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1、2009年福建省高考最后冲刺复习之物理实验力 学 实 验 题 1. 如图游标卡尺的读数为_ _mm。图中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为 mm。答案. 10.55 6.1232在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、 B、 C、 D、 E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02 s的交流电源他经过测量并计算得到打点计时器在打B、 C、 D、 E、F各点时物体的瞬时速度如下表：(1)计算的公式为= ；(2)根据表中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，作出vt
2、图象，并求物体的加速度a= m/s2 ;(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 _ （选填：偏大、偏小或不变）答案：(1) (2) ，图略 (3)偏小3实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律。（1）实验中因涉及的物理量较多，须采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持 _不变，验证物体 _ 越小加速度越大；再保持 不变，验证物体 越大，加速度越大。（2）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车
3、的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到底端的时间。试回答下列问题：改变斜面倾角的目的是 ；用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是 。（3）如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况。某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点（图中每相邻两个记数点间还有四个打点记时器打下的点未画出），打点计时器接的是50HZ的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数点O对齐。下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录
4、表，其中最后两栏他未完成，请你帮他完成线段OA数据（cm）由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，其中打E点的速度vE= m/s（取三位有效数字）如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为、。试根据发上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中，作出v-t图象。要求标明坐标及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单位）大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸。从图象中求得物体的加速度a= m/s2（取两位有效数字）答案（1）合外力（填“外力”不扣分，下同）。质量；质量，所受合外力。（2）改变小车所受的合外力；记录更准确（或：更容易记录、记录误差会
5、更小、时间更容易记录、方便记录、方便计时、位置很难记录等类似答案均给分）（3）（4分）按表一填写且正确的得4分，“线段”栏计数从O点计起每对一个得1分，“数据”栏每读对一个给1分；按表二填写且读数正确的得3分。“数据”栏与“线段”栏能对应，且读对，每一个给1分，即计数不从O点计起扣1分。计数误差在0.03cm内不扣分，不按有效数字规则读数，为错表一线段OAOEOF数据（cm）7.009.40表二线段OADEEF数据（cm）2.252.40 （2分）0.232（0.2300.236均可以）（4分）0.42（0.380.46均可以）（2分）所画图象符合题目要求者得2分图象坐标标度的取值过小（大）者
6、扣1分；坐标描点有错误，使得整个图象偏差过大，无法正确求出A的计0分个别点描错，但对整个图象影响不大的扣1分4在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1. 00的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9. 80m/s2那么：(1)纸带的 _ 端（选填“左”或“右）与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和 _ 点来验证机械能守恒定律；(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量= J，动能增加量= J；
7、(结果取3位有效数字）(4)实验的结论是 答案：（1）左 （2)B (3)1.88 1.84 (4)在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒5 像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，其结构如图甲如示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置。当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计
8、时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。12pkQN(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d=_m（已知ld），光电门1，2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=2.5010-2s、t2=1.2510-2s。则窄片K通过光电门1的速度为_m/s。Fa(2)用米尺测量两光电门间距为l，则小车的加速度表达式a=_（各量均用(1)(2)里的已知量的字母表示）。(3)该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是_.(4)该实验中，为了探究a与F的关系，要保持小车的质量M不变，这种探究方法叫_法。有位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a
9、-F图线。如上图丙中的实线所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是_;曲线上部弯曲的原因_.答案：(1)5.1510-3m 0.206m/s (2) (3)不挂砂和砂桶，调节长木板的倾角，轻推小车让其下滑，直至两个光电门的读数相等为止。(4)控制变量法；平衡摩擦力时木板倾角太大；没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量。水平实验台滑轮小沙桶滑块细线打点计时器纸带长木板6.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态
10、若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有 （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 _ （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1 v2）则本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）答案：（1）天平 刻度尺 (2)远远小于滑块的质量 平衡摩擦力（
11、3）mgL=7.一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图1所示的装置，一个直径为d=40cm的纸带环, 安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线，如图1所示。在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝B正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹。将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对齐，如图2所示。标志线狭缝A喷漆桶侧面开有狭缝B的纸盒子图1标志线S狭缝A雾滴痕迹0 1cm 2 3 4图2请你帮该同学完成下列任务：（1）设喷射到纸带
12、上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离1= cm；速度最小的雾滴到标志线的距离2= _ cm。（2）如果转台转动的周期为T，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为0 2 4 6 8 10 12 1/S /m-1V0 /ms-10.40.20.80.6v0= （用字母表示）（3）如果以纵坐标表示雾滴速度v0、横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数1/S，画出v0-1/S图线，如图3所示，则可知转台转动的周期为T= _ s答案： T=1.6s8.观察沙堆的形成过程可以发现：由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体，继续下落时，细沙沿圆锥体表面下滑，当圆锥体的母
13、线与底面夹角达到一定角度时，细沙不再下滑，如此周而复始，使圆锥体不断增大，如图所示。由此，我们得出结论，沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关。若仅给一把皮尺，要测定沙粒之间的动摩擦因数（假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力），回答下列所给的问题：必须测定的物理量是 。动摩擦因数与这些物理量的关系是 。答案：测量沙堆的高度H和沙堆的底面周长s，。细沙沿圆锥体的外表恰好不再下滑时，此时摩擦力与重力沿斜面的分力大小相等，即，9小汽车正在走进我们的家庭，你对汽车了解多少？一辆汽车性能的优劣，其油耗标准非常重要。而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻
14、力f（也称风阻）主要与两个因素有关：(1)汽车正面投影面积S； (2)汽车行驶速度V。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据： f / N V / ms-1S / m2 20304050602.0206464824129118602.52585801032161423243.03096961239193627883.53618121445225832524.0412928165225813717由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S 及汽车行驶速度V 的关系式为f=_（要求用K表示比例系数）。由上述数据得出K的大小和单位是_。据推理或猜测，K的大小主要与_、_、_等因
15、素有关。答案：(1)f = K S v2(2分) 0.26 kg/m3 （2分） 空气密度 车的外形 车表面情况（3分）解析：保持汽车正面投影面积S不变，由表格中的数据可知：；保持汽车行驶速度V不变，由表格中的数据可知：，综上由，即。由可得0.26 Kg/m3。k的大小主要与空气密度、车的外形、车表面情况等因素有关。10在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置实验步骤如下：把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连ABs1s2s乙接通电源，放开小车
16、，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点测出s、s1、s2（如图乙所示），查得打点周期为T判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是_；本实验还需直接测量的物理量是：_（并用相应的符号表示）探究结果的表达式是_（用相应的符号表示）（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验以下是一实验小组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象O表格：小车受力相同（均取砂桶质量m50g）次数小车质量M/g加速度a/ms212001.915.0022501.714.0033001.503.3343501.362.8654001.122.
17、5064501.002.2275000.902.00根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：_【解析】本题考查探究恒力做功与动能改变的关系与探究加速度与力、质量的关系实验的迁移能力、误差分析能力、文字表述能力及从图表归纳所需信息能力。考查逻辑推理能力、运用数学知识解决物理问题能力和实验探究能力。 （）纸带上点迹间距相等 （2分）小车的质量M、砂桶的质量m （2分） （3分）（）图象见右图 （3分）作为外力的砂桶质量太大 （2分）1,3,511某探究学习小组的同学欲以下图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复
18、写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：水平实验台滑轮小沙桶滑块细线打点计时器纸带长木板 （1）你认为还需要的实验器材有 （2）实验时为了保证滑块受到的合力 与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1
19、 v2）则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示）（4）如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1m （1分） （2） （2分） （2分） （2分）15、九江大桥撞船事故后，佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修，其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工，置换了大桥上所有的斜拉悬索。某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截的圆面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长，抗断拉力又很大
20、，直接测量很困难，同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律。（1）同学们准备象探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系的实验一样将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物，来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施应该是： 。（2）同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积，某次测量的结果如图所示，则该样品的直径为 。cm12301020（3）经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后实验取得
21、数据如下：样 品拉力伸长量截面积长 度 200N400N600N800N样品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm样品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm样品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm样品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm样品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.32cm分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位N）与伸长量X(单位m)遵循的函数关系式是 。对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度
22、 成正比、与悬索的横截面积 成正比。 【解析】本题考查探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系的实验的迁移能力、游标卡尺的读数原理和从图表归纳所需信息。考查逻辑推理能力、运用数学知识解决物理问题能力和实验探究能力。 （1）将悬索样品水平放置在光滑水平面上，用滑轮将竖直向下的重力变为水平的拉力。（2分）（2）0.830cm； （3分）（3）F2106X（N） （3分）平方的倒数（2分）、的大小（2分）。16光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，利用光电计时器来探究合外力做功与
23、动能变化的关系 如图2所示，水平面O点左侧是光滑平面，右侧是粗糙平面，弹簧的左端固定在竖直的墙壁上，弹簧处于自然长度时右端恰好在O点，在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间，木块与弹簧不相连现用木块将弹簧压缩一段距离，然后由静止释放，将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中000显示屏光电门光电计时器图1ab图2O1实验序号123456压缩量x /cm101520253035时间t /s0.1000.0670.0500.0400.0330.029距离s /m0.501.132.003.124.506.13（1）若木块长L，通过光电门时间t，则木块通
24、过光电门时的速度v0= ；（2）从理论上讲，木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s ；请你运用数据表中测定的数据在图a所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；（3）选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象，根据图象写出的关系应是s ；O（b）O（a）（4）由能量守恒定律，弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能，由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是 . 答案：（1）L/v0 （2分）（2）t-2 （2分） 图略（2分）（3）图略（3分） x2（2分）（4）x2（2分）17（
25、10分）验证牛顿第一定律滑块在水平的气垫导轨上运动，如果加速度为零，即可得出滑块做匀速直线运动的结论，从而验证牛顿第一定律。但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动，而是减速运动。这是因为滑块在导轨上运动时，尽管有气垫的漂浮作用，但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的。 当导轨的一端垫高而斜置时，滑块的下滑力明显大于上述两种阻力，因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论。 实验装置如图所示。如果滑块上的挡光片宽度为d，通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为和，那么滑块通过两个光电门时的速度分别为，测量出两个光电门之间的距离s，即可求出滑块的加速度，从图中可看出，滑块的加速度，所以当L不变时
26、，a正比于h。改变h，测得一系列不同的a，然后作出a-h图线。如果a-h直线外推过原点，就是说当h=0时，a=0，即验证了牛顿第一定律。 实验中应注意，h不能调得太小。因为h太小时，前面所说的导轨阻力和空气阻力将表现得明显起来。（实验结果和讨论）某次实验中。每个h高度做三次实验，毫秒计测量数据如下（单位为10-4s）：序号垫高h（cm）第一次第二次第三次t1t2t1t2t1t216.0027911324111025311125.5025911626211624411435.0026012025711926212144.5031113029112827212554.002941363301372
27、8613463.5031614434514735514873.00358157347156372159计算出来的加速度（单位m/s2）如下表：1234567a10. 4360.396（1）0.3260.2830.2550.218a20.4370.3980.3700.3280.2940.2530.219a30.4370.4010.3580.3370.2900.2510.217a0.4370.398（2）0.3300.2890.2530.218填写表格中的数据：_用直角坐标纸作出a-h图线，将直线外推到h=0处，可粗略看到直线是过原点的。（3）结论： 。答案：（1）0.364（3分）；（2）0.3
28、64（3分）；（3）物体所受合外力为零时，加速度也为零（4分）。18、（10分）某同学利用气垫导轨做“探究加速度与质量和力的关系”实验，步骤是： 调平气垫导轨，在通气情况下滑块在导轨上不移动，然后关掉气源 将两个光电门装在气垫导轨上（距导轨两端均还有一定的距离），并记下两个光电门间的距离L 测出遮光片的宽度d，将遮光片装在滑块上 将气垫导轨的一端垫上一定厚度的垫片，使气垫导轨两端的高度差为h 接通气源，让滑块从导轨的一端由静止开始下滑，记下滑块先后经过两光电门的遮光时间t1、t2（均为毫秒级）567cm05101520 改变垫片的厚度，使气垫导轨两端的高度差分别为2h、3h、重复实验请回答以下
29、问题：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，卡尺数如图所示，则d cm。（2）该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门时的速度，其表达式是V1=_ V2=_(用直接测得的物理量字母表示)（3）该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门这段位移的加速度，其表达式是a= (用直接测得的物理量字母表示)（4）该同学通过实验得到了一组数据（见下表），请你在坐标纸中做出a-h图像，从图像中得到a与h的关系是：_.（5）该同学由以上关系下结论说：在质量不变的情况下，滑块的加速度与所受合外力成正比，该同学的依据是 . 答案：（1）5.015（2分）(2) V1=d/t1 （1分） V2=d/t2 （1分）(3)a=或 （2分）(4)a-h关系图如图 （1分）a和h关系是：加速度a与h成