2015上海市各区高考物理二模分类汇编(专题十二、物理实验——力、热)

1、力、热专题十二、物理实验一、互成角度的两个共点力的合成的实验1、2、研究匀变速直线运动28. 8分某研究性学习小组用图示装置来测定当地重 力加速度，主要操作如下： 由静止释放小铁球，用光 电计时器记录小铁球在两 个光电门间的运动时间 t, 用刻度尺测量出两个光 电门之间的高度h,并计算 出小铁球通过两光电门间 的平均速度V; 保持光电门1的位置不 变，改变光电门2的位置， 重复的操作测出多组V(m/s)2.40.050.100.15 0.200.250.3002.001.802.201.60光电门211201.00h, t，计算出对应的平均速度V；画出V-t图像。请根据实验，答复如下问题:1设

2、小铁球到达光电门1时的速度为V0,当地的重力加速度为 g.那么小铁球通过两光1电门间平均速度 V的表达式为V=v0gt 用V。、g和t表示的距离约为 6.3cm.J V(m/s)2.402.202.001.801.601.401.202实验测得的数据如下表：请在坐标纸上画出V -t图像.实验次数123456h cm10.0020.0030.0040.0050.0060.00t ( s )0.0690.1190.1590.1950.2260.255V ( m/s )1.451.681.892.052.212.353根据V-t图像，可以求得当地重力加速度g=9.6 939.9m/s2，试管夹到光电

3、门128. 6分如图，将长直木板 B支成斜面，挡光片 P固定在小车C的前端，光电门G固定在木板的侧面 A处。让小车在斜面上的同一位置0由静止释放，分别测得宽度 &为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm不同挡光片的挡光时间At 每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐，并计算出各次挡光片通过光电门的平均Ax速度v v = 画出v - A图像如图。1单项选择实验中最接近小车过 A点时的瞬 时速度的挡光片的宽度是A2cm B6cm C10cm D8cm2小车前端过A处的瞬时速度大小为 m/s;3小车的加速度大小为m/s2。答案：28. (6 分)(1)( A ) (2 分20.378(0

4、.370-0.380 都正确(2 分 0.920(0.890-0.930 都正确 (2分三、研究有固定转动轴物体的平衡条件四、验证机械能守恒定律26. 4分图甲为?用 DIS研究机械能守恒定律?的实验。1 多项选择题以下说法中正确的选项是 A必须测定摆锤的直径B丨定位挡片的作用是改变摆锤的机械能C摆锤下落的高度可由标尺盘直接测定D丨摆锤每次都必须从摆锤释放器的位置以不同的速度向下运动位挡片光电门标尺盘1.摆锤释放器次数DCBA高度h/m0.0000.0500.1000.150速度 v/m- s-11.721.410.990.00势能Ep/j动能Ek/j机械能E/J摆锤直径1 A| 0.008

5、|m物体质量m= 0.02 |kgII开始记录III【停止记录ID去除本次数据1!数据计算1继续II返回12丨某同学实验得到的数据界面如图乙所示，那么摆锤经过C点的机械能约为 ， 根据各点的数据分析，可以得出结论26 答案：1AC 2分；20.03J 1分，在只有重力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变1分五、用单摆测定重力加速度28. 7分某同学做“用单摆测定重力加速度的实验，实验步骤如下：I .选取一个摆线长约 1m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验 桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂。II 用米尺量出悬线长度，准确到毫米，作为摆长。I

6、II 放开小球让它来回摆动，用停表测出单摆做3050次全振动所用的时间，计算出平均摆动一次的时间。IV .变更摆长，重做几次实验，根据单摆的周期公式，计算出每次实验测得的重力加速度并求出平均值。(1) 上述实验步骤有二点错误，请一一列举: ?。测得II.2按正确的实验步骤，将单摆全部浸入水中做实验，测得的重力加速度变 的单摆周期为 T,摆长为L,摆球质量为 m,所受浮力为 F，当地的重力加速度的真实值 g=2 分,1I 测量摆球直径，摆长应为摆线长加摆球半径II.在细线偏离竖直方向小于5位置释放小球 2分；2小2 分，4 2LT2F1 分。m甲26 (4分)图甲所示是演示振动图 像的沙摆实验装

7、置，沙摆可视为摆长L=1.0m的单摆，其摆动可看作简谐运动。实验中，细沙从摆动着的漏斗底部均匀漏出， 用手沿与摆动方向垂直的方向匀速拉动纸板，漏在纸板上的细沙形成了图乙所示的粗细变化有规律的一条曲线。1曲线之所以粗细不均匀，主要是因为沙摆摆动过程中速度选填位移"、速度"或加速度"大小在变化。2假设图乙中AB间距离x=4.0m ,当地重力加速度 g=10 m/s2,那么纸板匀速运动的速 度大小为1m/s。28. 7分某兴趣小组查阅资料获知， 弹簧振子做简谐运动的周期 T 2 J- k其中m是振子的质量，k是弹簧的劲度系数，弹簧质量忽略不计，利用该规律可以测定物体的质

8、量。现有如下器材可供选择：一个带有夹子的金属块 A总质量 mo为量；待测质量的物体 B ； 一根 劲度系数未知的弹簧 C;光电门传感器和挡光片 D ;位移传感器E;力传感器 F;数据采集器 G;电脑H。1本实验选用的器材： ，填写器材后面的字母根据选用的器材，简述测定系统振动周期的方法： 2简述测量物体 B的质量的主要步骤直接测量的物理量请用字母表示3根据直接测量的物理量，B的质量mB=。28.答案：1A B C E或D、或FG H 1分，测量周期方法 2分。2不放B时使用DIS系统测出振动周期T1 ；将B固定在A上，使用DIS系统测出振动周期T2。每个步骤各1分3mB 2 分27、4分在 用

9、单摆测定重力加速度'的实验中：1某同学分别选用四种材料不同、直径一样的实心球做实验，各组实验的测量数据如下。假设要准确计算当地的重力加速度值，应选用第组实验数据。组别摆球材料摆长L/m最大摆角全振动次数N/次1铜0.4015 °202铁1.005 °503铝0.4015 °104 / 114木1.005 °502某同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长 L和周期T的数值，画出T2 L图线以T2为纵轴，并算出图线的斜率为 k,那么当地的重力加速度 g 用符号表示。274 分12,2 分，24,/k 2 分，六、验证牛顿第二定律传感器27.

10、(6分)在“用DIS研究质量一定时， 加速度与外力的关系"的实验中，某同学连接完如下列图的实验器材进展实验。(1) 水平轨道足够光滑，传感器已正确连接数据采集器。图示中器材安装中的一个错误是。(2)本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把大小作为细线拉力大小。小车加速度(选填“较小、“较大或“无限制)时，实验结果更加准确。27. 6 分1细线不水平2分2钩码重力 2分 较小 2分28. 6分位移传感器由发射器和接收器组成，发射器装有红外线和超声波发射器，接收器 装有红外线和超声波接收器。=-S 红外线»爱射罰s=。1如图，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外

11、线脉冲和一个超 声波脉冲，接收器收到红外线脉冲 时开始计时t1,收到超声波脉冲时 停止计时t2。超声波在空气中的传 播速度为v红外线传播时间极短， 可忽略，发射器和接收器之间的距离1从2分，2=2分:，气厂2分2某小组设计了使用位移传感器的图示实验装置测量木块下滑的加速度，让木块从倾斜 木板上一点 A静止释放，计算机描绘了滑块相对传感器的位移随时间变化规律如下列图。根据图 线计算to时刻速度v=，木块加速度 a=用图中给岀的 S。、S1、S2、t。表示。28、 7分某同学设计了如下列图的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一适宜的 木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与

12、弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线P、Q,并测出间距d .开始时将木块置于 P处，现缓慢向瓶中加水， 直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数Fo,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数 F，然后 释放木块，并用秒表记下木块从 P运动到Q处的时间 t木块的加速度可以用d、 t表示为a .改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度该同学实验结果的是.a与弹簧秤示数F的关系.以下列图像能表示ABCD多项选择用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,A .可以改变滑动摩擦力的大小B. 可以更方便地获取更多组实验数据C. 可以更准确地测出摩

13、擦力的大小D .可以获得更大的加速度以提高实验精度28 7 分12d/t2 2 分；2 C 2 分，它的优点是。BC 3 分七、研究平抛物体的运动29. 8分甲实验小组利用图a装置探究机械能守恒定律。将小钢球从轨道的不同高度 h处静止释放，斜槽轨道水平末端离落点的高度为H，钢球的落点距轨道末端的水平距离为 s。 g 取 10m/s26 / 111假设轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足 s2=用H、h表示。2图b中图线为根据实验测量结果，描点作出的s2 h关系图线；图线为根据理论计算得到的s2 h关系图线。比照实验结果，发现自同一高度静止释放的钢球，实际水a平抛出的速率 选填“小于'

14、或“大于"理论值。造成这种偏差的可能原因是。乙实验小组利用同样的装置“通过频闪照相探究平抛运动中的机械能守恒'。将质量为0.1kg的小钢球A由斜槽某位置静止释放，由频闪照相得到如图c所示的小球位置示意图，O点为小球的水平抛出点。3根据小球位置示意图可以判断闪光间隔为 s。4以O点为零势能点，小球 A在O点的机械能为 J;小球A在C点时的重力势能为 J,动能为 J,机械能为 Jo 29.8分们S2 4Hh 1分2小于1分轨道与小球间存在摩擦；小球的体积过大答出一个即可，1 分30.1 1 分40.1125; 0.8, 0.9125, 0.11254分 测量小物块 Q与平板P之间

15、的动摩擦因数的实验装置如下列图。 AB是半径足够大的光滑四分 之一圆弧轨道，与水平固定放置的 P板的上外表BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投 影为C'o重力加速度为g。实验步骤如下： 用天平称出物块Q的质量m； 测量出轨道 AB的半径R、BC的长度L和CC的长度h; 将物块Q在A点从静止释放，在物块 Q落地处标记其落点 D; 重复步骤，共做 10次； 将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C'的距离so1请用实验中的测量量表示物块Q到达C点时的动能Ekc= mgs2/4h以与物块Q与平板P之间的动摩擦因数 I = R/ L s2/4hL。2实验步骤的目的是。如

16、果实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量的误差之外，其它的可能是减小实验的偶然误差，圆弧轨道与滑块间有摩擦或空气阻力。写出一个可能的原因即可。A At的关系图应是28. 6分1CD3分2D3分八、研究一定质量气体的压强与体积的关系27.6分某实验小组利用如下列图的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定质量的空气，B是一根与A连接的均匀细玻璃管玻璃管的容积远小于A的容积，管的下端插入水银槽。当外界大气压po=76cmHg，环境温度to=27 C时，管水银柱的高度 h=46cm，在管壁外侧与 水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其它温度刻线。1此测温装置中，h越大，相应的

17、温度读数越 选填“高或“低；温度刻线是 分布的选填“均匀或“不均匀"。2水银柱高度h '=36cm处的温度刻度值应为 C。3假设外界大气压强变为po =77cmHg，读出温度为tC,那么实际温度应修正为 Co27 .答案：1低1 分；均匀1 分。2127 C 2 分。3t+10 2 分28. (6分)如下列图为“研究一定质量气体在体积不变时，其压强与温度的关系的实验。压强传感器测量管被封闭气体的压强，温度计测量水温。采用逐渐参加热水使水温升高同时测量压强和温度。(1)(多项选择题)以下操作正确的选项是(A) 密封气体的试管大局部在水面上(B) 每次参加热水后，应立即读数保证数

18、据的正确性(C) 不必测量被圭寸闭气体的体积(D) 为了提高实验精度可将温度计换成温度传感器(单项选择题)某同学记录下了初始时封闭气体压强po和摄氏温度to,随后逐渐升高温度，并记录下每次测量结果与初始值的差值Ap和At。在实验中出现压强传感器软管脱落，他重新接上后继续加热水实验，其余操作无误。27. 4分在用单分子油膜估测分子大小的实验中,CD10滴%,XP/LJ厂/上JY，.-=宀1-1(A) 一定沿箭头A方向运动(C) 一定沿箭头C方向运动26. 4 分(B) 定沿箭头B方向运动(D)在P点处随水面上下运动1加强2分2D2分01 021多项选择某同学计算出的结果明显偏大，可能是由于A油酸

19、未完全散开B油酸中含有大量酒精 计算油膜面积时舍去了所有缺乏一格的方格求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了2在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴， 把一滴该溶液滴入盛水的外表撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如下列图。图中正方形小方格的边长为1cm,根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 nm。1AC 2 分20.4 2 分九、机械振动和机械波26. (4分)在“观察水波的干预'实验中得到如下列图的干预图样。01、02为波源，实线表示波峰，虚线为P位置与波源连线，且0P=02P。P点是振动

20、点选填“加强"或“减弱"。(2) (单项选择题)假设有一小纸片被轻放在 P点浮于水面上，那么 此后纸片运动情况是扭秤26. (4分)多项选择题图所示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，用来研究静电力的规律.经过屡次艰辛的反复实验，库仑最终找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律.以下说确的是：AB(A) 库仑扭秤的主要局部是在一根细金属丝下面悬挂一根玻璃棒，棒的 一端有一个金属小球 A,另一端是一个平衡小球 B在离A不远处放一个跟 A 一样的金属球C.(B) 如果A、C球带同种电荷，它们间的斥力使玻璃棒转过一个角度， 从它扭转的角度可以计算出电荷间相互作用力的

21、大小.(C) 在实验过程中一定要把该实验装置的玻璃罩抽成真空的.(D) 在实验过程中一定要使 A、B球带同种等量的电荷.其他:27. 伽利略在研究自由落体运动规律时做了著名的斜面实验，实验中他将接近光滑的直木板槽倾斜固定，让铜球从木板槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程 s和时间t的关系，伽利略得到的结论是 s ；假设将此实验结论做合理外推，也可适用于自由落体运动，其原因是铜球在斜面上运动的加速度.A .与铜球质量成正比B .与斜面倾角成正比C.随斜面倾角的增大而增大D .不随斜面倾角的变化而变化其他:abcd27. 6分1如下列图的四个图反映“用油膜法估 测分子的大小实验中的