1、題型二實驗題考查“動能定理的探究”1.(2009 ·廣東· 15)(10 分) 某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”, 如圖 1 所示 , 他們將拉力傳感器固定在小車上 , 用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連 , 用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小 . 在水平桌面上相距 50.0 cm 的 A、 B 兩點各安裝一個速度傳感器記錄小車通過 A、 B 時的速度大小 . 小車中可以放置砝碼 .(1) 實驗主要步驟如下：測量和拉力傳感器的總質量M1;把細線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連; 正確連接所需電路 ;將小車停在C 點 ,小車在細

2、線拉動下運動 , 記錄細線拉力及小車通過A、 B 時的速度 .在小車中增加砝碼 , 或,重復的操作 .2 2(2) 表 1 是他們測得的一組數據 , 其中 M是 M1與小車中砝碼質量之和 ,|v 2 v1 |是兩個速度傳感器記錄速度的平方差 , 可以據此計算出動能變化量E,F 是拉力傳感器受到的拉力 ,W 是 F 在 A、B 間所做的功 . 表格中3=,W3=.(結果保留三位有效數字 )E(3) 根據表 1, 請在圖 2 中的方格紙上作出E-W圖線 .次數 q|v12 v22|E/JF/NW/JM/kg36/ m/s)210.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650

3、.4130.8400.42030.5002.40E31.220W 341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43答案(1) 小車、砝碼然后釋放小車減少砝碼(2)0.6000.610(3) 如下圖所示考查“游標卡尺的計數”和“測定金屬絲的電阻率”組合2、 (2009 ·江蘇· 10)(8分) 有一根圓臺狀勻質合金棒如圖5 所示 , 某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長度 L 和兩底面直徑 d、D有關 . 他進行了如下實驗：(1) 用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D 和長度 L. 圖 6 中游標卡尺 ( 游標尺上有 2

4、0 個等分刻度 ) 的讀數 L=cm.(2) 測量該合金棒電阻的實物電路如圖 7 所示 ( 相關器材的參數已在圖中標出 ).該合金棒的電阻約為幾個歐姆. 圖中有一處連接不當的導線是.(用標注在導線旁的數字表示).(3) 改正電路后 , 通過實驗測得合金棒的電阻 R=6.72 . 根據電阻定律計算電阻率為 、長為 L、直徑分別為 d 和 D 的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd=13.32、RD=3.38 . 他發現 : 在誤差允許范圍內 , 電阻 R滿足 R=Rd·RD,由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻 R=.(用 、L、d、D表示 )解析 (1) 主尺讀數 9.9 cm, 游標尺讀數 0.0

5、5 mm ×8=0.40 mm,兩者相加即得讀數為 99.40 mm, 即 9.940 cm.(2) 由于金屬棒的電阻遠小于電壓表內阻 ,電流表應采用外接法（ “大內偏大，小外偏小”） ,連接不當的導線是 .LL解得 R4 L2d 2D 2(3)RRd RD44dD考查“多用電表的讀數” 、“測定電源的電動勢和內阻”和“探究功與物體獲得的速度關系”的組合3、 (2009 ·安徽· 21)(18 分) . 用多用電表進行了幾次測量 , 指針分別處于 a 和 b 的位置 , 如圖 8 所示 . 若多用電表的選擇開關處于下面表格中所指的擋位.a 和 b 的相應讀數是多少

6、？請填在表格中 .指針選擇開關所處擋位讀數位置a直流電流 100 mAmA直流電壓 2.5 VVb電阻× 100 . 用圖 9 所示電路 , 測定一節干電池的電動勢和內阻 . 電池的內阻較小 , 為了防止在調節滑動變阻器時造成短路 , 電路中用一個定值電阻 R0 起保護作用 . 除電池、開關和導線外 , 可供使用的實驗器材還有 :(a) 電流表 ( 量程 0.6 A 、 3 A);(b) 電壓表 ( 量程 3 V 、15 V);(c) 定值電阻 ( 阻值 1、額定功率 5 W);(d) 定值電阻器 ( 阻值 10、額定功率 10 W);(e) 滑動變阻器 ( 阻值范圍 010、額定電

7、流 2 A);(f) 滑動變阻器 ( 阻值范圍 0100 、額定電流 1 A).那么 (1) 要正確完成實驗 , 電壓表的量程應選擇V,電流表的量程應選擇A;R0 應選擇 的定值電阻 ,R 應選擇阻值范圍是 的滑動變阻器.(2) 引起該實驗系統誤差的主要原因是. . 探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系, 實驗裝置如圖10 所示 , 實驗主要過程如下：(1) 設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 v1 、v2、v3、 ;(3) 作出 W-v草圖 ;(4) 分析 W-v 圖像 . 如果 W-v 圖像是一條直線 ,

8、表明 Wv; 如果不是直線 , 可考慮是否存在 Wv2、W v3、 W 等關系 .以下關于該實驗的說法中有一項不正確,它是.A. 本實驗設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. 當用 1 條橡皮筋進行實驗時 , 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, 補償的方法 , 可以使木板適當傾斜 .C.某同學在一次實驗中 , 得到一條記錄紙帶 . 紙帶上打出的點 , 兩端密、中間疏 .出

9、現這種情況的原因 , 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行計算 .10011.5mA 23.0 mA解析 .直流電流 a 位置時讀數 I=2.550直流電壓 a 位置讀數 U= 50 ×11.5 V=0.57V 測電阻在 b 位置 R=3.2 ×100 =320 .(1) 一節干電池的電動勢為 1.5 V,所以電壓表量程選擇 3 V 即可 ,一節干電池的允許電流在 0.6 A 以下 ,因此電流表量程選擇 0.6 A 即可 .R0 起保護作用使電路中的電流在0.6 A 以下 ,若選用

10、定值電阻 10 ,估算最大EE3 A=0.3 A 則電流表指針指在半刻度以下 ,測量電流為 Imax= R0 rR010誤差太大 ,因此定值電阻應選用 1 的.若選用滑動變阻器0100的,則使用范圍太小 ,不方便操作 ,因此選用滑動變阻器 010 即可 .(2) 電流表應測量通過電源的電流 ,但由于電壓表的分流作用 ,電流表實驗測量的電流值比通過電源的電流小,所以引起該實驗誤差的主要原因是電壓表的分流 .求解速度的方法是選取紙帶上點距均勻處,得到小車獲得的速度 .因此選項 D錯誤 .其他選項都對 .答案.23.0 0.57320 .(1)3 0.61 010(2) 電壓表的分流 .D4、(20

11、09 ·寧夏·22)(4分) 某同學用游標卡尺測量一圓柱體的長度L, 用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑d, 示數如圖 11 所示 . 由圖可讀出 L=cm,d=mm.答案 2.25 6.860分析 2009 年各地實驗題 , 可以看出有以下特點 :(1) 都是兩個實驗的組合 , 形式為“一大一小”或“一力一電”的形式 .(2) 從考查內容上看 , 都是考綱所規定的實驗 .(3) 考查的熱點主要有以下幾點基本儀器的使用和讀數 ; 探究動能定理 ; 測定金屬的電阻率 ; 測定電源的電動勢和內阻 ; 自動控制電路的設計等 .預計 2010 年高考 , 實驗題的設計形式不會有較大變化

12、 , 考查的熱點仍然是基本儀器的使用和讀數 , 圍繞電學實驗展開的電路設計和實物連接 .所謂設計性實驗 , 是指據現行物理課程標準要求 , 在學生掌握的基本實驗原理基礎上 , 應用基本測量儀器自行設計實驗方案的實驗 . 設計性實驗命題的考查內容 , 涉及到對實驗原理的再認識和加工 , 實驗方案的確定 ( 實驗器材的選擇和遷移應用 , 實驗步驟的安排 , 實驗數據的處理方法 , 誤差的分析及對實驗的總結和評價等).1. 實驗設計的基本思路2. 實驗設計的基本方法(1) 明確目的 , 廣泛聯系題目或課題要求測定什么物理量 , 或要求驗證、探索什么規律 , 這是實驗的目的 , 是實驗設計的出發點 .

13、 目的明確后 , 應用所學知識 , 廣泛聯系 , 看看該物理量或物理規律在哪些內容中出現過 , 與哪些物理現象有關 , 與哪些物理量有直接的聯系 , 以此來確定實驗的原理 .(2) 選擇方案 , 簡便精確對于同一個實驗目的 , 可能存在多種實驗原理 , 進而形成多種 ( 可供選擇的 )設計方案 . 一般說來 , 選擇實驗方案主要遵循四條原則是:科學性 : 設計的方案有科學的依據和正確的方式, 符合物理學的基本原理.可行性 : 設計方案實施時 , 應安全可靠不會對人身、器材造成危害 ; 所需裝置和器材要易于置備 , 且成功率高 .精確性 : 在選擇方案時 , 應對各種可能的方案進行初步的誤差分析

14、 , 盡可能選用精確度高的方案 .簡便、直觀性 : 設計方案應便于實驗操作、 讀數 , 便于進行數據處理 , 便于實驗者直觀、明顯地觀察 .(3) 依據方案 , 選定器材實驗方案選定后 , 考慮該方案需要哪些裝置 , 被測定量與哪些物理量有直接的定量關系 , 分別需用什么儀器來測定 , 以此來確定實驗所用器材 .(4) 擬定步驟 , 合理有序實驗之前 , 要做到心中有數 : 如何組裝器材 , 哪些物理量先測 , 哪些物理量后測, 應以正確操作和提高效率的角度擬定一個合理而有序的實驗步驟.(5) 數據處理 , 誤差分析高考對此要求不高 , 但常用的數據處理方法 ( 如 : 平均法、圖象法、描跡法

15、、比較法等 ) 和誤差分析方法還是應該掌握的 , 在設計實驗時應予以考慮 .大演練1、要精確測量一個阻值約為 5 的電阻 Rx, 實驗室提供下列器材電流表 A1: 量程 100 mA,內阻 r1 約為 4 電流表 A2: 量程 500A, 內阻 r2 約為 750 電壓表 V: 量程 10 V, 內阻 r3 約為 10 k 滑動變阻器 R0: 阻值約 20 電池 E: 電動勢 E=1.5 V, 內阻很小電鍵 K, 導線若干 .選出適當器材 , 并在下面的虛線方框中畫出電路圖, 標明所用器材的字母代號.需要測量的物理量是(并標明相應的字母代號 ).根據所測物理量,寫出求電阻阻值的表達式Rx=.答

16、案電路圖如下圖所示II 2r2112的電流 I2I流過電流表 A 的電流 I, 流過電流表 A122、 (2009 ·內江市第三次模擬 ) 某同學為了較精確地測量某一節干電池的電動勢和內阻 , 實驗室準備了下列器材 :A. 待測干電池 E(電動勢約為1.5 V, 內阻約為 1)B. 電流表 G(滿偏電流 3.0 mA, 內阻為 100 )C.電流表 A( 量程 00.6 A,內阻約為 1 )D.滑動變阻器 R1(010, 額定電流為 2 A)E. 滑動變阻器 R2(01 k , 額定電流為 1 A)F. 定值電阻 R0( 阻值為 900 )G.開關一個 , 導線若干(1) 為了能比較

17、準確地進行測量 , 同時還要考慮操作的方便 , 實驗中滑動變阻器應選.(2) 根據題意在圖 18 中畫出該實驗所需要的電路圖 .3) 根據電路圖 , 將實物圖 19 連接起來 , 組成完整的電路 .(4) 如圖 20 所示 , 是某同學根據正確的實驗得到的數據作出的圖線 , 其中, 縱坐標 I 1 為電流表 G的示數 , 橫坐標 I 2 為電流表 A 的示數 , 由圖可知 , 被測干電池的電動勢為V,為( 保留 2 位有效數字 )答案(1) D(2) 如下圖所示(3) 如下圖所示(4)1.40.67內電阻3、(2009 ·泉州市質檢 )(1) 圖 21 甲是用來探究加速度和力、 質量

18、之間關系的實驗裝置示意圖 , 圖乙是其俯視圖 . 兩輛相同的小車放在光滑水平桌面上 , 前端各系一條細繩 , 繩的另一端跨過定滑輪各掛一個相同的小盤 . 兩輛小車通過細線用夾子固定 , 打開夾子 , 小盤牽引小車運動 , 合上夾子 , 兩小車同時停止 . 實驗中保證小盤和砝碼的總質量遠小于小車的總質量 , 這樣可近似認為細線的拉力與小盤的總重力大小相等 .在探究小車加速度與外力的關系時, 需在兩小盤內放置的砝碼 , 在兩小車內放置的鉤碼進行實驗 .在探究小車加速度與質量的關系時, 需在兩小盤內放置的砝碼 , 在兩小車內放置實驗 .答案(1) 不同質量相同質量 (或相同個數 )相同質量不同質量

19、(或不同個數 )的鉤碼進行4、 (2009 ·江門市第二次模擬 )(1) 如圖 28 所示 , 甲圖中螺旋測微器的讀數為mm,乙圖中游標卡尺的讀數為cm.(2) 學校實驗小組在“驗證牛頓第二定律” 的實驗中 , 圖 29 為實驗裝置簡圖 ( 所用交變電流的頻率為 50 Hz).( 一 ) 同學們在進行實驗時 , 為了減小實驗時的系統誤差 , 使分析數據時可以認為砂桶的重力等于小車所受的合外力,你認為應采取的措施有:.( 二 ) 如圖 30 所示是某小組在做實驗中, 由打點計時器得到的一條清晰紙帶, 紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.10 s, 其中 x1=7.05 cm,x 2=

20、7.68 cm 、 x3=8.33 cm 、 x4 =8.95 cm 、x5=9.61 cm,x 6=10.26 cm, 則 A 點處瞬時速度的大小是m/s, 小車運動的加速度計算表達式為是m/s2(計算結果保留兩位有效數字 ).答(1)10.501(10.0010.502)10.155,加速度的大小(2)( 一 )將長木板一端墊起,讓小車重力沿斜面的分力平衡摩擦阻力;小車質量遠大于沙桶的總質量(二(x4x5x3 ) (x3 x2x1 )a=)0.869T 2=0.645、 (2009 ·深圳市 5 月第二次調研 )(1) “驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖 31 甲所示 ,其

21、中 A 為固定橡皮條的圖釘 ,O 為橡皮條與細繩的結點 ,OB 和 OC為細繩套 . 圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖 .圖乙中的 F 與 F兩力中 , 方向一定沿AO方向的是.在本實驗中 , 兩次拉橡皮條時 , 都需要將橡皮條的結點拉到,這樣做的目的是.(2) 某實驗小組利用如圖 32 甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律 . 已知當地的重力加速度 g=9.80 m/s2.實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示 , 其中 O 點為打點計時器打下的第一個點 ,A 、B、C 為三個計數點 , 在計數點 A 和 B、B 和 C之間還各有一個點 , 測得 h1=12.01 cm,h2=19.15 cm,h

22、3=27.86 cm.打點計時器通以50Hz 的交流電 . 根據以上數據算出 : 當打點計時器打到B 點時重物的重力勢能比開始下落時減少了 J; 此時重物的動能比開始下落時增加了 J, 根據計算結果可以知道該實驗小組在做實驗時出現的問題是.(重物質量 m已知 )在圖乙所示的紙帶基礎上, 某同學又選取了多個計數點,并測出了各計數點到第一個點O 的距離 h,算出了各計數點對應的速度v, 以 h 為橫軸 ,以 v2為縱軸畫出的圖線應是如下圖中2.圖線的斜率表示.的答案(1) F 相同位置保證前后兩次拉橡皮條時的效果相同(2) 1.88m 1.96m 該實驗小組做實驗時先釋放了紙帶 ,然后再合上打點計

23、時器的電鍵或者釋放紙帶時手抖動了C 重力加速度 g6、(2009 ·曲阜師大附中模擬 )(10 分 ) 某課題研究小組 , 選用下列器材測定某型號手機所用鋰電池的電動勢 E和內阻 r( 電動勢約為 4 V, 內阻在幾歐姆到幾十歐姆之間 )A. 電壓表 V(量程 6 V, 內阻約為 6.0 k ) B. 電流表 A(量程 2 mA,內阻約為 50 )C. 電阻箱 R(0999.9 ) D.開關 S 一只、導線若干(1) 某同學從上述器材中選取了電流表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內阻 , 你認為可行嗎 ?請說明理由 .(2) 今用上述器材中的電壓表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內阻 , 請在下

24、面的虛線方框中畫出實驗電路圖.(3) 根據 (2) 中實驗電路測得的 5 組 U、R 數據 , 已在坐標系中描出了各點 , 請在圖 1 中作出圖象 . 根據 圖象求得E=V,r= .答案 (1) 不可行 根據所給數據 ,即使電路中電阻箱取最大值 ,電路中電流也已大于電流表量程 2 mA, 故不可行(2) 如下圖所示(3)3.63.79.510.5如下圖所示7、(2009 ·馬鞍山市第三次質量檢測 )(18 分 ) . 在“利用打點計時器測定勻加速直線運動的加速度”的實驗中 , 打點計時器接在 50 Hz 的低壓交變電源上 . 某同學在打出的紙帶上每 5 個點取一個計數點 , 共取了

25、A、B、C、D、E、F 六個計數點 ( 每相鄰兩個計數點間的四個點未畫出 ). 如圖 2 所示 .(1) 從第一個計數點開始計時 , 為求出 0.15 s 時刻的瞬時速度 , 需要測出哪一段紙帶的長度 ?(2) 若測得 AB 段紙帶的長度為 2.0cm,EF段紙帶的長度為10.0 cm,則可求出加速度的大小為m/s2. 一額定功率為 0.01 W 的電阻 , 其阻值不詳 . 用歐姆表粗測其阻值結果如圖 3 所示 ( 擋位上× 1 K). 現有下列器材 , 試設計適當的電路 , 選擇合適的器材 , 較精確地測定其阻值 ( 滑動變阻器的調節要方便 ).A. 電流表 , 量程 0400 A

26、, 內阻 150 B. 電流表 , 量程 010 mA,內阻 45 C.電壓表 , 量程 03 V, 內阻 6 k D.電壓表 , 量程 015 V, 內阻 30 k E. 干電池兩節 , 每節電動勢為 1.5 VF. 直流穩壓電源 , 輸出電壓 6 V, 額定電流 3 A G.直流穩壓電源 , 輸出電壓 24 V, 額定電流 0.5 A H.滑動變阻器 ,050 ,1 AI. 滑動變阻器 ,04 k ,0.1 AJ. 電鍵一只 , 導線若干(1)歐姆表測得的電阻值約為.(2)電流表應該選擇,電壓表應該選擇,電源應該選擇,滑動變阻器最好選擇(填字母代號 ).(3)在虛線方框中畫出電路原理圖 .

27、答案 .(1)BC (2)2.0 .(1)40 ×103(2)AD G H3.(2009 ·韶關市第二次模擬 )(18 分) . 某探究學習小組的同學欲以圖4裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理” , 他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置 , 另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、 復寫紙、紙帶、小木塊、細沙 . 當滑塊連接上紙帶 , 用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時 , 釋放小桶 , 滑塊處于靜止狀態 . 若你是小組中的一位成員 , 要完成該項實驗 , 則:(1) 你認為還需要的實驗器材有.(2) 實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等 , 沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是,實驗時首先要做的步驟是(3) 在(2) 的基礎上 , 某同學用天平稱量滑塊的質量 M.往沙桶中裝入