(×10-2J)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)1.50(1.491.51都算对)1.50(1.491.51都算对)(3)不同意,因为空气阻力会造成Ek

38、小于Ep,但表中Ek大于Ep。(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算Ek时,将v折算成钢球的速度v'=lLv。16.(2015课标,22,6分)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。(1)物块下滑时的加速度a=m/s2,打C点时物块的速度v=m/s; (2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是(填正确答案标号)。 A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角答案(1)3.25(2分)1.

39、79(2分)(2)C(2分)17.2015四川理综,8(1),6分某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(分度值是1毫米)上位置的放大图,示数l1=cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=N(当地重力加速度g=9.8m/s2)。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是。作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。 答案25.850.98弹

40、簧原长18.2015重庆理综,6(1)同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度读数为x,则乙同学的反应时间为(重力加速度为g)。 基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量范围为00.4s,则所用直尺的长度至少为cm(g取10m/s2);若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线,则每个时间间隔在直尺上对应的长度是的(选填“相等”或“不相等”)。 答案2xg80不相等19.2015福建理综,19(1),6分某同学做

41、“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量l为cm; 本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是;(填选项前的字母) A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是。 答案6.93A超过弹簧的弹性限度20

42、.(2015江苏单科,11,10分)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图1所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电。图1(1)下列实验操作中,不正确的有。 A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图2所示。

43、图2计算相邻计时点间的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入表中。请将表中的数据补充完整。位置12345678v(cm/s)24.533.837.8 39.539.839.839.8(3)分析表中的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是;磁铁受到阻尼作用的变化情况是。 (4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。请问实验是为了说明什么?对比实验和的结果可得到什么结论?答案(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8cm/s逐渐增大到等于重力(4)为了

44、说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用21.(2015山东理综,21,10分)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如表所示:图甲F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.

45、0013.9815.05找出中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O',橡皮筋的拉力记为FOO'。在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。图乙完成下列作图和填空:(1)利用表中数据在图丙中画出F-l图线,根据图线求得l0=cm。 图丙(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为N。 (3)根据给出的标度,作出FOA和FOB的合力F'的图示。图丁(4)通过比较

46、F'与的大小和方向,即可得出实验结论。 答案(1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)图甲(2)1.80(1.701.90均正确)(3)如图乙所示图乙(4)FOO'22.(2015浙江理综,21,10分)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材;乙同学需在图中选用的器材。(用字母表示) 图1(2)乙同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带和。纸带的加速度大(填“”或“”),其加速度大小为。 图

47、2答案(1)ABBDE(2)(2.5±0.2)m/s223.(2014安徽理综,21)图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。图1(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有。 a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中y-x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。 图2(3)图3是某同学根据实验画出的平

48、抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,A、B两点水平间距x为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为m/s (结果保留两位有效数字,g取10m/s2)。图3答案(1)ac(2)c(3)2.04.024.(2014山东理综,21,8分)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤:用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示。在A端向右拉动木

49、板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;图甲改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤;实验数据如下表所示:G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;图乙滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s。完成下列作图和填空:(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F-G图线。(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数=(保留2位有效数字)。 (3)滑块最大速度的大小

50、v=(用h、s、和重力加速度g表示)。 答案(1)如图所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)2g(s-h)25.2014广东理综,34(2),10分某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=N/m。(g取9.8m/s2) 砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,当滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度

51、大小。 用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为。 重复中的操作,得到v与x的关系如图(c)。由图可知,v与x成关系,由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的成正比。 答案49.550.5相等滑块的动能正比x2(每空2分)26.2014天津理综,9(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装

52、的实验装置如图所示。若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些。 实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个(填字母代号)。 A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:。 他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次实验发

53、现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的(填字母代号)。 A.在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力答案刻度尺、天平(包括砝码)D可在小车上加适量的砝码(或钩码)CD27.(2014江苏单科,11,10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。(1)实验记录纸如图甲所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为:F1=3.30N

54、、F2=3.85N和F3=4.25N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。图甲(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如图乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。图乙图丙两次实验记录的轨迹如图丙所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为。 (3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?()(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探