[精品推荐]高考物详解理实验复习专题(二)与解题
2023-2024两年高考物理真题分类汇编 相互作用 运动和力的关系参考答案及解析
2023-2024两年高考物理真题分类汇编(新高考) 专题二 相互作用 运动和力的关系(解析版)一:单选题1.(2024高考·辽宁卷)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。
当墨条的速度方向水平向左时,( )A .砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B .桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C .桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D .桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 答案:C2.(2024高考·广西卷)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。
如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。
若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为1f F 、2f F 和3f F ,则( )A .123f f f F F F <<B .123f f f F F F =<C .132f f f F F F =<D .123f f f F F F == 答案:D解析:根据滑动摩擦力的公式N f F μ=,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即123f f f F F F ==,故选D 。
3.(2024高考·山东卷)如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。
若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )A . 12B 3C 2D 3答案:B4.(2024高考·河北卷)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg 的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30︒,挡板与斜面夹角为60︒.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为1.0N,g 取210m/s ,挡板对球体支持力的大小为( )A .3B . 1.0NC .23N D . 2.0N 答案:A解析:对小球受力分析如图所示由几何关系易得力F 与力N F 与竖直方向的夹角均为30︒,因此由正交分解方程可得sin 30sin 30N F F ︒=︒,cos30cos30N F F T mg ︒+︒+=,解得3N F F ==,故选A 。
2024年浙江省选考物理二轮复习专题讲练实验题题型练(二)含详解
实验题题型练(二)1.(1)如图甲为某同学利用气垫导轨“测当地重力加速度g”的实验装置。
①主要实验步骤如下:A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平;B.利用螺旋测微器测出遮光条的宽度,如图乙所示,该遮光条宽度d=mm;C.用天平称出钩码的质量m、滑块(含传感器和遮光条)的总质量M;D.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离s;E.打开气源,释放滑块,读出遮光条通过光电门的挡光时间t。
②在滑块从静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,系统动能增加量的测量值为ΔE k=;③通过改变s重复实验得到多组数据,作出了1t2−s图像,测得图像斜率为k,则当地重力加速度g=;(2)另一同学仍用该装置,探究加速度与力和质量的关系.该同学根据第(1)问的数据可得物体运动加速度a =(用d、t、s表示),该同学根据传感器的读数直接得出了拉力F,则a与F的关系图像最符合本实验实际情况的是。
2.在“电池的电动势和内阻的测量”实验中:(1)一节待测干电池的电动势约1.5V,内阻约1Ω,所用器材和部分电路连线如图1所示,导线E端应与滑动变阻器(选填“A”或“B”)接线柱连接,导线C端应与D(选填“D”或“E”)端连接。
开关闭合前,滑动变阻器滑触头应置于最(选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组(U,I)数据,并作出电源的U﹣I图像,如图2所示。
①图2中作出的U﹣I图像不当之处是。
A.不应用直线去拟合各点B.拟合直线的斜率太小C.拟合直线的倾斜度太小②为了减少由于以上原因造成的实验误差,请写出至少一种改进方案。
(3)实验中,发现安培表坏了,实验小组找了一个电阻箱,用电阻箱和电压表代替安培表,重新设计了测量电路(如图3所示)。
闭合开关,改变电阻箱阻值获得多组(U,R)数据,作出1U −1R图像,如图4所示,根据图像得到干电池的电动势是V;内阻Ω。
(结果均保留三位有效数字)3.某实验小组利用如图1所示的装置研究在小车质量一定时,小车的加速度a与受到的外力F的关系。
2024高考物理实验专题历年真题全面解读
2024高考物理实验专题历年真题全面解读2024年的高考物理实验专题,是每位考生的关注焦点。
通过对历年真题的全面解读,我们可以更好地理解物理实验的要点和解题技巧,为高考取得好成绩奠定坚实的基础。
本文将从实验原理、实验操作、数据处理和实验报告写作几个方面进行讲解。
一、实验原理每个物理实验都有其特定的实验原理,理解实验原理是解题的基础。
以2019年的真题为例,题目为《利用弹簧的广义胡克定律测定小球的轨迹》,题目中明确指出利用的是弹簧的广义胡克定律,我们需要清楚了解该定律的表达式和含义。
通常,我们还需要了解与实验相关的物理定律、公式,如位移、力、质量等相关概念。
二、实验操作高考物理实验要求考生掌握基本的实验操作技能,包括仪器设备的使用、实验步骤的正确顺序、数据的采集和记录等。
以2021年的真题为例,题目为《利用示波器测量交流电压的幅值和频率》,我们需要了解示波器的使用方法,如连接电路、调节示波器的刻度和观察测量值等。
在实际操作时,要注意安全,保持仪器的良好状态,以确保实验结果的准确性。
三、数据处理在物理实验中,数据处理是非常重要的步骤。
通过对数据的处理和分析,可以得出结论,并解答相关问题。
以2017年的真题为例,题目为《测量电池电动势的内阻》,我们需要根据测量的电流和电动势数据,运用欧姆定律等相关公式,计算出电池的内阻。
数据处理时,要注意有效数字的处理,保留适当的位数,同时也要注意单位的转换。
四、实验报告写作高考物理实验通常要求考生写出实验报告,报告的写作是从策划、实施到总结的一个过程。
在写作过程中,要注重事实性、准确性和条理性。
首先,报告的结构要清晰,包括实验目的、原理、装置和实施步骤等。
其次,实验数据的展示要明确,可以采用表格、图表等形式进行呈现。
最后,对实验结果的分析和总结要简明扼要,回答所提出的问题,并给出相应的结论。
综上所述,理解实验原理、掌握实验操作技巧、熟练进行数据处理以及规范撰写实验报告是高考物理实验的关键。
高考物理二轮复习专题解析—力学实验
高考物理复习专题解析—力学实验命题规律 1.命题角度:(1)探究小车速度随时间变化的规律;(2)探究加速度与物体受力、物体质量的关系;(3)验证机械能守恒定律;(4)验证动量守恒定律;(5)探究弹簧弹力与形变量的关系;(6)探究两个互成角度的力的合成规律;(7)探究平抛运动的特点;(8)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系;(9)用单摆测量重力加速度的大小.2.常用方法:控制变量法、等效替代法、图像法.考点一纸带类和光电门类实验实验装置图实验操作数据处理探究小车速度随时间变化的规律1.细绳与长木板平行2.释放前小车应靠近打点计时器3.先接通电源,再释放小车,打点结束先切断电源,再取下纸带4.钩码质量适当1.判断物体是否做匀变速直线运动2.利用平均速度求瞬时速度3.利用逐差法求平均加速度4.作速度—时间图像,通过图像的斜率求加速度探究加速度与物体受力、物体质量的关系1.补偿阻力,垫高长木板使小车能匀速下滑2.在补偿阻力时,不要把悬挂槽码的细绳系在小车上,实验过程中不用重复补偿阻力3.实验必须保证的条件:小车质量m≫槽码1.利用逐差法或v-t图像法求a2.作出a-F图像和a-1m图像,确定a与F、m的关系质量m′4.释放前小车要靠近打点计时器,应先接通电源,后释放小车验证机械能守恒定律1.竖直安装打点计时器,以减少摩擦阻力2.选用质量大、体积小、密度大的材料3.选取第1、2两点间距离接近2 mm的纸带,用mgh=12m v2进行验证1.应用v n=h n+1-h n-12T计算某时刻的瞬时速度2.判断mgh AB与12m v B2-12m v A2是否在误差允许的范围内相等3.作出12v2-h图像,求g的大小验证动量守恒定律1.开始前调节导轨水平2.用天平测出两滑块的质量3.用光电门测量碰前和碰后的速度1.滑块速度的测量:v=ΔxΔt2.验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′例1(2022·山东日照市一模)某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律.实验开始前在水平放置的气垫导轨左端装一个弹射装置,打开控制开关,滑块可被弹射装置向右弹出.滑块A和滑块B上装有相同宽度的挡光片,在相碰的端面装有轻质弹性架(未画出).实验开始前,滑块A被弹射装置锁定,滑块B静置于两个光电门之间.(1)打开控制开关,滑块A 被弹出.数字计时器记录下挡光片通过光电门1的时间Δt 1,挡光片先后通过光电门2的时间Δt 2和Δt 3,则滑块A (含挡光片)与滑块B (含挡光片)的质量大小关系是m A ________m B (选填“大于”“等于”或“小于”).(2)若滑块A 和滑块B 的碰撞过程中满足动量守恒,则应满足的关系式为______________(用m A 、m B 、Δt 1、Δt 2、Δt 3表示).(3)若滑块A 和滑块B 的碰撞是弹性碰撞,则m Am B =________(用Δt 2、Δt 3表示).答案 (1)大于 (2)m A Δt 1=m A Δt 3+m B Δt 2 (3)Δt 3Δt 3-2Δt 2解析 (1)设滑块A 碰撞前瞬间的速度为v A , 碰撞后瞬间A 、B 的速度分别为v A ′、v B , 根据动量守恒定律有m A v A =m A v A ′+m B v B ① 根据能量守恒定律有 12m A v A 2=12m A v A ′2+12m B v B 2② 联立解得v A ′=m A -m B m A +m B v A ③v B =2m Am A +m B v A④计算机显示光电门1有一个时间记录,光电门2有两个时间记录,说明A 与B 碰撞后A 未反弹,即v A ′与v A 的方向相同,可知m A >m B . (2)设挡光片宽度为d ,由题意可得v A =dΔt 1⑤v A ′=dΔt 3⑥v B =d Δt 2⑦碰撞过程中满足动量守恒,则应满足的关系式为m A d Δt 1=m A d Δt 3+m B dΔt 2⑧即m A Δt 1=m A Δt 3+m BΔt 2⑨ (3)由③④⑥⑦可得v A ′v B =Δt 2Δt 3=m A -m B2m A解得m A m B =Δt 3Δt 3-2Δt 2.例2 (2022·河北张家口市高三期末)某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律,当地的重力加速度g =9.80 m/s 2,操作步骤如下: ①用天平测量物块a 的质量m 1和物块b 的质量m 2;②把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上,用跨过定滑轮的轻质细线连接物块a 和物块b ; ③把固定在物块a 上的纸带穿过打点计时器的限位孔,让物块a 靠近打点计时器,先________________,再________________; ④实验过程中打出的一条纸带如图乙所示; ⑤更换物块重复实验.(1)请把步骤③补充完整;(2)所用交变电源的频率为50 Hz ,测得计数点O 、A 、B 、C 、D 、E 、F 相邻两点间的距离分别为x 1=6.00 cm 、x 2=8.39 cm 、x 3=10.81 cm 、x 4=13.20 cm 、x 5=15.59 cm 、x 6=18.01 cm ,相邻两个计数点间还有4个点未画出,打下计数点A 时物块a 和物块b 运动的速度大小v A =________ m/s ,打下计数点E 时物块a 和物块b 运动的速度大小v E =________ m/s ;(结果均保留三位有效数字)(3)用天平测出物块a 和物块b 的质量分别为m 1、m 2(m 1<m 2),从打计数点A 到E 的过程中,物块a 和物块b 组成的系统减小的重力势能ΔE p =______,增加的动能为ΔE k =______,在误差允许的范围内,物块a 和物块b 组成的系统机械能守恒.(结果用m 1、m 2、v A 、v E 、g 、x 2、x 3、x 4、x 5表示)答案 (1)接通电源 释放物块a 和物块b (2) 0.720 1.68 (3)(m 2-m 1)g (x 2+x 3+x 4+x 5) 12(m 1+m 2)v E 2-12(m 1+m 2)v A 2解析 (1)实验过程中应先接通电源,再释放物块a 和物块b ; (2)由题可知,每相邻计数点间的时间间隔为T =0.02 s ×5=0.1 s 打下计数点A 时物块a 和物块b 运动的速度大小v A =x 1+x 22T =6.00+8.392×0.1×10-2 m/s ≈0.720 m/s 打下计数点E 时物块a 和物块b 运动的速度大小v E =x 5+x 62T =15.59+18.012×0.1×10-2 m/s = 1.68 m/s(3)从打计数点A 到E 的过程中,物块a 和物块b 组成的系统减小的重力势能为 ΔE p =m 2gh -m 1gh =(m 2-m 1)g (x 2+x 3+x 4+x 5) 增加的动能为ΔE k =12(m 1+m 2)v E 2-12(m 1+m 2)v A 2例3 (2022·安徽合肥市第一次检测)某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系,设计了如下实验.(1)在探究小车加速度a 与其质量M 的关系时,采用了图(a)所示的方案.①保持盘中砝码不变,通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M ,利用打出的纸带测量出小车对应的加速度.下列实验操作合理的是________.A .为了补偿阻力,把木板的一侧垫高,并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上B .先接通电源,待打点计时器正常工作后再释放小车C .调节滑轮,使细线与木板平行②图(b)为实验中打出的一条纸带,相邻两个计数点间还有四个点未画出.交变电源的频率为50 Hz,小车的加速度a=________ m/s2.(结果保留两位有效数字)③表格中为实验小组记录的6组实验数据,其中5组数据的对应点已经标在图(c)的坐标纸上,请用×标出余下的一组数据的对应点,并作出a-1M图像,由a-1M图像可得出的实验结论为:________________________________________________________________________.F/N M/kg a/(m·s-2)0.29 1.160.250.290.860.340.290.610.480.290.410.720.290.360.820.290.310.94(2)在探究小车加速度a与所受力F的关系时,设计了图(d)所示的方案.其实验操作步骤如下:a .挂上砝码盘和砝码,调节木板的倾角,使质量为M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;b .取下砝码盘和砝码,测出其总质量为m ,并让小车沿木板下滑,测出加速度a ;c .改变砝码盘中砝码的个数,重复步骤a 和b ,多次测量,作出a -F 图像. ①该实验方案________(选填“需要”或“不需要”)满足条件M ≫m ;②若实验操作规范,通过改变砝码个数,画出的a -F 图像最接近图中的________.答案 (1)①BC ②0.48 ③见解析图 力一定时,小车的加速度a 与质量M 成反比 (2)①不需要 ②A解析 (1)①为了补偿阻力,把木板的一侧垫高,小车上并不挂砝码盘,A 错误;先接通电源,待打点计时器正常工作后再释放小车,B 正确;调节滑轮,使细线与木板平行,这样才能使细线的拉力等于小车受到的合力,C 正确;②相邻两个计数点间还有四个点未画出,则T =0.02 s ×5=0.1 s. 小车的加速度a =0.275 8-0.128 4-0.128 44×0.12 m/s 2≈0.48 m/s 2③作出a -1M图像如图由a -1M 图像可得出的实验结论:力一定时,小车的加速度a 与质量M 成反比.(2)设木板倾角为θ,则挂上砝码盘和砝码时有F +F f =Mg sin θ,F =mg 取下砝码盘和砝码时有Mg sin θ-F f =Ma整理得mg =Ma即小车加速下滑的外力恰好等于砝码盘和砝码的总重力; ①由以上分析可知,该实验方案不需要满足条件M ≫m ;②因为a =mg M =1MF ,所以a -F 图像应为一条过原点的直线.故选A.考点二 力学其他实验实验装置图实验操作数据处理 探究弹簧弹力与形变量的关系1.应在弹簧自然下垂时, 测量弹簧原长l 02.水平放置时测原长,图线不过原点的原因是弹簧自身有重力1.作出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线,斜率表示弹簧的劲度系数 2.超过弹簧的弹性限度,图线会发生弯曲探究两个互成角度的力的合成规律1.正确使用弹簧测力计2.同一次实验中,橡皮条结点的位置一定要相同3.细绳套应适当长一些,互成角度地拉橡皮条时,夹角合适1.按力的图示作平行四边形 2.求合力大小 探究平抛运动的特点1.保证斜槽末端水平2.每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放 3.坐标原点应是小球出槽口时球心在木板上的投影点1.用代入法或图像法判断运动轨迹是不是抛物线2.由公式:x =v 0t 和y =12gt 2,求初速度v0=x g 2y探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.弹力大小可以通过标尺上刻度读出,该读数显示了向心力大小2.采用了控制变量法,探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系作出F n-ω2、F n-r、F n-m的图像,分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系用单摆测量重力加速度的大小1.保证悬点固定2.单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于5°3.摆长l=悬线长l′+小球的半径r4.用T=tn计算单摆的周期1.利用公式g=4π2lT2求重力加速度2.作l-T2的图像,可利用斜率求重力加速度例4(2020·浙江7月选考·17(2))某同学用单摆测量重力加速度:(1)为了减少测量误差,下列做法正确的是__________(多选);A.摆的振幅越大越好B.摆球质量大些、体积小些C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处(2)改变摆长,多次测量,得到周期的平方与摆长的关系图像如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是________.A.测周期时多数了一个周期B.测周期时少数了一个周期C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长答案(1)BC(2)C解析(1)摆的振幅过大,摆角大于5°,单摆周期公式不再成立,故A错误;摆球质量大、体积小(用密度大的实心金属球),摆线细长、伸缩性小可使阻力及摆长变化等影响更小,是单摆模型的要求,故B、C正确;摆球在最高点附近速度小,计时误差大,故计时起点应选在平衡位置,故D错误.(2)测周期时,无论是多数一个周期还是少数一个周期,T2-l图线都是过原点的直线,只是图线的斜率变化,即测得的重力加速度变化,故A、B错误;T2-l的图像的纵轴截距大于0,可知测量的摆长比实际摆长小了一些,故可判断测摆长时未加摆球的半径,直接将摆线的长度作为摆长,故C正确,D错误.例5(2022·陕西西安市七校高三期末)如图为“探究互成角度的力的合成规律”的实验,三个细线套L1、L2、L3共系于一个结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上,A挂于固定点P.手持B拉动细线,使结点静止于O点.(1)某次实验中弹簧测力计A的指针位置如图甲所示,其读数为________ N.(2)图乙中的F与F′两力中,方向和细线PO方向相同的是________(选填“F”或“F′”).(3)下列实验要求中,必要的是________.(填选项前的字母)A.弹簧测力计B始终保持水平B.用天平测量重物M的质量C.细线套方向应与木板平面平行D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持细线套结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(4)本实验采用的科学方法是________.(填选项前的字母)A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法答案(1)2.00(2) F′(3)C(4)B解析(1)分度值为0.1 N,读数为2.00 N.(2) 由题图乙发现F是根据平行四边形定则作出的理论值,而实际值与理论值有一定的误差,故方向和细线PO方向相同的是F′.(3) 弹簧测力计B的方向没有特殊要求,不需要始终保持水平,故A错误;重物M的重力可以由弹簧测力计测出,没必要再测质量,故B错误;为使力都作用在同一平面上,细线套方向应与木板平面平行,故C正确;根据平行四边形定则可知,若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持细线套结点位置不变,需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向,故D错误.(4)本实验通过不同力之间作用效果的等效替代,探究互成角度的力的合成规律,故采用的是等效替代法.故选B.例6(2022·山东日照市高三期末)物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置和频闪照相仪探究平抛运动的规律.(1)关于实验注意事项,下列说法正确的是________(选填选项前的字母);A .必须将小球从斜槽上的同一位置由静止释放B .斜槽轨道必须光滑C .必须选择质量大的小球D .小球运动时不能与方格纸相触(2)某同学用频闪照相仪拍摄到小球抛出后几个位置的照片如图乙所示,由照片可以判断斜槽轨道末端向______________倾斜,根据照片也可判断小球在水平方向做匀速直线运动,依据是________________________________________________________________________;(3)物理兴趣小组重新调整斜槽轨道末端,规范完成实验,根据拍摄到的一张照片测出小球不同位置的竖直位移y 和水平位移x ,以x 2为横坐标,以y 为纵坐标,在坐标纸上画出对应的图像为过原点的倾斜直线,测得直线的斜率k =5,取g =10 m/s 2,由此可得小球做平抛运动的初速度v 0=________ m/s.答案 (1)D (2)上 相等的时间间隔内水平位移相等 (3)1解析 (1)本实验用频闪照相仪记录小球在空中一次平抛的多个位置,所以不需要小球从斜槽上多次释放;每次只能记录一个位置,斜槽光滑与否、小球质量大小都不影响位置的记录;在空中不能与方格纸相触.故选D.(2)由第二个位置高于第一个位置,说明斜槽轨道末端向上倾斜了;每个位置的水平间距都是两个小方格,说明相等的时间间隔内水平位移相等,水平方向是匀速运动.(3)由平抛运动规律y =12gt 2 x =v 0t可得y =gx 22v 02则斜率k =g 2v 02代入数据解得v 0=1 m/s.1.(2022·河南安阳市一模)某实验小组用图中装置探究质量一定的情况下加速度和力的关系.他们用不可伸长的细线将滑块(含挡光片)通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连,细线与气垫导轨平行,在水平气垫导轨的A 、B 两点各安装一个光电门,A 、B 两点间距为x ,释放重物,挡光片通过A 、B 时的遮光时间分别为t A 、t B ,已知挡光片宽度为d .(1)实验操作过程中________(选填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于滑块及挡光片的质量;(2)滑块通过AB 段时的加速度大小为________(用题中已知的物理量字母表示);(3)多次改变重物质量,同时记录细线的拉力大小F ,重复上述实验步骤,得到多组加速度a 与拉力F ,以a 为纵坐标、F 为横坐标作图,若图线是________,则物体质量一定的情况下加速度与合外力成正比的结论成立.答案 (1)不需要 (2)d 2(t A 2-t B 2)2xt A 2t B 2(3)一条过原点的直线 解析 (1)实验中力传感器直接显示拉力大小,即为滑块及挡光片所受合外力,故不需要满足重物的质量远小于滑块及挡光片的质量;(2)由题意知滑块通过AB 段时的加速度大小为a =v B 2-v A 22x其中v A =d t A ,v B =d t B联立得a =d 2(t A 2-t B 2)2xt A 2t B 2(3)若在质量一定的情况下加速度与合外力成正比,则a -F 图像是一条过原点的直线.2.(2022·云南第一次统测)某同学用如图甲所示的装置验证动量定理,部分实验步骤如下:(1)将一遮光条固定在滑块上,用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,游标卡尺的示数如图乙所示,则遮光条的宽度d =________ mm ;(2)用天平称得滑块(包含遮光条)的质量m =380.0 g ;(3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端,一光电门安装在气垫导轨上方,用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放,压力传感器显示出弹簧弹力F 随时间t 变化的图像如图丙所示,根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为________ N·s ;滑块离开弹簧一段时间后通过光电门,光电门测得遮光条的挡光时间为Δt =2.0×10-3 s ,可得弹簧恢复形变的过程中滑块的动量增量大小为________ kg·m/s.(计算结果均保留2位有效数字)答案 (1)4.00 (3)0.82 0.76解析 (1)遮光条的宽度为d =4 mm +0.05 mm ×0=4.00 mm(3)弹簧对滑块的冲量大小等于F -t 图像与坐标轴所围的面积,约等于0.82 N·s ;滑块通过光电门时的速度为v =d Δt =4.00×10-32.0×10-3m/s =2 m/s 滑块的动量增量大小为Δp =m v =380.0×10-3×2 kg·m/s =0.76 kg·m/s 专题强化练[保分基础练]1.(2022·广东肇庆市二模)某同学用如图甲所示装置研究小车在倾斜轨道上运动的加速度a与轨道倾角θ的正弦值(sin θ)之间的关系,实验步骤如下:(1)在水平实验台上,将长为l 的长木板一端放在垫块上构成斜面,为得出长木板倾角θ的正弦值sin θ,则需要测出________;A .长木板末端距实验台的高度hB .垫块的高度h ′(2)将打点计时器固定在轨道右端,纸带穿过打点计时器固定在小车上;接通电源,释放小车,打出一条如图乙所示的纸带,图中相邻两个计数点间还有四个点未画出,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ,通过测得的数据可计算出D 点的速度大小v D =______ m/s ,滑块的加速度a =________ m/s 2;(结果均保留三位有效数字)(3)改变垫块高度,重复实验,测出多组轨道倾角θ的正弦值(sin θ)及对应小车的加速度a ,通过计算,该同学发现a 与sin θ的比值小于当地的重力加速度,原因是________________ _____________________________________________________________________________. 答案 (1)A (2)1.63 2.64 (3)小车与倾斜长木板之间有摩擦解析 (1)由几何关系可知sin θ=h l,因此需要测量长木板末端距实验台的高度h ,故A 正确,B 错误.(2)纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T =5×0.02 s =0.1 sD 点对应的速度为v D =x CD +x DE 2T≈1.63 m/s 滑块的加速度为a =(x CD +x DE +x EF )-(x OA +x AB +x BC )9T 2=2.64 m/s2;(3)小车沿倾斜轨道下滑,若没有摩擦力,则mg sin θ=ma,可得asin θ=g,现在a与sin θ的比值小于当地的重力加速度,说明小车下滑过程中受到摩擦力的作用,即小车与倾斜长木板之间有摩擦.2.(2022·山西省稷山中学模拟)某小组利用力的传感器探究“圆周运动的向心力表达式”.如图所示,在光滑的水平面上,固定一个光滑的轨道,A处安装的光电门可以得到小球的速度,B处安装力的传感器可以测得小球到B点时对轨道的压力.(1)在这个实验中,利用________来探究向心力大小与小球质量、速度、轨道半径之间的关系.A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法(2)实验中,同一小球先后两次以不同的速度沿着同一轨道做匀速圆周运动,若光电门记录的时间比为1∶2,传感器记录的压力比为______,则可得到向心力与______成正比.(3)实验中,让同一小球先后两次沿着不同半径的轨道做匀速圆周运动.若光电门记录的时间相同,轨道半径比为1∶2,则传感器记录的压力比为_______,则可得到向心力与______成正比.答案(1)B(2)4∶1线速度的平方(3) 2∶1半径的倒数解析(1)探究向心力大小与小球质量、速度、轨道半径三个因素的关系,需要先控制其中两个因素不变,改变第三个因素,从而逐步研究向心力和它们的关系,采用了控制变量法.(2)设先后两次的速度分别为v1和v2,光电门记录的时间分别为t1和t2,小球挡光宽度为d,则有v1=dt1,v2=dt2,可得v1v2=t2t1=21,轨道对小球的支持力提供向心力,有F N=mv2r,则可得到向心力与线速度的平方成正比,根据牛顿第三定律,传感器记录的压力大小等于轨道对小球的支持力大小,故可知传感器记录的压力比为F 1F 2=v 12v 22=41. (3)设先后两次的轨道半径分别为r 1和r 2,由于光电门记录的时间相同,可知两次小球做匀速圆周运动的线速度v 大小相等,轨道对小球的支持力提供向心力,有F N =m v 2r,则可得到向心力与半径的倒数成正比,根据牛顿第三定律,传感器记录的压力大小等于轨道对小球的支持力大小,故可知传感器记录的压力比为F 1′F 2′=r 2r 1=21. 3.(2022·江西九江市一模)用如图所示的装置,来完成“验证动量守恒定律”的实验.实验中使用的小球1和2半径相等,用天平测得质量分别为m 1、m 2.在水平木板上铺一张白纸,白纸上面铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O .先不放小球2 ,使小球1从斜槽上某一点S 由静止滚下,落到水平木板P 点.再把小球2静置于斜槽轨道末端,重复上述操作,小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上,在白纸上留下各自落点的痕迹.(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题.确定碰撞前后落点的位置P 、M 、N ,用刻度尺测量出水平射程OP 、OM 、ON .①本实验必须满足的条件是________.A .斜槽轨道必须是光滑的B .斜槽轨道末端必须是水平的C .小球1每次必须从同一位置由静止释放②实验器材准备时,为确保小球1碰后不弹回,要求m 1______m 2(选填“>”“<”或“=”). ③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式为:OP =________(用m 1、m 2、OM 、ON 表示).(2)在上述实验中换用不同材质的小球,其他条件不变,记录下小球的落点位置.下面三幅图中,可能正确的是________.答案 (1)①BC ②> ③OM +m 2m 1·ON (2)B 解析 (1)①因小球在斜槽末端的速度与平抛的水平位移成正比,所以斜槽是否光滑不影响实验结果,故A 错误;斜槽末端保持水平,是为了保证它们在水平碰撞后做平抛运动,故B 正确;小球1每次必须从同一位置由静止释放,尽可能保证每次碰撞情况相同,故C 正确.②为确保小球1碰后不弹回,要求m 1>m 2.③小球离开斜槽末端做平抛运动,竖直方向满足y =12gt 2,下落高度一定,则运动时间相同;水平方向满足x =v t ,水平位移与平抛初速度成正比,两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为m 1·OP =m 1·OM +m 2·ON ,即OP =OM +m 2m 1·ON . (2)将OP =OM +m 2m 1·ON 变形得m 1m 2=ON OP -OM ,由于m 1>m 2,则ON OP -OM>1,图A 中比值为负值,故A 错误;图B 中比值为83>1,故B 正确;图C 中,比值为252>1,但OP +OM <ON ,不符合能量守恒定律,故C 错误.4.(2022·广东深圳市一模)在“探究共点力的平衡条件”的实验中,将三个细绳套系于一点,在水平桌面上用三只弹簧测力计互成角度地水平拉细绳套,使结点静止在纸面上O 点,如图甲所示.(1)弹簧测力计1的指针位置如图甲所示,其读数为________ N ,弹簧测力计2和3的读数分别为1.30 N 和1.25 N.(2)取0.5 cm代表1 N,请在图乙虚线框内作出三个力的图示,并借助平行四边形定则作图,求出其中两个力的合力.(3)改变三只弹簧测力计的弹力方向和大小,多次实验.(4)在误差允许范围内,可归纳出这三个共点力的平衡条件是________.答案(1)2.30(2)见解析图(4)见解析解析(1)由于弹簧测力计的最小刻度是0.1 N,因此弹簧测力计1的示数为2.30 N;(2)由题,作出力的图示,根据平行四边形定则,可作出任意两个力的合力,以下三个图中任意一个均正确.(4)其中一个力与另两力的合力等值反向(或“三个共点力的合力等于零”“合力等于零”“合外力等于零”“两个共点力的合力与第三个力大小相等,方向相反,在同一条直线上”“两力的合力与第三力等大反向共线”等)5.(2022·辽宁葫芦岛市普通高中高三期末)某同学用如图甲所示实验装置“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”.直尺和光滑的细杆(未画出)水平固定在铁架台上,一根弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接.细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂钩码.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出对应的弹簧总长度L,并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F.弹簧伸长均在弹性限度内.(1)把以上测得的数据描点连线,如图乙所示,则该弹簧的原长L0=__________ cm,劲度系数k =__________ N/m.(结果均保留3位有效数字)(2)若该同学先把弹簧竖直悬挂,下端不挂钩码测出弹簧原长为L 1,再按照图甲所示方法悬挂钩码,测出弹簧伸长后长度L ,以L -L 1作为弹簧伸长量x ,以钩码重力大小作为弹力F 大小.由于弹簧自身重力的影响,得到的图线可能是图中的________.答案 (1)5.00 13.3 (2)B解析 (1)弹簧弹力为零时,弹簧总长度即为弹簧原长,故L 0=5.00 cm ,弹簧劲度系数k =ΔF ΔL = 2.00.2-0.05N/m ≈13.3 N/m.(2)由于弹簧自身重力的影响,当x 等于零时,弹簧有一定的弹力,但弹簧劲度系数不变,则k =ΔF Δx不变,即F -x 图像斜率不变.故选B. [争分提能练]6.(2022·山东卷·13)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验.受此启发.某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示.主要步骤如下:①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;②接通气源,放上滑块.调平气垫导轨;③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块.弹簧处于原长时滑块左端位于O 点.A 点到O 点的距离为5.00 cm ,拉动滑块使其左端处于A 点,由静止释放并开始计时;④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F 、加速度a 随时间t 变化的图像,部分图像如图乙所示.。
高考物理实验历年真题精讲精练2024年版
高考物理实验历年真题精讲精练2024年版高考物理实验部分一直是考生备考中的难点,因为它不仅仅考察理论知识,更要求学生具备实际操作和解决问题的能力。
为了帮助考生更好地准备物理实验部分,我们整理了一份2024年版的高考物理实验历年真题精讲精练,希望通过详细解析和练习题的训练,让考生掌握实验方法和技巧,提升解题水平。
一、热学实验1. 能量守恒实验本实验旨在验证能量守恒定律,通过测量物体在加热过程中的温度变化和热损失情况,计算输入和输出的能量,验证守恒性。
实验装置:加热电容器、温度计、热量计、电源等。
实验步骤:先将加热电容器加热至一定温度,然后迅速将其放入热量计中,并记录下开始和结束时的温度、时间等数据。
实验原理:根据能量守恒定律,输入的热量等于输出的热量加上物体的热损失,即Q输入 = Q输出 + Q损失。
实验注意事项:保持实验装置的绝热性,减小系统热损失;精确测量温度和时间,保证数据的准确性。
2. 球状物体的膨胀系数实验本实验旨在测量不同物体的线膨胀系数,并验证线膨胀系数与物体性质的相关性。
实验装置:实验槽、测温仪、定标尺、物体样品等。
实验步骤:将待测物体样品置于实验槽中,逐步升温,并实时测量样品的长度变化和温度变化。
实验原理:利用物体的线膨胀系数定义公式,即ΔL = αL0ΔT,其中ΔL为长度变化量,α为线膨胀系数,L0为初始长度,ΔT为温度变化量。
实验注意事项:控制加热速度,避免温度升降过快;注意保持物体的线热膨胀状态,避免其他因素干扰。
二、光学实验1. 反射率测量实验本实验旨在测量材料的反射率,通过测量入射光和反射光的强度,计算得到反射率。
实验装置:光源、光电二极管、反射平台、光强计等。
实验步骤:将反射物置于反射平台上,通过调整光源角度和路线,使入射光垂直照射到反射物上,并记录下反射光的强度。
实验原理:根据反射光的强度与入射光的强度之比,可以计算得到反射率的大小。
实验注意事项:注意避免其他光源和干扰的影响,保证实验环境的稳定性。
物理高考物理中的常见实验题解析与思路总结
物理高考物理中的常见实验题解析与思路总结物理高考中涉及实验题的解析与思路总结随着高考的临近,物理考试成为许多同学担心的焦点。
而其中,实验题作为物理题目的一大特点,考察了学生对实验方法和原理的理解能力。
因此,掌握常见实验题的解析方法和思路对于提高物理考试成绩至关重要。
本文将对物理高考中常见实验题的解析进行总结和归纳,帮助同学们更好地应对物理考试。
一、力的平衡与分析力的平衡是物理实验中常见的实验现象之一。
在解析实验题时,首先要注意力的平衡条件:物体在平衡时,合力和合力矩均为零。
根据这一原理,我们可以进行以下思路总结:1.1 弹簧测力计实验弹簧测力计实验是一种常见的力的测量实验。
在解析此类试题时,要注意弹簧测力计的工作原理:弹簧测力计根据弹性变形来测量物体受力大小。
因此,在此类题目中,可以先根据弹簧测力计的示数计算出物体所受力的大小。
1.2 杠杆平衡实验杠杆平衡实验常常涉及到的是杠杆平衡的条件和现象。
在解析此类试题时,要注意杠杆平衡的条件:物体在平衡时,杠杆两侧力的乘积(力矩)相等。
根据这一原理,可以通过平衡方程进行解题分析,求解未知力或长度。
1.3 力的分解实验力的分解实验是物理实验中的重点和难点之一。
在解析此类试题时,要根据物体所受的合力进行力的分解。
常见的力的分解实验有力的合成和力的分解两种情况。
在力的合成中,可以通过三角法和平行四边形法来解题;在力的分解中,可以通过几何方法和三角法来解题。
二、电路中的实验电路中的实验是物理考试中难度较大的一类题目。
在解析电路实验题时,需要掌握电流、电压和电阻等概念。
以下是对电路实验解题的思路总结:2.1 线路图解析在解析电路题目时,首先要根据给定的线路图进行分析。
根据电流在电路中的路径、电阻的连接方式等,可以判断电流和电阻的关系。
同时,还可以根据喷泉定律和欧姆定律来计算电流和电压的大小。
2.2 电桥平衡实验电桥平衡实验是一种常见的电阻、电流和电压测量实验。
在解析电桥平衡实验题时,要注意平衡条件:当电桥平衡时,对角线上的电势差为零。
届高三物理二轮复习指导2实验题的解答技巧与策略PPT课件
(1)选出必要的器材,用器材前的英文字母表示,有__________. (2)请设计一个实验电路,在下面方框中画出电路图.
(3)说明实验需要测量的物理量,并列出计算该电流表内阻的计 算式__________
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You
一、实验原理创新题的解答技巧与策略
实验原理创新题,就是选择题给的装置探究物理关系或 利用题给设备科学分析测量物理量可能依据的原理,同 时进行实验设计的试题.
例1 从下列实验器材中选出适当的器材,设计电路来测量一 个电流表的内阻r1,要求有较大的测量范围,方法简捷. A.待测电流表(量程50 mA,内阻约50 Ω) B.电流表(量程0.6 A,内阻r2=5 Ω) C.电压表(量程15 V,内阻约15 kΩ) D.滑动变阻器R2(阻值0~100 Ω,额定电流50 mA) E.滑动变阻器R3(阻值0~10 Ω,额定电流1 A) F.电池组,电动势为6 V,内电阻很小 G.单刀开关若干 H.导线若干
Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束,希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
指导二 实验题的答技巧与策略
对高考实验题的突破,关键是看你对课本上出现的实验 原理和方法有没有真正理解,能否灵活应用,并迁移到 新的实验中去.所以,高考实验复习应该以本为本,以 纲为纲,夯实实验基础,提高实验技能,掌握实验方法, 牢固把握住万变不离其“宗”——平时所学的物理规律、 实验原理和方法.
高考物理二轮复习精品内部课件第二部分 第三讲 实验题型解题技巧
(2)用连线连接实物图.
(3)补全实验步骤: ①按电路图连接电路, 将滑动触头移至最________端 (填“左”或“右”); ②闭合电键S,移动滑动触头至 某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;
③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图3所示. (4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表 达式________________.
第 3讲
实验题型解题技巧
1 题型特点 考查基本仪器的使用方法和不同实验中对仪器的选择,考查基本实 验原理在新的环境下的运用,考查利用基本操作来完成新的实验任务 .近几年高考不仅考查课本的分组实验,还考查演示实验,而且出现 了迁移类实验、应用型实验、设计型实验及探究型实验.有填空作图 型实验题、常规实验题、设计型实验题等.
【解析】 (2)要验证机械能守恒,需测定和计算钩码重力势能的 减少量和钩码、滑块动能的增加量是否相同,为了计算重力势能的减 小量需测定钩码下降的高度,即测出滑块上的遮光条初始位置到光电 门的距离 x,为了计算滑块的动能,需要测定滑块的质量 M. (3)钩码重力势能的减少量为 mgx. 1 d 2 钩码、滑块动能的增加量为2(m+M)(Δt) .
2 解答技巧 1.填空作图题 (1)对于填空题 注意数值、单位、方向、正负号都应填齐全,同时注意有效数字的 位数是否有要求.若是仪器读数,注意精确度. (2)对于作图题 对函数图象应注明纵、横坐标轴表示的物理量、单位、标度及坐标 原点.描点连线时,若图象为直线,应让尽量多的点落在直线上,不 能落在直线上的点,应均匀分布在直线两侧;若图象为曲线,则用平 滑的曲线连接各点. 对于电学图,若画电路图一定要用直线段来画,同时注意各种电学 元件的符号;若连电学实物图则电表量程、正负极性,电流表内、外 接法,变阻器接法,滑动触头位置都应考虑周全.各种仪器、仪表的 读数一定要注意有效数字和单位;实物连接时一定要先画出电路图(仪 器位置要对应);各种作图及连线要用铅笔,以便于修改.
高考物理二轮复习:力学实验知识点解析及专题分析
专题十五力学实验高考物理试题中,实验是必考内容,且近年来越来越受到重视.高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外,还把考查内容延伸到演示实验中,甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验.要求学生利用所学知识,对实验仪器或实验方法重组,将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去.高考物理实验题具有以下几个特点:1.重视对实验操作能力的考查.如实验步骤的排序、纠错;实验器材的选择,包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择;实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据;实验结论的总结及误差分析;实验方案的改进创新等.2.重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查,如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数.3.设计性实验是考查的热点.在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多,此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理,灵活处理陌生实验问题的能力,要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力.预测高考力学实验题:以打点计时器为主要实验仪器,涉及位移、速度测量的基本力学实验,分值较少,难点不大,命题形式为填空题(或选择性填空).知识点一、测量读数类仪器使用1.游标卡尺(1)各种游标卡尺的有关参数如下表所示:游标尺(mm)精确度(mm)刻度格数刻度总长度(mm)每小格与1毫米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02(2)游标卡尺的读数方法:①以游标零刻度线位置为准,在主尺上读取整毫米数;②看游标上哪一条刻度线与主尺上的某一刻度线(此某一刻度线不需读出)对齐,由游标上对齐的刻度数(即格数)乘以游标卡尺的精确度得出毫米以下的小数;③总的读数为毫米整数加上毫米以下的小数.【特别提醒】(1)游标卡尺的精确度可根据游标尺刻度格数的倒数计算,单位为mm.如50分度的游标卡尺精确度为150mm=0.02mm.高考物理二轮复习:力学实验知识点解析及专题分析(2)游标卡尺的读数不需要估读.2.螺旋测微器(千分尺)量程一般为0~25mm ,精确度是0.5mm÷50=0.01mm.螺旋测微器的读数方法:①从固定标尺上读出整毫米数,要注意半毫米刻度线是否露出,如果露出再加上0.5mm.②0.5mm 以下的读数则等于与固定标尺上横线对准的可动圆周上的读数(要估读一位)乘以精度0.01mm.③测量长度为上述二者之和.如图所示读数为6mm +0.5mm +20.2×0.01mm =6.702mm.【特别提醒】螺旋测微器的使用要注意两点:(1)半毫米刻度线;(2)估读,末位估读的“0”不要漏掉.知识点二、力学实验1.“纸带类”实验(1)打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它接在频率为50Hz 的交流电源上使用时,每隔0.02s 打一次点,因此,纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上点迹间的距离,就可以确定物体的运动情况.(2)纸带的应用①利用纸带计算瞬时速度测出与n 点相邻的前、后两段相等时间T 内的距离s n 和s n +1,由公式v n =s n +s n +12T 算出.(如图所示),在验证机械能守恒定律实验中,就是根据此法求得物体瞬时速度的.②当物体做匀速直线运动时,某段时间内的平均速度等于各个时刻的瞬时速度.在“探究动能定理”实验中,就是据此求得物体最终获得的速度大小.因此要选取纸带上打点间隔基本相等的部分进行测量.③利用纸带计算加速度a .利用a =Δs T 2求解:在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δs =s n +1-s n =aT 2求加速度a ,为了减小实验误差可用“逐差法”,s n -s m =(n -m )aT 2.b .图象法利用v n=s n+s n+12T算出相应时刻点的速度,画出v-t图象,根据图线的斜率计算加速度.2.“胡克定律类”实验(1)原理:利用橡皮条或弹簧在弹性限度内、力与形变量成正比,计算(测量)其长度的变化分析力的变化情况或建立F-x坐标系,描点画图研究力的变化规律.(2)应用①根据平行四边形定则验证力的合成与分解.②探究弹力和弹簧伸长量的关系.知识点三、实验误差1.偶然误差和系统误差从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.2.有效数字(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2mm”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.(2)确定有效数字时,应注意以下问题:①有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关.②关于“0”在有效数字中的特殊性:0在前时,从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字.0在后时,计入有效数字.③乘方不算有效数字;比如3.020×10-3m/s中的-3不是有效数字,10也不是.3.减小实验误差的方法(1)多次测量求平均值.(2)累积法.(3)图象法.高频考点一纸带类实验1.打点计时器系列五个实验力学实验中用到打点计时器的实验有5个,分别是用打点计时器测速度,探究小车速度随时间变化的规律,探究加速度与力、质量的关系,探究做功与速度变化的关系及验证机械能守恒定律.2.纸带数据的处理方法3.平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端,给小车一个初速度,小车能匀速下滑.4.三个关键点(1)区分计时点和计数点:计时点是指打点计时器在纸带上打下的点.计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点.要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的.(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源,打点稳定后,再释放纸带.(3)实验数据处理可借助图象,充分利用图象斜率、截距等的物理意义.例1、(2019·新课标全国Ⅰ卷)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。
2020高考物理 第2部分专项2活用4大策略破解实验题
1.明——明确考查的知识范围 现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(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人想 要考查的知识点和意图。
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2.看——看清实验题图 实验题一般配有相应的示意图、实物图,目的是告知实验器材(或 部分实验器材)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。
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[解题指导] (1)螺旋测微器的固定刻度读数为 0.5 mm,可动刻 度读数为 0.01×11.7 mm=0.117 mm,所以最终读数为 0.617 mm= 0.061 7 cm。游标卡尺的固定刻度读数为 100 mm,游标尺读数为 0.1×4 mm=0.4 mm,所以最终读数为 100 mm+0.4 mm=100.4 mm =10.04 cm。
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(2)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,平方还是开
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)新的物理图象
实验题本身提供物理图象,但这些图象平时没有接触过,关键
要明确图象的物理意义,才能正确分析实验问题。
还有一电阻箱 R,一开关 S,若干导线,内阻 Rg=30 Ω、量程为 1 mA 的电流表 G,阻值为 2 970 Ω 的定值电阻 R0,阻值为 2.00 Ω 的定值 电阻 R1。请设计并画出合理的测量该电池电动势及内阻的实验电路 图,图中标明相关器材的字母符号。
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(2)为了比较准确地得出实验结论,该小组的同学准备用线性图 象来处理实验数据,图象的纵坐标表示电流表的示数 I,横坐标表示 的物理量是________。
高考物理2024实验历年题目精讲
高考物理2024实验历年题目精讲高考物理实验是高考物理考试的一部分,常常出现在选择题、填空题和简答题中。
熟悉历年的实验题目,了解实验原理和解题思路,对于顺利应对物理考试具有重要意义。
本文将对2024年高考物理实验历年题目作一精讲,帮助考生理解实验原理,掌握解题技巧。
1. 火柴头立柱实验题目:某学生进行了以下实验:将一根火柴头放在桌面上,然后印上很小的力,火柴头就会立起来。
请解释这个现象的原理,并用物理公式计算力的大小。
解析:火柴头立柱实验利用了静摩擦力的原理。
当施加的力小于或等于静摩擦力时,火柴头保持静止不动;当施加的力大于静摩擦力时,火柴头被推离。
根据实验数据和知识公式可以计算出力的大小:静摩擦力 Ff = 力 F2. 平衡小车实验题目:某学生进行了平衡小车实验,实验中改变了小车的质量、受力和加速度等参数,观察实验结果并记录下来。
请分析重点观察的实验现象,并结合牛顿第二定律给出相应的分析和解释。
解析:平衡小车实验主要观察小车在不同条件下的平衡情况。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与物体质量和受力成正比,与物体的质量成反比。
因此,改变小车的质量和受力会影响小车的加速度,进而影响小车的平衡状态。
举例来说,当小车质量增加时,相同的受力会导致较小的加速度,小车更容易保持平衡;而当受力增加时,相同的质量会导致较大的加速度,小车更难保持平衡。
3. 光的折射实验题目:某学生进行了光的折射实验,实验中改变了光的入射角度和折射介质等参数,观察实验结果并记录下来。
请分析重点观察的实验现象,并结合折射定律给出相应的分析和解释。
解析:光的折射实验主要观察光在不同介质中的折射现象。
根据折射定律,光线从一种介质射入另一种介质时,入射角和折射角之间满足以下关系:sin(入射角) / sin(折射角) = 折射介质折射率 / 入射介质折射率在实验中,可以改变入射角度和折射介质,观察折射角的变化。
根据折射定律的关系,可以解释光在不同介质中的折射现象。
高考物理实验基础(二)含答案与解析
高考物理实验基础(二)组卷老师:莫老师一.实验题(共33小题)1.如图甲所示,螺旋测微器的读数为cm.2.该同学又用螺旋测微器测量某电阻丝的直径,示数如图,则该金属丝的直径为m.3.一圆盘厚度用螺旋测微器测得,结果如图一所示.圆盘直径用游标卡尺测得,结果如图二所示.由图可知,圆盘厚度为mm.圆盘的直径为cm.4.如图a,甲同学用游标卡尺测量一小球的直径,读数为cm;乙同学利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图b所示,校零时的读数为mm,合金丝的直径为mm.5.如图甲所示是用主尺最小分度为1mm,游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图,图乙是游标部分放大后的示意图.则该工件的内径为cm.用螺旋测微器测一金属杆的直径,结果如图丙所示,则杆的直径是mm.6.图中螺旋测微器读数为mm,游标卡尺读数为mm.7.用20分度的游标卡尺测量钢球的直径,示数如图所示,则钢球直径为cm。
8.若用主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量某一器件的长度时,显示如图所示,则该游标卡尺的读数为mm。
9.实验题:读出图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺的读数为mm.;螺旋测微器的读数为cm.10.实验中,用游标卡尺和螺旋测微器分别测量此用电器的长度和直径,示数如图所示.游标卡尺读数为:;螺旋测微器读数为:.11.图一中螺旋测微器读数为mm.图二中游标卡尺读数为cm。
12.图甲为20分度游标卡尺的部分示意图,其读数为mm;图乙为螺旋测微器的示意图,其读数为mm。
13.如图所示,图甲为螺旋测微器、图乙为用游标尺上有20个等分刻度的游标卡尺测量工件的情况,它们的读数分别为mm,cm。
14.用游标卡尺测一工件外径的读数如图(1)所示,读数为mm。
用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图(2)所示,读数为mm。
15.用游标卡尺测得某样品的长度如图1所示,其示数L=;用螺旋测微器测得该样品的外径如图2所示,其示数D=.16.如图所示,图甲中螺旋测微器的读数为mm,图乙中游标卡尺(游标尺规格为20分度)的读数为cm。
2019高考物理复习全辑第6讲力学实验(二)讲与练(必修2,含解析)
必修二第7讲 力学实验(二)考试内容及要求一、探究求合力的方法 1.实验器材木板、白纸、图钉若干、两根细绳、橡皮条、弹簧测力计2个、三角板、刻度尺等. 2.实验步骤(1)把木板平放在桌面上,用图钉把一张白纸钉在木板上.(2)用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A 点,橡皮条的另一端B 拴上两根细绳. (3)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O ,如图1所示.用铅笔描下结点O 的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数F 1、F 2,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F .图1(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向.(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相同.3.注意事项(1)正确使用弹簧测力计,不能超量程,正确读数.(2)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.(3)用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大.(4)在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.(5)弹簧测力计拉动时要尽量与木板上表面平行.例1(2018·宁波十校联考)某同学“探究求合力的方法”的实验情况如图2甲所示,其中A 为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图2(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________.(2)本实验采用的科学方法是________.A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法(3)本实验中以下说法正确的是________.A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间夹角必须取90°答案(1)F′(2)B(3)C解析(1)F是根据平行四边形定则作出的合力,具有一定的误差,F′是一只弹簧测力计的拉力,根据力的平衡可知F′一定在AO方向上.(2)合力与分力是等效替代关系,所以B选项正确.(3)实验中要求两根细绳不要太短,不必等长,所以A选项错误.实验是验证任意角度的两个力的合成,所以对两个弹簧测力计之间的角度没有要求,两力大小也不需要相等,但为了减小误差,角度的选取不要太大也不要太小,所以B、D选项错误.拉力如果不与木板平面平行,会产生垂直板面的分力,影响作用效果,所以C选项正确.二、探究作用力与反作用力的关系1.实验器材弹簧测力计3个、包装用泡沫塑料若干、小刀1把、木块1个、力传感器2只、数据采集器1台及计算机1台等.2.实验原理(1)用两只弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系利用如图3所示的器材探究作用力与反作用力的关系.A、B两个弹簧测力计连接在一起,B 的一端固定,用手拉弹簧测力计A,可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动.图3(2)用传感器探究作用力与反作用力的关系把力传感器连在计算机上,传感器的钩子上挂木块,钩子受力的大小随时间变化的情况,可以由计算机屏幕显示.研究静止状态、匀速直线运动状态和加速或减速状态下作用力与反作用力之间的关系.3.注意事项(1)使用弹簧测力计和传感器前,都应调零.(2)用弹簧测力计和传感器对接时作用力都应在同一直线上.(3)实际的弹簧测力计往往存在一定的示值误差.检测方法:将弹簧测力计A和B分别与弹簧测力计C互拉,通过与C的示数进行比较确定两弹簧测力计的拉力是否相等,是一种“等效替代”的方法.例2“探究作用力与反作用力的关系”实验中,某同学用两个力传感器进行实验.(1)将两个传感器按图4甲方式对拉,在计算机屏幕上显示如图乙所示的图象,横坐标代表的物理量是________,纵坐标代表的物理量是________.图4(2)由图乙可得到的实验结论是________(多选).A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等B.两传感器间的作用力与反作用力方向相同C .两传感器间的作用力与反作用力同时变化D .两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上 答案 (1)时间(t ) 力(F )(2)AC 三、研究平抛运动 1.实验原理平拋运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.使小球做平拋运动,建立坐标系,利用描迹法描出小球的运动轨迹,测出轨迹曲线上某一点的坐标x 和y ,根据公式:x =v 0t 和y =12gt 2,就可求得v 0=xg2y,即小球做平拋运动的初速度. 2.实验器材斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、坐标纸(白纸)、图钉、重锤线、三角板、铅笔、刻度尺. 3.实验步骤(1)实验装置如图5所示,安装调整斜槽:使其末端伸出桌面,切线沿水平方向.图5(2)调整木板:用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行,然后把重垂线方向记录到钉在木板上的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变.(3)确定坐标原点O :把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O ,O 点即为坐标原点.(4)确定运动轨迹上的点:将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x 值处的y 值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在白纸上记下该点.用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.(不同的器材方法有所不同) 4.数据处理(1)描绘运动轨迹:取下白纸,用平滑的曲线把记下的一系列点连接起来即得小球做平抛运动的轨迹.(2)计算初速度:以O 点为原点画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴,并在曲线上选取六个不同的点,用刻度尺分别测出它们的坐标(x ,y ),然后用公式v 0=xg2y计算出小球的初速度v0.5.注意事项(1)实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平,木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行,并使小球的运动靠近木板但不接触.(2)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.(3)坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点.例3(2017·浙江4月学考·17)在“研究平抛运动”实验中.图6(1)图6是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中,下列说法正确的是________.(多选)A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重锤线确定(2)图7是利用图5装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是________.图7A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)如图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是________.答案(1)BBD(2)C(3)B解析(1)由于横挡条处记录小球位置时标注点为小球最高点,因此,所画平抛运动轨迹均上移一个小球半径,坐标原点应为斜槽末端小球的最上端,选项B正确.实验过程中,斜槽轨道不一定光滑,只要能够保证小球从同一位置由静止释放,使离开斜槽末端的速度相同即可,所以选项A错误.记录的点适当多一些,便于通过这些点作平滑曲线,选项B正确,C错误.y 轴必须沿竖直方向,即用重锤线确定,选项D正确.(2)由题图可知斜槽末端切线不水平,变成斜抛运动,故选C.(3)插入瓶中的竖直管与大气相通,为外界大气压强,竖直管在水面下使得竖直管上端出口处的压强与外界气压相等,目的就是为了保证水流流速不因瓶内水面下降而减小,能保证一段时间内得到稳定的细水柱,选项B正确.例4(2018·浙江4月学考·17(3))图8是小球做平抛运动的频闪照片,其上覆盖了一张透明方格纸.已知方格纸每小格的边长均为0.80 cm.由图可知小球的初速度大小为________ m/s(结果保留两位有效数字).图8答案0.70(0.66~0.74均可)解析水平方向:3.5L=v0t竖直方向:y2-y1=2L=gt2联立解得v0=0.70 m/s1.如图9所示,小孙同学用力传感器A和B做“探究作用力与反作用力的关系”实验,当用A匀速拉动固定在滑块上的B时()图9A.A对应示数比B大B.B对应示数比A大C.A和B对应示数有时不相等D.A和B对应示数任何时刻都相等答案 D解析根据牛顿第三定律,A对B的作用力和B对A的作用力是作用力和反作用力,总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,故A和B对应示数任何时刻都相等,故D正确.2.(2017·台州市9月学考测试)在“探究求合力的方法”实验中,手中只有一个弹簧秤、橡皮筋、木板、白纸和图钉,为了完成此实验.图10(1)在图10甲所示的器材中还需要选取________和________.(2)图乙是小明同学用弹簧测力计测细绳拉力的两次操作,更合理的是________.(填“A”或“B”)(3)图丙中弹簧秤的示数为________N.答案(1)三角板细绳套(2)B(3)2.003.(2017·绍兴学考模拟)在研究平抛运动的实验中,(1)研究平抛运动,下面哪些做法可以减小实验误差________.(多选)A .使用密度大、体积小的钢球B .尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C .实验时,让小钢球每次都从同一高度由静止开始滚下D .使斜槽末端切线保持水平(2)为使小钢球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线水平,检查方法是__________________________________.(3)小钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴,竖直线是用________来确定的.(4)某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小钢球做平抛运动的起点位置O ,A 为小钢球运动一段时间后的位置,根据图11求出小钢球做平抛运动的初速度为________m/s(g 取10 m/s 2).图11答案 (1)ACD(2)水平时小钢球处于平衡,放在槽口能静止不动 (3)重锤线 (4)2.0 解析 (1)研究平抛运动时,小钢球体积越小,所受空气阻力越小,并且记录小钢球通过的位置越准确,A 正确;小钢球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下,可保证小钢球的初速度不变,与钢球和斜槽间的摩擦无关,B 错误,C 正确;实验时必须使斜槽末端的切线水平,以确保小钢球水平飞出做平抛运动,D 正确. (4)由题图可知AB 、BC 间的竖直距离y AB =15 cm =0.15 m ,y BC =25 cm =0.25 m因为x AB =x BC =0.20 m ,所以小钢球从A 运动到B 的时间和从B 运动到C 的时间相同,设此时间为t .据y BC -y AB =gt 2得t =y BC -y ABg =0.25-0.1510s =0.10 s 又因为x AB =v 0t 所以v 0=x AB t =0.200.10m/s =2.0 m/s.1.用如图1所示装置做“研究平拋运动”实验时,为保证小球从斜槽末端水平拋出,应()图1A.减小斜槽的粗糙程度B.使斜槽末端切线水平C.每次由静止释放小球D.每次从同一位置释放小球答案 B2.用如图2所示装置做“研究平抛运动”实验时()图2A.用重垂线确定y轴方向B.用眼睛观察斜槽末端切线是否水平C.用重垂线判断斜槽末端切线是否水平D.每次从轨道上不同位置释放小球答案 A解析重力方向竖直向下,应用重垂线确定y轴方向,故A正确;将小球放在斜槽末端,观察小球是否静止来判断斜槽末端切线是否水平,B、C项错误;为保证各点在同一条抛物线上,每次抛出时小球的初速度必须相同,故每次从轨道上同一位置由静止释放小球,D项错误.3.(2015·浙江10月学考·17)(1)如图所示,在“探究求合力的方法”实验中,下列器材中必须要用的是________.(多选)(2)下列两个学生实验中,必须要测量质量、时间和位移的是________.A .用打点计时器测速度B .探究加速度与力、质量的关系 答案 (1)BD(2)B解析 (1)在“探究求合力的方法”实验中,需要用弹簧测力计测量合力与分力的大小和方向,需要用刻度尺进行作图分析,故选B 、D ;(2)用打点计时器测速度的实验中,是利用v =x t计算速度的,所以不需要测质量;而探究加速度与力、质量的关系实验中,加速度要用a =Δx T2计算,还要研究在力F 一定的情况下a 与m 的关系,所以需要测质量、时间和位移,故选B. 4.“用传感器探究作用力和反作用力的关系”实验如图3甲所示,图乙是计算机屏幕显示的两个传感器的钩子之间的相互作用力随时间变化的关系,据图可知,两钩子之间的相互作用力________.图3A .大小相等B .方向相同C .大小有时相等,有时不相等D .方向有时相同,有时不相同 答案 A解析 由图象的对称性可知,两钩子间的相互作用力大小相等、方向相反,A 正确. 5.(2017·绍兴市选考模拟)研究平抛运动的实验装置如图4所示.图4(1)实验时,每次须将小球从轨道________(填字母). A .同一位置释放 B .不同位置无初速度释放 C .同一位置无初速度释放(2)上述操作的目的是使小球每次抛出后________(填字母).A .只受重力B .轨迹重合C .做平抛运动D .速度小些,便于确定位置(3)实验中已测出小球半径为r ,则小球做平抛运动的坐标原点位置应是________(填字母). A .斜槽末端O 点B .斜槽末端O 点正上方r 处C .斜槽末端O 点正前方r 处D .斜槽末端O 点正上方r 处在竖直木板上的投影点 答案 (1)C(2)B(3)D解析 (1)实验时,每次应将小球从轨道同一位置无初速度释放,故C 正确.(2)将小球从轨道同一位置无初速度释放,使小球抛出后有相同的初速度,因此轨迹会重合,故B 正确.(3)小球对应的球心位置在槽口O 点上方r 处,故平抛运动的坐标原点位置为斜槽末端O 点正上方r 处在竖直木木板上的投影点,D 正确.6.(2018·稽阳市联谊学校联考)在“研究平抛运动”实验中,利用钢球在斜槽轨道上由静止开始滚下,做平抛运动,记录运动轨迹上的一个位置,经过多次操作得到钢球所经过的多个位置,连起来得到钢球做平抛运动的轨迹. (1)下列说法正确的是________.(多选) A .斜槽末端必须水平 B .斜槽轨道可以不光滑C .钢球每次可以从轨道上不同位置滚下(2)某同学设计了一个探究平抛运动的家庭实验装置,如图5所示,在水平桌面上放置一个斜面,钢球滚过桌边后便做平抛运动.他把桌子搬到墙的附近,使从水平桌面上滚下的钢球能打到墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录钢球的落点.现测得钢球直径为D ,某次实验桌子边缘到墙的距离为x ,钢球的落点到桌面的距离为H ,重力加速度为g ,则此次实验钢球平抛的水平位移为________,竖直位移为________.图5答案 (1)AB(2)x -D 2H +D2解析 (1)在“研究平抛运动”实验中,斜槽末端必须水平,保证钢球抛出后做平抛运动,所以A 选项正确;为了保证每次钢球做平抛运动的初速度相等,每次让钢球从轨道的同一位置由静止释放,但斜槽不一定要光滑,故B 正确,C 错误.(2)钢球自身大小不能忽略,根据实验操作、运动轨迹,结合题中数据可以知道,钢球此次实验平抛的水平位移为x -D 2、竖直位移为H +D2.7.(2018·名校协作体3月选考)(1)下列器材中,实验“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“用自由落体运动验证机械能守恒定律”都需要用到的实验器材是________.(多选)(2)小刘同学在做“探究求合力的方法”实验时: ①以下实验操作正确的是________.②以下为该同学在作平行四边形时的某一瞬间(直尺固定),其中正确的操作是________.③本实验采用的实验思想是________.A .控制变量法B .等效替代法C .放大法 答案 (1)BD(2)①C ②C ③B8.(2018·宁波市期末)在“探究求合力的方法”的实验中 (1)下列相关说法正确的是________.(多选) A .拉橡皮条的两条细绳必须等长B.标记同一细绳方向的两点要远些C.两个分力的夹角要尽量小些D.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板(2)如图6甲所示,是某同学做“探究求合力的方法”的实验.弹簧秤a的示数如图乙所示,其读数是________N,若弹簧秤b的读数为4.00 N;单独用一个弹簧秤拉橡皮条到同一结点O 时的拉力为5.10 N,且各个力的方向已经记录在白纸上(如图丙所示),请作出弹簧秤b拉力的图示.图6(3)若已正确画出上述三个力的图示,为了得到合力与分力的关系,还要如何处理?答案(1)BD(2)3.00 如图所示(3)为了得到合力与分力的关系,还要以F a、F a为邻边作平行四边形,在图丙中通过平行四边形作图作出合力F′,再与用一个弹簧秤拉橡皮条时的拉力比较即可9.(2018·绍兴市期末)利用如图7甲所示装置“研究平抛物体的运动”.图7(1)下列做法能够减小实验误差的有________.(多选)A.使用密度大、体积小的钢球B.使斜槽末端切线水平C.减小斜槽与钢球之间的摩擦D.均以小球的最高点标注轨迹(2)小亮同学将白纸换成方格纸,每个小方格的边长L=5 cm,通过实验,记录了小球在运动过程中的三个位置,如图乙所示,则小球做平抛运动的初速度为________ m/s.(g取10 m/s2) 答案(1)AB(2)1.5解析(2)由题图可知,小球由A→B和由B→C所用的时间相等,且有Δy=gt2,Δy=2L=10 cm,代入解得t=0.1 s,x=3L=v0t,代入得:v0=1.5 m/s.。
高考教案物理二轮总结复习 实验题解题策略及技巧专项训练
2-2实验题的解题策略与技巧实验题专项训练(一)三、非选择题:共174分。
第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题;考生根据要求作答。
(一)必考题:共129分。
22.(5分)如下列图是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。
他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。
遮光条的宽度d mm。
(1)以下不必要的一项实验要求是__________(请填写选项前对应的字母)。
A.应使A位置与光电门间的距离适当大些B.应将气垫导轨调节水平C.应使细线与气垫导轨平行D.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量(2)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,假设要得到滑块的加速度,还需要测量的物理量是_________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________;(3)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图像,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出__________图像。
[解析](1)应使A位置与光电门间的距离适当大些,有利于减小误差,故A是必要的;应将气垫导轨调节水平,这样拉力才等于合力,故B是必要的;要保持细线方向与气垫导轨平行,这样拉力才等于合力,故C是必要的;拉力是直接通过传感器测量的,故与小车质量和钩码质量大小关系无关,故D是不必要的。
此题选不必要的,应选D。
(2)根据匀变速直线运动位移速度公式得v2=2aL,而v=,解得a=,故要测加速度还需要测出A位置到光电门的距离L。
2020版高考物理二轮复习第2部分专项2活用4大策略破解实验题策略2常规类实验--紧扣教材融会贯通教案2
常规类实验——紧扣教材融会贯通教材中的实验是高考创新实验的命题根源,这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验,弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等,对每一个实验都应做到心中有数,并且能融会贯通。
[例2] 某小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。
实验中,他们平衡了摩擦力,用天平测出小车的总质量,用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F。
(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行。
这样做的目的是________。
A.避免小车在运动过程中发生抖动B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.保证小车最终能够做匀速直线运动D.使细线拉力等于小车受到的合力(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图甲所示,O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点,相邻计数点间还有4个打点未画出,AB、CD间的距离分别为x1、x2,打点计时器的打点周期为T,则小车运动的加速度大小为________。
(3)下表记录了小车质量一定时,牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据,请在图乙的坐标系中描点作出a-F图线。
钩码个数12345F/N0.490.98 1.47 1.96 2.45a/(m·s-20.92 1.68 2.32 2.88 3.32)(4)结合实验中画出的a-F图线分析产生误差的原因主要是____________________________________________________________________________________________________________。
[解题指导] (1)使牵引小车的细线与木板平行,这样做的目的是在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受的合力。
(2)因为每相邻两个计数点间还有4个打点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为t =5T ,匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即Δx =at 2,则有a ==。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版:2-4讲解
一、选择题1.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,如何保证刻度尺竖直()A.使用三角板B.使用重垂线C.目测D.不用检查[答案] B[解析]使用重垂线可保证刻度尺竖直,故B正确.A、C不准确,不合题意,D是错误的.2.(2011·太原模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果是指()A.弹簧测力计的弹簧被拉长B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C.细绳套受拉力产生形变D.使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度[答案] D[解析]合力与分力之间是等效替代关系,所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置,故D正确,A、B、C错误.3.(2011·山师附中模拟)在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”的实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O点,以下操作中错误的有() A.同一次实验中,O点位置允许变动B.实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角应取90°不变,以便于算出合力的大小[答案]ACD[解析]实验中合力的大小须保持不变,即O点位置不允许变动,选项A错误;选项C中的操作,可能会超过另一弹簧测力计的弹性限度,因而错误;本实验是在力的作用效果相同下,两弹簧测力计之间的夹角是任意夹角时,通过弹簧测力计示数获得合力而非通过平行四边形定则计算,选项D错误.4.如图(甲)所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象,如图(乙)所示.则下列判断正确的是()A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C.该弹簧的劲度系数是200N/mD.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变[答案]BCD[解析]由图知,F-x是一个过原点的直线,k=200.10N/m=200N/m,可知A错,BCD正确.二、非选择题5.(2011·合肥模拟)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为________.图线不过原点的原因是由于________.[答案]200N/m弹簧有自重(本题答案合理即可) [解析]①由图象知弹簧的劲度系数k=ΔFΔx=84N/cm=200N/m.②实验中应把弹簧悬挂起来,让其自然下垂,再测原长,消除弹簧重力的影响,故图线不过原点的原因是弹簧有重力.6.橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示,这时弹簧测力计的读数可从图中读出.(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N.(要求读到0.1N)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.[答案](1)4.0 2.5(2)见解析图[解析]读弹簧秤示数时,应注意首先找零刻度线,尤其是竖直放置的那个弹簧秤,它的读数是2.5N(而不是3.5N),水平放置的弹簧秤读数是4.0N.7.(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,以下说法正确的是()A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出图线可能是下图中的()[答案](1)AB(2)C[解析](1)本实验中以需要研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减钩码的数目,以改变对弹簧的拉力,来探究弹力与弹簧伸长量的关系,所以A、B正确.(2)考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x≠0,所以C正确.8.(1)某实验小组在《互成角度的两个共点力的合成》实验中,做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时他们需要记录的是________、________和________,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,要特别注意的是____________________.(2)图甲为“探究求合力的方法”的实验装置①下列说法中正确的是________.A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°②弹簧测力计的指示如图乙所示,由图可知拉力的大小为________N.(3)在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其他步骤没有改变,那么实验结果是否会发生变化?答:________.(选填“变”或“不变”)[答案](1)O点的位置两弹簧秤的读数两细绳套的方向一定要将橡皮条拉至O点(2)①AC②4.00(3)不变[解析]本实验题运用等效方法,用两个弹簧秤和用一个弹簧秤拉橡皮条的效果要相同.本实验装置中,弹簧测力计拉细线时,拉力方向不一定要竖直向下,为减小测量误差,F1、F2方向间夹角不一定为90°,太大或太小都不适宜.9.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图所示.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出F-L图线.(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=________cm,劲度系数k =________N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)(4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较.优点在于:____________________________________________.缺点在于:____________________________________________.[答案](1)见解析(2)520(3)(4)见解析[解析](1)用平滑的曲线将各点连接起来,如图所示:(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度,由图象可知,L0=5×10-2m=5cm.劲度系数为图象直线部分的斜率,k=20N/m.(3)记录数据的表格如下表:(4)优点是:避免弹簧自身所受重力对实验的影响;缺点是:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.10.在“验证力的平行四边形定则”实验中:(1)部分实验步骤如下,请完成有关内容:A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线.B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:________、________、________.C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使__________________,记录_________ _______.(2)如果“验证力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中cosαcosβ=________.[答案](1)B步骤:钩码个数(或细线拉力)橡皮筋与细线结点的位置O 细线的方向(说明:能反映细线方向的其他记录也可以)C 步骤:橡皮筋与细线结点的位置与步骤B 中结点位置重合 钩码个数和对应的细线方向(2)34[解析] (2)竖直方向:4mg sin α+3mg sin β=5mg ;水平方向,4mg cos α=3mg cos βcos αcos β=34. 11.(2011·南京模拟)17世纪英国物理学家胡克发现:在弹性限度内,弹簧的形变量与弹力成正比,这就是著名的胡克定律.受此启发,一学习小组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下:A .有同学认为:横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比,与截面半径成反比.B .他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律,以验证假设.C .通过实验取得如下数据:D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是________、________.(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确?若有错误或不足,请给予修正.[答案](1)B C(2)他们的假设不是全部正确.在弹性限度内,金属丝(杆)的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与金属丝(杆)的长度成正比[解析]确定研究对象,选取实验器材属“制定计划”;实验过程和测量数据属“搜集证据”.研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时,采用控制变量法,比如长度、直径不变,再研究伸长量与力的关系,这种方法称为控制变量法.这是物理实验中的一个重要研究方法.。
新教材适用2024版高考物理二轮总复习第2部分考前应试策略指导2考前必会的5个解题套路套路1物理实验
二、考前必会的5个解题套路套路1 物理实验题的解题套路┃┃套路揭秘►调研1 (2022·山东济南3月模拟)某研究性学习小组从北京2022年冬奥会冰壶比赛项目中获得启发,利用冰壶碰撞来验证动量守恒定律①。
①【审题指导】实验的切入点:从实验目的出发,联想教材上的实验原型,分析可知,实验原理为在系统所受外力的矢量和近似为0的情况下,碰撞满足动量守恒定律。
一般研究的是最简单的情况,两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动。
该小组在两个相同的奶粉罐中加水,放在户外结冰后制成两个质量不同的冰壶A和B,在户外一平整的水平地面上泼水结冰形成冰面②。
②【审题指导】类比迁移:类比新人教版教材中“利用气垫导轨减小摩擦力”,本题利用冰面和冰壶来减小摩擦力。
小组成员用如图甲(俯视)所示的装置压缩弹簧后将冰壶弹出,此冰壶与另一个静止的冰壶发生碰撞③。
主要实验步骤如下:③【审题指导】实验创新点:利用发射装置,建构“一动碰一静”的碰撞模型,本实验只需要验证m1v1=m1v1′+m2v2′成立即可。
①固定发射装置,将冰壶A压缩弹簧后由静止释放,弹簧始终在弹性限度内;②标记冰壶A停止时的位置,在冰壶运动路径上适当位置标记一定点O,测出冰壶A停止时右端到O点的距离,如图乙所示重复多次,计算该距离的平均值记为x1;③将冰壶B静置于冰面,左端位于O点重新弹射冰壶A,使两冰壶对心正碰,测出冰壶A停止时右端距O点的距离和冰壶B停止时左端距O点的距离重复多次,分别计算距离的平均值记为x2和x④3,④【审题指导】类比迁移:类比新人教版教材中“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验,本题冰壶碰撞后的速度之比等于它们碰后移动的水平距离之比。
如图丙所示。
(1)实验中,应如何操作才能确保冰壶A每次到达O点时的速度均相同?_每次将弹簧压缩至同一位置由静止释放__(2)为完成实验,还需要测出_冰壶A的质量m1,冰壶B的质量m2__,验证动量守恒定律的表达式为m1x1=m2x3-m1x2(用x1、x2、x3和测量物理量对应的字母表示)。
高考物理2024实验历年真题深度剖析
高考物理2024实验历年真题深度剖析同学们在备战高考物理考试时,对于实验题往往感到头疼和茫然,因为实验题往往涉及到实际操作和实验装置的使用,需要具备丰富的实验经验和理论知识。
为了帮助同学们更好地应对高考中的物理实验题,本文将对过去几年的高考物理实验题进行深度剖析,希望能为同学们提供有益的指导和帮助。
1. 实验一:测定电容器的电容这类实验题往往涉及到电容器的使用和电荷的存储与释放。
题目中通常会给出电容器的形状、结构和电荷存储的方式,并要求测定其电容。
解题时,我们需要根据已知条件和实验装置,选择合适的电容测量方法,如充电法、放电法或等效电路法。
同时,还需要根据电容的基本原理和公式,结合实验数据进行计算,并分析可能存在的误差来源。
2. 实验二:测定光的折射率光的折射是物理学中常见的实验现象,也是高考物理实验题中经常考察的内容。
题目可能给出折射率的定义和计算公式,并要求测定材料的折射率。
解题时,我们需要设计合适的实验方案,如利用光的入射、折射和反射的关系,通过测量角度或长度等数据,计算出折射率的数值。
同时,还需要注意实验误差的控制和可能存在的不确定因素。
3. 实验三:测定弹簧的弹性系数弹簧的弹性是物理学中的重要概念,通过测定弹簧的弹性系数,可以了解弹簧的力学性质。
在解决这类实验题时,我们需要利用弹簧形变与施加力的关系,设计相应的实验步骤和装置,通过测量弹簧的形变或受力,计算弹簧的弹性系数。
同时,还需要分析可能存在的误差和影响实验结果的因素,如弹簧的材质、形状等。
4. 实验四:测定电路中的电阻电阻是电路中的重要参数,对于电流的流动和电压的分布起到重要作用。
在这类实验题中,可能会给出电路的结构、元件的类型和连接方式,要求测定电路中的电阻值。
解题时,我们需要根据电阻的定义和计算公式,结合实验数据进行计算和分析,考虑到串联、并联电阻的关系以及测量误差的影响。
通过对上述实验题的深度剖析,我们可以发现,解决物理实验题需要具备一定的实验经验和理论知识。
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高考物理实验复习专题(二)江苏袁登山专题名称:实验专题(二)复习重点:5、验证动量守恒定律;6、研究平抛物体的运动;7、验证机械能守恒定律;8、用单摆测定重力加速度。
知识能力点提要:实验五、验证动量守恒定律:1、实验中一定要注意以下几点:(1)“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件。
(2)测定两球速度的方法,是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度。
(3)斜槽末端必须水平,检验方法是将小球放在平轨道上任何位置,看其能否都保持静止状态。
(4)调节小支柱高度使入射小球和被碰小球球心处于同一水平高度,调节小支柱与槽口间距离使其等于小球直径。
(5)入射球的质量应大于被碰球的质量。
(6)入射球每次都必须从斜橹上同一位置由静止开始滚下。
方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板,小球靠着档板后放手释放小球。
(7)实验过程中,实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。
(8)入射小球飞出的水平距离应从斜槽的末端点在纸上的垂直投影点O算起,而被碰小球飞出的水平距离应从它的球心在纸上垂直投影O′算起,可用重锤线先定位O点,然后在水平线ON上取OO′=2r(r为小球半径)。
(9)式中相同的量取相同的单位即可。
2、误差分析:误差来源于实验操作中,两个小球没有达到水平正碰,一是斜槽不够水平,二是两球球心不在同一水平面上,给实验带来误差。
每次静止释放入射小球的释放点越高,两球相碰时作用力就越大,动量守恒的误差就越小。
应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差。
实验六、研究平抛物体的运动:1、实验目的:描出平抛物体运动的轨迹,求出平抛物体的初速度。
2、实验装置如右图所示:要检查木板是否水平,用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上,固定时要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直;选定斜槽末端所在的点为坐标原点O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
3、描绘小球作平抛运动轨迹的方法:使小球由斜槽的某一固定位置自由滑下,并由O点开始做平抛运动。
先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处(如 = 1cm)的y值,然后使小球从开始时的位置滚下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并在坐标纸上记下这一点。
以后依次改变x值,用同样的方法确定其他各点的位置。
取下坐标纸,根据记下的一系列位置,用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹。
注意点:(1)要在斜轨上适当的高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨道由图板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差。
(4)所点的点越多,描出的轨迹越趋于准确,所以应选用较多的点(至少也应有5个点)用于作图,而且一般要含有平抛运动的起始点——取作坐标原点的O点。
4、求平抛小球的初速度应注意:(1)v0 = ,v = 。
(2)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度,这样可使结果的误差较小。
实验七、验证机械能守恒定律:1、实验目的:以自由落体的重物为研究对象,验证mgh = mv2/2,即验证gh = v2/2(这也说明,不需要测m)。
2、实验步骤:(l)将纸带穿过打点计时器的,并在下面经过,纸带下端固定在重锤上,上端用手提住,纸带不与限位孔接触。
(2)接通打点计时器的电源使它工作,让纸带从状态开始释放,计时器在纸带上打出一系列的点。
(3)更换纸带重复进行四次实验,从打出的几条纸带中挑选第1、2点距离接近毫米,并且点迹清晰的纸带进行下面的测量。
(4)把纸带上的第1个点记为O,在第1个点后距离较远处任意选取一点P,数出由O到P 数目n,用刻度尺测出的距离h。
(5)打点计时器工作电源频率为50Hz,则打点间隔时间为秒。
根据公式v = 计算出P点的速度。
(6)由上面的h和v分别计算和,看两者。
(7)在其他纸带上再另选几个点,重复步骤(4)、(5)、(6)。
3、注意点:(1)打点计时器的安装,两纸带限位孔必须在同一竖直线上,以减少摩擦阻力。
(2)必须先接通电源,让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落。
(3)纸带上端最好不要悬空提着,可使手臂靠着某处,保证重物下落的初速度为零,使纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点。
(4)纸带的选取:第一个点为计时器起点,0点速度为零。
即选择第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(5)测量下落高度时,都必须从起始点算起,不能搞错.为了减小测量h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点远些,纸带也不宜过长,约40cm即可。
(6)因不需要知道动能的具体数值,因此不需要测出重物的质量。
(7)铁架台上固定打点计时器的夹子不可伸出太长,以防铁架台翻倒。
(8)重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功,所以动能的增加量△E k必定稍小于。
势能的减少量△E(9)实验中,g必须是当地重力加速度。
实验八、用单摆测定重力加速度。
1、实验目的:测定当地重力加速度g;验证T∝I、T与偏角的大小、摆球的质量无关。
2、简要步骤:(1)选取一段1m左右的细线,让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结。
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(如图)。
用米尺量出悬线长l′,精确到毫米;用游标卡尺测量摆球的直径,然后算出摆球的半径r,也精确到毫米。
l′+ r就是单摆的摆长。
(2)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过100),然后放开小球让它摆动,用停表测出单摆做30~50次全振动所用的时间。
计算出平均摆动一次的时间,这个时间就是单摆的振动周期。
(3)根据单摆的周期公式,计算出重力加速度。
变更摆长,重做几次实验,计算出每次实验的重力加速度。
最后,求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看作本地区的重力加速度。
g l /(5)利用实验中测得的数据还可以研究周期跟摆长的关系。
从单摆的周期公式知道,在重力加速度一定时,周期跟摆长的二次方根成正比。
算出不同摆长下周期跟相应的摆长的二次方根之比,看看这些比值是否相等。
(6)从单摆的周期公式知道,周期跟偏角的大小、摆球的质量没有关系。
用实验验证这个结论。
3、注意点:(1)应选择细而不易伸长的线,比如用单根尼龙丝、胡琴丝弦或蜡线等,长度一般不应短于1m ,球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2cm 。
(2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。
(3)注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过50,可通过估算振幅的办法掌握。
如摆长l ,A ≤ l 。
(4)摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆。
(5)计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时(可采用倒计数的方法),以后摆球从同一方向通过最低位置时进行计数。
且在数“零”的同时按下秒表,开始计时计数(不能多记或漏记振动次数),并且要测多次(如30次或50次)全振动的总时间,然后除以振动次数求得周期T ,如此反复三次求得周期的平均值才可以作为单摆周期。
(6)本实验中进行长度(摆线长、摆球的直径)的测量时,读数读到毫米位即可(即使用卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)。
时间的测量中,秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可。
4、关于实验记录表格的设计:表格设计没有固定不变的模式,需要根据不同的实验内容和要求来考虑。
它的一般要求是(1)说明条件;(2)要有原始数据(即直接测量数据)的记录栏;(3)数据表示要完整,如每个物理量应注明名称、符号和单位;(4)表格设计要简明,要便于总结出物理规律或得到某些结论。
(5)一般可把不变的实验条件和某些常数记在表格上方。
(6)在各栏中各物理量的符号、单位也都应明确地写出。
(7)表格多为双向(纵、横两向),往往一向表示实验次数,一向表示物理量。
若次数较物理量少,可把横向作为物理量栏目,纵向表示次数;反之,交换一下。
(8)考虑物理量栏目的排列时,应将同类的靠在一起,先为直接测量的,后为间接测量的。
课堂例题精选:例1、在“验证碰撞中的动量守恒”实验的一系列如下操作中:A 、将斜槽固定在桌边,使槽的末端点的切线是水平的,并在末端挂上重锤线。
B 、被碰小球放在斜槽前的小支柱上,调节装置使两个小球相碰时处于同一高度,速度方向在同一水平直线上。
C 、在桌边地板上铺上记录小球落地点的白纸,纸面上铺放复写纸,在纸上记下重锤线所指的位置O 。
D 、不放被碰小球,让入射小球从斜槽上某一高度自由滚下,重复若干次(注意每次都从同一高度滚下),记下落地点的平均位置P 。
E 、把被碰球放在斜槽末端前支柱上,入射球仍从上一步骤的位置自由滚下,重复若干次,分别记下入射球和被碰球落地点的平均位置M 和N ,在直线ON 上取线段OO ′=2r (r 为小球半径),O 点就是碰撞时被碰小球的球心在纸上的垂直投影。
上述过程中有些测量过程被遗漏了,请回答出来。
例2、在“研究平抛物体的运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l = 1. 25cm ,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a ,b ,c ,d 所示,则小球平抛的初速度的计算式为v 0 = (用l 和 g 表示),其值是 。
(取 g = 9.8 m/s 2),小球在b 点的速率是 。
例3、为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键,其中不必要的器材是 ;缺少的 。
例4、一位同学用单摆做测量重力加速度的实验,他将摆挂起后,进行了如下步骤:A 、测摆长l 。
用米尺量出摆线的长度;B 、测周期T 。
将摆球拉起后放开,在摆球某次通过最低点时,按下秒表开始计时,同时将此次通过最低点作为第一次,接着一直数到摆球第60次通过最低点时,按秒表停止计时,读出这段时间t ,算出单摆的周期T = t/60;C 、将所测量的l 和T 代入单摆的周期公式T = 2π ,算出g ,将它作为实验的最后结果写入报告中去。
指出上面步骤中遗漏或错误的地方,写出该步骤的字母,并加以改正(不要求进行误差计算)。
重要基础题:1、某同学做碰撞中的动量守恒实验的数据记录表格如下:在表中,r是两小球的半径,ml是入射小球的质量,m2是被碰小球的质量,OP是入射球从槽上自由滚下落地的水平距离,OM是入射球与被碰球碰撞后落地的水平距离,O′N是被碰球碰撞后落地的水平距离。
试根据表格中所列数据,验证该实验中动量是否守恒。
2、在研究平抛运动的实验中,某同学只在竖直板面上记下了重锤线y的方向,但忘了记下平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图所示,现在曲线上取A、B两点,量出它们到y轴的距离,AA ′= x1,BB′= x2,以及AB的竖直距离h,用这些可以求得小球平抛时初速度为.3、验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法:(1)若实验中所用重锤质量m = 1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的速度v B = ,重锤动能E Kb= 。