專題十二、物理實驗——力、熱一、互成角度的兩個共點力的合成的實驗1、2、二、研究勻變速直線運動t(s)(mt(s)(m/s)1.001.201.401.601.802.002.202.4000.050.100.150.200.250.30=1\*GB3①由靜止釋放小鐵球，用光電計時器記錄小鐵球在兩個光電門間的運動時間t，=2\*GB3②用刻度尺測量出兩個光電門之間的高度h，并計算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度；③保持光電門1的位置不變，改變光電門2的位置，重復=1\*GB3①的操作．測出多組（h，t），計算出對應的平均速度；④畫出-t圖像。請根據實驗，回答如下問題：（1）設小鐵球到達光電門1時的速度為v0，當地的重力加速度為g則小鐵球通過兩光電門間平均速度的表達式為=．（用v0、g和t表示）（2）實驗測得的數據如下表：請在坐標紙上畫出-t圖像．實驗次數123456h（cm）10.0020.0030.0040.0050.0060.00t(s)0.0690.1190.1590.1950.2260.255(m/s)1.451.681.892.052.212.35（3）根據-t圖像，可以求得當地重力加速度g=9.6（9.3-9.9）m/s2，試管夾到光電門1的距離約為6.3（5.8-6.7）（cm．28．（6分）如圖，將長直木板B支成斜面，擋光片P固定在小車C的前端，光電門G固定在木板的側面A處。讓小車在斜面上的同一位置O由靜止釋放，分別測得寬度Δx為2cm、4cm、6cm、8cm、10cm不同擋光片的擋光時間Δt(每次實驗時擋光片的前沿均與小車的前端對齊)，并計算出各次擋光片通過光電門的平均速度eq\x\to(v)(eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt))，畫出eq\x\to(v)-Δt圖像如圖。（1）（單選）實驗中最接近小車過A點時的瞬時速度的擋光片的寬度是（A）2cm（B）6cm（C）10cm（D）8cm（2）小車前端過A處的瞬時速度大小為_____m/s；（3）小車的加速度大小為________m/s2。答案：28．(6分)(1)(A)(2分）（2）0.378(0.370-0.380都正確）(2分）(3)0.920(0.890-0.930都正確(2分）三、研究有固定轉動軸物體的平衡條件四、驗證機械能守恒定律26．（4分）圖（甲）為《用DIS研究機械能守恒定律》的實驗。（1）（多選題）下列說法中正確的是：（）（A）必須測定擺錘的直徑（B）定位擋片的作用是改變擺錘的機械能（C）擺錘下落的高度可由標尺盤直接測定（D）擺錘每次都必須從擺錘釋放器的位置以不同的速度向下運動（2）某同學實驗得到的數據界面如圖（乙）所示，則擺錘經過C點的機械能約為_____________，根據各點的數據分析，可以得出結論：_____________________________________________________________________________________________________________________________。26．答案：（1）AC（2分）；（2）0.03J（1分），在只有重力做功的情況下，物體的動能和勢能相互轉化，但機械能的總量保持不變（1分）五、用單擺測定重力加速度28．（7分）某同學做“用單擺測定重力加速度”的實驗，實驗步驟如下：=1\*ROMANI．選取一個擺線長約1m的單擺，把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂。=2\*ROMANII．用米尺量出懸線長度，精確到毫米，作為擺長。=3\*ROMANIII．放開小球讓它來回擺動，用停表測出單擺做30～50次全振動所用的時間，計算出平均擺動一次的時間。=4\*ROMANIV．變更擺長，重做幾次實驗，根據單擺的周期公式，計算出每次實驗測得的重力加速度并求出平均值。上述實驗步驟有二點錯誤，請一一列舉：=1\*ROMANI．___________________________________________________________________________；=2\*ROMANII.___________________________________________________________________________；（2）按正確的實驗步驟，將單擺全部浸入水中做實驗，測得的重力加速度變_______。已知測得的單擺周期為T，擺長為L，擺球質量為m，所受浮力為F，當地的重力加速度的真實值g=__________。（1）=1\*ROMANI．測量擺球直徑，擺長應為擺線長加擺球半徑（2分），=2\*ROMANII.在細線偏離豎直方向小于5位置釋放小球（2分）；（2）小（2分），（1分）。(4分)圖甲所示是演示振動圖像的沙擺實驗裝置，沙擺可視為擺長L=1.0m的單擺，其擺動可看作簡諧運動。實驗中，細沙從擺動著的漏斗底部均勻漏出，用手沿與擺動方向垂直的方向勻速拉動紙板，漏在紙板上的細沙形成了圖乙所示的粗細變化有規律的一條曲線。（1）曲線之所以粗細不均勻，主要是因為沙擺擺動過程中速度(選填“位移”、“速度”或“加速度”)大小在變化。（2）若圖乙中AB間距離x=4.0m，當地重力加速度g=10m/s2，則紙板勻速運動的速度大小為1m/s。28．（7分）某興趣小組查閱資料獲知，彈簧振子做簡諧運動的周期（其中m是振子的質量，k是彈簧的勁度系數，彈簧質量忽略不計），利用該規律可以測定物體的質量。現有如下器材可供選擇：一個帶有夾子的金屬塊A（總質量m0為已知量）；待測質量的物體B；一根勁度系數未知的彈簧C；光電門傳感器和擋光片D；位移傳感器E；力傳感器F；數據采集器G；電腦H。（1）本實驗選用的器材：_______________________，（填寫器材后面的字母）。根據選用的器材，簡述測定系統振動周期的方法：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）簡述測量物體B的質量的主要步驟（直接測量的物理量請用字母表示）：①_____________________________________________________________________________；②_____________________________________________________________________________。（3）根據直接測量的物理量，B的質量mB=________________。28．答案：（1）ABCE（或D、或F）GH（1分），測量周期方法2分。（2）①不放B時使用DIS系統測出振動周期T1；②將B固定在A上，使用DIS系統測出振動周期T2。（每個步驟各1分）（3）（2分）27、（4分）在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：（1）某同學分別選用四種材料不同、直徑相同的實心球做實驗，各組實驗的測量數據如下。若要精確計算當地的重力加速度值，應選用第組實驗數據。組別擺球材料擺長L/m最大擺角全振動次數N/次1銅0.4015°202鐵1.005°503鋁0.4015°104木1.005°50（2）某同學選擇了合理的實驗裝置后，測量出幾組不同擺長L和周期T的數值，畫出圖線（以為縱軸），并算出圖線的斜率為k，則當地的重力加速度（用符號表示）。27（4分）（1）2，（2分）,（2）4π2/k（2分），六、驗證牛頓第二定律小車傳感器鉤碼細線27.(6分)在“用DIS小車傳感器鉤碼細線(1)已知水平軌道足夠光滑，傳感器已正確連接數據采集器。圖示中器材安裝中的一個錯誤是。(2)本實驗中細線拉力大小不能直接測量，我們把大小作為細線拉力大小。小車加速度(選填“較小”、“較大”或“無限制”)時，實驗結果更加精確。27.（6分）（1）細線不水平……2分（2）鉤碼重力……2分較小……2分28.（6分）位移傳感器由發射器和接收器組成，發射器內裝有紅外線和超聲波發射器，接收器內裝有紅外線和超聲波接收器。（1）如圖，固定在被測運動物體上的發射器向接收器同時發射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖，接收器收到紅外線脈沖時開始計時t1，收到超聲波脈沖時停止計時t2。已知超聲波在空氣中的傳播速度為v（紅外線傳播時間極短，可忽略），發射器和接收器之間的距離s=。（2）某小組設計了使用位移傳感器的圖示實驗裝置測量木塊下滑的加速度，讓木塊從傾斜木板上一點A靜止釋放，計算機描繪了滑塊相對傳感器的位移隨時間變化規律如圖所示。根據圖線計算t0時刻速度v=，木塊加速度a=（用圖中給出的S0、S1、S2、t0表示）。（1）（2分）,（2）（2分），（2分）dPQ28、（7分）某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系。彈簧秤固定在一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線P、Q，并測出間距．開始時將木塊置于P處，現緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數F0，以此表示滑動摩擦力的大小．再將木塊放回原處并按住，繼續向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數F，然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從P運動到Q處的時間．dPQ①木塊的加速度可以用、表示為．②改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度與彈簧秤示數F的關系．下列圖像能表示該同學實驗結果的是．aaOFaOFaOFaOFABCD③（多選）用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優點是。 A．可以改變滑動摩擦力的大小 B．可以更方便地獲取更多組實驗數據 C．可以更精確地測出摩擦力的大小 D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度28（7分）（1）2d/t2（2分）;（2）C（2分），(3)BC（3分）七、研究平拋物體的運動29．（8分）甲實驗小組利用圖（a）裝置探究機械能守恒定律。將小鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，斜槽軌道水平末端離落點的高度為H，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s。（g取10m/s2）（1）若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2＝____________（用H、h表示）。OOx/my/m0.501.000.501.00C（c）0h/10-1ms2/10-1m2=2\*GB3②=1\*GB3①（b）hHsA（a）（2）圖（b）中圖線=1\*GB3①為根據實驗測量結果，描點作出的s2－h關系圖線；圖線=2\*GB3②為根據理論計算得到的s2－h關系圖線。對比實驗結果，發現自同一高度靜止釋放的鋼球，實際水平拋出的速率_______（選填“小于”或“大于”）理論值。造成這種偏差的可能原因是__________________。hHsA（a）乙實驗小組利用同樣的裝置“通過頻閃照相探究平拋運動中的機械能守恒”。將質量為0.1kg的小鋼球A由斜槽某位置靜止釋放，由頻閃照相得到如圖（c）所示的小球位置示意圖，O點為小球的水平拋出點。（3）根據小球位置示意圖可以判斷閃光間隔為__________s。（4）以O點為零勢能點，小球A在O點的機械能為_______J；小球A在C點時的重力勢能為_______J，動能為______J，機械能為______J。29．（8分）（1）（1分）（2）小于（1分）軌道與小球間存在摩擦；小球的體積過大（答出一個即可，1分）（3）0.1（1分）（4）0.1125；－0.8，0.9125，0.1125（4分）測量小物塊Q與平板P之間的動摩擦因數的實驗裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的光滑四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點相切，C點在水平地面的垂直投影為C’。重力加速度為g。實驗步驟如下：=1\*GB3①用天平稱出物塊Q的質量m；=2\*GB3②測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和CC’的長度h；=3\*GB3③將物塊Q在A點從靜止釋放，在物塊Q落地處標記其落點D；=4\*GB3④重復步驟=3\*GB3③，共做10次；=5\*GB3⑤將10個落地點用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到C’的距離s。（1）請用實驗中的測量量表示物塊Q到達C點時的動能Ekc＝mgs2/4h以及物塊Q與平板P之間的動摩擦因數μ＝R/L－s2/4hL。（2）實驗步驟=4\*GB3④=5\*GB3⑤的目的是。如果實驗測得的μ值比實際值偏大，其原因除了實驗中測量的誤差之外，其它的可能是減小實驗的偶然誤差，圓弧軌道與滑塊間有摩擦或空氣阻力。（寫出一個可能的原因即可）。八、研究一定質量氣體的壓強與體積的關系27．（6分）某實驗小組利用如圖所示的裝置測量溫度：A是容積較大的玻璃泡，A中封有一定質量的空氣，B是一根與A連接的均勻細玻璃管（玻璃管的容積遠小于A的容積），管的下端插入水銀槽。當外界大氣壓p0=76cmHg，環境溫度t0=27℃時，管內水銀柱的高度h=46cm，在管壁外側與水銀面等高的位置標出對應的溫度，然后依次標出其它溫度刻線（1）此測溫裝置中，h越大，相應的溫度讀數越_________________（選填“高”或“低”）；溫度刻線是_________________分布的（選填“均勻”或“不均勻”）。（2）水銀柱高度h′=36cm處的溫度刻度值應為________________℃。（3）若外界大氣壓強變為p0′=77cmHg，讀出溫度為t℃，則實際溫度應修正為__________℃。27．答案：（1）低（1分）；均勻（1分）。（2）127℃（2分）。（3）t+10（2溫度計壓強傳感器28.(6分)如圖所示為“研究一定質量氣體在體積不變時，其壓強與溫度的關系”的實驗。壓強傳感器測量管內被封閉氣體的壓強，溫度計測量水溫。采用逐漸加入熱水使水溫升高，同時測量壓強和溫度溫度計壓強傳感器(1)(多選題)下列操作正確的是（）(A)密封氣體的試管大部分在水面上(B)每次加入熱水后，應立即讀數保證數據的正確性(C)不必測量被封閉氣體的體積(D)為了提高實驗精度可將溫度計換成溫度傳感器(2)(單選題)某同學記錄下了初始時封閉氣體壓強p0和攝氏溫度t0，隨后逐漸升高溫度，并記錄下每次測量結果與初始值的差值Δp和Δt。在實驗中出現壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續加熱水實驗，其余操作無誤。Δp-Δt的關系圖應是（）ΔΔpΔpΔpΔpΔtΔtΔtΔt(A)(B)(C)(D)28.（6分）（1）CD……3分（2）D……3分27.（4分）在用單分子油膜估測分子大小的實驗中，（1）（多選）某同學計算出的結果明顯偏大，可能是由于（）（A）油酸未完全散開（B）油酸中含有大量酒精（C）計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格（D）求每滴溶液中純油酸的體積時，1mL溶液的滴數多記了10滴（2）在做實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩定后，測得油膜的近似輪廓如圖所示。圖中正方形小方格的邊長為1cm，根據上述數據，估測出油酸分子的直徑是________nm。（1）AC（2分）（2）0.4（2分）九、機械振動和機械波26.(4分)在“觀察水波的干涉”實驗中得到如圖所示的干涉圖樣。O1、O2為波源，實線表示波峰，虛線為P位置與波源連線，且。O1O2ABCP(1)P點是振動點（選填“O1O2ABCP(2)(單選題)若有一小紙片被輕放在P點浮于水面上，則此后紙片運動情況是(A)一定沿箭頭A方向運動(B)一定沿箭頭B方向運動(C)一定沿箭頭C方向運動(D)在P點處隨水面上下運動26.（4分）（1）加強……2分（2）D……2分扭秤26.(4分)（多選題）圖所示的儀器叫做庫侖扭秤，是法國科學家庫侖精心設計的，用來研究靜電力的規律．經過多次艱苦的反復實驗，庫侖最終找到了電荷間相互作用的規律，總結出庫侖定律．下列說法正確的是：AB(A)庫侖扭秤的主要部分是在一根細金屬絲下面懸掛一根玻璃棒，棒的一端有一個金屬小球A，另一端是一個平衡小球B．在離A不遠處放一個跟A相同的金屬球C．(B)如果A、C球帶同種電荷，它們間的斥力使玻璃棒轉過一個角度，從它扭轉的角度可以計算出電荷間相互作用力的大小．(C)在實驗過程中一定要把該實驗裝置的玻璃罩內抽成真空的．(D)在實驗過程中一定要使A、B球帶同種等量的電荷．其他：27．伽利略在研究自由落體運動規律時做了著名的斜面實驗，實驗中他將接近光滑的直木板槽傾斜固定，讓銅球從木板槽頂端沿斜面由靜止滑下，并用水鐘測量銅球每次下滑的時間，研究銅球的運動路程s和時間t的關系，伽利略得到的結論是s________；若將此實驗結論做合理外推，也可適用于自由落體運動，其原因是銅球在斜面上運動的加速度27．（5分）t2（2分） C（3分）27．（5分）t2（2分） C（3分）A．與銅球質量成正比 B．與斜面傾角成正比C．隨斜面傾角的增大而增大 D．不隨斜面傾角的變化而變化其他:27．（6分）（1）如圖所示的四個圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的四個步驟，將它們按a