2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn)練習(xí)

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1、 專題六　物理實(shí)驗(yàn) 第一講力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)一 基本儀器的使用和讀數(shù) 1.[考查游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)] 如圖1是用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的刻度圖，為20分度游標(biāo)尺，讀數(shù)為：__________cm。圖2中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：________mm。 解析：20分度的游標(biāo)卡尺，精確度是0.05 mm，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為13 mm，游標(biāo)尺上第15個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05 mm＝0.75 mm，所以最終讀數(shù)為： 13 mm＋0.75 mm＝13.75 mm＝1.375 cm。 螺旋測(cè)微器的固定刻度為0.5 mm， 可動(dòng)刻度為20.0×0

2、.01 mm＝0.200 mm， 所以最終讀數(shù)為0.5 mm＋0.200 mm＝0.700 mm。 答案：1.375　0.700 2．[考查游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用和讀數(shù)] (1)根據(jù)單擺周期公式T＝2π，可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。如圖甲所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一小鋼球，就做成了單擺。 用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________ mm。 (2)在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時(shí)的讀數(shù)為________ mm，合金絲的直徑為________ mm。 解析：(1)該游標(biāo)尺為

3、十分度的，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可讀出小鋼球直徑大小。 (2)由于螺旋測(cè)微器開始起點(diǎn)有誤差，估讀為0.007 mm，測(cè)量后要去掉開始誤差。 答案：(1)18.6　(2)0.007　0.639(0.638～0.640) 考點(diǎn)二 “紙帶”類實(shí)驗(yàn) 3.[考查研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)] 某同學(xué)利用如圖所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 (1)實(shí)驗(yàn)中，必須的措施是________。 A．細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行 B．先接通電源再釋放小車 C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 D．平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力 (2)他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如

4、圖所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出)。s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm。則小車的加速度a＝________ m/s2(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù))，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝________ m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為順利完成實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)效果，細(xì)線與長(zhǎng)木板要平行，否則小車受力會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)A正確；為打的點(diǎn)盡量多些，需先接通電源，再釋放小車，選項(xiàng)B正確；本題中只要保證小車做勻變速運(yùn)動(dòng)即可，無(wú)須保證小車質(zhì)量

5、遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，小車與長(zhǎng)木板間可以有不變的摩擦力，無(wú)須平衡摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故必須的措施是A、B選項(xiàng)。 (2)由s4－s1＝3aT2、s5－s2＝3aT2、s6－s3＝3aT2知加速度a＝＝0.80 m/s2 打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝＝0.40 m/s。 答案：(1)AB　(2)0.80　0.40 4．[考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律] 用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還

6、有4個(gè)打下的點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。已知m1＝50 g，m2＝150 g，則(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，實(shí)驗(yàn)用交流電周期為0.02 s) (1)在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v5＝________m/s； (2)在記數(shù)點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝______J，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，g取10 m/s2，則系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝________J； (3)在本實(shí)驗(yàn)中，若某同學(xué)作出了v2-h圖像，如圖丙所示，h為從起點(diǎn)量起的長(zhǎng)度，則據(jù)此得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝____________m/s2。 解析：(1)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有： v5＝＝ m/s＝2

7、.4 m/s。 (2)系統(tǒng)動(dòng)能的增量為：ΔEk＝Ek5－0＝(m1＋m2)v52＝×(0.05＋0.15)×2.42 J＝0.58 J， 系統(tǒng)重力勢(shì)能減小量為：ΔEp＝(m2－m1)gh＝0.1×10×(0.384＋0.216)J＝0.60 J， 在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 (3)由于ΔEk＝Ek5－0＝(m1＋m2)v52＝ΔEp＝(m2－m1)gh， 由于(m1＋m2)＝2(m2－m1)， 所以得到：v2＝h， 所以v2-h圖像的斜率k＝，解得g＝9.7 m/s2。 答案：(1)2.4　(2)0.58　0.60　(3)9.7 5.[考查探究加速度

8、與力、物體質(zhì)量的關(guān)系] 某同學(xué)利用如圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質(zhì)量的關(guān)系”，圖中裝有砝碼的小車放在長(zhǎng)木板上，左端拴有一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一砝碼盤相連。在砝碼盤的牽引下，小車在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖乙是該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些連續(xù)的點(diǎn)，該同學(xué)測(cè)得相鄰點(diǎn)之間的距離分別是s1、s2、s3、s4、s5、s6，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的周期為T。小車及車中砝碼的總質(zhì)量為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。 (1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度表達(dá)式為a＝______________。 (2)該同學(xué)先探究合外力不變的情況下，

9、加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下說(shuō)法正確的是________。 A．平衡摩擦力時(shí)，要把裝有砝碼的砝碼盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，把木板不帶滑輪的一端緩慢抬起，反復(fù)調(diào)節(jié)直到紙帶上打出的點(diǎn)跡均勻?yàn)橹? B．由于小車受到的摩擦力與自身重力有關(guān)，所以每次改變小車質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力 C．用天平測(cè)出M和m后，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可以直接用公式a＝求出 D．在改變小車質(zhì)量M時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)M的值越大，實(shí)驗(yàn)的誤差就越小 (3)該同學(xué)接下來(lái)探究在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力的關(guān)系。他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個(gè)放在砝碼盤中，用天平測(cè)得砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m，并通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出加

10、速度。得到多組數(shù)據(jù)后，繪出如圖丙所示的a-F圖像，發(fā)現(xiàn)圖像是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線。圖像中直線的斜率表示______(用本實(shí)驗(yàn)中可測(cè)量的量表示)。 (4)該同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)思想方法為________。 A．理想化模型法　　　　　 　B．控制變量法 C．極限法 D．比值法 解析：(1)為了減小偶然誤差，采用逐差法處理數(shù)據(jù)，有： s6－s3＝3a1T2，s5－s2＝3a2T2，s4－s1＝3a3T2， 為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：a＝(a1＋a2＋a3) 解得：a＝。 (2)在該實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)為細(xì)繩的拉力就等于小車所受的合外力，故在平

11、衡摩擦力時(shí)，細(xì)繩的另一端不能懸掛裝砝碼的砝碼盤，故A錯(cuò)誤；由于平衡摩擦力之后有Mgsin θ＝μMgcos θ，故tan θ＝μ。所以無(wú)論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動(dòng)摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量時(shí)不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；小車運(yùn)動(dòng)的加速度通過紙帶求出，不能通過a＝求出，故C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)中，只有滿足砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車及車中砝碼的總質(zhì)量M時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)繩拉力等于砝碼盤和砝碼的重力，所以在改變小車質(zhì)量M時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)M的值越大，實(shí)驗(yàn)的誤差就越小，故D正確。 (3)對(duì)砝碼盤和砝碼：mg－F＝ma① 對(duì)小車：F＝Ma② 聯(lián)立①②得：mg＝(M＋m)

12、a 認(rèn)為合力F＝mg 所以F＝(M＋m)a 即a＝F，a-F圖像是過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，直線的斜率表示。 (4)該實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，先控制砝碼盤和砝碼的總重力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，再控制小車和砝碼盤及砝碼的質(zhì)量M＋m不變，研究加速度與力的關(guān)系，故選B。 答案：(1)　(2)D　(3)　(4)B 6．[考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律] 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為

13、50 Hz，長(zhǎng)木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。 (1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選__________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度。(以上兩空均選填“AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量mA＝0.4 kg，小車B的質(zhì)量為mB＝0.2 kg，求碰前兩小車的總動(dòng)量、碰后兩小車的總動(dòng)量。 解析：(1)從分析紙帶上打點(diǎn)的情況看，BC段既表示小車做勻速運(yùn)動(dòng)，又表示小車有較大速度，因此BC段能較準(zhǔn)確地描述小車A在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選用BC段計(jì)算小車A碰前的速度。 從CD段打

14、點(diǎn)的情況看，小車的運(yùn)動(dòng)情況還沒穩(wěn)定，而在DE段內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，故應(yīng)選用DE段計(jì)算A和B碰后的共同速度。 (2)小車A在碰撞前速度 v0＝＝ m/s＝1.050 m/s 小車A在碰撞前動(dòng)量 p0＝mAv0＝0.4×1.050 kg·m/s＝0.420 kg·m/s 此即為碰前兩小車的總動(dòng)量。 碰撞后A、B的共同速度 v＝＝ m/s＝0.695 m/s 碰撞后A、B的總動(dòng)量p＝(mA＋mB)v＝(0.2＋0.4)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s。 答案：(1)BC　DE (2)0.420 kg·m/s　0.417 kg·m/s 考點(diǎn)三 “彈簧” “橡

15、皮條”類實(shí)驗(yàn) 7.[考查探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系] 某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。 (1)圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為________ cm； (2)本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是______；(填選項(xiàng)前的字母) A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 B．隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 (3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈

16、力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是________________________________________。 解析：(1)彈簧伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度為14.66 cm，則伸長(zhǎng)量Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm。 (2)逐一增掛鉤碼，便于有規(guī)律地描點(diǎn)作圖，也可避免因隨意增加鉤碼過多超過彈簧的彈性限度而損壞彈簧。 (3)AB段明顯偏離OA，伸長(zhǎng)量Δl不再與彈力F成正比，是超出彈簧的彈性限度造成的。 答案：(1)6.93　(2)A　(3)彈簧受到的拉力超過了其彈性限度 8．[考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則] 在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則

17、”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。 (1)圖乙中，________是F1和F2的實(shí)際合力。 (2)保持O點(diǎn)的位置和OB繩的方向不變，當(dāng)角θ從60°逐漸增大到120°的過程中，OC繩的拉力的變化情況是__________________。 (3)為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，下列措施中可行的是________。 A．拉橡皮條的細(xì)繩應(yīng)該細(xì)一些且適當(dāng)長(zhǎng)一些 B．拉橡皮條時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行 C．橡皮條彈性要好，在選擇O點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)讓拉力適當(dāng)大些 D．拉力F

18、1和F2的夾角越大越好 解析：(1)F是通過作圖的方法得到合力的理論值，而F′是通過一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，使得一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力效果相同。故方向一定沿AO方向的是F′，由于誤差的存在，使F和F′方向并不完全重合。 (2)保持O點(diǎn)的位置和OB繩的方向不變，當(dāng)角θ從60°逐漸增大到120°的過程中，合力大小和方向不變，根據(jù)平行四邊形定則作出對(duì)應(yīng)圖像如圖所示，則可知，OC繩的拉力的變化情況是先減小后增大。 (3)為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，拉橡皮條的細(xì)繩應(yīng)該細(xì)一些且適當(dāng)長(zhǎng)一些，故A正確。拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)必須保證與木板平面平行，故B正確。橡皮條彈性要

19、好，選擇拉結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些，故C正確。為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，拉力的夾角適當(dāng)大一些，不是越大越好，故D錯(cuò)誤。 答案：(1)F′　(2)先減小后增大　(3)ABC 考點(diǎn)一　基本儀器的使用和讀數(shù) [夯基固本] 一、長(zhǎng)度測(cè)量類儀器 1．游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 游標(biāo)尺(mm) 精度 (mm) 測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n個(gè)刻線與主尺上的某刻度線對(duì)正時(shí))(mm) 刻度 格數(shù) 刻度 總長(zhǎng)度 每小格與 1毫米差 10 9 0.1 0.1 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.1n 20 19 0.05 0.05 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.05n 50 49 0.

20、02 0.02 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.02n 2．螺旋測(cè)微器的讀數(shù) 測(cè)量值＝固定刻度整毫米數(shù)＋半毫米數(shù)＋可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀)×0.01 mm。 二、時(shí)間測(cè)量類儀器 1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 計(jì)時(shí)器種類 工作電源電壓 打點(diǎn)間隔 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 交流50 Hz,4～6 V 0.02 s 電火花計(jì)時(shí)器 交流50 Hz，220_V 0.02 s 2.頻閃照相機(jī) 其作用和處理方法與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器類似，它是用等時(shí)間間隔獲取圖像信息的方法，將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來(lái)，使用時(shí)要明確頻閃的時(shí)間間隔。 [重點(diǎn)清障] 1．游標(biāo)卡尺的精度有三種，分別為0.1 mm、0.05 mm

21、、0.02 mm，讀數(shù)時(shí)要確認(rèn)是哪種精度的游標(biāo)卡尺。如診斷卷第1題為0.05 mm的游標(biāo)卡尺，診斷卷第2題為0.1 mm的游標(biāo)卡尺。 2．螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度尺上的半刻度線是否露出及最后結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)。如診斷卷第1題，螺旋測(cè)微器半刻度線已露出，對(duì)齊格數(shù)應(yīng)讀20.0。 3．注意題目要求的單位是否為mm，若不是則先以mm為單位讀數(shù)，然后再轉(zhuǎn)換為題目要求的單位。如診斷卷第1題，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)要求以cm為單位，則先按mm為單位讀出13.75 mm，再轉(zhuǎn)換為1.375 cm。 4．螺旋測(cè)微器常有“零”誤差出現(xiàn)，此時(shí)要注意測(cè)量的實(shí)際結(jié)果的修正方法。如診斷卷第2題，合金絲的直徑應(yīng)為右側(cè)

22、讀數(shù)減去左側(cè)讀數(shù)。 1．圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的________(填“A”“B”或“C ”)進(jìn)行測(cè)量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為________ mm。 解析：測(cè)量尺寸較小管件的內(nèi)徑時(shí)用游標(biāo)卡尺的內(nèi)測(cè)量爪A進(jìn)行測(cè)量；測(cè)量尺寸較小管件的外徑時(shí)用游標(biāo)卡尺的外測(cè)量爪B進(jìn)行測(cè)量；測(cè)量深度時(shí)用游標(biāo)卡尺的深度尺C進(jìn)行測(cè)量。鋼筆帽的內(nèi)徑為：11 mm＋6×0.05 mm＝11.30 mm。 答案：A　11.30 2．(2017·濰坊期中)小明仿照螺旋測(cè)微器的構(gòu)造，用水杯制作了一個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)量工具，已知水杯蓋的螺距為2.0 cm，將杯蓋一圈均勻分

23、為200份，杯蓋擰緊時(shí)可動(dòng)刻度的“0”位置與固定刻度 的“0”位置(固定在杯體上)對(duì)齊。如圖所示，讀出所測(cè)物體的外徑為__________cm。 解析：由題意可知，水杯蓋的螺距是2 cm，將可動(dòng)刻度分為200等份，則其精度為：0.1 mm，固定刻度讀數(shù)為0，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.1×168.0 mm＝16.80 mm＝1.680 cm，所以最終讀數(shù)為：0＋1.680 cm＝1.680 cm。 答案：1.680 考點(diǎn)二　“紙帶”類實(shí)驗(yàn) [夯基固本] 1．由紙帶確定時(shí)間 要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，為便于測(cè)量和計(jì)算，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣時(shí)間間

24、隔為Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。 2．求瞬時(shí)速度 做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。如圖所示，求紙帶上某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移xn和xn＋1，則打n點(diǎn)時(shí)的速度vn＝。 3．求加速度 (1)利用a＝求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況下可利用Δx＝xn＋1－xn＝aT2求加速度a。 (2)逐差法 如圖所示，由xn－xm＝(n－m)aT2 可得：a1＝，a2＝，a3＝， 所以a＝＝。 (3)兩段法：把圖中x1、x2、x3、x4、x5、x6分成時(shí)間相等(均為3T)的兩大段，則由x Ⅱ－x

25、Ⅰ＝aT2得：(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)＝a(3T)2，解出的a與上面逐差法結(jié)果相等，但卻要簡(jiǎn)單得多。 (4)圖像法： ①由vn＝，求出相應(yīng)點(diǎn)的速度。 ②確定各計(jì)數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)值(v1，T)、(v2,2T)、…、(vn，nT)。 ③畫出v -t圖像，圖線的斜率為物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。 [重點(diǎn)清障] 1．利用紙帶求速度、加速度時(shí)注意三點(diǎn) (1)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，是0.02 s，還是0.02 s×n。如診斷卷第3題，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則T＝0.02 s×5＝0.1 s。 (2)注意點(diǎn)間距的單位和題目中要求的a、v單位是否一致。如診斷卷第3題中，s1→s

26、6的單位均為cm，而a、v的要求單位分別為m/s2、m/s，因此，應(yīng)將s1→s6的單位轉(zhuǎn)變?yōu)閙。診斷卷第4題和第6題也有同樣的問題。 (3)注意計(jì)算加速度公式的選取。只有兩段位移s1、s2，應(yīng)選取s2－s1＝aT2計(jì)算加速度，有六段位移，應(yīng)選用a＝計(jì)算加速度。如診斷卷第3題和第5題，都采用第二種方法計(jì)算加速度。 2．不同的實(shí)驗(yàn)，平衡摩擦力的目的也不相同 (1)在探究做功與動(dòng)能變化的關(guān)系時(shí)，為了使橡皮筋對(duì)小車所做的功為總功，應(yīng)平衡小車的摩擦力。 (2)在探究a與F、m的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力的目的是為使細(xì)線的拉力作為小車的合外力，如診斷卷第5題。 (3)在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中

27、，平衡摩擦力的目的是使小車碰前、碰后均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，便于測(cè)量速度，小車碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒條件。 1．(2017·肇慶二模)小張同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下： 如圖甲所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，先打開電源后釋放重物，重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始下落，打出幾條紙帶并選出一條比較理想的紙帶如圖乙所示，在紙帶上取出若干計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，分別用s1、s2、s3、s4、s5表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率f。圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝________(用f表示)，計(jì)算重力加速度的公式是g＝________(用f、s2、s5表

28、示)，計(jì)數(shù)點(diǎn)5的速度公式是v5＝________(用f、s4、s5表示)。 解析：由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為f，故打下的兩個(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，又因?yàn)槊肯噜徲?jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，故圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝；如果用f、s2、s5表示重力加速度，則s5－s2＝g×(5－2)T2＝3g×2，則計(jì)算重力加速度的公式是g＝；如果用f、s4、s5表示加速度，則g＝，點(diǎn)4的瞬時(shí)速度為v4＝，又因?yàn)関5＝v4＋gT， 故代入解之得v5＝。 答案：　　 2．(2018屆高三·吉林大學(xué)附中檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材做“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)把砂和砂桶的總重力當(dāng)

29、作小車受到的合外力。 (1)為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差盡量小，在實(shí)驗(yàn)操作中，下面做法必要的是________。 A．實(shí)驗(yàn)前要對(duì)裝置進(jìn)行平衡摩擦力的操作 B．實(shí)驗(yàn)操作時(shí)要先放小車，后接通電源 C．在利用紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，所選的兩個(gè)研究點(diǎn)離得越近越好 D．在實(shí)驗(yàn)過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 (2)除實(shí)驗(yàn)裝置中的儀器外，還需要的測(cè)量?jī)x器有________________________________。 (3)如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點(diǎn)來(lái)探究“動(dòng)能定理”。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g。圖中已經(jīng)標(biāo)明了要測(cè)量的物理量，另外，小車的

30、質(zhì)量為M，砂和砂桶的總質(zhì)量為m。請(qǐng)你把要探究的結(jié)果用題中給出的字母表達(dá)出來(lái)__________________________________________。 解析：(1)實(shí)驗(yàn)前要對(duì)裝置進(jìn)行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是細(xì)線的拉力，故A正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故B錯(cuò)誤；在利用紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，所選的兩個(gè)研究點(diǎn)離得越近測(cè)量誤差越大，故C錯(cuò)誤；在實(shí)驗(yàn)過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣才能使得砂和砂桶的總重力近似等于細(xì)線對(duì)小車的拉力，故D正確。 (2)由于實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量

31、小車速度，速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的紙帶計(jì)算得出的，故需要測(cè)量點(diǎn)距，需要刻度尺；本實(shí)驗(yàn)還要測(cè)量質(zhì)量，故需要天平。 (3)小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的總質(zhì)量為m，M遠(yuǎn)大于m。則細(xì)線對(duì)小車的作用力等于砂和砂桶的總重力mg，所以恒力對(duì)小車做的功可表示為：mgx。 由v＝得：vA＝，vB＝， 所以小車動(dòng)能的改變量為 ΔEk＝MvB2－MvA2＝， 本實(shí)驗(yàn)就是要驗(yàn)證減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能，即mgx＝。 答案：(1)AD　(2)刻度尺、天平　(3)mgx＝ 3．如圖甲所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，某同學(xué)完成了一系列實(shí)驗(yàn)操作后，得到了如圖乙所示的一條紙帶?，F(xiàn)選取紙帶上某清晰的點(diǎn)標(biāo)為

32、0，然后每?jī)蓚€(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)記為1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6與0點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6。(重力加速度為g) (1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，可求出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，其中v5的計(jì)算式v5＝__________。 (2)若重錘的質(zhì)量為m，取打點(diǎn)0時(shí)重錘所在水平面為參考平面，分別算出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Epi和動(dòng)能Eki，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Ep3＝______(用題中所給物理量的符號(hào)表示)；接著在E-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的Ek-h和Ep-h圖線，求

33、得Ep-h圖線斜率的絕對(duì)值為k1，Ek-h圖線的斜率為k2，則在誤差允許的范圍內(nèi)，k1________k2(選填“＞”“＜”或“＝”)時(shí)重錘的機(jī)械能守恒。 (3)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是________。 A．實(shí)驗(yàn)中可用干電池作為電源 B．為了減小阻力的影響，重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放紙帶后接通電源 D．圖丙Ek-h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時(shí)的動(dòng)能 (4)無(wú)論如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和措施，總有重力勢(shì)能的改變量大于動(dòng)能的改變量，原因是：__________________。 解析：(1)計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度等于4、6兩點(diǎn)間的平均速度，則v5＝。

34、(2)打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Ep3＝－mgh3，根據(jù)圖像可知，每一段對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能減小量和動(dòng)能增加量相等，那么機(jī)械能守恒，即圖線的斜率大小相同，才能滿足條件，因此k1＝k2。 (3)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，不可用干電池作為電源，故A錯(cuò)誤；為了減小阻力的影響，重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些，故B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤；圖丙Ek-h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時(shí)的初動(dòng)能，故D正確。 (4)無(wú)論如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和措施，總有重力勢(shì)能的改變量大于動(dòng)能的改變量，原因是重錘下落過程中紙帶和重錘受到阻力作用。 答案：(1)　(2)－mgh3?。健?3)BD

35、(4)重錘下落過程中紙帶和重錘受到阻力作用 考點(diǎn)三　“彈簧”“橡皮條”類實(shí)驗(yàn) [夯基固本] 1．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的操作關(guān)鍵 (1)實(shí)驗(yàn)中不能掛過多的鉤碼，防止彈簧超過彈性限度。 (2)畫圖像時(shí)，不要連成“折線”，而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在同一直線上，不能落在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)。 2．驗(yàn)證力的平行四邊形定則的操作關(guān)鍵 (1)每次拉伸，結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。 (2)記下每次各力的大小和方向。 (3)畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度。 [重點(diǎn)清障] 1．刻度尺及彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) (1)以mm為最小刻度值的刻度尺，要估讀到mm的十分位，如診斷卷第7題，甲的讀數(shù)為

36、7.73 cm，乙的讀數(shù)為14.66 cm。 (2)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)時(shí)要先看量程和分度值，再根據(jù)指針?biāo)傅奈恢米x出所測(cè)力的大小。如分度值為0.1 N，則要估讀，即有兩位小數(shù)，如分度值為0.2 N，則小數(shù)點(diǎn)后只能有一位小數(shù)。 2．F-x和F-l圖像的特點(diǎn) (1)F-x為一條過原點(diǎn)的直線，而F-l為一條傾斜直線但不過原點(diǎn)。 (2)F-x圖線和F-l圖線的斜率均表示彈簧(或橡皮筋)的勁度系數(shù)。 (3)F-l圖線在l軸的截距表示彈簧(或橡皮筋)的原長(zhǎng)。 (4)F-x和F-l圖線發(fā)生彎曲的原因是彈簧(或橡皮筋)超出了彈性限度。如診斷卷第7題圖丙。 3．在驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中，利用平

37、行四邊形定則求得的合力與測(cè)得的合力一般不完全重合。如診斷卷第8題的第(1)問。 1．某同學(xué)從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里借來(lái)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，在家里做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用完全相同的兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行操作，彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)C，下端用細(xì)線掛一重物G，彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉至水平，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。 (1)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針如圖1所示，由圖可知拉力的大小為______________ N(本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N)；由實(shí)驗(yàn)作出FA和FB的合力F的圖

38、示(如圖2所示)，得到的結(jié)果符合事實(shí)的是__________。(填“甲”或“乙”) (2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是__________(填正確答案標(biāo)號(hào))。 A．理想實(shí)驗(yàn)法　　　　　　 　B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法 (3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，下列解決辦法可行的是__________。 A．改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的大小 B．減小重物M的質(zhì)量 C．將A更換成量程較小的彈簧測(cè)力計(jì) D．改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力方向 解析：(1)由題圖知，彈簧測(cè)力計(jì)A的最小刻度值為0.2 N，讀數(shù)為5.8 N。用平行四邊形定則求出的合力可以與重

39、力的方向有偏差，但懸掛重物的線應(yīng)該豎直向下，故甲圖實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。 (2)本實(shí)驗(yàn)中，需要保證單個(gè)拉力的作用效果與兩個(gè)拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法。 (3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)A超出其量程，則說(shuō)明彈簧測(cè)力計(jì)B與重物這兩根細(xì)線的力的合力已偏大。又由于掛重物的細(xì)線力的方向已確定，所以要么減小重物的重量，要么改變測(cè)力計(jì)B拉細(xì)線的方向，或改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的大小，從而使測(cè)力計(jì)A不超出量程，故A、B、D正確。 答案：(1)5.8　甲　(2)B　(3)ABD 2．在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。所懸掛鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右的恒定

40、拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度。作出彈簧的長(zhǎng)度(x)隨鉤碼個(gè)數(shù)(n)變化的圖像如圖乙所示，則： (1)圖線與x軸的交點(diǎn)的物理意義是______________； (2)圖線BC段偏離了直線，其原因是______________； (3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧豎直懸掛放置相比，優(yōu)點(diǎn)在于__________________________________，缺點(diǎn)在于_____________________________。 解析：(1)圖線與x軸的交點(diǎn)的物理意義表示鉤碼個(gè)數(shù)n＝0時(shí)彈簧的長(zhǎng)度，即為彈簧的原

41、長(zhǎng)； (2)根據(jù)胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與形變量成正比，因此隨著所掛鉤碼的改變，圖像應(yīng)為一條傾斜直線，圖線BC段偏離了直線，說(shuō)明彈簧的彈力與形變量不成正比關(guān)系，因此其原因?yàn)槌隽藦椈傻膹椥韵薅龋? (3)當(dāng)彈簧豎直放置時(shí)，彈簧實(shí)際自身有重力，會(huì)對(duì)彈簧產(chǎn)生拉力，因此改為水平放置時(shí)可以避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，但是此時(shí)彈簧與桌面、繩子與滑輪間的摩擦卻不可避免，成為它的缺點(diǎn)。 答案：(1)彈簧的原長(zhǎng)　(2)超出彈簧的彈性限度 (3)避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響　彈簧與桌面、繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)誤差 第二講力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)一 試題情景的設(shè)計(jì)與創(chuàng)

42、新 1.[考查利用能量守恒定律測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)] 某同學(xué)用如圖所示裝置測(cè)物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。圖中長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，光滑的四分之一圓弧軌道與長(zhǎng)木板的上表面在O點(diǎn)相切，一豎直標(biāo)尺緊貼圓弧軌道左側(cè)放置，圓弧曲面與標(biāo)尺豎直面相切。 (1)在A點(diǎn)由靜止釋放物塊，物塊經(jīng)圓弧軌道滑上長(zhǎng)木板，最后停在a點(diǎn)，改變滑塊釋放的位置于B點(diǎn)，物塊最后停在長(zhǎng)木板上的b點(diǎn)，量出A、B間的高度h，a、b間的距離L，重力加速度為g，則物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。 (2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，多次改變物塊釋放的位置，測(cè)出每次物塊釋放的位置離A點(diǎn)的高度h，最后停在長(zhǎng)木板上的位置離O點(diǎn)的距離為x

43、，作出x-h圖像，則作出的圖像應(yīng)該是________(填“過原點(diǎn)”或“不過原點(diǎn)”)的一條傾斜的直線，求出圖像的斜率為k，則物塊與長(zhǎng)木板面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝__________。 解析：(1)由能量守恒可知，mgh＝μmgL，得μ＝。 (2)設(shè)OA間的高度為H，則mg(h＋H)＝μmgx， 得x＝h＋H，因此圖線是一條不過原點(diǎn)的傾斜直線，圖線的斜率k＝，得μ＝。 答案：(1)　(2)不過原點(diǎn)　 2．[利用鋼球擺動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律] 某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)。光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的

44、遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v＝作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。 (1)用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離。 A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端 (2)用ΔEk＝mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小。用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為________cm。某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的

45、示數(shù)為0.010 0 s。則鋼球的速度為v＝________m/s。 (3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果： ΔEp(×10－2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10－2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由。 (4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議。 解析：(1)高度變化要比較鋼球球心的高度變化。 (2)毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米下一位，由v＝代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出相應(yīng)速度。 (3)從表中數(shù)據(jù)可知ΔEk＞Δ

46、Ep，若有空氣阻力，則應(yīng)為ΔEk＜ΔEp，所以不同意他的觀點(diǎn)。 (4)實(shí)驗(yàn)中遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度大于鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度，因此由ΔEk＝mv2計(jì)算得到的ΔEk偏大，要減小ΔEp與ΔEk的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度。 答案：(1)B　(2)1.50(1.49～1.51都算對(duì))　1.50(1.49～1.51都算對(duì))　(3)不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp?！?4)分別測(cè)出光電門和球心到懸點(diǎn)的長(zhǎng)度L和l，計(jì)算ΔEk時(shí)，將v折算成鋼球的速度v′＝v。 3．[利用凹形橋模擬器測(cè)小車過橋最低點(diǎn)的速度] 某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車通過凹

47、形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R＝0.20 m)。 完成下列填空： (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg。 (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為________kg。 (3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示。 序號(hào) 1 2 3 4 5 m(kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90 (4)

48、根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為________N；小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(2)題圖(b)中托盤秤的示數(shù)為1.40 kg。 (4)小車5次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)托盤秤的示數(shù)平均值為m＝ kg＝1.81 kg。 小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為 F＝(m－1.00)g＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N 由題意可知小車的質(zhì)量為 m′＝(1.40－1.00)kg＝0.40 kg 對(duì)小車，在最低點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得 F－m′g＝，解得v≈1.4 m/s。

49、 答案：(2)1.40　(4)7.9　1.4 考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 4.[用電子秤替換彈簧測(cè)力計(jì)] 一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則。 (1)如圖(a)，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺________時(shí)電子秤的示數(shù)F。 (2)如圖(b)，將三根細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上。水平拉開細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、____________和電子秤的示數(shù)F1。 (3)如圖(c)，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上。手握電子秤沿著(2

50、)中L2的方向拉開細(xì)線L2，使______________和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。 (4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若______________，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。 解析：(1)要測(cè)量裝滿水的水壺的重力，應(yīng)記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F。 (2)要畫出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)也要記錄三根細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1。 (3)已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小，還要記錄另一個(gè)分力的大小，則結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)位置不能變化，力的方向也都不能變化，

51、所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。 (4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若F和F′在誤差范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。 答案：(1)靜止　(2)三根細(xì)線的方向　(3)結(jié)點(diǎn)O的位置 (4)F和F′在誤差范圍內(nèi)重合 5．[氣墊導(dǎo)軌、拉力傳感器、光電門替換長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器] 某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。 (1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s＝________ cm； (2)測(cè)量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時(shí)間Δt1和Δt2，并從拉力傳感器中

52、讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要直接測(cè)量的一個(gè)物理量是______________； (3)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼盤和砝碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？________(填“是”或“否”) 解析：(1)光電門1處刻度尺讀數(shù)為：20.0 cm，光電門2處刻度尺讀數(shù)為：70.0 cm，故兩光電門中心之間的距離s＝70.0 cm－20.0 cm＝50.0 cm； (2)由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度?；瑝K通過光電門1速度為： v1＝ 滑塊通過光電門2速度為：v2＝ 根據(jù)功能關(guān)系需要驗(yàn)證的關(guān)系式為： Fs＝Mv22－Mv12＝

53、M2－M2， 可見還需要測(cè)量出M，即滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量； (3)該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。 答案：(1)50.0 (2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M (3)否 考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)結(jié)論的拓展與延伸 6.[由探究牛頓第二定律拓展到測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)] 如圖所示為一小滑塊下滑過程的頻閃照片示意圖。已知頻閃相機(jī)每隔0.05 s閃光一次，照片中的數(shù)字是滑塊滑下的距離。 (1)根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)如何判定滑塊的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)？ 答：__________________

54、_________________________________________________； (2)滑塊下滑過程中的加速度大小a＝________m/s2； (3)滑塊下滑過程中經(jīng)過位置3時(shí)速度大小v3＝________m/s； (4)已知斜面固定在水平面上，傾角為37°，則滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2，以上結(jié)果均要求保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)由圖示可知：x2－x1＝4.48 cm－3.51 cm＝0.97 cm＝0.009 7 m，x3－x2＝5.49 cm－4.48 cm＝1.0

55、1 cm＝0.010 1 m，x4－x3＝6.50 cm－5.49 cm＝1.01 cm＝0.010 1 m，由此可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，滑塊在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等，滑塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)由(1)可知：Δx≈0.010 0 m，由Δx＝at2可知，加速度：a＝＝ m/s2＝4.0 m/s2； (3)滑塊下滑過程中經(jīng)過位置3時(shí)速度大小 v3＝＝ m/s≈1.0 m/s； (4)由牛頓第二定律得： a＝＝gsin 37°－μgcos 37°， 解得：μ＝0.25。 答案：(1)在誤差允許范圍內(nèi)，滑塊在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等　(2)4.0　(3)1.0　(4)0.2

56、5 7．[由測(cè)定加速度延伸為測(cè)定交流電的頻率] 某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。 該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算。 (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為____________，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為____________，重物下落的加速度大小為________。 (2)已測(cè)得s1＝8.89 cm，s2＝9

57、.50 cm，s3＝10.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________ Hz。 解析：(1)重物勻加速下落時(shí)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得vB＝＝f(s1＋s2) vC＝＝f(s2＋s3) 由s3－s1＝2aT2得 a＝。 (2)根據(jù)牛頓第二定律，有mg－kmg＝ma 根據(jù)以上各式，化簡(jiǎn)得f＝ 代入數(shù)據(jù)可得f≈40 Hz。 答案：(1)f(s1＋s2)　f(s2＋s3)　f2(s3－s1) (2)40 考點(diǎn)一　試題情景的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 最近幾年的考題在試題情景的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了較多的創(chuàng)新

58、，不過其考查的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)處理方法仍然不變，因此，對(duì)于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的處理，最根本的方法是要把其從新情景中分離出來(lái)，找出與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的相通之處，然后運(yùn)用熟悉的實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行解答。需要考生在常規(guī)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)靈活變通 1．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或光電門和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律測(cè)出滑塊加速度，再利用牛頓第二定律得到動(dòng)摩擦因數(shù)，是常見的實(shí)驗(yàn)思想。診斷卷第1題是利用能量守恒定律，滑塊重力做的功與克服摩擦力所做的功的關(guān)系測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù)，這是本實(shí)驗(yàn)情景設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新之處。 2．在診斷卷第2題中，利用小球由靜止向下擺動(dòng)的過程驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是實(shí)驗(yàn)情景的創(chuàng)新，本題由于用遮光條的速度作為小球的速度，出現(xiàn)了ΔEk>

59、ΔEp的反常實(shí)驗(yàn)結(jié)論，是屬于問題設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新。 3．在診斷卷第3題中，利用凹形橋模擬器和托盤秤測(cè)量玩具小車到達(dá)凹形橋最低點(diǎn)的速度，是從實(shí)驗(yàn)器材、測(cè)量原理到測(cè)量物理量的整體創(chuàng)新，試題難度相對(duì)較大。在解答本題時(shí)要注意區(qū)別幾個(gè)示數(shù)：圖(a)所示對(duì)應(yīng)的示數(shù)1.00 kg為凹形橋模擬器的質(zhì)量；圖(b)所示的示數(shù)與圖(a)中示數(shù)之差為玩具小車的質(zhì)量；表格中示數(shù)的平均值對(duì)應(yīng)的力與凹形橋模擬器的重力之差為小車在凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。 1．(2016·四川高考)用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未

60、畫出)與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測(cè)得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量A、O之間的距離x。 (1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是________。 (2)為求出彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量________。 A．彈簧原長(zhǎng) B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣? C．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量 (3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將________。 A．增大　　　 　B．減小　　　　C．不變 解析：(1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故滑塊的速率v＝。 (2)根據(jù)功能關(guān)系，彈簧的彈性勢(shì)能Ep＝mv2，所

61、以要求彈性勢(shì)能，還需要測(cè)得滑塊的質(zhì)量，故選項(xiàng)C正確。 (3)彈簧的形變量越大，彈性勢(shì)能越大，滑塊離開彈簧時(shí)的速度越大，滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間越短，故x增大時(shí)，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將變小，故選項(xiàng)B正確。 答案：(1)v＝　(2)C　(3)B 2．某同學(xué)利用如圖甲所示裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能是否守恒。在圓弧槽軌道的末端安裝一個(gè)光電門B，圓弧槽末端水平。地面上鋪有白紙，白紙上鋪有復(fù)寫紙，讓小球從圓弧槽上固定位置A點(diǎn)由靜止釋放，通過光電門后落在地面的復(fù)寫紙上，在白紙上留下打擊印。重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，測(cè)得小球通過光電門B的平均時(shí)間為Δt＝2.50 ms。(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8 m/s2) (1)用

62、游標(biāo)卡尺測(cè)得小球直徑如圖乙所示，則小球直徑為d＝________mm，由此可知小球通過光電門的速度vB＝____________m/s。 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得軌道末端離地面的高度h＝0.441 m，小球的平均落點(diǎn)P到軌道末端正下方O點(diǎn)的距離x＝0.591 m，則由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解得小球平拋的初速度v0＝__________m/s。 (3)在誤差允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中小球通過光電門的速度vB與由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的平拋初速度v0滿足____________關(guān)系，就可以認(rèn)為平拋運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是守恒的。 解析：(1)小球的直徑 d＝5 mm＋0.05 mm×0＝5.00 mm 小球通過光電門的速度

63、vB＝＝2.0 m/s。 (2)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：x＝v0t，h＝gt2， 可求得v0＝1.97 m/s。 (3)在誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為vB＝v0， 平拋運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是守恒的。 答案：(1)5.00　2.0　(2)1.97　(3)vB＝v0(相等) 3．(2017·淮北市一模)某興趣小組的同學(xué)看見一本物理書上說(shuō)“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時(shí)彈性勢(shì)能為Ep＝kx2。”為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，該小組就嘗試用“研究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)步驟： A．將長(zhǎng)木板放置在水平桌面上，并將其右端適當(dāng)墊高，在它的左端固定一輕質(zhì)彈簧，通過細(xì)繩與

64、小車左端相連，小車的右端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶； B．將彈簧拉伸x后用插銷鎖定，測(cè)出其伸長(zhǎng)量x； C．合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開關(guān)后，拔掉插銷解除鎖定，小車在彈簧作用下運(yùn)動(dòng)到左端； D．在紙帶上某處選取合適的A點(diǎn)，測(cè)出小車獲得的速度v； E．取不同的x重復(fù)以上步驟多次，記錄數(shù)據(jù)并利用功能關(guān)系分析結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)中已知小車的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，則： (1)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其作用是__________________________； (2)在步驟D中，所選取的A點(diǎn)位置應(yīng)在圖乙中的______________段(選填“s1”“s2”或“s3”)； (3)若Ep＝kx2

65、成立，則實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出物理量x與m、k、v關(guān)系式是x＝______________。 解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，為了讓彈簧的彈力更加接近于小車受到的合外力，長(zhǎng)木板右端需要適當(dāng)墊高，其作用是平衡摩擦力； (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，s2段點(diǎn)間距均勻，為勻速直線運(yùn)動(dòng)階段，說(shuō)明小車速度達(dá)到最大，故紙帶上A點(diǎn)位置應(yīng)在s2段； (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程可知，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了小車的動(dòng)能，由機(jī)械能守恒定律有： Ep＝kx2＝mv2 解得：x＝v。 答案：(1)平衡摩擦力　(2)s2　(3)v 考點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換是實(shí)驗(yàn)考題的主要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)思路之一。從近幾年的高考命題

66、來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方向：(1)用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板，用光電門、頻閃相機(jī)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如診斷卷第5題)；(2)用電子秤或已知質(zhì)量的鉤碼等代替彈簧測(cè)力計(jì)(如診斷卷第4題)。需要考生學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用 1．實(shí)驗(yàn)器材替換，解決問題的思維方式不變，如診斷卷第4題，用電子秤代替彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出水壺的重力及F1和F2的合力大小。(b)、(c)圖中的兩次測(cè)量，分別測(cè)出F1和F2，且必須保證結(jié)點(diǎn)位置不變(作用效果相同)。 2．氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板時(shí)，應(yīng)調(diào)整導(dǎo)軌水平，不必平衡摩擦力。 3．拉力傳感器的示數(shù)即為細(xì)線對(duì)滑塊的拉力，與鉤碼質(zhì)量大小無(wú)關(guān)。如診斷卷第5題第(3)問。 1．某活動(dòng)小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測(cè)出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑D，讀數(shù)如圖乙所示，則D＝________cm。 (2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需要比較________。 A．D2與