2016届高考物理二轮复习考点解析专题8物理实验
2016年高考物理热点题型和提分秘籍专题8.3带电粒子在复合场中运动概论
【高频考点解读】1.理解掌握带电粒子的电偏转和磁偏转的条件、运动性质，会应用牛顿运动定律进行分析研究，掌握研究带电粒子的电偏转和磁偏转的方法，能够熟练处理类平抛运动和圆周运动． 2．学会按照时间先后或空间先后顺序对运动进行分析，分析运动速度的承前启后关联、空间位置的距离关系、运动时间的分配组合等信息将各个运动联系起来． 3.能够正确对叠加场中的带电粒子从受力、运动、能量三个方面进行分析.4.能够合理选择力学规律(牛顿运动定律、运动学规律、动能定理、能量守恒定律等)对粒子的运动进行研究． 【热点题型】题型一 质谱仪与回旋加速器例1、(多选)如图8-3-3所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(磁感应强度为B )和匀强电场(电场强度为E )组成的速度选择器，然后粒子通过平板S 上的狭缝P 进入另一匀强磁场(磁感应强度为B ′)，最终打在A 1A 2上，下列表述正确的是( )图8-3-3 A ．粒子带负电B ．所有打在A 1A 2上的粒子，在磁感应强度为B ′的磁场中的运动时间都相同C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E BD ．粒子打在A 1A 2的位置越靠近P ，粒子的比荷qm越大【答案】CD【提分秘籍】 1．质谱仪(1)构造：如图8-3-1所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。
图8-3-1(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，qU ＝12mv 2。
粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB ＝m v 2r 。
由以上两式可得r ＝1B 2mU q ，m ＝qr 2B 22U ，q m ＝2UB 2r 2。
2．回旋加速器图8-3-2(1)构造：如图8-3-2所示，D 1、D 2是半圆形金属盒，D 形盒的缝隙处接交流电源，D 形盒处于匀强磁场中。
(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB ＝mv 2r ，得E km ＝q 2B 2r 22m ，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和D 形盒半径r 决定，与加速电压无关。
高考物理二轮总复习课后习题专题8 物理实验 专题分层突破练16 力学实验 (3)
专题分层突破练16 力学实验A组1.(山东省实验中学模拟预测)(1)某同学买了一辆电动自行车,骑了一段时间后发现电动车减震弹簧的减震效果不好。
该同学将减震弹簧卸下,然后把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L0,他将刻度尺零刻度对准弹簧一端,另一端位置如图甲所示,读数为cm。
甲(2)该同学想测量减震弹簧的劲度系数。
他先把弹簧竖直放在水平桌面上,在上端压上一只10 kg的哑铃,每增加一只哑铃均记下此时哑铃的个数和对应的弹簧的长度L,如下表所示。
请你在图乙坐标图中描点,作出F-L图线,并通过图线确定该弹簧劲度系数为k= N/m(g取10 m/s2)。
乙2.(山西太原高三一模)在用图甲所示的装置测当地的重力加速度时,进行了如下操作,完成步骤中的填空:甲乙(1)安装器材时,将长木板的右侧适度垫高, (选填“挂上”或“不挂”)砂桶,轻推小车,使小车恰能匀速运动;(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示。
已知打点计时器的频率为50 Hz,相邻两计数点间还有四个点未画出,则小车的加速度a= m/s2(保留两位有效数字);(3)不改变砂及砂桶质量,在小车上增减砝码改变小车的总质量m,重复步骤(2),测得多组数据描绘出1-m图像。
已知图线的斜率为k、纵截距为b,a则当地的重力加速度为(用物理量的符号表示)。
3.(湖北黄冈中学二模)某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=0.55 kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则,同时测出弹簧的劲度系数k。
重力加速度g取10 m/s2,其操作如下:a.将弹簧P上端固定,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧P的长度l0=12.50 cm;b.将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度l1,如图甲所示;c.在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油,将细绳搭在挂钩上,缓慢地拉起弹簧Q,使弹簧P偏离竖直方向夹角为74°,测出弹簧Q的长度l2及其轴线与竖直方向夹角为θ,如图乙所示。
2016年高考物理实验word解析版
2016·北京卷(物理)21．J9E5[2016·北京卷] (1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图1-为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)．图1-(2)利用图1-装置做“验证机械能守恒定律”实验．①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)图1-③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图1-所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h A、h B、h C.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p＝________，动能变化量ΔE k＝________．图1-④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________．A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法⑤某同学用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断依据是否正确．21．[答案] (1)增强 敏感(2)①A ②AB ③－mgh B 12m ⎝⎛⎭⎫h C －h A 2T 2④C⑤该同学的判断依据不正确．在重物下落h 的过程中，若阻力f 恒定，有mgh －fh ＝12m v 2－0解得v 2＝2⎝⎛⎭⎫g －f m h .由此可知，v 2h 图像就是过原点的一条直线．要想通过v 2h 图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g [解析] (1)由题目图像可知，随温度升高热敏电阻的阻值明显减小，所以导电能力增强．又由图像可知，随温度变化，热敏电阻的电阻变化更明显，所以更加敏感．(2)①由机械能守恒定律可知，动能的减少量和重力势能的增加量相等，选项A 正确．②需要用低压交流电源接电磁打点计时器，需要用刻度尺测量纸带上点迹间距离．选择A 、B. ③ΔE p ＝－mgh B ，ΔE k ＝12m v 2B由匀变速直线运动规律可知，v B ＝h C －h A2T代入可得，ΔE k ＝12m ⎝⎛⎭⎫h C －h A 2T 2.④由于空气阻力和摩擦阻力的影响，有一部分重力势能会转化为热能．选项C 正确．2016·江苏卷(物理)10．J10[2016·江苏卷] 小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R 随温度t 的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R 随t 的升高而增大．实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S ，先将开关K 与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t 1，t 2，…和电流表的相应示数I 1，I 2，….然后将开关K 与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I 1，I 2，…，分别记下电阻箱相应的示数R 1，R 2，….图1-(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________． A ．量程0～100 mA ，内阻约2 Ω B ．量程0～0.6 A ，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a ”“b ”“c ”，正确的操作顺序是________．①将旋钮a 由“0”旋转至“1” ②将旋钮b 由“9”旋转至“0” ③将旋钮c 由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t 和R 的数据见下表：图1-由图线求得R 随t 的变化关系为R ＝________ Ω. 10．[答案] (1)A (2)①②③(或①③②) (3)(见下图)0．04t ＋8.8(0.04t ＋8.6 ～0.04t ＋9.0 都算对)[解析] (1)当滑动变阻器取最大阻值10 Ω时，再加上金属电阻常温下阻值为10 Ω，总电阻为20 Ω，则电流I ＝E R 总＝1.5 V 20 Ω＝0.075 A ＝75 mA<100 mA ，故选量程为0～100 mA 的电流表比较精确，即选A.(2)调电阻箱时要注意的是不能使电流超过电流表的量程，也就是不能先将b 、c 旋钮先旋转至“0”，因为此时电阻箱相当于导线，电流表可能会烧坏．因此必须先将a 旋钮由“0”旋转至“1”，再将b 、c 旋钮旋转至“0”．(3)根据表中数据，在方格纸上描点，并根据点的分布特点作出R -t 图像，如上图，且使直线尽可能通过更多的点，把两个在直线上的点的数据代入直线方程R ＝kt ＋b ，列出方程组，求出k ＝0.04，b ＝8.8，即R ＝0.04t ＋8.8.11．E5[2016·江苏卷] 某同学用如图1-所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A 点，光电门固定在A 的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出，取v ＝dt 作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ，计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ，就能验证机械能是否守恒．图1-(1)用ΔE p ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．A ．钢球在A 点时的顶端B ．钢球在A 点时的球心C ．钢球在A 点时的底端(2)用ΔE k ＝12m v 2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图1-所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.0100 s ，则钢球的速度为v ＝________m/s.图1-(3)下表为该同学的实验结果：他发现表中的ΔE p 与ΔE k 之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议． 11．[答案] (1)B(2)1.50(1.49～1.51 都算对) 1．50(1.49～1.51 都算对)(3)不同意，因为空气阻力会造成ΔE k 小于ΔE p ，但表中ΔE k 大于ΔE p .(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L 和l ，计算ΔE k 时，将v 折算成钢球的速度v ′＝lLv .[解析] (2)读数时要注意最小分度是1毫米，要估读到最小分度的下一位，速度v ＝d t ＝1.50×10－2m1.00×10－2 s＝1.50 m/s.(3)因为空气阻力会使动能的增加量ΔE k 小于重力势能的减少量ΔE p ，但表中ΔE k 大于ΔE p ，所以不同意他的观点．(4)据图可看出，光电门计时器测量的是遮光条经过光电门的挡光时间，而此时遮光条经过光电门时的速度比小球的速度大，因为它们做的是以悬点为圆心的圆周运动，半径不等，所以速度不能等同，而这位同学误以为相同，从而给实验带来了系统误差．改进方法：根据它们运动的角速度相等，分别测出光电门和球心到悬点的长度L 和l ，计算ΔE k 时，将v 折算成钢球的速度v ′＝lLv .2016年高考上海卷物理试题五。
2016届高三物理试题八分析
2016年高三第一次模拟考试理科综合能力测试（物理部分）注意事项：1.本试卷满分300分，考试用时150分种。
2.本认卷分第I卷、第Ⅱ卷两部分，其中第Ⅱ卷第30-37 题为选考题，其他题为必考题。
做选考题时，考生按照题目要求作答。
3.答题前，考生务必将自己的姓名、考号用铅笔涂写在答题卡上，用钢笔写在答题纸上。
4.用2B铅笔把第I卷的答案涂在答题卡上，用钢笔或圆珠笔把第Ⅱ卷的答案写在答题纸上。
5.考试结束，将答题卡和答题纸一并交回。
第I卷二、选择题:本题共8小题，每小题6分。
其中18、19、20、21题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分；其余小题只有一个选项符合题目要求。
14.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示，取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动正确的是A.物体一直加速运动B. 2s内物体位移为零C.物体受合外力不变D. 2s内物体平均速度为0.5m/s15.在匀强磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。
先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不同。
以下图像描述的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系，a、b两点各代表—组F、I的数据。
其中正确的是16. 如图①所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m带等量同种电荷的小球（可视为质点），三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB绳水平，OA绳对小球的作用力大小为T 。
现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F ，使装置静止在图②所示的位置，此时OA 绳对小球的作用力大小为T'。
根据以上信息可以判断T 和T'的比值为 A. 3/3B. 23/3C. 3D.条件不足，无法确定17.如图1所示，一个带负电的粒子在某一电场中只在电场力作用下沿直线由a 运动到b ，带电粒子的速度大小与时间图像如图2所示，则此运动过程中，下列说法正确的是 A.电势先升高后降低 B. 电势能先增加后减少 C.电场强度一直减少D. 带电粒子的加速度大小先增加后减少18. 如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a 、b 所示，则下列说法正确的是 A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直 B.曲线a 、b 对应的线圈转速之比为3：2 C. 曲线a 表示的交变电动势瞬时值为15cos50mv D.曲线b 表示的交变电动势有效值为25V 19.质量均为m 的两个小球A 、B 固定在轻质等腰直角形框架的两个顶点上，框架可绕过O 点的光滑转轴在竖直平面内自由转动，两直角边长为L.开始时，OB 边水平，OA 边竖直，现由静止释放，重力加速度为g ，忽略空气阻力。
2016高考全国试卷物理考试试题解析
2016年新课标I 卷物理部分二、选择题：本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分。
有选错的得0分。
14. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。
若将云母介质移出，则电容器（ ） A. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大试 B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 【答案】D15. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。
此离子和质子的质量比约为 A. 11 B.12 C.121 D.144 【答案】D【解析】设质子的质量数和电荷数分别为1m 、1q ，一价正离子的质量数和电荷数为2m 、2q ，对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得：2102qU mv =-得v =① 在磁场中应满足 2v qvB m r= ②由题意，由于两种粒子从同一入口垂直进入磁场，从同一出口垂直离开磁场，故在磁场中做匀速圆周运动的半径应相同．由①②式联立求解得匀速圆周运动的半径r =，由于加速电压不变，故122111r B r B = 其中211212B B q q ==，，可得121144m m =故一价正离子与质子的质量比约为144 【考点】带电粒子在电场、磁场中的运动、质谱仪。
16. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻12R R 、和3R 的阻值分别是31ΩΩ、和4Ω，○A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。
当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。
2016年高考新课标Ⅱ卷理综物理试题解析(解析版)
2016年普通高等学校招生全国统一考试理综物理部分第Ⅰ卷二、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．14．质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上．用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O ，如图所示．用T 表示绳OAA ．F 逐渐变大，T 逐渐变大 T 逐渐变小 C ．F 逐渐变小，T 逐渐变大 D ．F 逐渐变小，T 逐渐变小 【答案】A【解析】动态平衡问题，F 与T 的变化情况如图：可得：'''F F F →→↑'''T T T →→↑15．如图，P 是固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a 、b 、c 为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a ，b a ，c a ，速度大小分别为a v ，b v ，c v ，则A ．a b c a c b a a a v v v >>>>，B ．a b c b c a a a a v v v >>>>，C ．b c a b c a a a a v v v >>>>，D ．b c a a c b a a a v v v >>>>，【答案】D【解析】由库仑定律可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为b c a F F F >>，由Fa m=合，可知b c a a a a >>由题意可知，粒子Q 的电性与P 相同，受斥力作用 结合运动轨迹，得a c b v v v >>16．小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点．A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度 【答案】C 【解析】由动能定理可知，2102mgL mv =-v = ①由 12l l <，则P Q v v < A 错2kQ Q E m gl = 1kP P E m gl = 大小无法判断 B 错受力分析T mg F -=向 ②2v F m L=向 ③F F ma ==向合 ④由①②③④得3T mg = 2a g =则p Q T T > C 对P Q a a = D 错17．阻值相等的四个电阻，电容器C 及电池E （内阻可忽略）连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为1Q ；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为2Q ．1Q 与2Q 的比值为A ．25B ．12C ．35D ．23【答案】C【解析】由已知可得：11Q =U C 22Q =U C 则1122Q U =Q U S 断开时等效电路如下()()()()1R R +R R +R +R 1U =E R R +R 2R +R +R +R⋅⨯1E 5=S 闭合时等效电路如下2R R1R +R U =E R R 3R +R +R ⋅=⋅则1122Q U 3=Q U 5=18．一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN 的两端分别开有小孔．筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动方向与MN 成30︒角．当筒转过90︒时，该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为A ．3B ωB ．2B ωC ．BωD ．2Bω 【答案】A【解析】如图所示，由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为'O ，''30MO N ∠=由粒子在磁场中的运动规律可知22πF m r T ⎛⎫= ⎪⎝⎭向 ①=F F qvB =向合 ②由①②得2mT Bq π=即比荷2q m BTπ= ③由圆周运动与几何关系可知t t =粒子筒即3090360360T T ︒︒⋅=⋅︒︒粒子筒 则3T T =粒子筒 ④又有2T πω=筒 ⑤ 由③④⑤得3q m Bω= 19．两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则A ．甲球用的时间比乙球长B ．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C ．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D ．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 【答案】BD【解析】由已知 设f kR = ① 则受力分析得F mg f =-合 ② F ma =合 ③343m R πρ=⋅ ④由①②③④得243k a g R πρ=-⋅ 由m m >甲乙 ρρ=甲乙 可知a a >甲乙 C 错 由v-t 图可知甲乙位移相同，则v v >甲乙 B 对 t t <甲乙 A 错由功的定义可知 =W f x ⋅克服 x x =甲乙 f f >甲乙 则W W >甲克服乙克服 D 对20．法拉第圆盘发动机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻RA B ．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到b 的方向流动C ．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D ．若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势，出现感应电流：根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心，则当圆盘顺时针转动时，流过电阻的电流方向从a 到b由法拉第电磁感应定律得感生电动势212E BLV BL ω== A 对，C 错由2E P R = 得24214B L P Rω= 当ω 变为2倍时，P 变为原来的4倍21．如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连．现将小球从M 点由静止释放，它在下降的过程中经过了N 点，已知在M 、N 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等．且π2ONM OMN ∠<∠<，在小球从M 点运动到N 点的过程中A B ．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C ．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D ．小球到达N 点时的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差【答案】BCD【解析】由题意可知在运动过程中受力如下小球的位移为MN则从M A → 弹簧处于压缩态，则弹力做负功 从A B → 弹簧从压缩变为原长，弹力做正功从B N → 弹簧从原长到伸长，弹力做负功，则A 错 在A 点受力如下则F mg =合 即a g =，B 对在B 点弹簧处于原长则受力如下在A 点时，F 弹 垂直于杆，则=cos =0P F V α弹弹 ，C 对 从M 到N 小球与弹簧机械能守恒，则k P E E =增减 即0kN P M P N P N P M E E E E E -=-+-重重弹弹由于M 、N 两点弹簧弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则P N P M E E =弹弹，即KN P M P N E E E =-重重，D 对.第Ⅱ卷三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．第22~32题为必考题．每个试题考生都必须作答．第33~40题为选考题，考生根据要求作答． （一）必考题（共129分） 22．（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a ）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．⑴ 实验中涉及到下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号）．⑵ 图（b ）中M 和L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz ．由M 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m /s ．比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．图b【答案】⑴④①③②⑵1.29 M【解析】：⑴略⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则22.58 2.5710 1.29/0.04v m s -+=⨯=由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大， 则PM PL E E >23．（9分）某同学利用图（a ）所示电路测量量程为2.5V 的电压表○V 的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R （最大阻值99999.9Ω），滑动变阻器1R （最大阻值50Ω），滑动变阻器2R （最大阻值5k Ω），直流电源E （电动势3V ），开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图（a ）连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a ）中最左端所对应的位置，闭合开关S ；③调节滑动变阻器，使电压表满偏④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V ，记下电阻箱的阻值． 回答下列问题：⑴实验中应选择滑动变阻器 （填“1R ”或“2R ”）． ⑵根据图（a ）所示电路将图（b ）中实物图连线．图b⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 Ω（结果保留到个位）．⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为 （填正确答案标号）． A ．100A μ B ．250A μ C ．500A μ D ．1m A 【答案】⑴1R⑵⑶ 2520 ⑷ D【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选1R⑵ 略⑶ 近似认为电压表所在电路的总电压不变，且流过电压表与变阻箱的电流不变，2 2.52V R R -= 则42520V R R ==Ω ⑷ 由欧姆定律可知，U 2.5=1mA 2520I R=≈满满 24．（12分）如图，水平面（纸面）内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上．0t =时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g ．求⑴ 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； ⑵ 电阻的阻值．【答案】⑴()0Blt E F mg m μ=-⑵ 220B l t R m= 【解析】⑴ 由题意可知 00~t 时间内受力分析如下F F f =-合 ① f mg μ= ②物体做匀加速直线运动 F ma =合 ③物体匀加进入磁场瞬间的速度为v ，则0v at = ④由法拉第电磁感应定律可知E Blv = ⑤ 由①②③④⑤可得()0Blt E F mg mμ=- ⑥⑵ 金属杆在磁场中的受力如下即由杆在磁场中匀速直线运动可知 0F F f --=安 ⑦ f mg μ= ⑧由安培力可知 F BIl =安 ⑨由欧姆定律可知 EI R= ⑩由⑥⑦⑧⑨⑩可知220B l t R m= 25．（20分）轻质弹簧原长为2l ，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l ，现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与物块P 接触但不连接．AB 是长度为5l 的水平轨道，B 端与半径l 的光滑半圆轨道BCD 相切，半圆的直径RD 竖直，如图所示，物块P 与AB 间的动摩擦因数0.5μ=．用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度l ，然后放开，P 开始沿轨道运动，重力加速度大小为g ．⑴若P 的质量为m ，求P 到达B 点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB 上的位置与B 点之间的距离；⑵若P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P 的质量的取值范围． 【解析】⑴地面上，P E 重转化为P E 弹，E 机守恒∴P P E E ∆=∆重弹5P mgl E =，此时弹簧长度为lA B →：能量守恒：P KB E E Q =+即21542μ=+⋅⇒=B B mgl mv mg l vB D →：动能定理：2211222-⋅=-⇒=D B D mg lmv mv v 此后，物体做平抛运动：2122y l gt t ==⇒=D x v t ==∴B 点速度B v ，落点与B 点距离为⑵假设物块质量为'm则A B →：能量守恒：''p KB E E Q =+'215''42B mgl m v m g l μ=+⋅ 解得：'252'B mgl v gl m =- 若要滑上圆弧，则'0B v ≥，即'20B v ≥，解得5'2m m ≤ 若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下，则最高不能超过C 点此时 假设恰好到达C 点，则根据能量守恒：'p pc E Q E =+5'4'mgl m g l m gl μ=⋅+ 解得：5'3m m = 故若使物块不超过C 点，5'3m m ≥ 综上：55'32m m m ≤≤（二）选考题：共45分．请考生从3道物理题，3道化学题，2道生物题中，每科任选一道作答，如果多做则每科按所做的第一题计分．33．【物理——选修3-3】（15分）⑴（5分）一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或等压过程ab 、bc 、cd 、da 回到原状态，其p -T 图像如图所示．其中对角线ac 的延长线过原点O ．下列判断正确的是 ．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功⑵（10分）一氧气瓶的容积为30.08m ，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气30.36m ．当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．【答案】（1）ABE（2）4天【解析】⑴A ：PV nRT =nR P T V=⋅ P kT =即体积V 不变，a c V V =B ：理想气体内能是温度T 的函数而a c T T > 故a c E E >C ：cd 过程为恒温升压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故放热，放热量Q W =外D ：da 过程为恒压升温过程，体积增加，对外做功，故吸热但吸热量Q W E =+∆外內故Q W >外E ：bc 过程恒压降温，体积减小 bc W P V nR T =∆=∆da 过程da '''W P V nR T =∆=∆ 因为bc da T T ∆=∆ 故'W W =⑵瓶中气体量33200.08 1.6PV atm m atm m =⨯=⋅剩余气体量3320.080.16P V atm m atm m =⨯=⋅剩剩每天用量 3310.360.36P V atm m atm m =⨯=⋅用用 1.60.1640.36n -==（天）34．【物理——选修3-4】（15分）⑴（5分）关于电磁波，下列说法正确的是 ．（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B ．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C ．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D ．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E ．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失⑵（10分）一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播，波长不小于10cm ．O 和A 是介质中平衡位置分别位于0x =和5cm x =处的两个质点．0t =时开始观测，此时质点O 的位移为4cm y =，质点A 处于波峰位置；1s 3t =时，质点O 第一次回到平衡位置，1s t =时，质点A 第一次回到平衡位置．求（ⅰ）简谐波的周期、波速和波长；（ⅱ）质点O 的位移随时间变化的关系式．【答案】 ⑴ABC⑵（i ）=4s T 7.5cm /s v = 30cm λ=（ii ）50.08sin(t )26y ππ=+或者10.08cos(t )23y ππ=+ 【解析】（1）A 选项，电磁波在真空中传播速度不变，与波长/频率无关B 选项，电磁波的形成即是变化的电场和变化的磁场互相激发得到C 选项，电磁波传播方向与电场方向与磁场方向垂直D 选项，光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播E 选项，电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播（2）（i ）0s t =时，A 处质点位于波峰位置1s t =时，A 处质点第一次回到平衡位置 可知1s 4T =，=4s T 1s 3t =时，O 第一次到平衡位置 1s t =时，A 第一次到平衡位置可知波从O 传到A 用时2s 3，传播距离5cm x = 故波速7.5cm /s x v t==，波长30cm vT λ== （ii ）设 0sin(t )y A ωϕ=+ 可知2rad/s 2T ππω== 又由0s t =时， 4cm y =；1s 3t =，0y =， 代入得 8c m A =，再结合题意得 056ϕπ= 故50.08sin(t )26y ππ=+或者10.08cos(t )23y ππ=+35．【物理——选修3-5】（15分）⑴（5分）在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是 ，属于β衰变的是 ，属于裂变的是 ，属于聚变的是 ．（填正确答案标号）A ．14140671C N +e -→B ．3232015161P S +e -→C ．238234492902U Th +He →D ．1441717281N +He O +H → E ．235114094192054380U +n Xe +Sr +2n → F ．32411120H +H He +n →⑵（10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3m /s 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为0.3m h =（h 小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为130kg m =，冰块的质量为210kg m =，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小210m /s g =．（ⅰ）求斜面体的质量；（ⅱ）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？【解析】⑴α衰变C β衰变AB 裂变E 聚变F⑵（ⅰ）规定水平向左为正对小冰块与鞋面组成的系统 由动量守恒：()=+m v m M v 冰冰冰共 由能量守恒：()2211=+22m v m M v m gh +冰冰冰共冰 解得1m /s v =共 20kg M = （ii ）由动量守恒 ()+M m m M v Mv m v =+冰共冰 由能量守恒222111=222M m m v Mv m v +冰冰冰 联立解得 2m /s M v = 1m /s m v =- 对小孩和冰块组成的系统： 0m v m v =+小小冰冰 解得1m /s v =-小 1m /s m v v ==-小 即两者速度相同 故追不上。
2016江苏物理高考实验试题解析
2016江苏物理高考实验试题解析考试是检测学生学习效果的重要手段和方法，考前需要做好各方面的知识储备。
下面是店铺为大家整理的2016江苏物理高考实验试题解析，希望对大家有所帮助!2016江苏物理高考实验试题解析今年江苏高考实验题与以往一样，一条力学实验题和一条电学实验题，其中，实验第一题(试卷第10题)是测量电阻的实验、第二题(试卷第11题)是验证机械能守恒定律的实验，分值共18分。
一、试题特点1、重视实验原理和创新设计第10题的测量电阻的实验是通过实物连图进行分析，运用了替代法进行测量未知电阻，第11题通过小球下摆进行机械能守恒定律的验证，两个实验都是创新设计实验，如果原理清楚了，两条实验题就会显得不难。
2、都不是教材中的原实验，都是变形实验其中第10题使用了电流表和电阻箱进行测量电阻而非教材中的伏安法测电阻，第11题不是教材中应用自由落体运动验证机械能守恒定律，而是利用常见的小球下摆进行验证机械能守恒定律。
3、强调实验动手能力第10题实验考查了电阻箱的调节，如果没有进行过相关实际操作，估计学生会出问题，另外数据处理的作图也考查了学生的实际动手能力，在作图中要进行合适的坐标标度才能作出理想的图线。
第11题刻度尺的读数，实验误差分析及改进措施等都是考查学生的实验能力。
正确解决以上这些问题不是只会纸上训练，必须多实践才能顺利解决问题。
二、教学启发1、教材上的实验必须要做每年的高考实验就是两题，从这几年高考情况看，实验考查的力学和电学实验基本都是教材中实验变形而来，如果没有做过教材上的实验，学生对实验题的解决只能凭做题经验，但是一些操作和细节方面的考查学生会有困难，只有先理解了教材中的实验原理、熟悉了实验器材的使用和实验的操作、掌握了实验数据处理的方法，实验题对学生而言，无论怎样变形，都应该是容易得分的题。
2、加强实验能力培养一是培养学生分析实验原理的能力，可以在教材实验基础上进行变形训练达到这一目的，同时培养学生的实验创新能力，二是加强操作能力培养，对于实验中涉及到的器材，要通过实际实验操作来培养学生动手能力，三是培养学生的数据处理和误差分析能力，在平时实验操作和实验解题过程中，多注意实验中的方法训练、实验的误差分析和处理来达到目的。
2016高考理综之物理解析
n1 U − 12 I = 4I n2 n1 =3 n2
率
2
解法二 设开关 S 断开前后， 压器的等效电阻为 R 和 R′ ， 于 压器输入 率 输 相同， R +R I 2 2 S 合前 I ⋅ R = ( ) ⋅ ( R2 + R3 ) ，得 R = 2 2 3 n n
S
Mm 4π 2 4π 2 r 3 mr = 可得 T = ，则卫星离地球的高度 2 2 r T GM 小，要实现 卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小 时， 数学几何关系可作 右图 R = 2R 几何关系得，卫星的轨道半径为 r = sin 30° r3 r3 开 勒第 定律 12 = 22 ，代入 中数据，得 T1 T2 (6.6 R )3 r 3 = 2 24 2 T2 T ≈ 4 h 解得 2 G
合后
(4 I ) 2 ⋅ R ' = (
R2 4I 2 ) ⋅ R2 ，得 R ′ = 2 n n
根据 合电路欧姆定律
S S
合前 合后
R1 +
U R1 + R U 4I = R1 + R′ I=
根据以 各式得 解得， n = 3 考点 压器的计算 难点 源电压 17.利用
地球同
R2 1 3+ 2 n2 = n =1 R +R 5 4 R1 + 2 2 3 3 + 2 n n
n1 U − 3I = 5I n2
2
当S 得
合时，电路如右图所示 合电路欧姆定律，原线圈两端电压 U 1 称U − 4 I ⋅ R1 U 1 称U − 12 I U1 n = 1 根据 压器原副边电压关系 U 2 n2 U U I2 称 2 = 2 副线圈中的电流得 1 R2 联立 联立 得 解得
高三物理二轮复习--做好专题复习,构建知识网络
解知识间的纵横联系 ，从 而构 建～个完整 的知识结构
体系 。另外 ， 要在理解 的基 础上 ， 能够综合各部分 的内
容。 进一步提高解题 能力。因此要研究高 考样 题 ， 做好
重 点 内容 的 强 化 复 习 ， 突出重点 ， 抓 住主干 知识 ， 关注
⑧ 对物理 思维含 量高 、 主干知识 、 学生 易错 的典 型过程等反复命题。
２ ． 根据以上特点 ， 做好 以下几个方面
二、 内容安排
专题一 ： 力与运动
“ 力 与运动 ” 是贯穿 整个 高 中物理 的重难 点 ， 即使
一
一
（ １ ） 注重新课标下 的高考研究 ， 落实新 的课程理念
理模 型建立考查 。
为达到第二轮复 习的 目 的， 将 以专题复习的模式为
主 。专题复习要做到 ： 针对性 、 主要性 、 概括性 、 综合性。 具体做法如下 ：
一
周时间。
电学 中的 电场 、 磁 场与 电磁感 应也是 “ 力 与运 动” 的另
一
种表现形式 。 最 近几年 高考 ， 能力的考查往往落实在
“ 力与运动” 上， 该环节连续几年都 出现了区分度较大
的计算 题 目。这部分 内容在 高考 中实 际 占到大约６ ０ ％
以上 。
囊 黪 骧
、
④ 注重学科 主干知识 的考查 。
时间按 排 ： 第二 学期３ 月 中旬 至５ 月上旬 ， ７ － ８
⑤ 实验考查注重考查原理、 操作、 方法和创新。 ⑥ 试题的难度向中档题靠拢 。 ⑦ 不回避陈题。
①《 课程标 准》 ： 高考命题 的思想必须与课程标 准
高考物理二轮复习专题突破技巧点拨八：波离二象性、原子与原子核
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！课标卷高考命题分析年份题号·题型·分值模型·情景难度2015年Ⅰ卷35题(1)·填空题·5分光电效应易Ⅱ卷35题(1)·填空题·5分波粒二象性易2016年Ⅰ卷35题(1)·填空题·5分光电效应易Ⅱ卷35题(1)·填空题·5分核反应方程易Ⅲ卷35题(1)·填空题·5分核反应与动量守恒易2017年Ⅰ卷17题·选择题·6分核能的计算中Ⅱ卷15题·选择题·6分半衰期；动量守恒定律；质能方程易Ⅲ卷19题·选择题·6分光电效应中1．氢原子能级图(1)能级图如图1所示．图1(2)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数：N ＝C 2n＝n (n －1)2. 2．原子核的衰变衰变类型 α衰变β衰变衰变方程A Z X →A －4Z －2Y ＋42HeAZ X → A Z ＋1Y ＋ 0－1e衰变实质2个质子和2个中子结合成一整体射出中子转化为质子和电子211H ＋210n →42He10n →11H ＋ 0－1e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒3.核能(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量．(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．注意质量数与质量是两个不同的概念．(3)质能方程：E ＝mc 2，即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量与它的质量成正比． 4．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大． (3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比． 5．光电效应方程(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W 0的关系为：E k ＝hν－W 0. (2)极限频率νc ＝W 0h.高考题型1光电效应与光的粒子性例1(多选)(2017·全国卷Ⅲ·19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b答案BC解析由爱因斯坦光电效应方程得E km＝hν－W0，由动能定理得E km＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同．当νa＞νb时，一定有E k a＞E k b，U a＞U b，故选项A错误，B正确；若U a＜U b，则一定有E k a＜E k b，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝hνa－E k a＝hνb－E k b，故选项D错误．1．处理光电效应问题的两条线索一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：(1)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．(2)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大．2．爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0的研究对象是金属表面的电子，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图2所示)，直线的斜率为h，直线与ν轴的交点的物理意义是极限频率νc，直线与E k轴交点的物理意义是逸出功的负值．图21．(2017·广东广州市模拟)入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光强度减弱，而频率不变，则()A．有可能不发生光电效应B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加答案 C解析入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应．故A错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变．故B错误．光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，入射光强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小．故C正确．发射出光电子的时间非常短，可认为是瞬时的，故D错误．2．(多选)(2017·山东临沂市模拟)如图3所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，己知金属板的逸出功为4.8 eV.现分别用不同频率的光照射金属板(各光子的能量已在图上标出)，则下列说法正确的是()图3A．A图中无光电子射出B ．B 图中光电子到达金属网时的动能大小为1.5 eVC ．C 图中的光电子能到达金属网D ．D 图中光电子到达金属网时的最大动能为3.5 eV 答案 AB解析 因入射光的能量3.8 eV 小于金属板的逸出功4.8 eV ，依据光电效应发生条件，不能发生光电效应，故A 正确；因入射光的能量为4.8 eV(等于金属板的逸出功4.8 eV)，因此光电子逸出时的速度恰好为零，则在电场力加速作用下，到达金属网的动能为1.5 eV ，故B 正确；入射光的能量为5.8 eV ，大于金属板的逸出功4.8 eV ，依据光电效应方程E k ＝hν－W 0，逸出来的光电子最大初动能为1.0 eV ，根据动能定理，知光电子不能到达金属网，故C 错误；逸出的光电子最大初动能为：E km ＝E 光－W 0＝6.8 eV －4.8 eV ＝2.0 eV ，到达金属网时最大动能为2.0 eV －1.5 eV ＝0.5 eV ，故D 错误．高考题型2 原子结构和能级跃迁例2 (2017·辽宁大连市3月模拟)如图4为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n ＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.25 eV 的金属钾，下列说法正确的是( )图4A ．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光波长最短B ．这群氢原子能发出2种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝1所发出的光频率最小C ．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能为9.84 eVD ．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能为12.86 eV 答案 C解析 这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论hν＝E m －E n (m ＞n )得知，从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光能量最小，由E ＝hν＝h cλ得知，频率最低，波长最长，故A 、B 错误；从n ＝3跃迁到n ＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.60 eV －1.51 eV ＝12.09 eV ，根据光电效应方程得，E km ＝hν－W 0＝12.09 eV －2.25 eV ＝9.84 eV ，故C 正确，D 错误．1．汤姆孙发现了电子，密立根测出了电子的电荷量，卢瑟福根据α粒子散射实验构建了原子的核式结构模型．玻尔提出的原子模型很好地解释了氢原子光谱的规律．卢瑟福用α粒子轰击氮核实验发现了质子，查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子．贝可勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核是有结构的．居里夫妇首次发现了放射性同位素． 2．原子的核式结构模型(1)在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，叫做原子核，而电子在核外绕核运动； (2)原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间绕核旋转． 3．能级和能级跃迁： (1)轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动 r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…) (2)能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态 E n ＝E 1n 2(n ＝1,2,3，…)(3)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m －E n (m >n )．3．(2017·湖北武汉市2月调考)关于原子结构，下列说法错误的是( ) A ．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动C．各种原子的发射光谱都是连续谱D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型答案 C解析各种原子的发射光谱都是明线光谱．4．关于玻尔原子理论的基本假设，下列说法中正确的是()A．原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力B．电子绕核运动的轨道半径是任意的C．原子的能量包括电子的动能和势能，电子动能可取任意值，势能只能取某些特定值D．电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)的光子频率等于电子绕核运动的频率答案 A解析根据玻尔理论的基本假设知，原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，A项正确；电子绕核运动的轨道半径是一些特定的值，B项错误；原子的能量包括电子的动能和势能，由于轨道是量子化的，则电子动能也是一些特定的值，C项错误；电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)的光子能量等于两能级间的能量差，D项错误．5．(2017·山东青岛市模拟)原子从A能级跃迁到B能级时吸收波长为λ1的光子；原子从B能级跃迁到C能级时发射波长为λ2的光子．已知λ1>λ2，那么原子从A能级跃迁到C能级时将要()A．发出波长为λ1－λ2的光子B．发出波长为λ1λ2λ1－λ2的光子C．吸收波长为λ1－λ2的光子D．吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子答案 B解析由λ1>λ2知ν1<ν2，A到B吸收光子的能量小于B到C辐射光子的能量，故A跃迁到C放出能量，AC间能级差E A－E C＝h cλ2－h cλ1＝hcλ3，得λ3＝λ1λ2λ1－λ2.高考题型3核反应和核能的计算例3(2017·全国卷Ⅱ·15)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He，下列说法正确的是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案 B解析静止的铀核在α衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得p Th＋pα＝0，即钍核的动量和α粒子的动量大小相等，方向相反，选项B正确；根据E k＝p22m可知，选项A错误；半衰期的定义是统计规律，选项C错误；铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误．1．α射线、β射线、γ射线之间的区别名称α射线β射线γ射线实质氦核流电子流光子速度约为光速的110约为光速的99%光速电离作用很强较弱很弱贯穿能力很弱较强最强2.核反应、核能、裂变、轻核的聚变(1)在物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律．(2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2或ΔE ＝Δmc2.(3)把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变．(4)核能的计算：①ΔE＝Δmc2，其中Δm为核反应方程中的质量亏损；②ΔE＝Δm×931.5 MeV，其中质量亏损Δm以原子质量单位u为单位．(5)原子核的人工转变卢瑟福发现质子的核反应方程为：14N＋42He→17 8O＋11H7查德威克发现中子的核反应方程为：9Be＋42He→12 6C＋10n4约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27Al＋42He→3015P＋10n，3015P→3014Si＋01e136．(2017·四川宜宾市二诊)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是()A．居里夫人最先发现天然放射现象B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．在衰变方程239 94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234答案 C解析贝可勒尔最先发现天然放射现象．故A错误；α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构．故B错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关．故C正确；根据质量数守恒可得，X的质量数：A＝239－4＝235.故D错误．7．(多选)(2017·辽宁葫芦岛市一模)用中子轰击235 92U原子核产生裂变反应，其可能的裂变方程为235 92U ＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，235 92U、10n、144 56Ba、8936Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，235 92U原子核的半衰期为T，其比结合能小于144 56Ba原子核的比结合能，光在真空中的传播速度为c，下列叙述正确的是()A.144 56Ba原子核比235 92U原子核更稳定B.144 56Ba原子核中含有56个中子C．裂变时释放的能量为(m1－2m2－m3－m4)c2D．若提高235 92U的温度，235 92U的半衰期将会小于T答案AC8．(多选)(2017·贵州凯里市模拟)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线，下列说法正确的是()A．碘131释放的β射线由氦核组成，β衰变的方程是131 53I→131 54Xe＋0－1eB．碘131释放的β射线是电子流，β衰变的方程是131 53I→131 54Xe＋0－1eC．与铯137相比，碘131衰变更慢，且铯133和铯137含有相同的质子数D．铯137衰变时辐射出的γ光子能量大于可见光光子能量答案BD解析β射线实际是电子流，故A错误，B正确；半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，碘131衰变更快，故C错误．γ射线是高频电磁波，其光子能量大于可见光光子的能量，故D正确．题组1全国卷真题精选1．(2016·全国卷Ⅰ·35(1))现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是________．A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关答案ACE解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据E k＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，若入射光频率变高，则光电子最大初动能变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误；由E k＝eU c和E k＝hν－W0，得hν－W0＝eU c，遏止电压只与入射光频率有关，与入射光强度无关，因此E正确．2．(2016·全国卷Ⅱ·35(1))在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.14 6C→14 7N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.238 92U→234 90Th＋42HeD.14 7N＋42He→17 8O＋11HE.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n答案C AB E F3．(2015·新课标全国Ⅱ·35(1))实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是________．A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关答案ACD解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，突出体现了电子的波动性，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，突出体现了β射线的粒子性，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射突出体现了中子的波动性，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，突出体现了电子的波动性，故D正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，突出体现了光的粒子性，故E错误．4．(2014·新课标全国Ⅰ·35(1))关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线答案BCD解析自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E 错误．题组2各省市真题精选5．(2015·福建理综·30(1))下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是________．(填选项前的字母)A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克答案 B解析β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi为100×1()2tg＝100×(12)2 g＝25 g，选项D错误．6．(2014·山东理综·39(1))氢原子能级如图5所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．图5a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级答案cd解析能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由E m－E n＝hν可知，b错误，d正确；根据C23＝3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确．专题强化练1．(2017·山东滨州市模拟)用一束绿光照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是()A．改用紫光照射B．改用红光照射C．增加原绿光照射的强度D．延长原绿光的照射时间答案 A2．下列说法中正确的是()A．贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．把放射性元素放入温度很低的冷冻室中，其衰变变慢，半衰期变长D．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也可以进行人体的透视答案 A解析贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构，A项正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B项错误；温度不影响放射性元素的半衰期，C 项错误；利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，不能对人体进行透视，因为γ射线对人体细胞有伤害，D项错误．3．(2017·山东淄博市二模)下列说法中正确的是()A．无论入射光的频率如何，只要该入射光照射金属的时间足够长，就一定能产生光电效应B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能减小，原子的电势能减小C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构D．核力存在于原子核内的所有核子之间答案 C4．(多选)关于光电效应，下列说法正确的是()A．光照时间越长，光电流越大B．遏止电压与入射光的频率有关C ．对于同种金属，光电子最大初动能E k 与照射光的波长成反比D ．发生光电效应后，再提高入射光频率，光电子的最大初动能增大答案 BD解析 光电流几乎是瞬间产生的，其大小与入射光强度有关，与光照时间长短无关，A 项错误；设U c 为遏止电压，eU c ＝E k ＝hν－W 0，入射光的频率ν越大，遏止电压越高，B 项正确；由E k ＝hc λ－W 0可知E k 与λ不成反比，C 项错误；根据光电效应方程E k ＝hν－W 0知，频率ν越高，光电子的最大初动能就越大，D 项正确．5．(多选)(2017·山东烟台市模拟)如图1甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压U c 随入射光频率ν变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是( )图1A ．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压U c 不同B ．光电子的最大初动能不同C ．两个光电管的U c —ν图象的斜率不同D ．两个光电管的饱和光电流一定相同答案 AB解析 根据光电效应方程有E k ＝hν－W 0又eU c ＝E k联立得：eU c ＝hν－W 0即U c ＝hνe －W 0e，可知，入射光的频率相同，逸出功W 0不同，则遏止电压U c 也不同．光电子的最大初动能也不同，故A 、B 正确．由U c ＝hνe －W 0e 可知，U c －ν图象的斜率k ＝h e＝常数，所以两个光电管的U c－ν图象的斜率一定相同，C错误．虽然光的频率相同，但是光强不确定，饱和光电流不一定相同．故D错误．6．(2017·陕西宝鸡市二检)如图2所示是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出a光；当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出b光．则以下判断正确的是()图2A．a光光子的能量大于b光光子的能量B．a光的波长大于b光的波长C．a光的频率大于b光的频率D．在真空中a光的传播速度大于b光的传播速度答案 B解析氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时的能级差小于从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据E m－E n＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，故A、C错误．光子a的频率小于光子b的频率，则有a光的波长大于b光的波长，故B正确；在真空中光子a的传播速度等于光子b的传播速度，故D错误．7．(2017·福建省4月模拟)用波长为λ0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅有波长分别为λ1、λ2、λ3的三条谱线，且λ1>λ2>λ3，则()A．λ0＝λ1B．λ0＝λ2＋λ3C.1λ0＝1λ1＋1λ2D.1λ0＝1λ2＋1λ3答案 C解析用波长为λ0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到波长分别为λ1、λ2、λ3的三条谱线，因λ1＞λ2＞λ3，则三条谱线中波长为λ1的频率最小，且λ3＝λ0，h cλ1＋h cλ2＝hcλ3＝hcλ0，化简，则有：1λ0＝1λ1＋1λ2，故A、B、D错误，C正确．8．(2017·陕西咸阳市二模)已知类氢结构氦离子(He＋)的能级图如图3所示，根据能级跃迁理论可知()图3A．氦离子(He＋)处于n＝1能级时，能吸收45 eV的能量跃迁到n＝2能级B．大量处在n＝3能级的氦离子(He＋)向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子C．氦离子(He＋)从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的波长大D．若氦离子(He＋)从n＝2能级跃迁到基态，释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子一定也能使该金属板发生光电效应答案 C解析吸收的光子能量等于两能级间的能量差，才能发生跃迁，从n＝1跃迁到n＝2，吸收的光子能量为40.8 eV，故A错误．大量处在n＝3能级的氦离子(He＋)向低能级跃迁，能发出3种不同频率的光子，故B错误．由题图可知，n＝4和n＝3的能级差小于n＝3和n＝2的能级差，则从n＝4跃迁到n＝3能级释放的光子能量小于从n＝3跃迁到n＝2能级辐射的光子能量，所以从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的频率低，波长大，故C正确．从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能量为－13.6 eV－(－54.4) eV＝40.8 eV，若能使某金属板发生光电效应，从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量为－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV＜40.8 eV，则不能使该板发生光电效应，故D错误．9．(2017·全国卷Ⅰ·17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeV答案 B解析根据质能方程，释放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2m H－m He－m n＝0.003 5 u，则ΔE＝0.003 5×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV，故B正确，A、C、D错误．10．(2017·黑龙江哈尔滨市二模)下列说法中正确的是()A．原子核结合能越大，原子核越稳定B．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动C．核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 55Cs→137 56Ba＋x，可以判断x为正电子D．一个氢原子处在n＝4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子答案 B解析原子核比结合能越大，原子核越稳定；根据质量数守恒和电荷数守恒知，核反应方程式13755 Cs→137 56Ba＋x中x为电子；一个氢原子(不是一群氢原子)向低能级跃迁最多可发出3种频率的光子．11．(2017·江西赣州市模拟)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是()A．β射线是高速电子流，它是来自于原子的外层电子B．—个氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中能发出3种不同频率的光C．一束光照射到某种金属上发生光电效应，从金属表面逸出的光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大D．按照玻尔理论，氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增大，原子总能量增大答案 C。
2016年高考物理二轮训练八详解
1．(多选)湖面上停着A 、B 两条小船，它们相距30 m ，一列水波正在湖面上沿AB 连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次．当A 船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一个波峰，下列正确的是( )A ．水波的波长为60 mB ．水波的波长为20 mC ．水波的波速为20 m/sD ．水波的波速为203 m/s解析：由题意知，小船每分钟上下浮动20次，所以周期T ＝6020＝3 s ，当A 船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一个波峰，所以x AB ＝32λ，得λ＝20 m ，传播速度v ＝λT ＝203 m/s ，所以B 、D 正确，A 、C 错误．答案：BD2．(多选)如图甲所示，O 点为振源，OP ＝s ，t ＝0时刻O 点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，如图乙为P 点从t 1时刻开始沿y 轴正方向开始振动的振动图象，则以下说法正确的是( )A. t 2时刻P 点振动速度最大，方向沿y 轴负方向B ．t ＝0时刻振源O 的振动方向沿y 轴正方向C ．t 3时刻P 点速度为0，加速度最小D ．某障碍物的尺寸为s 2t 1(t 2－t 1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象E ．该波与另一频率为1t 2－t 1的同类波叠加能产生稳定的干涉现象 解析：t 2时刻，质点P 处于平衡位置，速度最大，但t 2后质点P 的位移变为y 轴正向，所以方向沿y 轴正向，选项A 错；P 点从t 1时刻开始沿y 轴正方向开始振动，任意一个质点开始振动都是重复波源的振动，所以振源O 开始振动即t ＝0时也是从平衡位置沿y 轴正方向开始振动，选项B 对；t 3质点P 在最大位移处，速度为0，但加速度最大，选项C 错；该简谐横波的周期T ＝t 2－t 1，传播速度为v ＝s t 1，波长λ＝v T ＝s t 1(t 2－t 1)，某障碍物的尺寸为s 2t 1(t 2－t 1)<λ，可以发生明显的衍射现象，选项D 对；要使得两列波叠加产生稳定的干涉图样要求频率相等，该简谐横波的频率f ＝1T ＝1t 2－t 1，选项E 对． 答案：BDE3．(多选)在t ＝0 s 时刻向平静水面的O 处投下一块石头，水面波向东西南北各个方向传播开去，当t ＝1 s 时水面波向西刚刚传到M 点(图中只画了东西方向，南北方向没画出)，OM 的距离为1 m ，振动的最低点N 距原水平面15 cm, 如图，则以下分析正确的是( )A ．t ＝1 s 时O 点的运动方向向上B ．该水面波的波长为2 mC ．振动后原来水面上的M 点和N 点永远不可能同时出现在同一水平线上D ．t ＝1.25 s 时刻M 点和O 点的速度大小相等方向相反E ．t ＝2 s 时刻N 点处于平衡位置解析：波向西传播，t ＝1 s 时O 点向上运动，A 正确；波长为2 m ，B 正确；t ＝1 s 时，M 质点向下振动，N 质点向上振动，当两者向下位移相等时，处于同一水平线上，C 错误；质点O 和M 点相距半个波长，振动情况相反，D 正确；2 s 内，质点N 振动了1.5 s ，其位置在正向最大位移处，E 错误．答案：ABD4．(2015·四川卷)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波( )A ．频率是30 HzB ．波长是3 mC ．波速是1 m/sD ．周期是0.1 s解析：已知振动30次的时间为1分钟即60 s ，则周期为2 s ，频率为0.5 Hz.由题意甲在波谷时乙在波峰且两点之间只有一个波长，则甲乙之间的距离与波长的关系为0.5λ＋λ＝3 m ，所以波长λ＝2 m ，再由公式v ＝λT 可知速度为1 m/s ，所以C 对．5．(2015·福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播，波速为v .若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ，a 、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a 最早到达波谷的是()解析：由于波沿x 轴正向传播，根据逆向走坡法，可以判断A 项中a 质点此时正在平衡位置沿y 轴正向运动，从此时第一次到达波谷的时间t 1＝34·2s v ＝3s 2v ；B 项中质点a 正在平衡位置沿y 轴负方向运动，第一次到波谷的时间t 2＝14·s v ＝s 4v ；同理分析可得，C 项中a 质点第一次到波谷的时间t 3＝34·s v ＝3s 4v ；D 项中a 质点第一次到波谷的时间t 4＝14·23s v ＝s 6v .由此可知判断，最早到达波谷的是D 项．答案：D6．(2015·四川卷)直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图．a 、b 光相比()A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短解析：由图可知，b 光在玻璃中偏折程度更大，故b 光在玻璃中的折射率较大，故A 错误；根据sin C ＝1n ，b 光的折射率较大，临界角较小，故B 错误；根据v ＝c n ，可知b 光的折射率较大，在玻璃中的传播速度较小，故C 正确；由图分析可知，b 光在玻璃中传播路程大于a 光在玻璃中路程，又因为v b <v a ，故b 光在玻璃中传播的时间长，故D 错误．7．(2015·扬州市期末质检)某横波在介质中沿x 轴传播，图甲为t ＝0.75 s 时的波形图，图乙为P 点(x ＝1.5 m 处的质点)的振动图象，那么下列说法正确的是( )A ．该波沿x 轴正方向传播，速度为2 m/sB ．质点L 与质点N 的运动方向总相反C ．t ＝1 s 时，质点P 处于平衡位置，并正在向y 轴正方向运动D ．在0.5 s 时间内，质点P 向右运动了1 m解析：根据振动图象知t ＝0.75 s 时，P 点向y 轴负方向振动，根据“上坡下，下坡上”知波向x 轴负方向传播，A 错误；相距半个波长的两个质点运动方向始终相反，B 正确；t ＝1 s 时，P 质点向y 轴负方向运动，C 错误；质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，D 错误．答案：B8. (2015·上海卷)一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v ，周期为T ，振幅为A .绳上两质点M 、N 的平衡位置相距3/4波长，N 位于M 右方．设向上为正，在t ＝0时M 位移为＋A 2，且向上运动；经时间t (t <T )，M 位移仍为＋A 2，但向下运动，则( )A ．在t 时刻，N 恰好在波谷位置B ．在t 时刻，N 位移为负，速度向上C ．在t 时刻，N 位移为负，速度向下D ．在2t 时刻，N 位移为－A 2，速度向下解析：由题意知M 点的振动位移y M ＝A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πTt ＋π6，可得N 点的振动位移y N ＝A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πTt －4π3.由于M 点又回到最初位置且振动方向相反，所以由振动位移公式知t ＝T 3，代入数值可知C 正确．答案：C9. (多选)(2015·九江市三模)如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径R ＝2r .现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )A ．n 可能为 3B ．n 可能为2C ．t 可能为22r cD ．t 可能为4.8r c 解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如图所示．根据全反射可知临界角C ≤45°，再根据n ＝1sin C 可知n ≥2；光在透明柱体中运动路程L ＝4r ，运动时间t ＝L v ＝4nr c ，则t ≥42r c ，C 、D 错误，A 、B 正确．答案：AB10．(多选)彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．形成示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入雨滴，a 、b 是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光(a 、b 是单色光)．下列关于a 光与b 光的说法中正确的是( )A ．雨滴对a 光的折射率大于对b 光的折射率B ．a 光在雨滴中的传播速度小于b 光在雨滴中的传播速度C ．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光条纹间距大于b 光条纹间距D ．a 光、b 光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E ．若a 光、b 光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b 光能够发生全反射，则a 光也一定能够发生全反射解析：从光的折射光路可知，a 光折射率大，即n a >n b ，选项A 对．根据n ＝c v ，折射率越大，介质中传播速度越小，即a 光在水珠中传播速度小，选项B 对．折射率越大，频率越高，波长越短，即a 光波长短，双缝干涉实验，波长越长条纹间距越宽，Δx＝lλd，所以a光双缝干涉条纹间距窄，选项C错．光在两种介质表面发生折射时，频率不变，从空气进入水珠，传播速度变小，所以波长变小，选项D错．光线从介质到空气，发生全反射的临界角正弦sin C＝1n，即a 光全反射的临界角小，当b光能够发生全反射时，已经超过了a光的临界角，a 光也一定能够发生全反射，选项E对．答案：ABE11．(多选)频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是()A．单色光1的频率大于单色光2的频率B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度C．可能单色光1是红色，单色光2是蓝色D．无论怎样增大入射角，单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射E．若让两束光从同种玻璃射向空气，单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角解析：由图看出，光在玻璃板上表面发生折射时，入射角相等，单色光1的折射角小于单色光2的折射角，根据折射定律n＝sin isin γ得知，玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，单色光1的频率大于单色光2的频率，所以A对，C错；由v＝cn，可知在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，故B错；由光路可逆性可以知道，射向玻璃砖的光线与从玻璃砖射出的光线平行，所以无论怎样增大入射角，单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射，故D正确；由sin C＝1n知，单色光1的折射率大，临界角小，故E 正确．答案：ADE12．(多选)以下说法中正确的是( )A ．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去B ．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C ．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉E ．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的 解析：波长越长的光越容易发生衍射现象，故越容易绕过障碍物，所以A 正确；白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，所以B 错误；红光由空气进入水中，频率不变，故颜色不变，传播速度减小，故波长变短，所以C 错误；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，即薄膜干涉，所以D 正确；根据狭义相对性原量，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的，故E 正确．答案：ADE13．(2015·重庆卷)(1)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN 和PQ 两条彩色光带，光路如图所示．M 、N 、P 、Q 点的颜色分别为 ( )A ．紫、红、红、紫B ．红、紫、红、紫C ．红、紫、紫、红D ．紫、红、紫、红(2)图为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4 s ．求该波的波速并判断P 点此时的振动方向．解析：(1)在同一介质中，红光的折射率小于紫光的折射率，以相同的入射角θ1从空气射入水中，由n ＝sin θ1sin θ2知紫光的折射角θ2较小，所以射到M 、Q 两点的为紫光，射到N 、P 两点的为红光，故A 正确．(2)从图中可看出波长λ＝1 m ，由v ＝λT 可求得波速v ＝2.5 m/s ，根据波的形成原因是靠近波源的质点的带动，靠近波源的点在质点P 的上方，所以质点P 正在沿y 轴正向振动．答案：(1)A (2)2.5 m/s ，沿y 轴正向14．(2015·山东卷)(1)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y ＝0.1 sin(2.5πt )m.t ＝0时刻，一小球从距物块h 高处自由落下；t ＝0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g ＝10 m/s 2.以下判断正确的是______．(双选，填正确答案标号)a ．h ＝1.7 mb ．简谐运动的周期是0.8 sc ．0.6 s 内物块运动的路程是0.2 md ．t ＝0.4 s 时，物块与小球运动方向相反(2)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．解析：(1)由简谐运动表达式知2πT ＝2.5π，得T ＝0.8 s ，b 正确；简谐运动的振幅A ＝0.1 m ，t ＝0.6 s 时物块振动了34T ，物块的路程为3A ＝0.3 m ，c 错；t ＝0.4 s 时，恰为半个周期，物块经平衡位置向下振动，与小球运动方向相同，d 错；t ＝0.6 s 时，物块处于下方最大位移处，小球下落的高度H ＝h ＋A ＝12gt 2＝1.8 m ，所以h ＝1.7 m ，a 正确．(2)当光线在O 点的入射角为i 0时，设折射角为r 0，由折射定律得sin i 0sin r 0＝n ①设A 点与左端面的距离为d A ，由几何关系得sin r 0＝R d 2A ＋R2② 若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得sin C ＝1n③ 由几何关系得sin C ＝d Bd 2B ＋R 2④设A 、B 两点间的距离为d ，可得d ＝d B －d A ⑤联立①②③④⑤式得d ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2 i 0sin i 0R ⑥ 答案：(1)ab (2)见解析15．(2015·全国新课标Ⅱ卷)(1)如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线，则______．(填正确答案标号．)A ．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B ．在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D ．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 首先消失E ．分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距(2)平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点(均位于x 轴正向)，P 与O 的距离为35 cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间．已知波源自t ＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1 s ，振幅A ＝5 cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置，求：(ⅰ)P 、Q 之间的距离．(ⅱ)从t ＝0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程．解析：(1)由题图知，从玻璃砖射出时，入射角相同，a 光的折射角大于b 光的折射角，玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率，a 光在玻璃中的传播速度比b 光的小，a 光的频率比b 光的大，在真空中，a 光的波长较短，a 光形成的干涉条纹间距较小，选项A 、B 正确，C 、E 错误；a 光的全反射临界角较小，当入射角θ增大时，a 光先发生全反射，折射光线先消失，选项D 正确．(2)(ⅰ)由题意，O 、P 两点间的距离与波长λ之间满足OP ＝54λ①波速v 与波长的关系为v ＝λT ②在t ＝5 s 的时间间隔内，波传播的路程为v t .由题意有v t ＝PQ ＋λ4③式中，PQ 为P 、Q 间的距离．由①②③式和题给数据，得PQ ＝133 cm ④(ⅱ)Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间t 1＝t ＋54T ⑤波源从平衡位置开始运动，每经过T 4，波源运动的路程为A .由题给条件得t 1＝25×T 4⑥故t 1时间内，波源运动的路程s ＝25A ＝125 cm ⑦答案：(1)ABD (2)(ⅰ)133 cm (ⅱ)125 cm。
2016年高考物理各地试题知识点分类汇编8
2016年高考物理试题分类汇编：八、恒定电流一、选择题1．（全国新课标II 卷，17）阻值相等的四个电阻，电容器C 及电池E （内阻可忽略）连接成如图所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为1Q ；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为2Q ．1Q 与2Q 的比值为A ．25B ．12 C ．35 D ．23【答案】C【解析】由已知可得：11Q =U C 22Q =U C 则1122Q U =Q US 断开时等效电路如下()()()()1R R +R R +R +R 1U =E R R +R 2R +R +R +R⋅⨯1E 5=S 闭合时等效电路如下2R R1R +R U =E R R 3R +R +R⋅=⋅ 则1122Q U 3=Q U 5=2.（北京卷，19）某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安排表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D【解析】A 中根据闭合回路欧姆定律可得E U Ir =+，可测量多组数据列式求解，A 正确；B 中根据欧姆定律可得()U E r R R=+，测量多组数据可求解，B 正确；C 中根据欧姆定律可得()E I R r =+，可测量多组数据列式求解，C 正确；D 中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D 错误；3. （上海卷，13）电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此（A ）电动势是一种非静电力（B ）电动势越大，表明电源储存的电能越多（C ）电动势的大小是非静电力做功能力的反映（D ）电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其它形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项A 、B 错误而选项C 正确；闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项D 错误。
2016届高考物理(人教版)二轮复习力学实验解析
2016届高考物理（人教版）二轮复习力学实验2016/5/12高考实验题所给的情景多以课本实验为基础，但又高于课本。
考查热点：1.基本实验仪器的使用。
如螺旋测微器、游标卡尺、刻度尺、弹簧测力计等仪器的读数及使用方法。
2.以弹簧为纽带的力学实验。
如探究弹簧弹力与形变量的关系和验证力的平行四边形定则。
3.以纸带或光电门为纽带的实验。
如研究匀变速直线运动规律、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
纵观近年考题，会发现考查范围在扩大，采用组合的方式增加实验题的覆盖面；增加了对物理问题进行定性分析的设问，对实验探究能力的考查更深入、全面。
力学实验框架如右图所示一、力学实验基础知识二、力学实验创新设计1.实验仪器的更新换代（1）利用频闪照相机或光电计时器替代打点计时器，则有（2）利用传感器代替弹簧测力计、直尺，直接测量力和位移.(3)利用气垫导轨替代长木板，使摩擦力减小至可以忽略，也可以利用力传感器测量出摩擦力。
2.实验原理的深化和迁移同样的装置可以完成不同的实验，同样的实验可以用不同的方式完成。
不要思维固化，关键要紧扣实验目的.抓住实验原理，灵活运用。
例题1. (2015·全国理综Ⅱ)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(a) (b)(1)物块下滑时的加速度a＝________ m/s2，打C点时物块的速度v＝________ m/s.(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)．A．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角答案：(1)3.25 1.79 (2)C解析：(1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm ，由a ＝ΔxT2得a ＝0.13×10－2 m/s2＝3.25m/s2，其中C 点速度v ＝xBD tBD ＝＋－22×0.02m/s ＝1.79 m/s.(2)对物块进行受力分析如图所示，则物块所受合外力为F 合＝mgsin θ－μmgcos θ，即a ＝gsin θ－μgcos θ得μ＝gsin θ－agcos θ，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.例2．(2014·新课标全国卷Ⅰ)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系． (2)由图(b)可知，a-m 图线不经过原点，可能的原因是________．(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是______________，钩码的质量应满足的条件是________________．答案：(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量解析：(1)根据题图(b)坐标系中给出的数据，连线，小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)根据题图(b)中数据，小车受到钩码的拉力的作用，但没有加速度，故未平衡摩擦力或倾角过小，没有完全平衡摩擦力．(3)在实验中要求“直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力”需要满足两个条件：①平衡摩擦力；②钩码的质量远小于小车(含发射器)的质量．例3．(2014·新课标全国卷Ⅱ)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装置如图甲所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图乙给出的坐标纸上画出1k -n 图象． (3)图乙中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k ＝________N/m.答案：(1)①81.7 ②0.012 2 (2)见解析图 (3)③1.75×103n ⎛ 在1.67×103n ～⎭⎫1.83×103n 之间均正确 3.47l0⎝⎛⎭⎫在3.31l0～3.62l0之间均正确 解析：根据胡克定律解题．(1)根据胡克定律有mg ＝k(x －x0)， 解得k ＝mg x －x0＝0.100×9.80－－2N/m≈81.7 N/m ，1k ＝0.012 2.(2)1k -n 图象如图所示．(3)根据图象可知，k 与n 的关系表达式为k ＝1.75×103n ，k 与l0的关系表达式为k ＝3.47l0. 规律探寻分析近几年高考试题不难看出命题规律：1．“常规实验题”：该小题命题立足教材，侧重考查完成实验的能力．涉及基本仪器的使用(含读数)、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、实验误差的分析．2．“能力迁移题”：该命题立足迁移，侧重考查设计简单实验方案的能力．突出实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移(图象法和平均值法)等．3．“创新实验题”：“新”可以更加有效地考查学生分析问题的能力，区分度也很明显．其实这类题依然是以实验基础为依据，只不过在新的背景、新的命题方式下进行考查．练习：某同学验证动能定理的实验装置如图甲所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带遮光片的长方形滑块，其总质量为M，实验步骤如下：甲①用游标卡尺测出遮光片的宽度d；②安装好实验器材，给气垫导轨接上气源，然后读出拉力传感器的示数，记为F，同时从气垫导轨刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离L；③剪断细绳，让滑块滑向光电门，并记录滑块通过光电门的时间t；④多次改变滑块与光电门之间的距离，记录相应的L与t的值，结果如下表所示：试分析下列问题：(1)用游标卡尺测量遮光片宽度d的测量结果如图乙所示，则d＝________cm.乙(2)剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为________．(3)剪断细绳后，在滑块从A运动至B的过程中，合外力对滑块、遮光片组成的系统做的功可表示为W＝________，动能的增加量可表示为ΔEk＝________；若动能定理成立，则在本实验中1t2与L的关系式为1t2＝________.(4)以L为横坐标，1t2为纵坐标，请在图丙所示的坐标系中描点，并作出1t2－L图象，根据你所作的图象，本实验________(填“能”或“不能”)验证动能定理，理由是____________________________．丙答案：(1)1.00 (2)F (3)见解析 (4)能 得到的实验图象为线性图象解析：(1)宽度d ＝10 mm ＋0×0.1 mm ＝1.00 cm.(2)剪断细绳前拉力传感器的示数便是剪断细绳后滑块沿斜面滑动所受到的合外力，即F.(3)合外力做的功为W ＝FL ，动能的增加量为ΔEk ＝12Mv2＝12M ⎝⎛⎭⎫d t 2，由动能定理得FL ＝12Mv2＝12M ⎝⎛⎭⎫d t 2. 解得1t2＝2FL Md2.(4)所作的图象如图所示．由1t2＝2F Md2·L 可知1t2∝L ，即1t2与L 是线性关系．从1t2-L 图象中可看出作出的图象为一条直线，因此该实验能验证动能定理．。
高考复习指导2016届高三物理二轮复习 考前冲刺 重点知识回顾 物理实验
物理实验1．(1)用20分度的游标卡尺测量某工件的内径时，示数如图甲所示，由图可知其长度为________cm；用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时，示数如图乙所示，由图可知其直径为________mm.(2)某同学采用如图丙所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系．用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a.分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系．根据实验中得到的数据描出如图丁所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致．该同学列举产生这种结果的可能原因如下：①在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；②没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；③砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件；④测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大．通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是 ( )A．①和④B．②和③C．①和③D．②和④解析：(1)游标卡尺读数为50 mm＋0.05×3 mm＝50.15 mm＝5.015 cm.螺旋测微器读数4.5 mm＋0.01×20.0 mm＝4.700 mm.(2)由图丁可知当F＝0时，a≠0，则Mg sin θ＞f，说明θ角偏大，右端垫得过高；图线的末端不是直线说明砂桶和砂的总质量m0和小车质量M不满足m0≪M的条件，所以只有C选项正确．答案：(1)5.015 4.700 (2)C2．某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20 g的钩码以及细线等．实验操作过程如下：A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上B ．使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数nC ．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作BD ．测出每条纸带对应木块运动的加速度a ，实验数据如表乙所示．根据表乙数据，在图丙中作出a －n 图象；由图线得到μ＝________(g ＝9.8 m/s 2)，还可求出的物理量是________(只需填写物理量名称)．解析：根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出图象，如图所示．对木块与钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：nmg －μ[(8－n )mg ＋Mg ]＝(8m ＋M )a (M 为木块质量)，得出a ＝mg ＋μmg 8m ＋Mn －μg ，由图象得：n ＝0时，－μg ＝－3，μ≈0.31，由图象还可以求出木块质量．答案：图象见解析0.31(0.29～0.33都正确) 木块的质量3．为了测量一粗细均匀、阻值为几百欧姆的金属丝的电阻率，某兴趣小组的同学进行了如下的操作：(1)该小组的同学首先用多用电表对该金属丝的阻值进行估测，应选择欧姆表的________挡；(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)(2)为了完成该金属丝电阻率的测量，现用伏安法精确地测量该金属丝的阻值，实验室提供的实验器材有：A．待测金属丝R；B．电流表A1(0～1 mA、r A1＝375 Ω)；C．电流表A2(0～500 μA、r A2＝750 Ω)；D．电压表V(0～10 V、R V＝10 kΩ)；E．电阻R1＝100 Ω；F．滑动变阻器R2(0～20 Ω、额定电流1 A)；G．电源(E＝1.5 V、内阻不计)；H．电键S、导线若干．①请设计并画出实验电路图，要求尽量减小实验误差并能完成多次测量．②若该小组的同学用伏安法测得该金属丝的阻值为R＝220 Ω，用螺旋测微器测得该金属丝的直径为d＝4.700 mm，用刻度尺测得该金属丝的长度为l＝50.15 cm.由以上数据可得该金属丝的电阻率为________Ω·m.(结果保留两位有效数字)解析：(1)由多用电表的工作原理可知，由于待测电阻的阻值为几百欧姆，因此应选择欧姆表的“×10”挡．(2)①由于电源的电动势为1.5 V，如果选择量程为0～10 V的电压表，则测量误差较大，因此应选择内阻已知的电流表当作电压表使用，电流表A2的内阻比电流表A1的内阻大，故将电流表A1当作电流表使用，将电流表A2当作电压表使用．由于滑动变阻器的总电阻小于待测金属丝的阻值，滑动变阻器应采用分压式接法，电流表A2的满偏电压为750×500×10－6V ＝0.375 V ，而分压式接法的最大输出电压为1.5 V ，因此需要串联电阻R 1作为分压电阻，画出的实验电路图如图所示；②由电阻定律得该金属丝的电阻率为ρ＝RS l ＝R πd 24l＝7.6×10－3Ω·m. 答案：(1)×10 (2)①如解析图所示 ②7.6×10－34.在学习了伏安法测电阻之后，某课外活动小组想通过图甲所示的实验电路测定一个阻值约为几十欧的电阻R x 的阻值．图中定值电阻R 0＝10 Ω，R 是总阻值为50 Ω的滑动变阻器，A 1和A 2是电流表，电源电动势E ＝4 V ，电源内阻忽略不计．(1)该课外活动小组现有四只可供选择的电流表：A ．电流表(0～3 mA ，内阻为2.0 Ω)B ．电流表(0～0.3 A ，内阻为5.0 Ω)C ．电流表(0～3 mA ，内阻未知)D ．电流表(0～0.6 A ，内阻未知)则电流表A 1应选________；电流表A 2应选________．(填器材前的字母)(2)在不损坏电表的情况下，将滑动变阻器的滑片从最左端逐渐向右滑动，随着滑动变阻器接入电路中的长度x 的变化，电流表A 2的示数也随之发生变化，则下列四个选项中能正确反映电流表A 2的示数I 2随滑动变阻器接入电路中的长度x 的变化关系的是________．(3)该课外活动小组利用图甲所示的电路，通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值，得到了若干组电流表A 1、A 2的示数I 1、I 2，然后在坐标纸上描点、连线，得到的I 1－I 2图线如图乙所示，由图可知，该待测电阻R x 的阻值为________Ω.(结果保留三位有效数字)解析：(1)由于在该实验电路中没有电压表，所以要将定值电阻R 0和电流表A 1改装成电压表使用，因此A 1的内阻应已知，如果采用A 电流表，则流经该电流表的最大电流约为13 A ，超出了该电流表的量程，如果采用B 电流表，则流经该电流表的最大电流约为415 A ，小于该电流表的量程，所以要采用B 电流表．由于电流表A 2的内阻不是必须要知道的，其量程要大于电流表A 1的量程，所以电流表A 2应选择D 电流表．(2)流经电流表A 2的电流为电路中的总电流，设滑动变阻器单位长度的电阻为r ，则有I 2＝E R 0＋R 1R x R 0＋R 1＋R x＋R 2＋rx ，又因为R 0、R x 、R 1、R 2等均为定值，令k ＝R 0＋R 1R x R 0＋R 1＋R x ＋R 2，则上式可变为I 2＝Ek ＋rx ，由数学关系可知，选项B 正确． (3)由电路图可知，(R 0＋R 1)I 1＝R x (I 2－I 1)，整理可得R x R x ＋R 0＋R 1＝I 1I 2，而I 1I 2即图乙中I 1－I 2图线的斜率，由图可知，I 1I 2＝710，代入数据解得R x ＝35.0 Ω. 答案：(1)B D (2)B (3)35.0(结果在33.0～37.0之间均正确)5．为了探究电路的故障，某实验小组的同学利用实验室中提供的实验器材连成了如图甲所示的电路，然后进行了如下的操作：(1)当该实验小组的同学闭合电键后，发现小灯泡不发光且电流表的指针不偏转；(2)该小组的同学应用多用电表进行电路的故障探究，他们首先将多用电表的选择开关旋至“×1”挡位，接下来进行的必要操作是________，然后断开电键，将红表笔与接线柱a 、黑表笔与接线柱b 相接，该多用电表的指针发生偏转，表明小灯泡没有问题，且此多用电表的示数如图乙所示，则小灯泡的阻值为________Ω；(3)为了进一步探究电路的故障，该小组的同学将多用电表的选择开关旋至“直流 2.5 V”挡位，然后将红表笔与接线柱b 、黑表笔与接线柱c 相接，当电键闭合后，多用电表的指针偏转如图丙所示，则该多用电表的读数为________V ，说明导线bc ________(填“断路”或“短路”)；(4)该实验小组的同学将故障排除后，为了使电流表的读数由零开始调节，应在图甲的电路中再添加一根导线，则该导线应接在________(填“a 、c ”、“a 、d ”或“c 、d ”)之间，为了保护电路，闭合电键前滑动变阻器的滑片应位于最________端(填“左”或“右”)．解析：(2)根据欧姆表的使用方法可知，每次选完挡后应重新进行欧姆调零；欧姆表的读数为R ＝6×1 Ω＝6 Ω；(3)由图丙可知读数为2.00 V ；多用电表选择开关旋至某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触b 、c 接线柱；闭合开关，发现电压表示数接近电源电动势，说明导线bc 断路；(4)为使电流表的示数从零开始调节，变阻器应采用分压式接法，所以应在c 、d 之间再连接一根导线；为保护电路，在闭合电键前应将滑片置于滑动变阻器的最左端． 答案：(2)欧姆调零 6 (3)2.00 断路 (4)c 、d 左6.某实验小组组装了一套如图所示的装置探究做功与动能变化的关系，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T ，实验的部分步骤如下：(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距________的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量为M ，所挂钩码的总质量为m ，按图示组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后________，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如下图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O 、A 、B 、C 、D 、E 等多个计时点，各个计时点到O 点间的距离分别用h A 、h B 、h C 、h D 、h E ……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D 点时的动能表达式为E k ＝________，若拉力传感器的读数为F ，计时器打下A 点到打下D 点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为W ＝________，F ________(选填“>”“<”或“＝”)mg .(4)某同学以A 点为起始点，以A 点到各个计数点动能的增量ΔE k (单位：J)为纵坐标，以A 点到各个计数点拉力对小车所做的功W (单位：J)为横坐标，描点作图得到一条过原点且倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是____________________________________________________________.解析：(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列间距相等的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M ，按图示组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近；先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后释放小车，打出一条纸带，关闭电源．(3)打下D 点时的速度为v D ＝h E －h C 2T ，打下D 点时的动 能为E kD ＝12Mv 2D ＝M h E －h C28T 2；拉力传感器的读数为F ，计时器打下A 点到打下D 点过程中，细绳拉力对小车所做的功W ＝F (h D －h A )．由于钩码也有一定的加速度，根据牛顿第二定律：mg －F ＝ma ＞0，可见F ＜mg .(4)以A 点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A 点到各个计数点拉力对小车所做的功W 为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是外力所做的功等于物体动能的变化量．答案：(1)相等 (2)释放小车(3)M h E －h C 28T 2 F (h D －h A ) ＜ (4)外力所做的功等于物体动能的变化量。
高考物理二轮复习考前知识回扣：物理实验(含答案)
回扣五物理实验物理实验[重要知识记]一、实验器材的使用1．游标卡尺和螺旋测微器的读数(1)游标卡尺测量大于1 mm长度时，整的毫米数由主尺上读出，毫米以下的部分从游标尺上读出．即读数＝主尺读数＋游标尺读数，其中“游标尺读数”就是与主尺某刻度线对齐的游标刻度的序数乘以精确度．注意游标卡尺不估读．(2)螺旋测微器螺旋测微器又叫千分尺，“千分”就是千分之一毫米，即0.001 mm.读数时0.5 mm 以上的部分从固定刻度上读，并且要看其“0.5 mm”刻度线是否露出；0.5 mm 以下的部分从可动刻度(螺旋)上读出，要估读一位，再把两部分读数相加即得测量值．如图所示的读数应该是6.700 mm.2．打点计时器与纸带处理(1)如图所示，利用x 1、x 2、x 3、…可以计算相邻相等时间内的位移差x 2－x 1、x 3－x 2、x 4－x 3、…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动．(2)利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v.如v B ＝x 2＋x 32T .(3)利用纸带求被测物体的加速度a.具体来说又有两种方法：①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则a ＝4＋x 5＋x 6－1＋x 2＋x 39T2.②利用vt 图象求a ：求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的瞬时速度画出如图所示的vt 图线，图线的斜率就等于加速度a.3．多用电表的使用 (1)正确使用①电流的流向：电流总要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“一”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔．②要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．③选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大、过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围⎝ ⎛⎭⎪⎫14R 中～4R 中为测量的有效范围． (2)注意问题①在使用前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使之归零；②测电阻时，待测电阻须与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆； ③合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中央位置附近； ④换用欧姆挡的另一量程时，一定要先重新进行欧姆调零； ⑤读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率；⑥测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高挡或OFF 挡，若长时间不用时，还应把电池取出．(3)原理x g ②当R x ＝r ＋R g ＋R 时，I ＝I g2，在半偏位置标“r＋R g ＋R”．此值称为中值电阻，从表盘可读出．二、测量性实验 1．测定金属的电阻率 (1)实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l ，用螺旋测微器测导线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R ，根据电阻定律R ＝ρl S 可求金属丝的电阻率ρ＝πd24lR.(2)电流表的内、外接在伏安法测电阻的实验中，若R V R x >R x RA ，选用电流表外接电路；若R V R x <R xR A ，选用电流表内接电路．(3)控制电路的选择如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列情况下必须采用分压接法(如图所示)： ①用电器的电压或电流要求从零开始连续可调．②要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小． 2．测定电源的电动势和内阻(1)由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，只要测出两组U 、I 值，就可以列方程组求出E 和r. 由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图甲所示的电路，而不用图乙所示电路．(2)仪器及电路的选择①电压表的量程根据测量电源的电动势的值选取．②电流表量程：本实验中一般选0～0.6 A即可．③滑动变阻器的选取：阻值一般为10～20 Ω.(3)数据处理改变R的值，测出多组U、I值，作出UI图线，如图所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率的绝对值即为电源内阻．由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用图象空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但UI图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变．三、验证性实验1．验证力的平行四边形定则(1)原理：两只弹簧秤互成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉橡皮条AB的效果相同．(2)注意问题①将两只弹簧测力计钩好对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同，则可选，否则不可选；②在满足合力不超过量程及弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差；③画力的图示时，应该选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，同时严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力；④在同一次实验中橡皮条拉长的结点O位置不变；⑤本实验误差的主要除了弹簧测力计外，还可能于读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，按有效数字正确读数和记录，作图时须保证两力的对边一定要平行．2．验证加速度与力、质量的关系 (1)了解该实验的系统误差的．①用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力．由牛顿第二定律可知，由于砂桶也在做匀加速运动，因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实验拉力．可以推导出结论：只有在小车的总质量M 远大于砂和砂桶的总质量m 时，才能使该系统误差足够小．②没有考虑摩擦阻力的作用．应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差．(2)为研究a 、F 、m 三者的关系，要利用“控制变量法”，分别研究a 与F 、a 与m 的关系． (3)用图象法验证a ∝F 、a ∝m －1(后者必须用am －1图象，不能用am 图象)． 3．验证机械能守恒定律本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒，如图所示，纸带的左端是用夹子夹重物的一端．(1)原理：用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h 1、h 2、h 3、h 4、h 5，利用“匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的瞬时速度v 2、v 3、v 4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh 和动能增加量12mv 2是否相等．(2)注意事项①安装时，重锤与纸带限位孔必须在同一竖直线上；②实验时必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重锤下落； ③要多做几次实验，选点迹清晰，且第一、二两点间距离接近2 mm 的纸带进行测量；④测量下落高度时，必须从起始点算起．为了减小测量值h 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，有效长度可在60～80 cm ；⑤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m ； ⑥由于摩擦和空气阻力的影响，总是mgh 稍大于12mv 2.四、探究性实验1．探究弹力和弹簧伸长的关系(1)原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等，这样弹力的大小可以通过测定外力而得出．弹簧的伸长可用直尺测出，多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系．(2)注意事项①悬吊弹簧时让它自然下垂，并要记录弹簧的原长L 0；②每改变一次拉力的大小就需要做一次测量记录．为了探究弹力和弹簧伸长的关系，要尽可能多测几组数据，以便在坐标纸上能描出更多的点；③实验时拉力不要太大，不要超出弹簧的弹性限度；④在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线时，要顺着各点的走向来描，描出的点不一定正好在曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．2．探究功与速度变化的关系(1)原理：作用在物体上的力越大，在力的方向上发生的位移越大，力对物体做的功就越多．而力越大产生的加速度也就越大，物体通过较大的位移后获得的速度也就越大．所以力对物体做的功与速度是正向变化关系，可能与速度的一次方、二次方、三次方等成正比．如图所示，小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．当我们用2条、3条、…同样的橡皮筋进行第2次、第3次、…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么，第2次、第3次、…实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍、…如果把第一次实验时橡皮筋做的功记为W，以后各次做的功就是2W、3W、…橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，进行若干次测量，就得到若干次功和速度的数据．(2)按图组装好实验器材，平衡阻力的方法是将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑．(3)在处理数据时，应先对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，v2(或v，v3，v)为横坐标作图．3．描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验原理①恒定电阻的伏安特性曲线是直线，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线为曲线．②用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值后，在UI坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．就得到小灯泡的伏安特性曲线．(2)电路设计(如图所示)①因小灯泡两端的电压要求从零开始变化，故滑动变阻器应采用分压式．②该实验中，被测小灯泡电阻一般很小，故电路采用电流表外接法．(3)注意事项①调节滑动变阻器滑片时应注意电压表的示数不能超过小灯泡的额定电压．②在坐标纸上建立坐标系时，横、纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．③连线一定要用平滑的曲线，而不能画成折线．。
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第1讲 力学实验一、误差和有效数字1．误差2.有效数字：(1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字．有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源．(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．二、长度的测量1．毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位．2．游标卡尺的读数：3.螺旋测微器的读数：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.0 1 mm.三、力学实验1．验证性实验：验证力的平行四边形定则，验证牛顿运动定律，验证机械能守恒定律．2．探究性实验：研究匀变速直线运动，探究弹力与弹簧伸长的关系，探究动能定理．3．两种实验过程的比较：四、实验数据的处理方法1．列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表法．2．平均值法：把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组数据相加求和，然后除以测量次数．3．作图法：用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果．由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理量之间的关系．1．(2015·海南单科)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示．该工件的直径为________cm，高度为________mm.答案 1.220 6.860解析图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm.主尺读数为12 mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐，故测量结果为12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm.螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm.2．(2015·福建理综)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是____________________________．答案①6.93②A③超过弹簧的弹性限度解析①Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm②应逐一增挂钩码，不能随意增减，A项正确．③弹簧下端钩码对弹簧的拉力过大，使弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度，弹簧的伸长量不再是线性变化．3．(2015·广东理综)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．①请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________________．答案①靠近接通电源释放纸带②(b)纸带与限位孔间的摩擦解析①重物靠近打点计时器下端，可在纸带上打下更多的点，提高纸带利用率．为了能在纸带上打下尽可能多的点，且避免因打点计时器在接通电源后工作状态不稳而引起的误差，要求先接通电源，待计时器工作稳定后再释放纸带．②比较图(b)与(c)可知，图(b)中重物做匀加速运动，而图(c)中重物先加速后减速，故应选用(b)．由ma＝mg－f知a＝g－fm，测得a＜g的原因是阻力f的存在，而除了空气阻力外，纸带与限位孔间的摩擦也是阻力的主要来源．另外，两限位孔不在同一竖直线上，纸带不竖直等因素也会增大阻力．4．(2015·山东高考)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数F O O′.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′的图示．(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)F OO′解析(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l0＝10.0 cm.(2)橡皮筋的长度l＝OA＋OB＝13.60 cm，由图甲可得F＝1.80 N，所以F OA＝F OB＝F＝1.80 N.(3)利用给出的标度作出F OA和F OB的图示，然后以F OA和F OB为邻边的平行四边形，对角线即为合力F′，如图乙．(4)F OO′的作用效果和F OA、F OB两个力的作用效果相同，F′是F OA、F OB两个力的合力，所以只要比较F′和F OO′的大小和方向，即可得出实验结论.螺旋测微器和游标卡尺的读数【例1】(2014·福建高考)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.【审题突破】第一步：挖掘题目信息(1)测长度用毫米刻度尺．(2)测直径用游标卡尺．第二步：明确题目要求测定金属杆的长度和直径．第三步：圈定理论依据(1)刻度尺的精度为0.1 cm，读数要估读到精度的下一位．(2)游标卡尺是50分度，精度为0.02 mm，且不用估读．(3)主尺整数部分＋n×精度＝最终读数．答案60.10 4.20解析毫米刻度尺以毫米为单位要估测到0.1毫米，即读为601.0毫米记作60.10 cm.游标尺的游标尺零刻线左侧对应主尺上的整数毫米部分为4 mm，游标尺为50分度，精度为0.02 mm，第10条刻度线与主尺对齐读数为：0.02×10 mm＝0.20 m，最终读数为4 mm＋0.20 mm ＝4.20 mm.游标卡尺和螺旋测微器读数时需注意的问题游标卡尺：用10分度的游标卡尺测量时以mm为单位，小数点后只有一位，用20分度和50分度的游标卡尺测量时以mm为单位，小数点后有两位，且对齐格数不估读．螺旋测微器：用螺旋测微器测量时，被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)，所得结果以mm为单位，小数点后应有三位．【变式训练】1．(2012·课标)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为________ mm，所测金属板的厚度为________ mm.答案0.010(0.009或0.011也对) 6.870(6.869或6.871也对) 6.860(6.858～6.862)解析依据螺旋测微器读数的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上读出，而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米，则图(a)读数为0.010 mm，图(b)读数为6.870 mm.纸带实验数据的处理【例2】(2013·浙江高考)如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上．一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点．(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________；(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________，纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①________________________________________________________________________ v②(选填“大于”“等于”或“小于”)；(3)图中________(填选项)A．两条纸带均为用装置甲实验所得B．两条纸带均为用装置乙实验所得C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得D ．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得【审题突破】1．解题关键比较相等时间间隔内距离的变化2．解题思路(1)读出所求各点的坐标，进一步求两点之间的距离；(2)利用公式v ＝Δx Δt求平均速度的大小； (3)根据纸带上的相邻点间的距离变化来判断小车的运动情况．答案 (1)2.10 cm 或 2.40 cm(±0.05 cm ，有效数字位数要正确) (2)1.13 m/s 或 1.25 m/s(±0.05 m/s ，有效数字位数不作要求) 小于 (3)C解析 (1)纸带①中b 点的坐标为3.95 cm ，c 点的坐标为6.05 cm ，则b 、c 两点间的距离为2.10 cm ；纸带②中b 点的坐标为4.10 cm ，c 点的坐标为6.50 cm ，则b 、c 两点间的距离为2.40 cm.(2)纸带①中c 、e 两点间的距离为4.50 cm ，c 、e 两点间的平均速度大小等于两点间的距离除以时间0.04 s ，c 、e 两点间的平均速度大小为1.13 m/s ；纸带②中c 、e 两点间的距离为5.00 cm ，c 、e 两点间的平均速度大小等于两点间的距离除以时间0.04 s ，c 、e 两点间的平均速度大小为1.25 m/s ；经比较，纸带①和②上c 、e 两点间的平均速度v ①小于v ②.(3)两条纸带所做的运动不同，甲中小车做匀加速直线运动，乙中小车先做变加速直线运动，后做匀速直线运动，由纸带①可知相邻点之间的间隔逐渐增大，由纸带②可知相邻点之间的间隔先逐渐增大，到c 点之后间隔不变，所以纸带①为装置甲实验所得，纸带②为装置乙实验所得．故A 、B 、D 错误，C 正确．打点计时器及纸带问题的处理方法(1)打点计时器的认识和正确使用．①电磁打点计时器工作电压为低压交流4～6 V ；电火花计时器工作电压为交流200 V.②工作时应先接通电源，后释放纸带．(2)纸带的应用．①判断物体运动性质．a ．若Δx ＝0，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动．b ．若Δx 不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动．②求解瞬时速度：利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图所示，求打某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n ＋1，则打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T. ③用“逐差法”求加速度． 如图所示因为a 1＝x 4－x 13T 2 a 2＝x 5－x 23T 2 a 3＝x 6－x 33T 2所以a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1－x 2－x 39T 2. 【变式训练】2．(2015·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a ＝________ m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝________ m/s ； (2)已知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)．A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角答案 (1)3.25 1.79 (2)C解析 (1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm ，由a ＝Δx T 2得a ＝0.13×10－2（0.02）2m/s 2＝3.25 m/s 2，其中C 点速度v ＝x BDt BD ＝（3.65＋3.52）×10－22×0.02 m/s ≈1.79 m/s.(2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为F 合＝mg sin θ－μmg cos θ，即a ＝g sin θ－μg cos θ得μ＝g sin θ－ag cos θ，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.知识：利用打点计时器打出的纸带求解匀变速直线运动的加速度和速度，牛顿运动定律的应用．能力：实验分析能力和数据处理能力．试题难度：中等．应用图象法处理数据【例3】 (2014·山东高考)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；图甲③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；图乙⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F－G图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝______(保留2位有效数字)．(3)滑块最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．【审题突破】 1.命题立意：以滑块在木板上的运动为背景，考查动摩擦因数的测定方法和应用动能定理分析物体运动过程的能力．2．解题关键：(1)“弹簧秤示数稳定后，将读数记作F ”即橡皮泥和滑块受到的滑动摩擦力大小为F . (2)画出的F －G 图线的斜率表示动摩擦因数． 3．解题技巧：(1)图甲中滑块和橡皮泥处于平衡状态．(2)画图象时要注意横、纵坐标的单位和图象的标度，使图象充满整个坐标系，并由题干结合图象分析斜率和截距的物理意义．(3)对图乙中滑块可以由运动学规律或动能定理求最大速度． 答案 (1)见解析 (2)0.40 (3)2μg （s －h ） 解析 (1)图象如图所示(2)图甲中滑块和橡皮泥处于平衡状态，由平衡条件得F ＝μG ，即μ＝FG ；图象中斜率的大小就表示动摩擦因数，由图象可得μ＝1.6－0.44.0－1.0＝0.40.(3)滑块运动位移为h 时速度最大，后一段滑块做匀减速直线运动，由动能定理得：－μmg (s －h )＝0－12m v 2，所以滑块运动的最大速度的大小v ＝2μg （s －h ）.用图象法处理实验数据的六个基本要求(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定． (2)标明坐标轴名称、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值． (3)图上的连线不一定通过所有的数据点，应尽量使数据点合理分布在线的两侧，且线要细．(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”．(5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单位．(6)明确图象的斜率、截距的物理意义．【变式训练】3．(2015·东城区模拟)为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．(2)请根据实验数据作出小车的v－t图象．(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．答案(1)之前(2)见解析(3)同意．在v－t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合外力越小，则小车受到的空气阻力越大．解析(1)为了充分利用纸带，尽可能多地记录小车运动情况，应先接通电源再释放小车．(2)作图法处理实验数据时，将描出的点用平滑的曲线连起来，不在图线上的点应均匀分布在图线两侧，不要用折线．(如图所示)(3)从v－t图象中可观察到速度越来越大，斜率越来越小，即加速度越来越小，小车受到的合外力越来越小，则可知空气阻力越来越大，故该同学的观点是正确的．[突破审题·规范解答]【例】(10分)(2012·安徽高考)图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是()A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是()A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为s AB＝4.22 cm、s BC ＝4.65 cm、s CD＝5.08 cm、s DE＝5.49 cm、s EF＝5.91 cm、s FG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留2位有效数字)．答案(1)B(2)C(3)0.42解析(1)要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，应将长木板远离定滑轮的一端垫起，使小车所受重力沿木板向下的分力与小车及纸带所受摩擦力平衡，即选项B 正确．(2)要使砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，必须使m ≤M ，只有选项C 符合这个要求．(3)小车的加速度为a ＝（s DE ＋s EF ＋s FG ）－（s AB ＋s BC ＋s CD ）9t 2，其中t ＝0.1 s ，代入数据得：a ＝0.42 m/s 2.【评分细则】(1)【正确答案】选B 得3分【易错答案】C ，忽视了平衡纸带与打点计时器之间的摩擦力 (2)【正确答案】选C 得3分【易错答案】A ，未重视M 与m 的最大值的比较 (3)问4分．公式写对给2分，结果正确给2分． 若公式a ＝（s DE ＋s EF ＋s FG ）－（s AB ＋s BC ＋s CD ）9t 2写成a ＝s BC －s ABt 2，扣2分．结果a ＝0.42 m/s 2写成a ＝0.4 m/s 2，扣2分． 【满分答题规则】规则1 严格依据实验原理进行实验操作(1)如本实验要求“使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力”，故要使小车所受重力沿木板向下的分力不仅平衡掉小车所受板的摩擦力，同时还要平衡掉打点计时器与纸带之间的摩擦力．(2)本实验是以砂和砂桶的重力mg 替代细线的拉力F T .由F T ＝M M ＋mmg ＝1m M ＋1mg 可以看出，只有m ≪M 时，才有F T ≈mg ，故C 组数据最合理．规则2 须用逐差法求加速度，其他方法不得分 利用纸带求加速度时应用逐差法，故a ＝（s DE ＋s EF ＋s FG ）－（s AB ＋s BC ＋s CD ）9t2＝0.42 m/s 2. 规则3 按照题目中对有效数字的要求表示结果 本题计算结果要求两位有效数字，结果a ＝0.42 m/s 2写成a ＝0.4 m/s 2不符合对有效数字的要求．1．(2015·浙江理综)如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt .测得遮光条的宽度为Δx ，用ΔxΔt 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使ΔxΔt更接近瞬时速度，正确的措施是( )A ．换用宽度更窄的遮光条B ．提高测量遮光条宽度的精确度C ．使滑块的释放点更靠近光电门D ．增大气垫导轨与水平面的夹角 答案 A 解析Δx Δt实质上是滑块通过光电门时的平均速度，所以要使瞬时速度测量值更接近于真实值，可将遮光条的宽度减小一些，所以B 、C 、D 项错误，A 项正确．2．(2015·课标Ⅱ)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a ＝________ m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝________ m/s ； (2)已知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)．A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角答案 (1)3.25 1.79 (2)C 解析 (1)a ＝s CE －s AC（2T ）2＝3.25 m/s 2 v C ＝s BD2T＝1.79 m/s(2)因为a ＝(mg sin θ－μmg cos θ)/m ＝g sin θ－μg cos θ 所以μ＝g sin θ－ag cos θ欲求出μ还需知道斜面倾角，故选C 项．3．(2015·课标Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R ＝0.20 m)．完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg ；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________ kg ；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示：(4)N ；小车通过最低点时的速度大小为________ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留2位有效数字)答案 (2)1.40 (4)7.9 1.4解析 (2)示数为1.40 kg ，注意估读．(4)小车经过凹形桥最低点时对桥的压力N ＝mg －M 桥g ＝(1.81－1.00)×9.80 N ＝7.9 N ，小车通过最低点时受到的支持力N ′＝N ＝7.9 N ，小车质量m 车＝1.40 kg －1.00 kg ＝0.40 kg ，由N ′－m 车g ＝m 车v 2R，解得v ＝1.4 m/s.4．(2014·新课标全国卷Ⅰ)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知，a －m 图线不经过原点，可能的原因是________________________________________________________________________. (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________________．答案 (1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量解析 这是探究牛顿第二定律的实验，即(2)是探究小车加速度与钩码质量的关系，所以该实验必须平衡摩擦力，并且要保证钩码的质量远小于小车的质量．(1)由图象可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)a －m 图线不经过原点，在m 轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力．(3)本实验直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．专题提升练习(八) (A 卷)1．(2015·哈尔滨一模)做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)，已知打点计时器使用的是50 Hz 的交变电流，则打点计时器在打“1”时的速度v 1＝________ m/s ，平均加速度为a ＝________ m/s 2.由计算结果可估计出第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是________ cm.(结果均保留3位有效数字)答案 0.491 0.880±0.01 8.86±0.01解析 打点计时器在打“1”时的速度v 1＝4.47＋5.342×0.10×10－2m/s ＝0.491 m/s ；由Δx ＝aT 2和逐差法可得平均加速度为a ＝0.880 m/s 2；第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是7.98 cm ＋0.880×0.12×100 cm ＝8.86 cm.2．(2015·大连二模)如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m ，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M .(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg ，将该力视为合外力F ，对应的加速度a 则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F 为横轴，以加速度a 为纵轴，画出a －F 图象，图象是一条过原点的直线．①a －F 图象斜率的物理意义是________________________________________________________________________．②你认为把沙桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理？ 答：________(选填“合理”或“不合理”)．③本次实验中，是否应该满足M ≥m 这样的条件？ 答：________(选填“是”或“否”)；理由是__________________________________________________________________ ____________________________________________________________________.(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m 不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，。