2015高考物理二輪復(fù)習(xí)精品資料專題15力學(xué)實驗【2015考綱解讀】高考物理試題中，實驗是必考內(nèi)容，且近年來越來越受到重視。高考實驗題除了對教材原有學(xué)生實驗進(jìn)行考查外，還把考查內(nèi)容延伸到演示實驗中，甚至拓展到遷移類實驗、應(yīng)用性實驗、設(shè)計性實驗以及“研究性學(xué)習(xí)”類實驗。要求學(xué)生利用所學(xué)知識，對實驗儀器或?qū)嶒灧椒ㄖ亟M，將教材中的學(xué)生實驗和演示實驗的實驗原理、實驗方法遷移到情景新穎的實驗中去。高考物理實驗題具有以下幾個特點：1．重視對實驗操作能力的考查．如實驗步驟的排序、糾錯；實驗器材的選擇，包括滑動變阻器、電阻箱、電表量程的選擇；實物連線和運用圖象與表格分析處理實驗數(shù)據(jù)；實驗結(jié)論的總結(jié)及誤差分析；實驗方案的改進(jìn)創(chuàng)新等．2．重視對基本儀器的讀數(shù)、構(gòu)造原理、重要實驗方法及電學(xué)實驗中的故障分析的考查，如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、多用電表等的讀數(shù)．3.設(shè)計性實驗是考查的熱點．在近幾年的各地高考中設(shè)計性的實驗題比較多，此類實驗?zāi)軌蚓C合考查考生創(chuàng)造性地應(yīng)用已學(xué)知識、方法、原理，靈活處理陌生實驗問題的能力，要求學(xué)生有較高的知識遷移能力、實驗設(shè)計能力．4．電學(xué)實驗在高中階段所占比例較大，是實驗考查的重點，各地高考實驗題中必有電學(xué)實驗題．對物理實驗的考查通常是以獨立題型出現(xiàn)，在高考中實驗試題的命題一般是一個力學(xué)實驗和一個電學(xué)實驗．一個以考查演示實驗或基本實驗的基礎(chǔ)實驗知識、基本實驗技能為主；另一個一般以考綱要求的基本實驗為載體進(jìn)行必要的改進(jìn)和創(chuàng)新，考查考生對基本實驗的理解能力、遷移能力和創(chuàng)新能力．預(yù)測2015年高考實驗考題主要表現(xiàn)為以下幾種形式：1．一個力學(xué)實驗題：以打點計時器為主要實驗儀器，涉及位移、速度測量的基本力學(xué)實驗，分值較少，難點不大，命題形式為填空題(或選擇性填空)．2．一個電學(xué)實驗題：以電流、電壓的測量為基本測量的設(shè)計性電學(xué)實驗，涉及實驗電路和方法的設(shè)計、實驗原理的遷移、實驗器材的選擇、電路實物連線及圖象法處理實驗數(shù)據(jù)等，分值較多，能力要求較高，命題形式可能為填空、選擇性填空、電路圖或?qū)嵨镞B線、圖象圖表分析等．【知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【重點知識整合】一、測量讀數(shù)類儀器使用1．游標(biāo)卡尺(1)各種游標(biāo)卡尺的有關(guān)參數(shù)如下表所示：游標(biāo)尺(mm)精確度(mm)刻度格數(shù)刻度總長度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法:①以游標(biāo)零刻度線位置為準(zhǔn),在主尺上讀取整毫米數(shù);②看游標(biāo)上哪一條刻度線與主尺上的某一刻度線(此某一刻度線不需讀出)對齊,由游標(biāo)上對齊的刻度數(shù)(即格數(shù))乘以游標(biāo)卡尺的精確度得出毫米以下的小數(shù);③總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米以下的小數(shù).特別提醒：(1)游標(biāo)卡尺的精確度可根據(jù)游標(biāo)尺刻度格數(shù)的倒數(shù)計算，單位為mm.如50分度的游標(biāo)卡尺精確度為eq\f(1,50)mm＝0.02mm.(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)不需要估讀．2．螺旋測微器(千分尺)量程一般為0～25mm,精確度是0.5mm÷50＝0.01mm.螺旋測微器的讀數(shù)方法:①從固定標(biāo)尺上讀出整毫米數(shù),要注意半毫米刻度線是否露出,如果露出再加上0.5mm.圖14－1②0.5mm以下的讀數(shù)則等于與固定標(biāo)尺上橫線對準(zhǔn)的可動圓周上的讀數(shù)(要估讀一位)乘以精度0.01mm.③測量長度為上述二者之和.如圖14－1中所示讀數(shù)為6mm＋0.5mm＋20.2×0.01mm＝6.702mm.特別提醒:螺旋測微器的使用要注意兩點:(1)半毫米刻度線;(2)估讀,末位估讀的“0”不要漏掉.二、力學(xué)實驗1．“紙帶類”實驗(1)打點計時器打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,它接在頻率為50Hz的交流電源上使用時,每隔0.02s打一次點,因此,紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置.通過研究紙帶上點跡間的距離,就可以確定物體的運動情況.(2)紙帶的應(yīng)用①利用紙帶計算瞬時速度測出與n點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)的距離sn和sn＋1,由公式vn＝eq\f(sn＋sn＋1,2T)算出.(如圖14－3),在驗證機(jī)械能守恒定律實驗中,就是根據(jù)此法求得物體瞬時速度的.圖14－3②當(dāng)物體做勻速直線運動時，某段時間內(nèi)的平均速度等于各個時刻的瞬時速度．在“探究動能定理”實驗中，就是據(jù)此求得物體最終獲得的速度大小．因此要選取紙帶上打點間隔基本相等的部分進(jìn)行測量．③利用紙帶計算加速度a．利用a＝eq\f(Δs,T2)求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運動的情況下可利用Δs＝sn＋1－sn＝aT2求加速度a，為了減小實驗誤差可用“逐差法”，sn－sm＝(n－m)aT2.b．圖象法利用vn＝eq\f(sn＋sn＋1,2T)算出相應(yīng)時刻點的速度，畫出v－t圖象，根據(jù)圖線的斜率計算加速度．2．“胡克定律類”實驗(1)原理:利用橡皮條或彈簧在彈性限度內(nèi)、力與形變量成正比,計算(測量)其長度的變化分析力的變化情況或建立F－x坐標(biāo)系,描點畫圖研究力的變化規(guī)律.(2)應(yīng)用①根據(jù)平行四邊形定則驗證力的合成與分解.②探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系.三、實驗誤差1．偶然誤差和系統(tǒng)誤差從性質(zhì)和來源看,誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種.(1)偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差.減小偶然誤差的方法就是通過多次測量求平均值.(2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確,或?qū)嶒灧椒ù致曰驅(qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的.要減小系統(tǒng)誤差,必須校準(zhǔn)儀器,或改進(jìn)實驗方法,或完善實驗原理.2．有效數(shù)字(1)測量既然總有誤差,測量的數(shù)值就只能是近似數(shù),如“174.2mm”最末的一位數(shù)字“2”是不可靠數(shù)字,但它仍有意義不能舍,因為它代表了一個大概數(shù)量關(guān)系,比如這里174.2與174.8相比是接近174還是175就顯而易見了.像174.2mm這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字,有效數(shù)字的最后一位為誤差所在位.在實驗中,測量時要按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù).(2)確定有效數(shù)字時，應(yīng)注意以下問題：①有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關(guān).有效數(shù)字的位數(shù)與單位無關(guān).②關(guān)于“0”在有效數(shù)字中的特殊性:0在前時,從左往右數(shù)第一個不為零的數(shù)字才是有效數(shù)字.0在后時,計入有效數(shù)字.③乘方不算有效數(shù)字;比如3.020×10－3m/s中的－3不是有效數(shù)字,10也不是3．減小實驗誤差的方法(1)多次測量求平均值．(2)累積法．(3)圖象法．四、創(chuàng)新實驗1.創(chuàng)新實驗方案的設(shè)計,一般應(yīng)遵循以下四條原則(1)科學(xué)性原則．(2)可靠性原則．(3)方便性原則．(4)準(zhǔn)確性原則．2．設(shè)計性實驗的設(shè)計思路【高頻考點突破】考點一實驗數(shù)據(jù)的讀取例1、(1)在測定金屬的電阻率實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖14－5所示,讀數(shù)為______mm.(2)在用單擺測定重力加速度實驗中,用游標(biāo)為20分度的卡尺測量擺球的直徑,示數(shù)如圖14－6所示,讀數(shù)為________cm.圖14－5圖14－6【解析】(1)固定刻度部分讀數(shù)為0.5mm,可動刻度部分讀數(shù)為11.7×0.01mm＝0.117mm,則螺旋測微器的讀數(shù)為0.5mm＋0.117mm＝0.617mm(0.616mm～0.619mm都對)．(2)主尺上的讀數(shù)為0.6cm游標(biāo)尺上的第15條刻線與主尺的某一刻線對齊,游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05mm＝0.75mm,則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為0.6cm＋0.075cm＝0.675cm.【答案】(1)0.617mm(0.616mm～0.619mm)(2)0.675cm考點二“紙帶類”數(shù)據(jù)的處理例2、在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖14－9所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個計時點,本圖中沒有畫出),打點計時器接的是220V、50Hz的交變電源.他把一把毫米刻度尺放在紙帶上,其零刻度和計數(shù)點A對齊.圖14－9(1)按照有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則讀出相鄰計數(shù)點AB、BC、CD、DE、EF間的距離s1、s2、s3、s4、s5,它們依次為________cm、________cm、________cm、________cm、________cm.(2)由以上數(shù)據(jù)計算打點計時器在打B、C、D、E各點時,物體的即時速度vB、vC、vD、vE依次是________m/s、________m/s、________m/s、________m/s.(3)根據(jù)以上結(jié)果,試用兩種不同的方法計算該物體的加速度a.(4)根據(jù)(2)中得到的數(shù)據(jù),試在如圖14－10所示的坐標(biāo)系中,用作v－t圖象的方法，從圖象中求物體的加速度a.圖14－10(5)從圖象上求紙帶上的A、F點所對應(yīng)的物體的即時速度vA＝________m/s，vF＝________m/s.并由此計算：當(dāng)打點計時器打下A點的時刻，物體已經(jīng)從靜止開始做勻加速運動______s了．(6)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz,而做實驗的同學(xué)并不知道,那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏________.理由是______________________．【解析】(1)毫米刻度尺要估讀到十分之一毫米，由圖可知s1＝1.00cm，s2＝1.40cm，s3＝1.84cm，s4＝2.26cm，s5＝2.67cm.(2)在勻變速直線運動中，某段時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度．所以vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝0.120m/s，vC＝eq\f(s2＋s3,2T)＝0.162m/s，vD＝eq\f(s3＋s4,2T)＝0.205m/s，vE＝eq\f(s4＋s5,2T)≈0.247m/s.(3)法一：公式法．a(chǎn)1＝eq\f(vC－vB,T)≈0.42m/s2，a2＝eq\f(vD－vC,T)＝0.43m/s2，a3＝eq\f(vE－vD,T)≈0.42m/s2，∴a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)≈0.42m/s2.法二：逐差法．由公式a＝eq\f(sm－sn,m－nT2)，得a1＝eq\f(s3－s1,2T2)＝0.42m/s2，a2＝eq\f(s4－s1,3T2)＝0.42m/s2，a3＝eq\f(s5－s2,3T2)＝0.42m/s2，∴a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝0.42m/s2.(4)圖象如圖14－11所示．在v－t圖象中,圖線的斜率即為加速度的數(shù)值.∴a＝eq\f(0.290－0.079,0.5)m/s2＝0.42m/s2.圖14－11【變式探究】圖14－12是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點,加速度大小用a表示.圖14－12(1)OD間的距離為________cm.(2)圖14－13是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的st2圖線(s為各計數(shù)點至同一起點的距離),斜率表示_______,其大小為________m/s2(保留三位有效數(shù)字).圖14－13解析：(1)1cm＋1mm×2.0＝1.20cm.(2)加速度的一半，eq\f(1,2)a＝eq\f(2.8－0×10－2,0.06－0)m/s2＝0.467m/s2，所以加速度大小a≈0.933m/s2.答案：(1)1.20(2)加速度的一半0.933考點三“胡克定律類”實驗的處理例3、在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”的實驗中,甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧.為測量橡皮繩的勁度系數(shù),他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為m＝0.1kg,取g＝10m/s2),并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)),然后逐個拿下鉤碼,同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減I,繩下端坐標(biāo)的平均值Xi＝(X加i＋X減i)/2的數(shù)據(jù)如下表:掛在橡皮繩的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的X加i_______X減i(大于或小于);(2)______同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(甲或乙);(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法求出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m);(4)為了更好地測量勁度系數(shù),在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？【答案】(1)小于(2)乙(3)由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)改變量(Xi－X1)/mm甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5由上表作圖得圖14－14由圖14－14可得k乙＝57～70(N/m)或圖14－15對于甲同學(xué)的數(shù)據(jù)，因為只有前幾個數(shù)據(jù)可認(rèn)為在彈性范圍內(nèi)，由圖14－15中切線的斜率得k甲＝25～34(N/m)．(4)盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時有足夠大的伸長量，以減少長度測量的誤差．【變式探究】為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼．實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點已在圖14－16上標(biāo)出．(g＝9.8m/s2)(1)作出ml的關(guān)系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.圖14－16答案：(1)如圖所示(2)0.248～0.262考點四創(chuàng)新實驗例4.某興趣小組為了探究自行車的初速度與其克服阻力做功的關(guān)系．設(shè)計實驗的主要步驟是：①在學(xué)校操場的跑道上畫一道起點線；②騎上自行車用較快速度駛過起點線，并同時從車把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥(其在運動過程中空氣阻力不計)；③車駛過起點線就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn)；④待車停下時,記錄自行車停下的位置;⑤用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離x、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h.若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定，設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,那么：(1)自行車經(jīng)過起點線時的速度v＝________.(用已知的物理量和所測量得到的物理量表示)(2)自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做的功W＝________.(用已知的物理量和所測量得到的物理量表示)(3)多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復(fù)上述實驗②～④，則每次只需測量上述物理量中的________和________，就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實驗?zāi)康模倦y點探究】難點一測量性實驗測量性實驗一般以某一原理或物理規(guī)律(公式)為依據(jù)，通過測量相關(guān)的物理量，從而實現(xiàn)測定某個(或某些)物理量或物理常數(shù)的實驗?zāi)康模疁y量可分為直接測量和間接測量，高中物理實驗涉及的測量性實驗大多為間接測量實驗，即通過直接測量和推導(dǎo)計算來間接得到待測量，聯(lián)系直接測量量和待測量間的關(guān)系是該實驗的實驗原理．例1、利用圖6-13-2所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度．一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動．當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離x，記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示．完成下列填空和作圖：(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1、測量值x和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是________；(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖6－13－3給出的坐標(biāo)紙上畫出eq\f(x,t)－t圖線；圖6－13－3(3)由所畫出的eq\f(x,t)－t圖線，得出滑塊加速度的大小為a＝________m/s2(保留2位有效數(shù)字)．【點評】本題是在教材學(xué)生實驗研究勻變速直線運動的規(guī)律的基礎(chǔ)上適度延伸和拓展命制的，屬于間接測量性實驗，考查考生對基本實驗的理解和應(yīng)用能力，屬于最基本的實驗?zāi)芰σ?，要求考生深刻理解基本實驗原理，領(lǐng)悟其中滲透的實驗思想、方法、理論，并能遷移應(yīng)用．難點二驗證性實驗驗證性實驗要求用實驗的方法來驗證科學(xué)家已歸納、總結(jié)和證明了的結(jié)論，通過實驗過程的再現(xiàn)，加深對規(guī)律適用條件和結(jié)論的理解．解決驗證性實驗相關(guān)問題的關(guān)鍵是根據(jù)題目給定的實驗條件、實驗過程、實驗情景領(lǐng)會命題意圖，找出實驗中應(yīng)測定的物理量，明確在誤差允許的范圍內(nèi)通過怎樣的定量關(guān)系才能達(dá)到實驗?zāi)康模?、現(xiàn)要通過實驗驗證機(jī)械能守恒定律．實驗裝置如圖6－13－5所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導(dǎo)軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，x表示A、B兩點間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖：(1)若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為________，動能的增加量可表示為________．若在運動過程中機(jī)械能守恒，eq\f(1,t2)與x的關(guān)系式為eq\f(1,t2)＝________.圖6－13－5(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(A點)下滑，測量相應(yīng)的x與t值，結(jié)果如下表所示：以x為橫坐標(biāo)，eq\f(1,t2)為縱坐標(biāo)，在圖6－13－6的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率k＝________×104m－1·s－2(保留3位有效數(shù)字)．圖6－13－6【答案】(1)eq\f(Mgxh,d)－mgxeq\f(M＋mb2,2t2)eq\f(2Mh－mdgx,M＋mdb2)(2)如圖所示2.43【解析】(1)滑塊從A運動到B的過程中，滑塊的重力勢能減少eq\f(Mgxh,d)，砝碼的重力勢能增加mgx；滑塊通過遮光片的速度v＝eq\f(b,t)，此時系統(tǒng)的動能Ek＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(M＋mb2,2t2)，此即為系統(tǒng)動能的增加量；若機(jī)械能守恒，則有eq\f(Mgxh,d)－mgx＝eq\f(M＋mb2,2t2)，即eq\f(1,t2)＝eq\f(2Mh－mdgx,M＋mdb2)【點評】本題是驗證機(jī)械能守恒定律實驗的再設(shè)計，將傳統(tǒng)實驗方法中使用的打點計時器改為氣墊導(dǎo)軌和光電計時裝置，這需要學(xué)生從驗證的機(jī)械能守恒定律出發(fā)，根據(jù)實驗條件理解實驗步驟，明確需要直接測量和間接計算哪些物理量，需要驗證什么關(guān)系才能表示小車運動過程中的機(jī)械能守恒．【變式探究】利用如圖6－13－7所示裝置進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v0和下落高度h.某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案．A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v0B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝eq\r(2gh)計算出瞬時速度v0C．根據(jù)做勻加速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算得出高度hD．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻加速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v0以上方案中只有一種正確，正確的是________．(填入相應(yīng)的字母)【答案】D【解析】選項A、B中用重力加速度g計算末速度，相當(dāng)于已經(jīng)承認(rèn)該過程中機(jī)械能守恒，故選項A、B錯誤；高度h應(yīng)該用刻度尺測出，故選項C錯誤、D正確．難點三探究性實驗探究性實驗旨在通過實驗探索某種物理規(guī)律、研究某個物理問題．近年來探究性實驗在高考實驗中占的比例逐步增大，注重考查考生的科學(xué)探究能力和知識的形成過程．探究性實驗要求學(xué)生將自己掌握的物理知識和實驗技能創(chuàng)造性地應(yīng)用到新的實驗情境中，由題給條件自行選定實驗原理，確定實驗方案，選擇合適的器材去研究物理現(xiàn)象，通過實驗得到的數(shù)據(jù)信息分析各物理量中的內(nèi)在聯(lián)系，找出其中所包含的物理規(guī)律．例3、為了“探究功與物體速度變化的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖6－13－8所示的器材，請思考探究思路并回答下列問題：圖6－13－8(1)為了消除摩擦力的影響，應(yīng)采取的措施：_______________.(2)在某次實驗中某同學(xué)得到了如圖6－13－9所示的一條紙帶，在A、B、C、D、E五個計數(shù)點中應(yīng)該選用________(填“B”、“C”或“D”)點的速度才符合實驗要求，因為：_________________.圖6－13－9【點評】“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗中，打點計時器打出的紙帶應(yīng)該先逐漸變疏后均勻不變，本實驗給出的打點紙帶有明顯的誤差，這是由于摩擦力沒有被完全平衡造成的，解答時無需理會．【變式探究】某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下端加掛鉤碼，做實驗研究彈力跟彈簧總長度的關(guān)系，下表是他的實驗數(shù)據(jù)，實驗時彈簧始終未超過彈性限度，彈簧的質(zhì)量可以不計，取g＝10m/s2.(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖6－13－10給定的坐標(biāo)系中作出彈力F跟彈簧總長度L的關(guān)系圖線；圖6－13－10(2)根據(jù)作出的圖線寫出彈力F跟彈簧總長度L之間的關(guān)系式________________．【答案】(1)如圖所示(2)F＝30(L－0.06)N【解析】(1)描點，作出F－L圖象如圖所示．(2)根據(jù)圖象計算斜率k＝30N/m，得彈力F跟彈簧總長度L之間的關(guān)系為F＝30(L－0.06)N.【歷屆高考真題】【2012高考】（2012?重慶）(1)如圖所示為光學(xué)實驗用的長方體玻璃磚，它的________面不能用手直接接觸．在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個針孔的位置不同，分別為d、e兩點，如圖所示，計算折射率時，用________(填“d”或“e”)得到的值較小，用________(填“d”或“e”)點得到的值誤差較小．(2)某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響，實驗器材如圖所示．①測量E和r的實驗方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式______，利用測量數(shù)據(jù)作出U－I圖象，得出E和r.②將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路．③實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U－I圖象如圖中(a)(b)(c)(d)所示，由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢________(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻________(填“增大”、“減小”或“不變”)．曲線(c)對應(yīng)的電源電動勢E＝__________V，內(nèi)阻r＝________Ω，當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時，該電源的輸出功率P＝________mW.(均保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)光學(xué)de(2)①U＝E－Ir②如圖所示③不變增大0..268【解析】(1) 玻璃磚的光學(xué)面不能用手直接接觸，接觸面的污漬會影響接觸面的平整，（2012·上海）29．（8分）在“利用單擺測重力加速度”的實驗中。（1）某同學(xué)嘗試用DIS測量周期。如圖，用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺下方放置一個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點正下方。圖中磁傳感器的引出端A應(yīng)接到____________。使單擺做小角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時，磁性小球位于____________。若測得連續(xù)N個磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期的測量值為____________（地磁場和磁傳感器的影響可忽略）。（2）多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長L及相應(yīng)的周期T。此后，分別取L和T的對數(shù)，所得到的lgTlgL圖線為____________（填：“直線”、“對數(shù)曲線”或“指數(shù)曲線”)；讀得圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為c，由此得到該地重力加速度g=____________?！敬鸢浮浚?）數(shù)據(jù)采集器，最低點（或平衡位置），EQ\F(2t,N－1)，（2）直線，42/102c，【考點定位】磁場、力學(xué)試驗（2012·廣東）（2）某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。①將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在______方向（填“水平”或“豎直”）②彈簧自然懸掛，待彈簧______時，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表表：代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_______。由表可知所用刻度尺的最小長度為______。③圖16是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與_________的差值（填“L0或L1”④由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為_________g（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2）。（2012·山東）21．（13分）（1）某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖議所示。打點計時器電源的頻率為50Hz。①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點和之間某時刻開始減速。②計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為m/s，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為m/s。（保留三位有效數(shù)字）。③物塊減速運動過程中加速度的大小為=m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值（填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮浚?）①6；7【或7；6】②1.00；1.20③2.00；偏大紙帶與打點計時器之間有摩擦阻力,則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值偏大.【考點定位】力學(xué)實驗（2012·安徽）21.（18分）Ⅰ.（10分）圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為，小車和砝碼的總質(zhì)量為。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮　＃?）試驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行。接下來還需要進(jìn)行的一項操作是（）A.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。B.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動。（2）實驗中要進(jìn)行質(zhì)量和的選取，以下最合理的一組是A.=20,=10、15、20、25、30、40B.=200,=20、40、60、80、100、120C.=400,=10、15、20、25、30、40D.=400,=2040、60、80、100、120（3）圖2是試驗中得到的一條紙帶，、、、、、、為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為=4.22cm、=4.65cm、=5.08cm、=5.49cm、=5.91cm、=6.34cm。已知打點計時器的工作效率為50Hz,則小車的加速度=m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣瘼臖【解析】操作目的是平衡摩擦力，所以應(yīng)除去繩子的拉力，并有紙帶和運動，處于勻速時，說明恰好平衡?！敬鸢浮竣艭【解析】當(dāng)用砂桶和砂子的重力當(dāng)做拉小車的力，則應(yīng)該讓砂桶和砂子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。⑶0.42解：依據(jù)題意得出x1,x2,x3,x4,x5,x6,,然后采用逐差法求加速度，取平均值，保留2位有效數(shù)字?！究键c定位】力學(xué)實驗14.（2012·海南）水平放置的輕彈簧，一端固定，另一端與小滑塊接觸，但不粘連；初始時滑塊靜止于水平氣墊導(dǎo)軌上的O點，如圖（a）所示。現(xiàn)利用此裝置探究彈簧的彈性勢能Ep與其壓縮時長度的改變量x的關(guān)系。先推動小滑塊壓縮彈簧，用米尺測出x的數(shù)值；然后將小滑塊從靜止釋放。用計時器測出小滑塊從O點運動至氣墊導(dǎo)軌上另一固定點A所用的時間t。多次改變x，測得的x值及其對應(yīng)的t值如下表所示。（表中的值是根據(jù)t值計算得出的）（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖(b)中的方格紙上作—x圖線。（2）回答下列問題：（不要求寫出計算或推導(dǎo)過程）①已知點(0，0)在—x圖線上，從—x圖線看，與x是什么關(guān)系？②從理論上分析，小滑塊剛脫離彈簧時的動能Ek與是什么關(guān)系？③當(dāng)彈簧長度改變量為x時，彈性勢能與相應(yīng)的Ek是什么關(guān)系？④綜合以上分析，Ep與x是什么關(guān)系？(1)實驗開始時,發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪.請?zhí)岢鰞蓚€解決方法.(2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出sh關(guān)系的圖象.(3)實驗測得A、B的質(zhì)量分別為m=0.40kg、M=0.50kg.根據(jù)sh圖象可計算出A塊與桌面間的動摩擦因數(shù)=_________.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(4)實驗中,滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致μ的測量結(jié)果_________(選填“偏大”或“偏小”).【解析】(1)減小B的質(zhì)量；增加細(xì)線的長度(或增大A的質(zhì)量;降低B的起始高度)(2)(見下圖)(3)0.4(4)偏大【考點定位】探究性實驗（2012·浙江）21、（10分）在“測定玻璃的折射率”實驗中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖甲所示。（1）在答題紙上相應(yīng)的圖中畫出完整的光路圖；（2）對你畫出的光路圖進(jìn)行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率n=____________（保留3位有效數(shù)字）；（3）為了觀察光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了二次實驗，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖乙所示。圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和_____________（填“A”和“B”）【答案】(1)如圖所示（2）1.510.03(3)A【解析】見答案【考點定位】實驗操作、儀器讀數(shù)、數(shù)據(jù)處理（2012·浙江）22、（10分）在“探究求合力的方法”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤、（1）為完成實驗，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=_________________N/m；（2）某次實驗中，彈簧的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為_____________N，同時利用（3）中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N，請在答題紙上畫出這兩個共點力的合力F合；（3）由圖得到F合=__________N?！敬鸢浮俊窘馕觥恳姶鸢浮究键c定位】實驗操作、儀器讀數(shù)、數(shù)據(jù)處理（2012·天津）9．（18分）（1）質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向彈回，取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前后的動量變化為kg·m/s。若小球與地面的作用時間為0.2s，則小球受到地面的平均作用力大小為N（取g=10m/s2）。（2）某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。①他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示。這樣做的目的是（填字母代號）。A．保證擺動過程中擺長不變B．可使周期測量得更加準(zhǔn)確C．需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動②他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為mm，單擺擺長為m。③下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進(jìn)行周期測量的四種操作過程，圖中橫作標(biāo)原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin50=0.087，sin150=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是（填字母代號）。（2012·北京）21.（18分）在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)，待側(cè)金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為mm（該值接近多次測量的平均值）【答案】0.398(0.395~0.399)【解析】螺旋測微器讀數(shù)時要注意0.5mm刻線是否露出，讀數(shù)時要有估讀值?！究键c定位】本題考查螺旋測微器讀數(shù)，屬簡單題。（2012·全國新課標(biāo)卷）22.（5分）某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖（a）所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖（b）所示。圖（a）所示讀數(shù)為_________mm，圖（b）所示讀數(shù)為_________mm，所測金屬板的厚度為_________mm?！敬鸢浮俊窘馕觥柯菪郎y微器在讀數(shù)時，整毫米與半毫米讀數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出，螺旋測微器要估讀一位，可動部分每一小格表示0.01mm,由此可知（a）讀數(shù)為0+1.0x0.01mm=0.010mm；（b）讀數(shù)為6.5mm+37.0x0.01mm=6.870mm;所測金屬板的厚度為6.870mm-0.010mm=【考點定位】本考點主要考查螺旋測微器的讀數(shù)。【2011高考】1．（福建）（18分）（1）（6分）某實驗小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊脑囼炛校孩儆糜螛?biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為cm。②小組成員在試驗過程中有如下說法，其中正確的是。（填選項前的字母）A.把單擺從平衡位置拉開30度的擺角，并在釋放擺球的同時開始計時B.測量擺球通過最低點100次的時間t，則單擺周期為C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大D.選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小答案：（1）①0.97②C解析：（1）由主尺讀得9mm，游標(biāo)上第7格與主尺刻度線對齊，為0.7mm，則該擺球的直徑為9.7mm=0.97cm。單擺在擺角小于10°時振動為簡諧運動，選項A錯誤；由于擺球1個周期內(nèi)兩次通過最低點，測量擺球通過最低點100次的時間t，則單擺周期為t/50，選項B錯誤；由單擺周期公式T=2π可知，用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大，選項C正確；選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較大，選項D錯誤。3．（浙江）（10分）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，已提供了小車，一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線。為了完成實驗，還須從下圖中選取實驗器材，其名稱是①（漏選或全選得零分）；并分別寫出所選器材的作用②。【答案】①學(xué)生電源、電磁打點計時器、鉤碼、砝碼或電火花計時器、鉤碼、砝碼②學(xué)生電源為電磁打點計時器提供交流電源；電磁打點計時器（電火花計時器）記錄小車運動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到的拉力的大小，還可以用于測量小車的質(zhì)量?！窘馕觥侩姶糯螯c計時器（電火花計時器）記錄小車運動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到的拉力的大小，還可以用于測量小車的質(zhì)量。如果選電磁打點計時器，則需要學(xué)生電源，如果選電火花計時器，則不需要學(xué)生電源。7．（山東）（12分）（1）某探究小組設(shè)計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為________。②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為__________________。③以下能引起實驗誤差的是________。a．滑塊的質(zhì)量b．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮．長度測量時的讀數(shù)誤差d．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時8．（江蘇）（8分）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。（1）本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為______N。（2）下列不必要的實驗要求是____。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）（A）應(yīng)測量重物M所受的重力（B）彈簧測力計應(yīng)在使用前校零（C）拉線方向應(yīng)與木板平面平行（D）改變拉力，進(jìn)行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置（3）某次實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法?！敬鸢浮浚?）3.6（2）D（3）①改變彈簧測力計B拉力的大??；②減小重物M的質(zhì)量；9.（海南）現(xiàn)要通過實驗驗證機(jī)械能守恒定律。實驗裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導(dǎo)軌低端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A，B兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖；（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_____。動能的增加量可表示為_________。若在運動過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為=________.(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：10．（北京）（18分）（2）如圖2，用"碰撞實驗器"可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。①實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量______(填選項前的符號)，間接地解決這個問題。小球開始釋放高度hB．小球拋出點距地面的高度HC．小球做平拋運動的射程②圖2中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是_________。(填選項前的符號)A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量ml、m2B．測量小球m1開始釋放高度hC．測量拋出點距地面的高度HD．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、NE．測量平拋射程OM，ON③若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為_________(用②中測量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為___________(用②中測量的量表示)。④經(jīng)測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖3所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1′，則p1:p1′=____:11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為p2′，則p1′:p2′=11:_______。⑤有同學(xué)認(rèn)為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其它條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大。請你用eq\o\ac(○,4)中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為________cm。11.（安徽）（18分）Ⅰ．為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，降該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。實驗冊除了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，七對應(yīng)點已在圖上標(biāo)出。（g=9.8m/s2)（1）作出ml的關(guān)系圖線；（2）彈簧的勁度系數(shù)為N/m.解析：Ⅰ．（1）如圖所示（2）0.248~0.262【2010高考】若無法再做實驗，可由以上信息推知：①相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為；③物體的加速度大小為（用、、和表示）【解析】⑴①打點計時器打出的紙帶每隔4個點選擇一個計數(shù)點，則相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T=0.02s。③勻加速運動的位移特征是相鄰的相等時間間隔內(nèi)的位移以aT2均勻增大，有6.2010·新課標(biāo)·22如圖為驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.回答下列問題(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有______.(填入正確選項前的字母)A、米尺B、秒表C、0～12V的直流電源D、0～12V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有______.(寫出兩個原因)答案：（1）AD（2）紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定。解析：（1）用A項米尺測量長度，用D項交流電源供打點計時器使用。（2）紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定。7．2010·上海物理·27卡文迪什利用如圖所示的扭秤實驗裝置測量了引力常量G。(1)(多選題)為了測量石英絲極微的扭轉(zhuǎn)角，該實驗裝置中采取使“微小量放大”的主要措施(A)減小石英絲的直徑(B)增大T型架橫梁的長度(C)利用平面鏡對光線的反射(D)增大刻度尺與平面鏡的距離（2）已知T型架水平橫梁長度為1,質(zhì)量分別為m、的球，位于同一水平面，當(dāng)橫梁處于力矩平衡狀態(tài)，測得m、連線長度r，且與水平橫梁垂直；同時測得石英絲的扭轉(zhuǎn)角度為，由此得到扭轉(zhuǎn)力矩k（k為扭轉(zhuǎn)系數(shù)且已知），則引力常量的表達(dá)式G=_____。解析：（1）CD8．2010·海南物理·14利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖1所示：(1)實驗步驟：①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；②用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度，結(jié)果如圖2所示，由此讀出________mm；③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離__________m；④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；⑤從數(shù)字計時器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間和；⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量。(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式：①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為__________和________。一、選擇題1.（09·廣東理科基礎(chǔ)·17）一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示。下列表述正確的是（）A．a(chǎn)的原長比b的長B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小D．測得的彈力與彈簧的長度成正比答案：B解析：圖象中的斜率表示勁度系數(shù)，可知a的勁度系數(shù)比b的大，B正確；與的截?fù)?jù)表示原長則a的原長比b的短，A錯。2.（09·廣東理科基礎(chǔ)·18）“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁式打點計時器(所用交流電的頻率為50Hz)，得到如圖8所示的紙帶。圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是高（）A．實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C．從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0．02s答案：C3.（09·全國卷Ⅰ·23）（10分）某同學(xué)為了探究物體在斜面上的運動時摩擦力與斜面傾角的關(guān)系，設(shè)計實驗裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上。在平板上標(biāo)出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間。實驗步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質(zhì)量m；②用直尺測量AB之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h1，B點到水平桌面的垂直距離h2；③將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t1④重復(fù)步驟③數(shù)次，并求擋光時間的平均值；（1）用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g）：②滑塊通過光電門時的速度v=；③滑塊運動時的加速度a=；④滑塊運動時所受到的摩擦阻力f=；（2）測量滑塊擋光長度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖所示，讀得d=。4.（09·全國卷Ⅱ·23）（13分）某同學(xué)得用圖1所示裝置做“研究平拋運動”的實驗，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)紙丟失了一部分，剩余部分如圖2所示。圖2中水平方向與豎直方向每小格的長度均代表0.10m，、和是軌跡圖線上的3個點，和、和之間的水平距離相等。答案：①0.61；②1.61；③0.60；④0.20；⑤3.0；⑥8.2；5.（09·上海物理·17）（6分）如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持___________不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出aF關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是_________________________________。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 D．所用小車的質(zhì)量太大6.（09·上海物理·18）（6分）利用圖A．實驗可粗略測量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置，管內(nèi)塞有潮濕小棉球，實驗者從玻璃管的一端A吹氣，棉球從另一端B飛出，測得玻璃管內(nèi)部截面積S，距地面高度h，棉球質(zhì)量m，開始時的靜止位置與管口B的距離x，落地點C與管口B的水平距離l。然后多次改變x，測出對應(yīng)的l，畫出l2x關(guān)系圖線，如圖B．所示，并由此得出相應(yīng)的斜率k。（1）若不計棉球在空中運動時的空氣阻力，根據(jù)以上測得的物理量可得，棉球從B端飛出的速度v0＝________。（2）假設(shè)實驗者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終為恒定值，不計棉球與管壁的摩擦，重力加速度g，大氣壓強(qiáng)p0均為已知，利用圖B．中擬合直線的斜率k可得，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p＝________。（3）考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦，則（2）中得到的p與實際壓強(qiáng)相比________（填偏大、偏?。４鸢福海?）lEQ\R(EQ\F(g,2h))，（2）p0＋EQ\F(kmg,4Sh)，（3）偏小，9.（09·安徽·21.Ⅲ）（6分）探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實驗裝置如圖所師，實驗主要過程如下：（1）設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……；（2）分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度、、、……；以下關(guān)于該試驗的說法中有一項不正確，它是___________。A．本實驗設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行是實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、……。B．小車運動中會受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜。C．某同學(xué)在一次實驗中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進(jìn)行計算。III答案：D。解析：本實驗的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關(guān)系。這個速度是指橡皮繩做功完畢時的速度，而不整個過程的平均速度，所以D選項是錯誤的。10.（09·天津·9）（3）如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力和速度。①

所需器材有打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需（填字母代號）中的器材。A.直流電源、天平及砝碼B.直流電源、毫米刻度尺C.交流電源、天平及砝碼D.交流電源、毫米刻度尺②通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準(zhǔn)確程度。為使圖線的斜率等于重力加速度，除作vt圖象外，還可作圖象，其縱軸表示的是，橫軸表示的是。11.（09·四川·（2）氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力。為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動。圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_________、_________，兩滑塊的總動量大小為_________；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_________。重復(fù)上述實驗，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證。答案：（2）0.2abs3（2分）； 0.2abs1(2分)；（第1、2空答案可互換）0.2ab(s1s3)（4分）；0.4abs（3分）解析：（2）動量P＝mV，根據(jù)V＝S/（5T）可知兩滑塊碰前的速度分別為V1＝0.2S1b、V2＝0.2S3b，則碰前動量分別為0.2abs1和0.2abs3，總動量大小為aV1－aV2＝0.2ab(s1s3)；碰撞后兩滑塊的總動量大小為2aV＝2as2/（5T）＝0.4abs2。14.（09·浙江·22．Ⅱ）（9分）（1）在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示。測量方法正確的是__________（選填“甲”或“乙”）。（2）實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動周期為。若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實驗，則該單擺的周期將(填“變大”、“不變”或“變小”)，圖乙中的△t將(填“變大”、“不變”或“變小”)。答案：Ⅰ（1）如圖；mAE,rsR0Rx18.（09·廣東物理·16）（4）他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖16所示。金屬絲的直徑是______。圖mAE,rsR0Rx圖16圖16答案：⑴電路圖如圖所示⑵③讀出接入電路中的金屬絲的長度⑶1.63電源的內(nèi)阻與電阻箱⑷0.200mm金屬絲的電阻率1.54×107Ω·m【2008高考】1.（08年全國卷1）如圖所示，兩個質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1＞m2，現(xiàn)要利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律。①物塊的質(zhì)量m1、m2；②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；③物塊B下落的距離及下落這段距離所用的時間；④繩子的長度。（2）為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對此實驗提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕；②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好；③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃；④兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小。以上建議中確實對提高準(zhǔn)確程度有作用的是_________。（3）寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：______________________________________________________________________________。答案：(1)①②或①③；（2）①③；（3）例如：“對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值”，“選取受力后相對伸長盡量小的繩子”等等。解析：（1）通過連結(jié)在一起的A、B兩物體驗證機(jī)械能守恒定律，既驗證系統(tǒng)的勢能變化與動能變化是否相等，A、B連結(jié)在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的，故不需要測量繩子的長度和B上升的距離及時間。（2）如果繩子質(zhì)量不能忽略，則A、B組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能，從而為驗證機(jī)械能守恒定律帶來誤差；若物塊搖擺，則兩物體的速度有差別，為計算系統(tǒng)的動能帶來誤差；繩子長度和兩個物塊質(zhì)量差應(yīng)相當(dāng)。（3）多次取平均值可減少測量誤差，繩子伸長量盡量小，可減少測量的高度的準(zhǔn)確度。【考點】驗證機(jī)械能守恒2.（08年全國卷2）某同學(xué)用螺旋測微器測量一銅絲的直徑，測微器的示數(shù)如圖所示，該銅絲的直徑為__________mm．答案：4.953解析：螺旋測微器固定刻度部分讀數(shù)為4.5mm，可動刻度部分讀數(shù)為0.093mm，所以所測銅絲直徑為4.593mm?！究键c】螺旋測微器的讀數(shù)3.（08年北京卷）某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當(dāng)彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作L0，彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L1;彈簧下端掛兩個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2;……;掛七個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2。①下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是和．測量記錄表：代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7刻度數(shù)值/cm1．703．405．108．6010．312．1②實驗中，L3和L2兩個值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中。③為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：請你給出第四個差值：dA=＝cm。④根據(jù)以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量。用d1、d2、d3、d4表示的式子為：＝，代入數(shù)據(jù)解得＝cm。⑤計算彈簧的勁度系數(shù)k＝N/m。（g取9．8m/s2）答案：（2）①L5L6②解析：讀數(shù)時應(yīng)估讀一位，所以其中L5、L6兩個數(shù)值在記錄時有誤。根據(jù)實驗原理可得后面幾問的結(jié)果?！究键c】探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系【點評】此題考查了基本儀器（刻度尺）的使用，以及基本試驗方法（逐差法）的應(yīng)用。這是高中物理實驗的基本能力的考查，值得注意。5.（08年天津卷）(某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋l(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到球心的距離當(dāng)作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出L一T2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標(biāo)如圖所示。他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g=。請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將。(填“偏大”、“偏小”或“相同”))6.（08年四川卷）一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。盤邊緣上固定一豎直的擋光片。盤轉(zhuǎn)動時擋光片從一光電數(shù)字計時器的光電門的狹縫中經(jīng)過，如圖1所示。圖2為光電數(shù)字計時器的示意圖。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B間的光路被遮斷，顯示器C上可顯示出光線被遮住的時間。擋光片的寬度用螺旋測微器測得，結(jié)果如圖3所示。圓盤直徑用游標(biāo)卡尺測得，結(jié)果如圖4所示。由圖可知，（l）擋光片的寬度為_____________mm。（2）圓盤的直徑為_______________cm。（3）若光電數(shù)字計時器所顯示的時間為50.0ms，則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為_______弧度/秒（保留3位有效數(shù)字）。7.（08年江蘇卷）某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時，電阻與截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進(jìn)行了如下實驗：用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑如下圖所示．讀得直徑d＝ｍｍ．解析：外徑千分尺讀數(shù)先可動刻度左邊界露出的主刻度L，如本題為1mm，再看主尺水平線對應(yīng)的可動刻度n，如本題為20.0，記數(shù)為L+n×0.01=1+20.0×0.01=1.200mm。注意的是讀L時，要看半毫米刻度線是否露出，如露出，則記為1.5或2.5等。8.（08年江蘇卷）某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H。將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2＝(用H、h表示