《2019版高考物理通用版二轮复习讲义：第二部分 第三板块 第3讲 技法专题——坚持“2原则”智取物理实验题 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理通用版二轮复习讲义：第二部分 第三板块 第3讲 技法专题——坚持“2原则”智取物理实验题 Word版含解析.pdf（31页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第第 3 讲讲 Error!Error! 近几年高考对实验的考查，多以一大一小的形式，其中第一小题为常规实验题，侧重考 查基本实验仪器的读数或常规型实验。 第二小题侧重对学生实验迁移能力的考查， 常以设计 型实验来体现，主要为电学实验，也有力学实验。在解答实验题时，要坚持 近几年高考对实验的考查，多以一大一小的形式，其中第一小题为常规实验题，侧重考 查基本实验仪器的读数或常规型实验。 第二小题侧重对学生实验迁移能力的考查， 常以设计 型实验来体现，主要为电学实验，也有力学实验。在解答实验题时，要坚持 2 个原则，做到 细心审题、熟练题型、活学活用原理、巧妙结合数形。 个原则，做到 细心审题、熟
2、练题型、活学活用原理、巧妙结合数形。 原则原则(一一) 审题做到“一明、二看、三提取” 审题做到“一明、二看、三提取” 一明一明明确考查意图明确考查意图 现在的物理实验题涉及力学、电现在的物理实验题涉及力学、电(场、路场、路)磁磁(场、感场、感)学等知识。尽管题目千变万化，但 通过仔细审题，都能直接地判断出命题者想要考查的知识点和意图。 学等知识。尽管题目千变万化，但 通过仔细审题，都能直接地判断出命题者想要考查的知识点和意图。 二看二看看清实验题图看清实验题图 实验题一般配有相应的示意图、实物图，目的是告知实验仪器实验题一般配有相应的示意图、实物图，目的是告知实验仪器(或部分或部分)及其组装
3、情况， 让考生探究考查意图。认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程。 及其组装情况， 让考生探究考查意图。认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程。 三提取三提取提取解题信息提取解题信息 试题总是提供诸多信息再现实验情景，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息， 使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息： 试题总是提供诸多信息再现实验情景，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息， 使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息： (1)新的概念、规律、公式新的概念、规律、公式 一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式概念公式)应用题、新规律
4、验证题，都会为我 们提供信息。要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务。 应用题、新规律验证题，都会为我 们提供信息。要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务。 (2)新的表格数据新的表格数据 通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的 关系，如正比例、反比例关系，平方、开方关系，或者是倒数关系。根据数据描点作图可 以直观反映实验的某种规律。 通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的 关系，如正比例、反比例关系，平方、开方关系，或者是倒数关系。根据数据描点作图可 以直观反映实验的某种规律。 (3)新的物理图像新的物理图像 实
5、验题本身提供物理图像，但这些图像平时没有接触过，关键要明确图像的物理意义， 才能正确分析实验问题。 实验题本身提供物理图像，但这些图像平时没有接触过，关键要明确图像的物理意义， 才能正确分析实验问题。 典例典例 (2018鹰潭模拟鹰潭模拟)某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关 系。装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上 运动的加速度 某研究性学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关 系。装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上 运动的加速度 a 可由打点计时器和纸带测出。现保持铝箱总质量可由打点计时器和纸
6、带测出。现保持铝箱总质量 m 不变，逐渐增大砂桶和 砂的总质量进行多次实验，得到多组 不变，逐渐增大砂桶和 砂的总质量进行多次实验，得到多组 a、F 值值(F 为力传感器的示数，等于悬挂轻质滑轮的 轻绳中的拉力 为力传感器的示数，等于悬挂轻质滑轮的 轻绳中的拉力)。 (1)某同学根据实验数据画出了图乙所示某同学根据实验数据画出了图乙所示aF关系图像， 则由该图像可得铝箱总质量关系图像， 则由该图像可得铝箱总质量m _kg，重力加速度，重力加速度 g_m/s2(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字)。 (2)当砂桶和砂的总质量较大导致当砂桶和砂的总质量较大导致 a 较大时，图线较大时，图
7、线_(填选项前的字母填选项前的字母)。 A偏向纵轴 偏向纵轴 B偏向横轴偏向横轴 C斜率逐渐减小斜率逐渐减小 D斜率不变斜率不变 细心审题细心审题 解析解析 (1)受力分析，对铝箱应有受力分析，对铝箱应有 FTmgma，对滑轮应有，对滑轮应有 F2FT，联立可解得，联立可解得 a Fg，可知题图乙中图线的斜率，可知题图乙中图线的斜率 k，解得，解得 m0.25 kg，纵轴截距，纵轴截距g9.8， 1 2m 1 2m 9.8 4.9 解得解得 g9.8 m/s2。 (2)图线的斜率图线的斜率 k与砂桶和砂的总质量无关，故选与砂桶和砂的总质量无关，故选 D。 1 2m 答案答案 (1)0.25 9
8、.8 (2)D 原则原则(二二) 针对题型定策略 针对题型定策略 题型题型 1 基本仪器型 基本仪器型“细”微之处见高低“细”微之处见高低 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本 仪器，要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则，在高考前要进行系统的实际测 量和读数练习，特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数。此类试题难度不大， 要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错。 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本 仪器，要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则，在高考前要进行系统的实际测 量和读数练习，特
9、别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数。此类试题难度不大， 要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错。 例例 1 (1)图甲中游标卡尺的读数为图甲中游标卡尺的读数为_mm，图乙中螺旋测微器的读数为，图乙中螺旋测微器的读数为 _mm。 (2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，如图丙所示。先将选择开关旋 至倍率 “ 某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，如图丙所示。先将选择开关旋 至倍率 “10” 挡， 红、 黑表笔短接调零后进行测量， 红表笔应接电压表的” 挡， 红、 黑表笔短接调零后进行测量， 红表笔应接电压表的_(填 “” 或“” 填 “” 或“”)接线柱，结
10、果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至_(填“填“1” 或“ ” 或“100”)挡并挡并_，最终测量结果如图丁所示，则电压表的电阻 为 ，最终测量结果如图丁所示，则电压表的电阻 为_。 解析解析 (1)由游标卡尺的读数规则：主尺上的整毫米数精确度对齐格数由游标卡尺的读数规则：主尺上的整毫米数精确度对齐格数(不估读不估读)， 可知游标卡尺的读数为 ， 可知游标卡尺的读数为 49 mm0.1 mm849.8 mm；由螺旋测微器的读数规则：固定刻 度上的毫米数 ；由螺旋测微器的读数规则：固定刻 度上的毫米数(要注意半毫米线要注意半毫米线)0
11、.01 mm对齐刻度对齐刻度(一定要估读一定要估读)，可知螺旋测微器的读 数为 ，可知螺旋测微器的读 数为 0.5 mm0.01 mm38.00.880 mm。 (2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出” ，电压表中电流是从正接线柱流入的，所 以多用电表的红表笔应接电压表的“”接线柱，欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻 值较大，应换用“ 多用电表使用时要注意电流是“红进黑出” ，电压表中电流是从正接线柱流入的，所 以多用电表的红表笔应接电压表的“”接线柱，欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻 值较大，应换用“100”挡进行测量，并且重新进行欧姆调零，读数结果为”挡进行测量，并且重新进行欧姆调零
12、，读数结果为 30100 3 000 。 答案答案 (1)49.8 0.880 (2) 100 重新进行欧姆调零 重新进行欧姆调零 3 000 本题易出错的地方有：游标卡尺读数时不注意单位；不从游标尺上的本题易出错的地方有：游标卡尺读数时不注意单位；不从游标尺上的“0”刻度线开始 读；对齐格数估读了一位。螺旋测微器读数时不注意固定刻度上的半毫米线；结果中舍 弃了末位 刻度线开始 读；对齐格数估读了一位。螺旋测微器读数时不注意固定刻度上的半毫米线；结果中舍 弃了末位“0”。不注意电压表中电流的流向。不能根据指针偏角情况更换倍率挡位；更 换挡位后直接测量而不进行欧姆调零。 。不注意电压表中电流的流
13、向。不能根据指针偏角情况更换倍率挡位；更 换挡位后直接测量而不进行欧姆调零。 题型题型 2 常规实验型 常规实验型“实”践出真知“实”践出真知 常规实验题主要考查教材中基本实验的实验原理、器材的选择、实验的操作、数据的 处理和误差分析。复习时要从领会实验原理出发，全方位理解和掌握实验器材、实验操作、 实验步骤、实验数据的处理、误差分析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等，对每 一个实验都应做到心中有数。 常规实验题主要考查教材中基本实验的实验原理、器材的选择、实验的操作、数据的 处理和误差分析。复习时要从领会实验原理出发，全方位理解和掌握实验器材、实验操作、 实验步骤、实验数据的处理、误差分
14、析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等，对每 一个实验都应做到心中有数。 反思领悟反思领悟 例例 2 要描绘一个标有“ 要描绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电 压由零逐渐增加到 ”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电 压由零逐渐增加到 3 V，并便于操作。已选用的器材有：直流电源，并便于操作。已选用的器材有：直流电源(电压为电压为 4 V)；电流表；电流表(量 程 量 程 0.6 A，内阻约，内阻约 0.5 )；电压表；电压表(量程量程 3 V，内阻约，内阻约 3 k)；开关一个、导线若干。；开关一个、导线若干。 (1)实验中所用的滑动变阻器应选实验
15、中所用的滑动变阻器应选_(填字母代号填字母代号)。 A滑动变阻器滑动变阻器(最大阻值最大阻值 10 ，额定电流，额定电流 1 A) B滑动变阻器滑动变阻器(最大阻值最大阻值 1 k，额定电流，额定电流 0.3 A) (2)图甲为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请完成其余部分线路的连 接。 图甲为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请完成其余部分线路的连 接。(用笔画线代替导线用笔画线代替导线) (3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电压的增 大而 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电压的增 大而_(填“增大”“不
16、变”或“减小”填“增大”“不变”或“减小”)。 (4)如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图丙所示，请结合图线算出此时小灯泡的 电阻是 如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图丙所示，请结合图线算出此时小灯泡的 电阻是_(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)。 (5)根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是_。 A测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电压表内阻引起的测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电压表内阻引起的 B测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电流表内阻引起的测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电流表内阻引起的
17、 C测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电压表内阻引起的测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电压表内阻引起的 D测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电流表内阻引起的测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电流表内阻引起的 解析解析 (1)由于电路需采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择由于电路需采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择 A。 (2)描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接 法，小灯泡正常发光时的电阻为 描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接 法，小灯泡正常发光时的电阻为 R 15 。电流表内阻约
18、为。电流表内阻约为 0.5 ，电压表内，电压表内 U2 P 32 0.6 阻约为阻约为 3 k，电压表内阻远大于小灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示。，电压表内阻远大于小灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示。 (3)由题图乙图像可知，随着电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大， 小灯泡电阻增大。 由题图乙图像可知，随着电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大， 小灯泡电阻增大。 (4)电压表量程为电压表量程为 3 V，题图丙所示电压表分度值为，题图丙所示电压表分度值为 0.1 V，则其示数为，则其示数为 2.30 V，由题图 乙所示图像可知， ，
19、由题图 乙所示图像可知，2.30 V 对应的电流为对应的电流为 0.2 A，此时小灯泡电阻，此时小灯泡电阻 R 12 。 U I 2.30 0.2 (5)电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流 I 偏大，测得小灯泡正常发 光的功率 偏大，测得小灯泡正常发 光的功率 PUI 偏大，故偏大，故 C 对。对。 答案答案 (1)A (2)见解析图 见解析图 (3)增大 增大 (4)12 (5)C 本题以描绘小灯泡的伏安特性曲线为载体考查实验器材选取、实物图连线的能力，以 及读图能力、实验数据的处理能力等，要求考生对常规实验应熟记于心。本题中要注
20、意 “电压由零逐渐增加到 本题以描绘小灯泡的伏安特性曲线为载体考查实验器材选取、实物图连线的能力，以 及读图能力、实验数据的处理能力等，要求考生对常规实验应熟记于心。本题中要注意 “电压由零逐渐增加到 3 V” ，且本题对小灯泡的功率进行了分析。” ，且本题对小灯泡的功率进行了分析。 题型题型 3 创新实验型 创新实验型“活”用原理妙迁移“活”用原理妙迁移 创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、方法进行迁移和 应用，试题新颖、能力要求高。如力学中与纸带相关的实验、电学中电路的设计、计算形 式的实验题等都可能考查学生运用已学过的实验方法、原理处理新情境实验题的能力，做 题时
21、一定要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理。 创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、方法进行迁移和 应用，试题新颖、能力要求高。如力学中与纸带相关的实验、电学中电路的设计、计算形 式的实验题等都可能考查学生运用已学过的实验方法、原理处理新情境实验题的能力，做 题时一定要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理。 例例 3 某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度，主要操作过程 如下： 某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度，主要操作过程 如下： 安装实验器材，调节试管夹安装实验器材，调节试管夹(小铁球小铁球)、光电门和
22、纸杯在同一竖直线上；、光电门和纸杯在同一竖直线上； 打开试管夹，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 打开试管夹，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，并用刻度尺，并用刻度尺(图甲中未画出图甲中未画出)测量出两个光电门之间的高度差测量出两个光电门之间的高度差 h，计算出小铁球通过，计算出小铁球通过 反思领悟反思领悟 两个光电门间的平均速度两个光电门间的平均速度 v； 保持光电门保持光电门 1 的位置不变，改变光电门的位置不变，改变光电门 2 的位置，重复的操作。测出多组数据， 计算出对应的平均速度 的位置，重复的操作。测出多组数据
23、， 计算出对应的平均速度 v； 画出画出 v t 图像。图像。 请根据实验，回答下列问题：请根据实验，回答下列问题： (1)设小铁球到达光电门设小铁球到达光电门 1 时的速度为时的速度为 v0，当地的重力加速度为，当地的重力加速度为 g。则小铁球通过两光 电门间的平均速度 。则小铁球通过两光 电门间的平均速度 v 的表达式为的表达式为_(用用 v0、g 和和 t 表示表示)。 (2)实验测得的数据如表所示：实验测得的数据如表所示： 实验次数实验次数123456 h/cm10.0020.0030.0040.0050.0060.00 t/s0.0690.1190.1590.1950.2260.25
24、5 v/(ms 1) 1.451.681.892.052.212.35 请在如图乙所示的坐标纸上画出请在如图乙所示的坐标纸上画出 v t 图像。图像。 (3)根据根据 v t 图像，可以求得当地的重力加速度图像，可以求得当地的重力加速度 g_m/s2，试管夹到光电门，试管夹到光电门 1 的距 离约为 的距 离约为_cm(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字)。 解析解析 (1)因为因为 hv0t gt2，所以，所以 v v0 gt。 1 2 h t 1 2 (2)在坐标纸上描点，用一条直线将这些点连接起来，使尽可能多的点在直线上，不在 直线上的点均匀分布于直线两侧。如图所示： 在坐标纸
25、上描点，用一条直线将这些点连接起来，使尽可能多的点在直线上，不在 直线上的点均匀分布于直线两侧。如图所示： (3)从从(2)中可求出中可求出 v t 图像的斜率图像的斜率 k4.81 m/s2，纵轴截距为，纵轴截距为 1.10 m/s，即，即 v01.10 m/s， 解得 ， 解得 g2k9.6 m/s2，由，由 v022gh，得，得 h0.063 m6.3 cm。 v02 2g 答案答案 (1)vv0 gt (2)见解析图见解析图 (3)9.6(9.59.9 均可均可) 6.3(6.06.4 均可均可) 1 2 本实验的创新之处在于数据信息的获取方式，利用光电门及光电计时器使数据的获取 更便
26、捷。理解用实验装置测重力加速度的原理，并在不同的实验背景下灵活应用是解题的 本实验的创新之处在于数据信息的获取方式，利用光电门及光电计时器使数据的获取 更便捷。理解用实验装置测重力加速度的原理，并在不同的实验背景下灵活应用是解题的 反思领悟反思领悟 关键。关键。 题型题型 4 数形结合型 数形结合型“巧”变公式找函数“巧”变公式找函数 高考物理考查学生应用数学知识的能力，在实验中体现在实验数据的处理上，通常利 用相关实验的原理公式进行巧妙变形，变成和图像信息一致的函数形式，根据图像的斜率、 截距结合函数关系式得出所需的数据。 高考物理考查学生应用数学知识的能力，在实验中体现在实验数据的处理上，
27、通常利 用相关实验的原理公式进行巧妙变形，变成和图像信息一致的函数形式，根据图像的斜率、 截距结合函数关系式得出所需的数据。 例例 4 一物理兴趣小组想通过实验探究某热敏电阻的阻值与温度的关系。实验中使用 了如下器材： 一物理兴趣小组想通过实验探究某热敏电阻的阻值与温度的关系。实验中使用 了如下器材： A热敏电阻热敏电阻 B学生电源学生电源(通过调节可输出通过调节可输出 012 V 的电压的电压) C电流表电流表 A(00.6 A，内阻约，内阻约 1 ) D电压表电压表 V(03 V，内阻约，内阻约 3 k) E温控箱温控箱(能显示温度并可调温度能显示温度并可调温度) F开关开关 S，导线若干
28、，导线若干 G滑动变阻器滑动变阻器 R(最大阻值为最大阻值为 10 ，额定电流为，额定电流为 2 A) 完成下列问题：完成下列问题： (1)实验中要用伏安法测量热敏电阻在不同温度下的阻值，他们设计了如图甲所示的电 路原理图，据图甲完成图乙中的实物连线。 实验中要用伏安法测量热敏电阻在不同温度下的阻值，他们设计了如图甲所示的电 路原理图，据图甲完成图乙中的实物连线。 (2)实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图 丙所示的 实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图 丙所示的 Rt 图像。 根据所给的图像。 根据所给的 Rt 图像可以
29、看出， 该热敏电阻的阻值与温度的关系式是图像可以看出， 该热敏电阻的阻值与温度的关系式是 R _。当温控箱中的温度达到。当温控箱中的温度达到 600 时，热敏电阻的阻值为时，热敏电阻的阻值为 R_(保留 三位有效数字 保留 三位有效数字)。 反思领悟反思领悟 解析解析 (1)实物连线图如图所示。实物连线图如图所示。 (2)由题图丙可知，该热敏电阻的阻值与温度呈线性关系，为求直线的斜率，可在直线 上找两个距离较远的点，如 由题图丙可知，该热敏电阻的阻值与温度呈线性关系，为求直线的斜率，可在直线 上找两个距离较远的点，如(0,7.5)、(300,17.5)，直线的斜率为，直线的斜率为 k，所以该热
30、，所以该热 17.57.5 300 0 1 30 敏电阻的阻值与温度的关系式是敏电阻的阻值与温度的关系式是 R7.5t。当温控箱中的温度达到。当温控箱中的温度达到 600 时，热敏电阻时，热敏电阻 1 30 的阻值为的阻值为 R27.5 。 ( ( 7.5 1 30 600 ) ) 答案答案 (1)见解析图 见解析图 (2)7.5t 27.5 1 30 数形结合法是指将图像与函数相结合，并将重点数学公式变形，最后求得目标关系式， 如本题中根据图像的形状可得出对应的数学函数类型是一次函数，利用图像求出斜率和截 距，从而得出热敏电阻的阻值与温度的关系式 数形结合法是指将图像与函数相结合，并将重点数
31、学公式变形，最后求得目标关系式， 如本题中根据图像的形状可得出对应的数学函数类型是一次函数，利用图像求出斜率和截 距，从而得出热敏电阻的阻值与温度的关系式 R7.5t。 1 30 专题强训提能专题强训提能 1读出如图所示的游标卡尺读出如图所示的游标卡尺(50 分度分度)与螺旋测微器、电流表、电压表、欧姆表与螺旋测微器、电流表、电压表、欧姆表(10 倍率倍率)的读数。的读数。 反思领悟反思领悟 (1)_mm；(2)_mm；(3)_A；(4)_V；(5)_。 答案 ：答案 ： (1)42.20 (2)2.987(2.9862.988 均可均可) (3)0.34 (4)2.22(2.202.23 均
32、可均可) (5)160 2某物理课外小组利用图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 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 N5 个，每个质量均 为 个，每个质量均 为 0.010 kg。实验步骤如下：。实验步骤如下： (1)将将 5 个钩码全部放入小车中，在长木
33、板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车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 和钩 码)可以在木板上匀速下滑。可以在木板上匀速下滑。 (2)将将 n(依次取依次取 n1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余个钩码挂在轻绳右端，其余 Nn 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 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 相对于其起始 位置的位移 s，绘制，绘制 st 图像，经数据处理后可得到相应的加速度图像，经数据处理后可得到相
34、应的加速度 a。 (3)对应于不同的对应于不同的 n 的的 a 值如表所示。值如表所示。n2 时的时的 st 图像如图图像如图(b)所示；由图所示；由图(b)求出此时 小车的加速度 求出此时 小车的加速度(保留两位有效数字保留两位有效数字)，将结果填入表中。，将结果填入表中。 n12345 a/(ms 2) 0.200.580.781.00 (4)利用表中的数据在图利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出中补齐数据点，并作出 an 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。
35、反思领悟反思领悟 (5)利用利用 an 图像求得小车图像求得小车(空载空载)的质量为的质量为_kg(保留两位有效数字，重力加速度 取 保留两位有效数字，重力加速度 取 g9.8 ms 2)。 。 (6)若以“保持木板水平”来代替步骤若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是，下列说法正确的是_(填入正确选项前 的标号 填入正确选项前 的标号)。 Aan 图线不再是直线图线不再是直线 Ban 图线仍是直线，但该直线不过原点图线仍是直线，但该直线不过原点 Can 图线仍是直线，但该直线的斜率变大图线仍是直线，但该直线的斜率变大 解析 ：解析 ： (3)根据题图根据题图(b)可知，当可知
36、，当 t2.00 s 时，位移时，位移 s0.78 m，由，由 s at2，得加速度，得加速度 a 1 2 0.39 m/s2。 2s t2 (4)描点及图像如图所示。描点及图像如图所示。 (5)由由(4)图像求得斜率图像求得斜率 k0.20 m/s2。由牛顿第二定律得。由牛顿第二定律得 nm0g(mNm0)a，整理得，整理得 an，即，即 k，代入数据得，代入数据得 m0.44 kg。 m0g mNm0 m0g mNm0 (6)若保持木板水平，则所挂钩码总重力与小车所受摩擦力的合力提供加速度，即若保持木板水平，则所挂钩码总重力与小车所受摩擦力的合力提供加速度，即 nm0gm(Nn)m0g(m
37、Nm0)a， 整理得， 整理得 ang， 可见， 可见 an 图线仍是直线，图线仍是直线， 1 m0g mNm0 但不过原点，且斜率变大，选项但不过原点，且斜率变大，选项 B、C 正确。正确。 答案：答案：(3)0.39 (4)见解析图 见解析图 (5)0.44 (6)BC 3(2018哈尔滨模拟哈尔滨模拟)如图所示为弹簧弹射装置，在 内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各 放置一个金属小球 如图所示为弹簧弹射装置，在 内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各 放置一个金属小球1和和2(两球直径略小于管径且与弹簧不 拴接 两球直径略小于管径且与弹簧不 拴接)，压缩弹簧并锁
38、定。现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下 述步骤进行实验： ，压缩弹簧并锁定。现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下 述步骤进行实验： 用天平测出两球质量分别为用天平测出两球质量分别为 m1、m2； 用刻度尺测出两管口离地面的高度均为用刻度尺测出两管口离地面的高度均为 h； 解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点 P、Q。、Q。 回答下列问题：回答下列问题： (1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有_。(已知 重力加速
39、度 已知 重力加速度 g) A弹簧的压缩量弹簧的压缩量 x B两球落点两球落点 P、Q到对应管口、Q到对应管口 M、N 的水平距离的水平距离 x1、x2 C小球直径小球直径 D两球从管口弹出到落地的时间两球从管口弹出到落地的时间 t1、t2 (2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为根据测量结果，可得弹性势能的表达式为 Ep_。 (3)由上述所测得的物理量来表示，如果满足关系式由上述所测得的物理量来表示，如果满足关系式_，那么说明弹射过程 中两小球组成的系统动量守恒。 ，那么说明弹射过程 中两小球组成的系统动量守恒。 解析：解析：(1)弹簧的弹性势能等于两球刚被弹出时得到的动能之和，要求解动能
40、必须知道 两球弹射的初速度 弹簧的弹性势能等于两球刚被弹出时得到的动能之和，要求解动能必须知道 两球弹射的初速度 v0，由平抛运动规律，可知，由平抛运动规律，可知 v0，故还需要测出两球落点，故还需要测出两球落点 P、Q到对、Q到对 x 2h g 应管口应管口 M、N 的水平距离的水平距离 x1、x2，B 正确。正确。 (2)小球刚被弹簧弹出时的动能为小球刚被弹簧弹出时的动能为 Ek mv02 m 2 ；故弹簧弹性势能的表；故弹簧弹性势能的表 1 2 1 2 ( x g 2h) mgx2 4h 达式为达式为 Ep m1v12 m2v22。 1 2 1 2 m1gx12 4h m2gx22 4h
41、 (3)由测得的物理量来表示，如果满足关系式由测得的物理量来表示，如果满足关系式 m1v1m2v2，即，即 m1x1m2x2，那么说明弹 射过程中两小球组成的系统动量守恒。 ，那么说明弹 射过程中两小球组成的系统动量守恒。 答案：答案：(1)B (2) (3)m1x1m2x2 m1gx12 4h m2gx22 4h 4利用如图甲所示的装置可以完成力学中的许多实验。利用如图甲所示的装置可以完成力学中的许多实验。 (1)以下说法中正确的是以下说法中正确的是_。 A用此装置研究匀变速直线运动时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响用此装置研究匀变速直线运动时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响
42、 B用此装置探究加速度与力、质量的关系时，每次改变砝码及砝码盘的总质量之后， 需要重新平衡摩擦力 用此装置探究加速度与力、质量的关系时，每次改变砝码及砝码盘的总质量之后， 需要重新平衡摩擦力 C用此装置探究加速度与力、质量的关系时，为保证拉力近似等于沙桶用此装置探究加速度与力、质量的关系时，为保证拉力近似等于沙桶(含沙含沙)所受的 重力，必须满足沙桶 所受的 重力，必须满足沙桶(含沙含沙)的质量远小于小车的质量的质量远小于小车的质量 D用此装置探究做功和速度变化的关系时，必须调节滑轮高度使连接小车的细线与木 板平行 用此装置探究做功和速度变化的关系时，必须调节滑轮高度使连接小车的细线与木 板平
43、行 (2)某同学在进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，经历了以下过程：某同学在进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，经历了以下过程： a在实验准备过程中，该同学决定使用电火花计时器，该打点计时器对电源的要求是在实验准备过程中，该同学决定使用电火花计时器，该打点计时器对电源的要求是 _。 A交流交流 220 V B直流直流 220 V C交流交流 46 V D直流直流 46 V b 该同学欲通过如图乙所示装置打出的纸带来判断是否已经平衡摩擦力。 根据纸带 该同学欲通过如图乙所示装置打出的纸带来判断是否已经平衡摩擦力。 根据纸带(如 图丙所示 如 图丙所示)的点迹可以判断：为进一步平衡摩
44、擦力，图中的垫块应向的点迹可以判断：为进一步平衡摩擦力，图中的垫块应向_(选填“左”或 “右” 选填“左”或 “右”)移一些。移一些。 c 在利用此装置做实验时 在利用此装置做实验时(已知电源频率为已知电源频率为 50 Hz)， 实验中按规范操作打出的一条纸带 的一部分如图丁所示。从比较清晰的点起，每 ， 实验中按规范操作打出的一条纸带 的一部分如图丁所示。从比较清晰的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间 的距离。则打下计数点 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间 的距离。则打下计数点 3 时小车的瞬时速度大小为时小车的瞬时速度大小为_m/s，小车的加速度大小为，小车的加速度大小
45、为 _m/s2。(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字) 解析：解析：(1)用此装置研究匀变速直线运动时，由于摩擦阻力是恒力，不必设法消除小车 和木板间摩擦阻力的影响，选项 用此装置研究匀变速直线运动时，由于摩擦阻力是恒力，不必设法消除小车 和木板间摩擦阻力的影响，选项 A 错误；用此装置探究加速度与力、质量的关系时，每次 改变砝码及砝码盘的总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，选项 错误；用此装置探究加速度与力、质量的关系时，每次 改变砝码及砝码盘的总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，选项 B 错误；用此装置探究加 速度与力、 质量的关系时， 为保证拉力近似等于沙桶 错误；用此装置探究加
46、速度与力、 质量的关系时， 为保证拉力近似等于沙桶(含沙含沙)所受的重力， 必须满足沙桶所受的重力， 必须满足沙桶(含沙含沙) 的质量远小于小车的质量，选项的质量远小于小车的质量，选项 C 正确；用此装置探究做功和速度变化的关系时，必须调 节滑轮高度使连接小车的细线与木板平行，选项 正确；用此装置探究做功和速度变化的关系时，必须调 节滑轮高度使连接小车的细线与木板平行，选项 D 正确。正确。 (2)a.电火花计时器使用的是电火花计时器使用的是 220 V 的交流电。的交流电。 b.根据纸带的点迹可以判断小车做加速直根据纸带的点迹可以判断小车做加速直 线运动，需要进一步平衡摩擦力，图中垫块应向左移一些。线运动，需要进一步平衡摩擦力，图中垫块应向左移一些。c.打下计数点打下计数点 3 时小车的瞬时速 度大小为 时小车的瞬时速 度大小为 v310 2 m/s 0.38 m/s。 由逐差法可知小车的加速度大小为。 由逐差法可知小车的加速度大小为 a 3.683.83 2 0.02 5 10 2 m/s2 0.16 m/s2。 3.993.83 3.52 3.68 2 0.1 2 答案：答案：(1)CD (2)a.A b左 左 c0.38 0.16 5.随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验 研究点电荷间的相互作用力 随着力传感