《2022年高考物理名师考点点拨专题讲义：专题力学与光学实验 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理名师考点点拨专题讲义：专题力学与光学实验 .pdf（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习好资料欢迎下载考题 1 探究功与速度变化的关系例 1(2014 天津 9(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图 1 所示图 1 若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_(单选 )实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号 )A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现
2、匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：_ _. 他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号 )A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力解析 本实验需要知道小车的动能，因此还需要用天平测出小车的质量，用刻度尺测
3、量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 23 页学习好资料欢迎下载牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D 正确在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码 )当小车在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C、D
4、正确答案 刻度尺、天平(包括砝码 )D可在小车上加适量砝码(或钩码 )CD 1 (2014 吉林长春第四次调研)某实验小组同学利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理如图 2 所示， 他们通过改变滑轮下端的小沙盘中沙子的质量来改变滑块所受水平方向的拉力；滑块上安有宽度为d 的挡光片，实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块 (带挡光片 )的质量为 M，用最小分度为1mm 的刻度尺测量出光电门1 和 2 之间的距离x，计时器显示挡光片经过光电门的时间分别为t1和 t2. 图 2 (1)(单选 )用最小分度为1mm 的刻度尺测量出光电门1 和 2 之间的距离x，以下数据合理的是() A5
5、0cmB50.00cm C50.0cmD 50.000cm (2)小组的某位同学探究得出结论的表达式为mgx12(Mm)(dt2)2(dt1)2，请问在这位同学的实验操作过程中是否需要满足“小沙盘和沙子的总质量m 远远小于滑块(带挡光片 )的质量M”这个条件_(填“是”或“否”)(3)为减小实验误差可采取的方法是_A适当增大挡光片的宽度dB适当减小挡光片的宽度dC适当增大两光电门之间的距离xD适当减小两光电门之间的距离x答案 (1)B(2)否(3)BC 解析 (1)刻度尺的最小分度是1mm，所以用cm 做单位时小数点后保留两位，所以B 正确， A、C、 D错误； (2)通过表达式可以看出此同学
6、的研究对象是系统，所以并不需要满足“小盘和沙子的总质量m远远小于滑块 (带挡光片 )的质量 M”这个条件； (3)适当减小挡光片的宽度，或适当增大光电门间的距离可减小误差精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 23 页学习好资料欢迎下载2在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图3 所示的装置，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：图 3 (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
7、小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列 _的点(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，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图4 所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E 等多个计数点，各个计数点到O 点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE、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_，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_图 4 (4)某同学以A 点为起始点，以A 点到各
8、个计数点动能的增量 Ek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_ 答案(1)间距相等(2)释放小车(3)M hEhC28T2F(hDhA)(4)外力所做的功等于物体动能的变化量解析(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车(3)D 点的瞬时速度等于CE 段的平均速度，即vDhEhC2T，故打下D 点时的动能为EkD12Mv2DM hEhC28T2；拉力对小车做的功为W F(hDhA)(4)因图线是一条过原点的直
9、线且直线的倾角为45 ，可得出方程式 Ek W，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量考题 2 验证机械能守恒定律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 23 页学习好资料欢迎下载例 2 为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图5 所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：图 5 A小车 B钩码 C一端带滑轮的木板D细线E电火花计时器F纸带 G毫米刻度尺H低压交流电源I220V 的交流电源(1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是_(填写器材序号 )，还应补充的器材是_(2)实验中得到了一条纸
10、带如图6 所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7 个点 (标号 06)，测出 0 到1、2、3、 4、5、6 点的距离分别为d1、d2、d3、d4、 d5、d6，打点周期为T.则打点 2 时小车的速度v2_；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点 1 和点 5 时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1 与点 5 间系统的机械能守恒的关系式可表示为_图 6 (3)在实验数据处理时，如果以v22为纵轴，以d 为横轴，根据实验数据绘出v22d 图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为_解析(1)电火花计时器需接通220V 交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出
11、小车的质量M. (2)打点 2 时的速度等于点1 到点 3 之间的平均速度，即v2d3d12T或d44T；根据机械能守恒，整个系统减少的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg(d5d1)12(Mm)(v25v21)(3)根据 v22ad，因此v22 d 图线的斜率就是加速度，而对钩码进行受力分析可知：mgFTma，而对小车 FTMa，因此可得amMmg. 答案(1)H 天平(2)d3d12T或d44Tmg(d5d1)12(Mm)(v25 v21)(3)mMmg精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 23 页学习好资料欢迎下载3在
12、“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少量等于它动能的增加量，以下操作步骤中不必要的或错误的是() A用天平称出重锤的质量B把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它与低压交流电源连接起来C把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度D用秒表测出重锤下落的时间【答案ABD 】解析 由于本实验中需要验证：mgh12mv2，整理后为： gh12v2，即重锤的质量不用测量，选项 A 中操作不必要；电火花计时器用220V 交流电源，故选项B 错误；将重锤提升一定高度，然后释放，故选项C 正确；重锤下落时间可以通过纸带上的点计算，所以不用测量时间，
13、故选项D中操作不必要4某实验小组利用图7 所示装置验证机械能守恒定律实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带打出的纸带如图8 所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A 点距起点O 的距离为x0，点 A、C 间的距离为x1，点 C、E 间的距离为x2.已知重物的质量为m，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点C：图 7 图 8 (1)重物减少的重力势能 Ep_， 增加的动能为 Ek_.若算得的 Ep和 Ek值很接近，则说明： _. (2) 一般来说，实验中测得的 Ep_ Ek( 填“大于”、“等于”或“小于”)，这是因为_答案 (1)mg(x0 x1)mf2x1x2
14、232在误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒(2)大于重物克服阻力做功解析 (1)打出点 C 时的速度为vCx1x24Tf x1x24，所以 Ek12mv2Cmf2x1x2232. (2)由于阻力的存在，所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能考题 3 探究单摆周期与摆长的关系例 3 在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，请回答下列问题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 23 页学习好资料欢迎下载(1)现已提供了以下器材：铁架、夹子、毫米刻度尺、游标卡尺、细线为了完成实验，还必须从图9中挑选出一些实验器材，其名称是_
15、(漏选或多选得零分)图 9 (2)甲、乙两组同学将单摆按如图10 所示的方式悬挂，你觉得比较合理的是_(填“甲”或“乙” )图 10 (3)正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球经过 _(填“平衡位置”、“最大位移处”“任意位置”)时开始计时， 并记数为“ 1”，当摆球第 49 次经过此位置停止计时读出这段时间为t，则单摆的周期T_. (4)实验小组又利用单摆周期公式来测量当地的重力加速度g.为使测量结果更准确， 利用多组数据求平均值的办法来测定g 值小组成员设计了如下的记录表格，你认为表 _(填“ A”或“ B”)设计得比较合理表 A 12
16、34平均值g/(m s2)L/m T/s 表 B 1234平均值L/m T/s g/(m s2) 答案 (1)秒表、铁球(2)甲(3)平衡位置t24(4)B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 23 页学习好资料欢迎下载解析 (1)必须需要的器材是：秒表和铁球；(2)甲、乙两组同学将单摆按如题图11 所示的方式悬挂，比较合理的是甲； 因为乙图中当单摆摆动起来后由于摆线会缠绕在铁夹上，使单摆的摆长变化；(3)计时的起点应该在最低点，即平衡位置；单摆的周期Ttnt4912t24；(4)实验中不能把测量几次的摆长和周期取平均值，而
17、应该把每次测得的重力加速度取平均值，所以表B 设计比较合理5(1)两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室，各自在那里用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2 L 图象，如图11 所示在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是_(选填“ A”或“B”)图 11 (2)(单选 )在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b 两个摆球的振动图象，如图12 所示关于 a、b 两个摆球的振动图象，下列说法正确的是_图 12 Aa、b 两个单摆的摆长相等Bb 摆的振幅比a 摆小Ca 摆的机械能比b 摆大 D在 t1s
18、 时有正向最大加速度的是a 摆答案 (1)A(2)D 解析(1)根据单摆的周期公式T2Lg，得： T242gL，所以 T2L 图象的斜率k42g，重力加速度随纬度的升高而增大，g 越大，斜率越小，广东中山大学的物理实验室纬度低，g 值小，斜率大，故中山大学的同学所测实验结果对应的图线是A. (2)由图知，两摆周期不同，故摆长不同，所以A 错误； b 摆的振幅比a 摆大，故B 错误；因不知摆球质量的大小，故不能确定机械能的大小，所以C 错误；在t1s时 a 摆在负的最大位移处，有正向精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 23 页
19、学习好资料欢迎下载最大加速度， b 摆在平衡位置，加速度最小，所以D 正确6(1)某实验小组拟用图13 所示的装置研究滑块的运动实验器材有：滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、漏斗和细线组成的单摆(细线质量不计且不可伸长，装满有色液体后，漏斗和液体质量相差不大)等实验前，在控制液体不漏的情况下，从漏斗某次经过最低点时开始计时，测得之后漏斗第100 次经过最低点共用时100 秒；实验中， 让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动，漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置图 13 图 14 (1)该单摆的周期是_s. (2)图1
20、4 是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带，根据纸带可求出滑块的加速度为_m/s2.(结果取两位有效数字) (3)用该实验装置测量滑块的加速度，对实验结果影响最大的因素是_答案 (1)2(2)0.10(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆周期，影响加速度的测量值解析 (1)一个周期内漏斗2 次经过最低点，所以周期T2s(2)由图可知时间间隔为半个周期t1s，由逐差法可知a0.3999 0.30010.20010.09992212m/s20.10 m/s2.(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆周期，影响加速度的测量值考题 4测定玻璃的折射率例 4 某同学用圆柱
21、形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和 P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被 P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使 P3挡住 P1、 P2的像，使P4挡住 P3和 P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图15 所示图 15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 23 页学习好资料欢迎下载(1)在图上画出所需的光路(2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有_(要求在图上标出)(3)测出的折射率n
22、_. 答案 (1)见解析(2)入射角 i 和折射角r(3)sinisinr解析 (1)连接 P1、P2并与玻璃砖相交，得到入射光线，再连接P3、P4并与玻璃砖相交，得到射出玻璃砖的光线，连接这两个交点得到光线在玻璃砖内的折射光线，如图所示(2)作出经过入射点的切线和法线，标出入射角i 和折射角r，如图所示，实验需要测出这两个角(3)根据折射定律，nsinisinr. 7.测定玻璃砖折射率的实验如图16 所示，在把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线，它们分别是 _、_、_，最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由 P3、P4的位置决定了光线的 _方向，从而确定了折射光线_的方向图 16
23、答案 (1)aaMM AOOBOO解析 首先画出直线aa代表玻璃砖的一个侧面，再画MM 表示法线，画AO 表示入射光线，根据光沿直线传播的经验，利用大头针P3、 P4确定出射光线， 也就确定了出射光线的出射点O， 画出 OO直线为折射光线考题 5 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头) 例 5 用双缝干涉测光的波长的实验装置如图17a所示，已知单缝与双缝的距离L160mm，双缝与屏的距离L2700mm，单缝宽d10.10mm，双缝间距d20.25mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心之间的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的
24、中心，(如图 b 所示 )，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 23 页学习好资料欢迎下载图 17 (1)分划板的中心刻线分别对准第1 条和第 4 条亮纹的中心时，手轮上的读数如图18 所示，则对准第1 条时读数x1 _mm，对准第4 条时读数x2 _mm，相邻两条亮纹间的距离 x_mm. (2)计算波长的公式 _；求得的波长值是_nm(保留三位有效数字)图 18 答案 (1)2.1907.8681.893(2)d2L2 x676 解析
25、 (1)螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍，第一条即读为2mm，同时找到第19 条刻度线与固定刻度对齐，估读一位即19.0，再乘以精确度0.01mm，最终结果为2mm19.0 0.01mm2.190mm，同理，第4 条对应读数为7.5mm36.80.01mm7.868mm，第一条到第四条共有三个相邻亮条纹间距， 所以两条相邻亮条纹间距 x7.868mm2.190mm31.893mm.(2)双缝干涉相邻条纹间距 xld ，其中 l 是双缝到屏的距离，d 是双缝间距， 对照已知条件可得 xL2d2，可得波长 xd2L2，代入数据计算可得 676nm. 8如图 19 所示，在“用双缝干涉测
26、光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：光源、_、_、_、遮光筒、光屏对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(或暗条纹 )间的距离，可采取_或_的方法图 19 答案 滤光片单缝屏双缝屏减小双缝间距加长遮光筒精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 23 页学习好资料欢迎下载解析 根据双缝干涉实验装置可知，为滤光片， 为单缝屏， 为双缝屏；由公式xld可知，对于同种色光，增大l(加长遮光筒 )或者减小 d(减小双缝间距)都可使得 x 增大考题 6 力学创新实验的分析技巧例 6 一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作
27、圆周运动时向心力与角速度、半径的关系(1)首先，让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r 为 0.08m 的圆周运动， 数字实验系统得到若干组向心力 F 和对应的角速度 ，他们根据实验数据绘出了F的关系图象如图20 中 B 图线所示，兴趣小组的同学猜测r 一定时， F 可能与 2成正比 你认为， 可以通过进一步转换，做出 _关系图象来确定他们的猜测是否正确(2)将同一砝码做圆周运动的半径r 再分别调整为0.04m、 0.12m，又得到了两条F图象，如图中 A、C 图线所示通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出一定时， Fr 的结论，你认为他们的依据是 _(3)通过上述实验， 他们得出： 做圆
28、周运动的物体受到的向心力F 与角速度 、半径 r 的数学关系式是Fk2r，其中比例系数k 的单位是 _图 20 解析 (1)通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F 与 2成正比可以通过进一步的转换，通过绘出F 与 2关系图象来确定他们的猜测是否正确，如果猜测正确，做出的F 与 2的关系式应当是一条过原点的倾斜直线(2)在证实了F2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r 再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条 F 图象，取任意相同 ，A、B、C 三图线对应向心力之比均约为32 1，与其对应半径之比相同如果比例成立则说明向心力与物体做圆周运动的半径成正比(3)表达式 Fk2r 中 F、 、r
29、 的单位分别是N、rad/s、m，又由 v r 有： 1 m/s1(rad/s)m，由 Fma，有 1 N1 kg m/s2，则得： 1Nk (1rad/s)2 1 mk m/s2；则得 k 的单位是kg. 答案 (1)F 与 2(2)取任意相同 ，A、B、C 三图线对应向心力之比均约为321，与其对应半径之比相同(3)kg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 23 页学习好资料欢迎下载9(2014 广东 34(2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系如图21(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁
30、架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k_N/m.( g取 9.8 m/s2) 图 21 砝码质量 /g50100150 弹簧长度 /cm8.627.636.66 取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图 (b)所示， 调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_重复中的操作，得到v 与 x 的关系如图 (c)，由图可知，v 与 x 成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比答案 50相等滑块的动能正
31、比压缩量的二次方解析 加 50g 砝码时，弹簧弹力F1mgk(l0l1)，加 100g 砝码时 F22mg k(l0l2)， FF2F1k(l1l2)，则 k 49.5N/m ，同理由加100 g 砝码和加 150 g 砝码的情况可求得k 50.5 N/m ，则劲度系数k kk250N/m. 使滑块通过两个光电门时的速度大小相等，就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动弹性势能转化为滑块的动能图线是过原点的直线，所以v 与 x 成正比，整个过程弹性势能转化为动能，即E弹 Ek12mv2，弹性势能与速度的二次方成正比，则弹性势能与弹簧压缩量x 的二次方成正比知识专题练训练10 题组 1 探究功与速
32、度变化的关系1如图1 甲是利用滑块验证动能定理的装置，除图示器材外，还有学生电源、导线、复写纸、天平精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 23 页学习好资料欢迎下载和细沙(1)本实验还需要的实验器材有_(2)实验前，需要_，此步骤中 _(填“需要”或“不需要”)挂着小沙桶(3)设滑块质量为M， 沙与沙桶的总质量为m， 本实验中要求M 和 m 满足的条件是： _. (4)图乙是滑块做匀加速直线运动的纸带测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g.则本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中所给的字母表示
33、) 图 1 答案 (1)刻度尺(2)平衡摩擦力不需要(3)m 远远小于M(4)mgxABM8T2(x2Bx2A) 解析 (1)因需测量纸带上的点间距离，故还需要刻度尺；(2)滑块在运动的过程中受摩擦力作用，为使拉力等于合外力，故应平衡摩擦力，平衡时，把木板的左端抬高，使重力的分力等于摩擦力，故不需要挂小沙桶； (3)平衡摩擦力后，对系统有：mg(mM)a，对 M：FTMa，联立解得FTMmMmgm1mMg，为使 FT约等于 mg，需满足m 远远小于M；(4)根据匀变速运动的规律可求打A 点的速度 vAxA2T，打 B 点速度 vBxB2T，从 A 到 B，验证的表达式为mgxAB12Mv2B1
34、2Mv2A，代入得mgxABM8T2(x2Bx2A)2某同学利用如图2 所示的装置验证动能定理将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度 H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：图 2 高度 H(h 为单位长度 )h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 23 页学习好资料欢迎下载竖直位移y/cm30.015.010.
35、07.56.05.04.33.83.3 (1)在安装斜槽时，应注意_；(2)已知斜槽倾角为 ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为 ，木板与斜槽末端的水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是_(3)若想利用图象直观得到实验结论，最好应以H 为横坐标，以 _为纵坐标，描点作图答案 (1)使斜槽末端O 点的切线水平(2)H(1tan)x24y(3)1y解析 (1)本实验根据平抛运动的规律测量小球离开斜槽的速度，为保持小球做平抛运动，应使斜槽末端O 点的切线水平(2)设小球离开斜槽时的速度为v，根据平抛运动的规律得：
36、xvt，y12gt2联立得： v xg2y小球在斜槽上滑下过程中，重力和摩擦力做功，则合力做的功为：WmgH mg cos HsinmgH(1tan) 小球动能的变化量 Ek12mv212m(xg2y)2mx2g4y则小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是：H(1tan)x24y或 Hyx2441tan. (3)根据上式可知：最好应以H 为横坐标，以1y为纵坐标，描点作图题组 2 验证机械能守恒定律3为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图3 所示当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的光
37、电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将具有很好挡光效果的宽度为d3.8103m 的黑色磁带贴在透明直尺上实验时，将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间 ti与图中所示的高度差 hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(表格中 M 为直尺质量，取g9.8m/s2)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 23 页学习好资料欢迎下载图 3 ti(103s)vid ti(m s1) Ei12Mv2i12Mv21 hi(m)Mg hi11.213.1321.153.310.58M
38、0.060.58M31.003.782.24M 0.232.25M40.954.003.10M 0.323.14M50.900.41 (1) 从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vid ti求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：_. (2)请将表格中的数据填写完整(3)通过实验得出的结论是：_. (4)(单选 )根据该实验，请你判断下列 Ek h 图象中正确的是() 答案(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)4.224.01M4.02M(3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量(4)C 解析 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度
39、，故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用vid ti求出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 23 页学习好资料欢迎下载(2)第 5 点速度为v5d t53.8103m0.90103s4.22m/s. 从第 5 点到第 1 点间动能的增加量为 Ek12Mv2512Mv2112M(4.2223.132)4.01M. 从第 5 点到第 1 点间重力势能的减少量为 EpMg h5 M9.80.414.02M. (3)从表中数据可知，在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量(4)根据动能定理可知：Mg h Ek，故 Ek
40、 h 的图象是一条过原点的直线，故C 正确4如图4 甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德(G Atwood1746 1807)创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示图 4 (1)实验时，该同学进行了如下操作：将质量均为M(A 的含挡光片、 B的含挂钩 )的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上， 处于静止状态 测量出 _(填“ A 的上表面”、“A 的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离 h. 在 B 的下端挂上质量为m 的物块 C，让系统 (重物 A、B 以及物块C)中的物体由静止开始运动，
41、光电门记录挡光片挡光的时间为 t. 测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律(2)如果系统 (重物 A、B 以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为_(已知重力加速度为g)(3)引起该实验系统误差的原因有_ (写一条即可 )(4)验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统(重物 A、B 以及物块C)的机械能守恒，不断增大物块 C 的质量 m，重物 B 的加速度a 也将不断增大，那么a 与 m 之间有怎样的定量关系？a 随 m 增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 23 页
42、学习好资料欢迎下载写出 a 与 m 之间的关系式：_ (还要用到M 和 g)a 的值会趋于 _答案(1)挡光片中心(2)mgh12(2Mm)(d t)2(3)绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)amg2Mmg2Mm1重力加速度g解析 (1)、(2)需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，系统的末速度为：vd t，则系统重力势能的减少量 Epmgh，系统动能的增加量为： Ek12(2Mm)v212(2Mm)(d t)2，若系统机械能守恒，则有：mgh12(2Mm)(d t)2. (3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验
43、系统误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg，则系统加速度为：amg2Mmg2Mm 1，当 m 不断增大，则a 趋于 g. 题组 3 探究单摆周期与摆长的关系5在“用单摆测重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T 和 l 的数据，作出T2l 图象，如图5 所示图 5 (1)实验得到的T2l 图象是 _； (2)小球的直径是_cm；(3)实验测得当地重力加速度大小是_m/s2(取三位有效数字)答案 (1)c(2)1.2(3)9.86 解
44、析 (1)由题意知，在实验测量摆长时，多加了小球一个半径，故得到的图像是c；(2)由图知，多加的半径等于0.6cm，故直径为1.2cm；(3)根据单摆的周期公式T2lg可得 lg42T2，故图象的斜率kg42，代入解得：g 9.86m/s2. 6某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 23 页学习好资料欢迎下载图 6 所示，则该摆球的直径为_cm. 图 6 图 7 某同学先测得摆线长为89.2cm，然后用秒表记录了单摆振动30 次全振动所用的时
45、间如图7 甲中秒表所示，则：该单摆的摆长为_cm(小数点后保留两位有效数字)，秒表所示读数为_s. 为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l，测出相应的周期T，从而得出一组对应的l 与 T 的数值，再以l 为横坐标， T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图7 乙所示，则测得的重力加速度g_. 答案 0.97cm89.6957.09.86m/s2解析 游标卡尺的读数分为两部分，一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即9mm，第二部分是游标尺与主尺对齐的刻度线与精确度的乘积即70.1mm0.7mm，最终读数为9mm70.1mm9.7mm0.97cm.单摆的摆长为摆线长和摆球半径之和即8
46、9.2cm0.972cm89.69cm，秒表读数从分针即短针可知，不到1 分钟但超过了半分钟，所以秒针读数对应较大的刻度即57.0s根据单摆的周期公式T2lg可得， T2l 图象斜率即T2l42g 4，带入计算得g9.86m/s2. 题组 4 测定玻璃的折射率7在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和 P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使 P3挡住 P1、 P2的像， P4挡住 P3和P1、 P2的像如图 8 所示，aa和 bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“ ”表示大头针的位置图中 AO 表示经过大头针P1和 P2的光
47、线，该光线与界面aa交于 O 点， MN 表示法线图 8 (1)请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角1和折射角2；(2)该玻璃砖的折射率可表示为n_.(用 1和 2表示 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 23 页学习好资料欢迎下载答案 (1)光路图如下图所示(2)sin1sin2解析 (1)使 P3挡住 P1、P2的像，即 P3和 P1、P2在同一条光线上，同理P4和 P1、P2、P3在同一条光线上，即四个大头针在同一条光线上，所以可得到玻璃砖的入射光为P1、P2的连线，出射光为P3、P4
48、的连线，从而找到玻璃砖的入射点和出射点，也就找到了光在玻璃砖里面的传播路径，即从空气到玻璃砖的折射光线过入射点做法线，入射光和法线夹角为入射角，折射光和法线夹角为折射角，如答案所示 (2)折射率为空气到玻璃砖的入射角正弦值和折射角正弦值的比值，即nsin1sin2. 8.在“测定玻璃的折射率”的实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa和bb后，不慎误将玻璃砖向上平移至如图9 中虚线所示位置，若其他操作正确，则测得的折射率将_(填“偏大”、“偏小”和“不变”)图 9 答案 不变解析 如图所示， 实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射
49、角和折射角没有变化，则由折射定律nsinisinr得知，测得的折射率将不变题组 5 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头) 9现有毛玻璃屏A、双缝 B、白光光源C、单缝 D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在如图 10 所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长图 10 (1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 23 页学习好资料欢迎下载(2)本实验的实验步骤有：取下遮光筒左侧的元件，
50、调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头 (其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离在操作步骤时还应注意_和_(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1 条亮纹， 此时手轮上的示数如图11 甲所示 然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮纹中心对齐，记下此时如图乙中手轮上的示数为 _mm ，求得相邻亮纹的间距 x 为_mm. 图 11 (4)已知双缝间距d 为 2.0104m，测得双缝到屏的距离l 为 0.700m，由计算公式 _，求得所测红光波