1、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)力學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1. 1997上海如下圖，為測(cè)定木塊與斜面之間的動(dòng)摩擦 因數(shù)，某同學(xué)讓木塊從斜面上端自靜止起作勻加速下滑運(yùn)動(dòng)，他使用的實(shí)驗(yàn)器材僅限于傾角固定的斜面傾角未知、木塊、秒表、米尺。1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)是 。2. 計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的公式是卩=3為了減小測(cè)量的誤差，可采用的方法是 。2. 1995上海試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速的實(shí)驗(yàn)方法。提供實(shí)驗(yàn)器材：彈射器含彈丸，見(jiàn)示意圖；鐵架臺(tái)帶有夾具；米尺。1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖2 在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意： 。牌射器3 實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量并在示意圖中用字母標(biāo) 出：。(4 )由于彈射器每次射出的彈丸初速不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取

2、的方法是:5計(jì)算公式： 3. 2007閔行如下圖，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕 彈簧的一端固定在軌道的左端，0P是可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球.現(xiàn)在利用這些器材測(cè)定彈簧被壓 縮時(shí)的彈性勢(shì)能。 還需要的器材是、。 以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)能的測(cè)量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化對(duì)和的直接測(cè)量。4. 2007閘北某同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)、木塊和細(xì)線去粗略測(cè)定一個(gè)木塊跟一個(gè)固定斜面之間的動(dòng) 摩擦因數(shù)木塊放在斜面上，不加拉力時(shí)將保持靜止。實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：1用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊重 G ;2 用彈簧測(cè)力計(jì)平行斜面拉動(dòng)木塊，使木塊沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F1；3

3、 用彈簧測(cè)力計(jì)平行斜面拉動(dòng)木塊，使木塊沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F2；請(qǐng)推導(dǎo)出求動(dòng)摩擦因數(shù) 曲勺計(jì)算式寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程。第1頁(yè)共9頁(yè)5. 2006上海有一測(cè)量微小時(shí)間差的裝置，是由兩個(gè)擺長(zhǎng)略有微小差異的單擺同軸水平懸掛成兩個(gè)單擺，擺動(dòng)平面前后相互平行。1 現(xiàn)測(cè)得兩單擺完成50次全振動(dòng)的時(shí)間分別為 50.0s和49.0s,那么兩單擺的周期差 T =s;2某同學(xué)利用此裝置測(cè)量小于單擺周期的微小時(shí)間差，具體操作如下：把兩擺球向右拉至相同 的擺角處，先釋放長(zhǎng)擺擺球，接著再釋放短擺擺球，測(cè)得短擺經(jīng)過(guò)假設(shè)干次全振動(dòng)后，兩擺恰好第一次同時(shí)同方向通過(guò)某位置，由此可得出釋放兩擺的微小時(shí)間差假設(shè)測(cè)得

4、釋放兩擺的時(shí)間差匸0.165s，那么在短擺釋放 s 填時(shí)間后，兩擺恰好第一次同時(shí)向 填方向通過(guò) 填位置;3 為了能更準(zhǔn)確地測(cè)量微小的時(shí)間差，你認(rèn)為此裝置還可做的改良是。6. 2005上海科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問(wèn)題，作出假設(shè)，制定方案，搜集證據(jù)， 評(píng)估交流等一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系的探究過(guò)程如下：A .有同學(xué)認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。B .他們方案利用一些“小紙杯作為研究對(duì)象，用超聲測(cè)距儀等儀器測(cè)量小紙杯在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)。C.在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同學(xué)們首先測(cè)量了單只“小紙杯在空中下落過(guò)程中不同時(shí)

5、刻的下落距 離，將數(shù)據(jù)填入下表中，圖a是對(duì)應(yīng)的位移一時(shí)間圖線.然后將不同數(shù)量的“小紙杯疊放在一起從空中下落，分別測(cè)出它們的速度一時(shí)間圖線，如圖b中圖線I、2、3、4、5所示。D .同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，證實(shí)了他們的假設(shè)。答復(fù)以下提問(wèn)：1 與上述過(guò)程中A、C步驟相應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)分別時(shí)間s下落距離m是、。0.00.0002圖a中的AB段反映了運(yùn)動(dòng)物體在做運(yùn)動(dòng)，表中X處的值為。0.40.0360.80.4691.20.9573圖b中各條圖線具有共冋特點(diǎn)，“小紙杯在下落的開(kāi)1.61.447始階段做運(yùn)動(dòng)，最后“小紙杯做運(yùn)2.0X動(dòng)。4比擬圖b中的圖線I和5，指出在1.01.5s時(shí)間段內(nèi)，速

6、度隨時(shí)間變化關(guān)系的差異： 。S(nl)町I II -iFFI' 1圖3圖訃a所示，在懸點(diǎn)O正下方有水MN為水平木板，懸線長(zhǎng)7. 2007上海利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖 平放置的熾熱的電熱絲 P,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；1電熱絲P必須置于懸點(diǎn)正下方的理由是:為L(zhǎng),懸點(diǎn)與木板間的距離 00'= h h> L 。2將小球向左拉起后自由釋放， 最后小球落在木板上的 C點(diǎn)，0'C=S,那么小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 Vo為。3在其他條件不變的情況下，假設(shè)改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向間的夾角0,小球落點(diǎn)與0點(diǎn)的水平距離S將隨之改變，經(jīng)屢次 實(shí)驗(yàn)，以S2為

7、縱坐標(biāo)、cos為橫坐標(biāo)，得到如圖b所示圖象。 那么當(dāng)0= 30°時(shí)，S為m；假設(shè)懸線長(zhǎng)L = 1.0m，懸點(diǎn)與木板間的距離00為m。電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)& 1998上海如下圖，有 A、B、C三個(gè)接線柱，A、B之間接有內(nèi)阻不計(jì)的 10伏電源，手 頭有四個(gè)阻值完全相同的電阻， 將它們適當(dāng)組合，接在A、C和C、B之間，構(gòu)成一個(gè)電路，使A、 C間電壓為6伏，C、B間電壓為4伏，試設(shè)計(jì)兩種方案，分別畫(huà)在圖 a、 b中。COco39. 1993上海有小燈泡Li 6伏，3瓦和L? 6伏，I瓦各一只，定值電阻 R 18歐，5 瓦 一只，電源一只電動(dòng)勢(shì) 12伏，內(nèi)阻不計(jì)，電鍵一只，導(dǎo)線假設(shè)干。試設(shè)計(jì)

8、一電路，使 L1和L2 都能正常發(fā)光。 將設(shè)計(jì)的電路圖畫(huà)在虛線框內(nèi)，電路圖中要標(biāo)明各元件的代號(hào)。 按設(shè)計(jì)的電路圖，用線表示導(dǎo)線完成右以下圖所示儀器的連線。10. 1997上海某同學(xué)用以下器材測(cè)量電阻：安培計(jì)、電阻箱、單刀雙擲電鍵這種電鍵在擲刀a倒向b時(shí)ab接通，倒向c時(shí)ac接通、待測(cè)電阻、電源、限流電阻，如下圖。實(shí)驗(yàn)方法是利用單刀雙擲電鍵分別將電阻箱和待 測(cè)電阻接入電路，用電阻箱替代待測(cè)電阻的方法來(lái)測(cè)定待測(cè)電阻的阻值。在圖中完成電路的連接其中有二條導(dǎo)線已連接好。本實(shí)驗(yàn)中電鍵應(yīng)先接通的是含有 填“待測(cè)電阻或“電阻箱的電路。用電鍵變換電路，調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，應(yīng)使兩次測(cè)量的 大小相同，這時(shí)待測(cè)電阻的值可

9、以從 上讀出。11. 1999全國(guó)圖a為測(cè)量電阻的電路。Rx為待測(cè)電阻，R的阻值。R為保護(hù)電阻，阻 值未知。電源 &的電動(dòng)勢(shì)未知。Ki、K2均為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。 A為電流表，其內(nèi)阻不計(jì)。1按圖1所示的電路，在圖b的實(shí)物圖上連線。Rx物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)2測(cè)量Rx的步驟為：將 K?向d閉合，Ki向閉合，記下電流表讀數(shù)_li。將 a向c閉合,Ki向閉合，記電流表讀數(shù)12。計(jì)算Rx的公式是Rx =。12 用下面的方法可以測(cè)量物體的帶電量。圖中小球是一個(gè)外外表鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于 0點(diǎn)，0點(diǎn)固定一個(gè)可測(cè)量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊豎直放置的金屬板，加上電壓后其兩

10、板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器及導(dǎo)線假設(shè)干。實(shí)驗(yàn)步驟如下： 用天平測(cè)出小球的質(zhì)量 m,并用刻度尺測(cè)出 M、N板之間的距 離d，使小球帶上一定的電量； 連接電路請(qǐng)?jiān)谟覉D中的虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖，電 源、開(kāi)關(guān)已畫(huà)出； 閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出多組相應(yīng)的電壓表的示數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角度0; 以電壓U為縱坐標(biāo)，以 為橫坐標(biāo)作出過(guò)原點(diǎn)的直線，求出直線的斜率k; 小球的帶電量 q = 用m、d、k等物理量表示13. 2021上海某同學(xué)利用圖a所示的電路研究燈泡 Li 6V , 1.5W、L2 6V , 10W的 發(fā)光情況假設(shè)

11、燈泡電阻恒定，圖b為實(shí)物圖。1 他分別將L2接入圖a中的虛線框位置，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為6 V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡均能正常發(fā)光。在圖b中用筆線代替導(dǎo)線將電路連線補(bǔ)充完整。2接著他將L1和L2串聯(lián)后接入圖a中的虛線框位置，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)燈泡亮而另一個(gè)燈泡不亮，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是。3 現(xiàn)有如下器材：電源 E 6V，內(nèi)阻不計(jì)，假設(shè)燈泡L1 6V , 1.5W、L? 6V , 10W、L3 6V , 10W,單刀雙擲開(kāi)關(guān) S,在圖c中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向燈的控制電路：當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與1 相接時(shí)，信號(hào)燈 L1亮，右轉(zhuǎn)向燈L2亮而左轉(zhuǎn)向燈L3不亮；當(dāng)單刀

12、雙擲開(kāi)關(guān) S與2相接時(shí)，信號(hào) 燈L1亮，左轉(zhuǎn)向燈L3亮而右轉(zhuǎn)向燈L2不亮。14. ( 2021上海)如下圖是測(cè)量通電螺線管A內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B及其與電流I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。將截面積為 S、匝數(shù)為N的小試測(cè)線圈P置于通電螺線管A中間， 試測(cè)線圈平面與螺線管的軸線垂直，可認(rèn)為穿過(guò)該試測(cè) 線圈的磁場(chǎng)均勻，將試測(cè)線圈引線的兩端與沖擊電流計(jì) D相連。撥動(dòng)雙刀雙擲換向開(kāi)關(guān)K，改變通入螺線管的電流方向，而不改變電流的大小，在P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流引起D的指針偏轉(zhuǎn)。(1) 將開(kāi)關(guān)合到位置1,待螺線管中的電流穩(wěn)定后，再 將K從位置1撥到位置2，測(cè)得D的最大偏轉(zhuǎn)距離為 dm,沖擊電流計(jì)的磁通靈敏度為D亦D尸NdZ，式中；

13、假設(shè)將為單匝試測(cè)線圈磁通量的變化量，那么試測(cè)線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B =實(shí)驗(yàn) 次數(shù)電流1 (A)磁感應(yīng)強(qiáng)度B3(X 10 T)10.50.62 121.01.2531.51.8842.02.5152.53.12K從位置1撥到位置2所用的時(shí)間為 At,那么試測(cè)線圈P中 產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) £=。(2) 調(diào)節(jié)可變電阻 R,屢次改變電流并撥動(dòng) K，得到A中電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)據(jù)，見(jiàn)右表。由此可得，螺 線管 A內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I的關(guān)系式為 B =。(3) (多項(xiàng)選擇題)為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，可采取的措施有()(A )適當(dāng)增加試測(cè)線圈的匝數(shù) N(B) 適當(dāng)增大試

14、測(cè)線圈的橫截面積 S(C) 適當(dāng)增大可變電阻 R的阻值(D) 適當(dāng)延長(zhǎng)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的時(shí)間氣體設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)15. ( 2004上海)一根長(zhǎng)約為 30cm、管內(nèi)截面積為S= 5.0X 10-6m2的玻璃管下端有一個(gè)球 形小容器，管內(nèi)有一段長(zhǎng)約 1cm的水銀柱。現(xiàn)在需要用比擬準(zhǔn)確的方法測(cè)定球形小容器的容 積V。可用的器材有：刻度尺(量程 500mm)、溫度計(jì)(測(cè)量范圍0- 100C)、玻璃容器(高 約為30cm,直徑約10cm)、足夠多的沸水和冷水。(1) 簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及需要測(cè)量的物理量；(2) 說(shuō)明如何根據(jù)所測(cè)得的物理量得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。內(nèi)有一小段水柱,16. ( 2000上海)現(xiàn)有一根粗細(xì)均勻長(zhǎng)約 4

15、0厘米，兩端開(kāi)口的玻璃管,個(gè)彈簧秤，一把毫米刻度尺，一小塊橡皮泥，一個(gè)足夠高的玻璃容器，內(nèi)盛有冰和水的混合物, 選用適宜的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，估測(cè)當(dāng)時(shí)的室內(nèi)溫度，要求:(1)在右邊方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖;(2) 寫(xiě)出要測(cè)定的物理量 ，寫(xiě)出可直接應(yīng)用的物理量 ,(3) 寫(xiě)出計(jì)算室溫的表達(dá)式 。17. ( 2006浦東)右圖為一實(shí)驗(yàn)裝置，燒瓶中密閉了一局部空氣， 底部與導(dǎo)管中有局部水，導(dǎo)管下部插入燒瓶底部的水中，上部水平且足夠長(zhǎng)，導(dǎo)管的內(nèi)橫截面積為1.5X 10-4m2。從溫度計(jì)上可讀出密閉空氣的溫度，將燒瓶浸入水中，改變水的溫度可以改變密閉氣體的溫 度，發(fā)現(xiàn)水柱A端會(huì)移動(dòng)。控制溫度改變使水柱A端始

16、終在導(dǎo)管的水平局部移動(dòng)(水柱移動(dòng)時(shí)燒瓶中水面變化引起的壓強(qiáng)變化忽略不 計(jì))。一同學(xué)利用此裝置研究導(dǎo)管水平局部水柱A端移動(dòng)距離x與溫度t關(guān)系，將溫度為 0C時(shí)A端的位置記為0,得到下表中數(shù)據(jù)：溫度t (C)51015202530A端到0的距離x(cm)4812.1162023.9 :(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的x t圖像;(2)根據(jù)圖像得到移動(dòng)距離 x與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系x =cm；(3) 溫度t= 0C時(shí)密閉氣體的體積為 ml。18. 2006上海為了測(cè)試某種平安閥在外界環(huán)境為一個(gè)大氣壓時(shí)，所能承受的最大內(nèi)部壓強(qiáng)， 某同學(xué)自行設(shè)計(jì)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的測(cè)試裝置該裝置是一個(gè)裝有電加熱器和溫度傳感器

17、的可密閉 容器。測(cè)試過(guò)程可分為如下操作步驟：a. 記錄密閉容器內(nèi)空氣的初始溫度ti；b. 當(dāng)平安閥開(kāi)始漏氣時(shí)，記錄容器內(nèi)空氣的溫度t2；c. 用電加熱器加熱容器內(nèi)的空氣；d. 將待測(cè)平安閥安裝在容器蓋上；e. 蓋緊裝有平安閥的容器蓋，將一定量空氣密閉在容器內(nèi)。1 將每一步驟前的字母按正確的操作順序填寫(xiě)： ；2 假設(shè)測(cè)得的溫度分別為 ti = 27C, t2= 87C，大氣壓強(qiáng)為1.0X 105pa,那么測(cè)試結(jié)果是：這個(gè) 平安閥能承受的最大內(nèi)部壓強(qiáng)是 。19. 2002上海有一組同學(xué)對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行專(zhuān)題研究，他們通過(guò)查閱資料得知十七世紀(jì)時(shí)伽利略曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)為：一麥桿粗細(xì)的玻璃管，一端與

18、一雞 蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱，根據(jù) 管中水柱高度的變化可測(cè)出相應(yīng)的溫度。為了研究“伽利略溫度計(jì)，同學(xué)們按照資料中的描述自制了如下圖的測(cè)溫裝置，圖中A為一小塑料瓶，B為一吸管，通過(guò)軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中，使管內(nèi)外水面有一高度差 h,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：1在不同溫度下分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的水柱高度h，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，溫度C171921232527h (cm)30.024.919.714.69.44.2Ah= hn-1 h n5.1根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算相鄰兩次測(cè)量水柱的高度差，并填入表內(nèi)的空格，由此可得結(jié)論： 當(dāng)溫度升高時(shí)，管內(nèi)水柱高度 h將 填：變大，變小，不變； 水柱高度h隨溫度的變化而 填：均勻，不均勻變化。試從理論上分析并證明結(jié)論的正確性提示：管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)大氣壓。2