(浙江专用版)高考物理二轮复习专题七实验题题型强化第16讲力学和光学实验讲义
2024年浙江省选考物理二轮复习专题讲练实验题题型练(二)含详解
实验题题型练（二）1．（1）如图甲为某同学利用气垫导轨“测当地重力加速度g”的实验装置。
①主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；B．利用螺旋测微器测出遮光条的宽度，如图乙所示，该遮光条宽度d＝mm；C．用天平称出钩码的质量m、滑块（含传感器和遮光条）的总质量M；D．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离s；E．打开气源，释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t。
②在滑块从静止释放到遮光条运动到光电门的过程中，系统动能增加量的测量值为ΔE k＝；③通过改变s重复实验得到多组数据，作出了1t2−s图像，测得图像斜率为k，则当地重力加速度g＝；（2）另一同学仍用该装置，探究加速度与力和质量的关系．该同学根据第（1）问的数据可得物体运动加速度a ＝（用d、t、s表示），该同学根据传感器的读数直接得出了拉力F，则a与F的关系图像最符合本实验实际情况的是。
2．在“电池的电动势和内阻的测量”实验中：（1）一节待测干电池的电动势约1.5V，内阻约1Ω，所用器材和部分电路连线如图1所示，导线E端应与滑动变阻器（选填“A”或“B”）接线柱连接，导线C端应与D（选填“D”或“E”）端连接。
开关闭合前，滑动变阻器滑触头应置于最（选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组（U，I）数据，并作出电源的U﹣I图像，如图2所示。
①图2中作出的U﹣I图像不当之处是。
A．不应用直线去拟合各点B．拟合直线的斜率太小C．拟合直线的倾斜度太小②为了减少由于以上原因造成的实验误差，请写出至少一种改进方案。
（3）实验中，发现安培表坏了，实验小组找了一个电阻箱，用电阻箱和电压表代替安培表，重新设计了测量电路（如图3所示）。
闭合开关，改变电阻箱阻值获得多组（U，R）数据，作出1U −1R图像，如图4所示，根据图像得到干电池的电动势是V；内阻Ω。
（结果均保留三位有效数字）3．某实验小组利用如图1所示的装置研究在小车质量一定时，小车的加速度a与受到的外力F的关系。
高考物理大二轮复习 专题七 物理实验 第一讲 力学实验教学案
第一讲力学实验[答案] (1)逐差法、平均值法、图像法．(2)(3)刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器．(4)秒表、打点计时器、光电计时系统．(5)弹簧测力计、力传感器．热点考向一基本仪器的使用【典例】(1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________cm.(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________mm.(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为 1.731 mm，则a＝________，b＝________.(4)该同学测定一金属杆的长度和直径，示数分别如图丁、戊所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.[思路引领] 使用游标卡尺时要掌握各个部分的作用，读数时要分清最小刻度，注意游标卡尺读数时要从游标尺的0刻度开始．螺旋测微器读数时要注意固定刻度上有整毫米和半毫米两行刻度线，若半毫米刻度线未露出，则只读整毫米刻度线部分；若半毫米刻度线已露出，则连半毫米刻度线部分一起读出．刻度尺读数时要精确到最小分度，并估读到下一位．[解析] (1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量，根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为 2.5 mm＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm.(3)因1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a＝20，b＝0.(4)由图丁所示可得金属杆的长度L＝60.10 cm.由图戊知，此游标尺为50分度，游标尺上第10条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则该金属杆直径d＝4 mm＋150×10 mm＝4.20 mm.[答案] (1)深度尺10.03 (2)2.760 (3)20 0 (4)60.10 4.201．游标卡尺和螺旋测微器的读数方法(1)游标卡尺的读数方法：d＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)．(2)螺旋测微器的读数方法测量值＝固定刻度＋(可动刻度＋估读值)×0.01 mm.注意要估算到0.001 mm.2．螺旋测微器读数时应注意的问题(1)固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出．(2)可动刻度的旋钮要估读，估读到0.001 mm.3．游标卡尺读数技巧(1)读数时应以毫米为单位，读出后再进行单位换算．(2)主尺上的读数，应以游标尺零刻度左端主尺上的刻度为准．(3)20分度的游标卡尺，其读数要精确到0.05 mm，读数的最后一位数字为“0”或“5”.50分度的游标卡尺，其读数要精确到0.02 mm，读数的最后一位数字为“0”、“2”、“4”、“6”、“8”．1．一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm，用它测量某工件宽度，示数如图甲所示，其读数为________ mm；图乙中的螺旋测微器读数为_________________________mm.[解析] 本题考查游标卡尺和螺旋测微器读数，意在考查学生仪器的使用和读数能力.50刻度游标卡尺的精确度为0.02 mm，读数23 mm＋10×0.02 mm＝23.20 mm；螺旋测微器读数1 mm＋13.0×0.01 mm＝1.130 mm.[答案] 23.20 1.130(±0.002均对)2．(1)某同学用自己发明的新式游标卡尺测量小钢球的直径，新式卡尺将主尺上39 mm 在游标尺上均分成20等份．如图所示，则小钢球的直径为d＝________cm.(2)该同学又用螺旋测微器测量某电阻丝的直径，示数如图，则该金属丝的直径为________mm.[解析] (1)游标卡尺20个格总长39 mm，每个格1.95 mm，比主尺上两格(2 mm)少0.05 mm，因此读数方法与普通20分度卡尺一样，读数为1.035 cm.(2)螺旋测微器读数注意上边半格没露出，还要注意估读，根据测量值＝固定刻度＋(可动刻度＋估读值)×0.01 mm可得1.195 mm.[答案] (1)1.035 (2)1.195新式游标卡尺的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同，新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使得读数时显得清晰明了，方便了使用者正确读取数据，原理与传统卡尺相同．通常游标卡尺的刻度有10分度，20分度，50分度三种，新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm等分成50份.热点考向二纸带类实验【典例】(2019·全国卷Ⅱ)如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等．回答下列问题：(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g 和铁块下滑的加速度a表示)．(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ＝30°.接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示．图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)．重力加速度为9.80 m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数)．[思路引领] (1)注意两个计数点之间的时间间隔T＝0.10 s.(2)可考虑用逐差法求a，减小实验误差．[解析] (1)对铁块受力分析，由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得μ＝g sin θ－a g cos θ.(2)两个相邻计数点之间的时间间隔T ＝5×150s ＝0.10 s ，由逐差法和Δx ＝aT 2，可得a ＝1.97 m/s 2，代入μ＝g sin θ－a g cos θ，解得μ＝0.35. [答案] (1)g sin θ－a g cos θ(2)0.351．一套装置涉及常考五个实验(1)研究匀变速直线运动；(2)验证牛顿第二定律；(3)探究动能定理；(4)验证机械能守恒；(5)测定动摩擦因数．2．纸带的三大应用(1)由纸带确定时间要区别打点计时器(打点周期为0.02 s)打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，若每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt ＝0.1 s.(2)求解瞬时速度利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于这一段时间中间时刻的瞬时速度求打某一点的瞬时速度．如图甲所示，第n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T.(3)用“逐差法”求加速度如图乙所示，因为a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，所以a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1－x 2－x 39T2.迁移一 研究匀变速直线运动1．(2019·洛阳高三统考)某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带，纸带上O 、A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为计数点，每两个相邻计数点间还有4个点没有画出．(1)两相邻计数点间的时间间隔为T ＝________s.(2)由纸带可知，小车的加速度为a ＝________m/s 2，在打D 点时小车的速度v D ＝________m/s(以上两空保留两位有效数字)，F 到G 的距离大约为________cm.(3)若实验时，电源频率略低于50 Hz ，但该同学仍按50 Hz 计算小车的加速度，则测量得到的小车的加速度与真实的加速度相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．[解析] (1)电源频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一次点，每两个相邻计数点间还有4个点没有画出，所以两相邻计数点之间的时间间隔T ＝0.1 s.(2)由纸带数据可得Δx ＝0.75 cm ，根据匀变速直线运动的推论Δx ＝aT 2可得a ＝Δx T 2＝0.75×10－20.12 m/s 2＝0.75 m/s 2.也可用a ＝x CF －x OC 9T 2求得a ＝(13.2－6.45)×10－2m 9×0.01 s 2＝0.75 m/s 2. 利用匀变速直线运动的推论得v D ＝x OE －x OC 2T ＝(14.50－6.45)×10－2 m 2×0.1 s＝0.40 m/s x EF ＝19.65 cm －14.50 cm ＝5.15 cm ，x FG ＝x EF ＋Δx ＝5.15 cm ＋0.75 cm ＝5.90 cm.(3)如果在某次实验中，电源的频率f <50 Hz ，则实际打点周期变大，根据运动学公式Δx ＝aT 2，分析可知，测量的加速度与真实的加速度相比偏大．[答案] (1)0.1 (2)0.75 0.40 5.90 (3)偏大迁移二 探究加速度与受力的关系2．(2019·重庆七校联考)某实验小组调试如图1所示的装置准备探究加速度与受力的关系．已知小车的质量为M ，砝码及砝码盘的总质量为m ，打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.(1)实验步骤如下：①按图1所示，安装好实验装置，其中动滑轮与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；②不挂砝码和砝码盘的情况下，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是__________________；③挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度；⑤弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力大小为________．(2)实验过程中，关于砝码及砝码盘的总质量m与小车的质量M的关系，下列说法正确的是________．A．M必须远大于m B．M必须远小于mC．M可以不用远大于m D．M必须等于m(3)实验中打出的一条纸带如图2所示，则由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2.[解析] (1)②小车可以沿长木板匀速下滑，说明摩擦力与小车重力沿长木板方向的分力已平衡；⑤小车已平衡摩擦力，所受细线拉力即为小车所受合外力，而弹簧测力计直接测量细线拉力，故其读数F等于小车所受合外力．(2)由(1)的分析可知，弹簧测力计的读数即为小车所受合外力，故C正确．(3)根据公式Δx＝aT2可知：(0.0751－0.0721) m＝2a(5T)2，解得a＝0.15 m/s2.[答案] (1)②平衡摩擦力⑤F(2)C (3)0.15热点考向三 “橡皮条、弹簧”类实验【典例】 某同学利用气垫导轨(带两个光电门和光电计时器)、带有挡光条的滑块、弹簧、砝码、刻度尺等器材设计了一个探究弹簧弹性势能的表达式的实验，部分实验步骤如下：(1)如图甲所示，将轻质弹簧下端固定在铁架台上，在上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k ＝________N/m.(g 取9.8 m/s 2) 砝码质量(g) 50 100 150 弹簧长度(cm) 8.62 7.63 6.66 (2)取下弹簧，(含挡光条)的质量m ；将滑块放在导轨上，调整导轨，使滑块自由滑动时通过两个光电门的速度大小________．(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x ；释放滑块，读出滑块上的挡光条通过光电门的挡光时间t .(4)重复(3)中的操作，得到1t与x 的关系如图丙所示． 为了计算被压缩弹簧弹性势能的大小，还必须知道的物理量是________________(写出物理量及表示该物理量相应的字母)，弹簧弹性势能大小的表达式为E p ＝________.由图丙可知，1t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．[思路引领][解析] (1)表格中，当砝码质量为50 g 时，弹簧长度为8.62 cm ，当砝码质量为100 g 时，弹簧长度为7.63 cm ，当砝码质量为150 g 时，弹簧长度为6.66 cm ，设弹簧的劲度系数为k ，原长为x 0，根据胡克定律F ＝kx ，有0.05 kg×9.8 m/s 2＝k (x 0－0.0862 m)，0.1 kg×9.8 m/s 2＝k (x 0－0.0763 m)，联立两式，解得k ＝50 N/m.(2)通过光电门可以测量滑块的瞬时速度．为使弹性势能完全转化为动能，导轨必须水平，因此滑块自由滑动时通过两个光电门的速度大小相等．(4)释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，挡光条通过光电门的时间t 已知，还需要知道挡光条的宽度L ，从而获得滑块脱离弹簧后的速度v ，则滑块脱离弹簧时的动能E k ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫L t 2；根据1t 与x 的关系图可知，1t 与x 成正比，由动能表达式可知，动能与1t的平方成正比，因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比．[答案] (1)50 (2)相等 (4)挡光条的宽度L12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫L t 2 正比例 压缩量的平方弹簧类问题数据处理方法1．列表法：直接从表格数据中得到弹力F 与伸长量x 的比值是一个常数．2．图像法：以弹力F 为纵坐标，弹簧的伸长量x 为横坐标，根据所测数据，在坐标系中描点连线，可得到一条过原点的直线．作图像时要使尽可能多的点在一条直线上，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线两侧，如果遇到个别偏差较大的点属误差较大或错误的数据，应舍去．如果横坐标是弹簧的总长度，则画出的F －x 关系图像不过原点，但是F －x图像中倾斜直线的斜率都等于弹簧的劲度系数．3．函数法：在误差允许范围内，可写出弹力与弹簧伸长量的函数关系式F＝kx.实际解题中常与图像法配合使用，用得到函数式对比实际关系式以计算物理量等．迁移一验证力的平行四边形定则1．(2019·河北六校联考)完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤：(1)如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住细绳，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点O的位置，两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳的方向．(2)如图乙，用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到________________，记下细绳的方向(如图丙中的c)，读得弹簧测力计的示数F＝________.(3)如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示，请在图丙中：①按同样的标度作出力F的图示．②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′.(4)若F′与F________________________________，则平行四边形定则得到验证．[解析](2)用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳的方向，由图乙可读得弹簧测力计的示数F＝4.0 N.(3)①作出力F的图示如图所示．②根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示．(4)若有F′与F在误差允许范围内大小相等，方向相同，则平行四边形定则得到验证．[答案](2)同一位置O 4.0 N (3)见解析(4)在误差允许范围内大小相等，方向相同迁移二探究弹力和弹簧伸长量的关系2．(2019·江西七校联考)探究弹力与弹簧伸长量的关系的实验装置如图甲所示，将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧(刻度尺零刻度在上，且与弹簧上端对齐)，重力加速度为g .(1)弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，在弹簧下端每次增加质量为m 的钩码，弹簧下端的指针所指位置依次下降Δx 1、Δx 2、Δx 3、Δx 4、Δx 5，则它们________(选填“依次增大”“依次减小”或“不变”)．若悬挂5个质量为m 的钩码，弹簧共伸长Δx ，则该弹簧的劲度系数k ＝________.若使用刻度尺的最小分度为 1 mm ，记录数据用cm 作单位，则应该保留________位小数．(2)若该同学根据实验得出的数据作出的M (钩码的质量之和)－L (弹簧下端的指针所指位置的刻度值)图像如图乙所示，其中a 、b 为已知量，则弹簧的原长为________，劲度系数为________．(3)将弹簧一端固定置于水平桌面上，用外力F 缓慢拉该弹簧自由端，当弹簧伸长x 0时，外力为F 0，外力F 做的功W ＝________，弹簧的弹性势能为________．[解析] (1)根据胡克定律，在弹簧下端每次增加质量为m 的钩码，弹簧下端的指针所指位置依次下降相等距离，即Δx 1＝Δx 2＝Δx 3＝Δx 4＝Δx 5.由胡克定律有F ＝kx ，可得k ＝5mg Δx .根据刻度尺读数规则，所用刻度尺的最小分度为1 mm ，读数要估读到0.1 mm ，记录数据用cm 作单位，则应该保留两位小数．(2)钩码的质量之和为M ，钩码的重力G ＝Mg 等于弹簧受到的拉力，由Mg ＝kx ＝k (L －L 0)及图乙可知，弹簧的原长为L 0＝a ，劲度系数为k ＝bg a.(3)当弹簧伸长x 0时，外力为F 0，力F 随x 变化的图线为过原点的倾斜直线，图线与横轴所围面积表示外力做的功，即W ＝12F 0x 0，根据功能关系，弹簧的弹性势能为12F 0x 0. [答案] (1)不变 5mg Δx 两 (2)a bg a (3)12F 0x 0 12F 0x 0弹簧的弹性势能计算公式E ＝12kx 2在高考中不作定量要求，而弹簧多变是命题的绝好素材，所以很多功能问题采用了转化的方法求解弹性势能，即将弹性势能的求解转化为其他形式的能的求解.高考热点题型突破——力学创新实验创新设计实验通常可分为两类：第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律；第二类为给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理．第一类必须在实验数据上下工夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤、记录实验数据并进行数据处理．【典例】(2019·河北名校联盟)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00F/N0.590.830.99 1.22 1.37 1.61分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F—G图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________________________________________________________________________(保留2位有效数字)．(3)滑块最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．[审题指导]第一步读题干—提信息题干信息向右拉动木板说明滑块与板之间是滑动摩擦力弹簧秤示数稳定后说明滑块静止，处于平衡状态最终停在木板上的D点说明滑块末速度为0[解析] (1)如图所示(2)因弹簧秤示数稳定后滑块静止，由题意知此时滑动摩擦力f ＝F ，又因滑块与板间压力F N ＝G ，故由f ＝μF N 得F ＝μG ，即F －G 图线的斜率即为μ，由图线可得μ＝k ＝0.40.(3)设最大速度为v ，从P 下降h 高度到滑块运动到D 点的过程中由动能定理得0－12mv 2＝－μmg ·(s －h )，故有v ＝2μg (s －h ).[答案] (1)见解析图(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)2μg (s －h )灵活选取研究对象及解题过程是解题关键．本题重物P 的重力未知，但着地后可单独研究滑块，除动能定理外也可用运动学公式解题.1．如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS 测定动摩擦因数”的实验装置示意图．一长木板固定在水平桌面上，长木板上表面水平，轻弹簧水平放置在长木板上，其右端固定在长木板的C 处，左端连一木块，木块上方固定有窄片P ，当弹簧处于原长时，木块在A 点处，光电门(未画出，用以测量窄片的遮光时间)固定在A 点．第一次，将木块向右压缩弹簧使木块移到B 点处并由静止释放，木块通过A 处时记下窄片的遮光时间t 1，测出木块的质量m 1；第二次，在木块上方增加砝码后，向右压缩弹簧使木块再次移到B 点处并由静止释放，木块通过A 处时记下窄片的遮光时间t 2，测出木块和砝码的总质量m 2；如此反复多次实验．请回答下列问题．(已知重力加速度大小为g )(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，实验中还需要测量的物理量有________．A ．窄片的宽度dB ．A 、B 两点间的距离xC ．木块从B 点运动到A 点的时间t 0D ．弹簧的劲度系数k(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t 的平方的倒数1t 2随木块质量的倒数1m 变化的关系图像，如图乙所示，根据图线，求得木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________，木块从B 点运动到A 点的过程，弹簧对木块做的总功W F ＝________.(用含a 、b 、g 及还需要测量的物理量字母表示)[解析] 木块通过A 点时的速度大小v ＝d t，t 为窄片通过光电门的遮光时间，木块从B点运动到A 点的过程，根据动能定理有W F －μmgx ＝12mv 2－0，得1t 2＝2W F d 2·1m －2μgx d2，结合题图乙得2μgx d 2＝a ，2W F d 2＝a b ，得μ＝ad 22gx ，W F ＝ad 22b，可见为测量μ，还需要测量x 和d ，故选AB. [答案] (1)AB (2)ad 22gx ad 22b2．(2019·福州高三质量抽测)为了验证矩形线框自由下落过程上、下边经过光电门时机械能是否守恒，使用了如图所示的实验装置．已知矩形线框用直径为d 的圆形材料做成．某次实验中矩形线框下边和上边先后经过光电门的挡光时间分别为t 1和t 2.(1)为完成该实验，还需通过操作测量的物理量是________．A ．用天平测出矩形线框的质量mB ．用刻度尺测出矩形线框下边到光电门的距离hC ．用刻度尺测出矩形线框上、下边之间的距离LD ．用秒表测出线框上、下边通过光电门的时间间隔Δt(2)如果满足关系式__________________(请用测量的物理量和已知量来表示，重力加速度为g )，则矩形线框自由下落过程上、下边经过光电门时机械能守恒．[解析] (1)本实验是对线框经过光电门过程的机械能是否守恒进行验证，所以可以用圆形材料的直径和通过光电门的挡光时间求得上、下边通过光电门时的速度，并求得对应的动能，测出线框上、下边之间距离L ，求得重力势能的减少量，验证动能的增加量是否等于重力势能的减少量即可，选项C 正确．(2)光电门记录线框上、下边经过的挡光时间t 2、t 1，要将线框下、上边通过光电门的平均速度视为线框下、上边到达光电门的瞬时速度，则有v 1＝d t 1、v 2＝d t 2，如果满足mgL ＝12mv 22－12mv 21，即⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12＝2gL ，则机械能守恒． [答案] (1)C (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12＝2gL 专题强化训练(十五)1．(2019·全国卷Ⅰ)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是____________点．在打出C 点时物块的速度大小为________m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________m/s 2(保留2位有效数字)．[解析] 根据题述，物块加速下滑，在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是A 点．根据刻度尺读数规则可读出，B 点对应的刻度为1.20 cm ，C 点对应的刻度为3.15 cm ，D 点对应的刻度为5.85 cm ，E 点对应的刻度为9.30 cm ，AB ＝1.20 cm ，BC ＝1.95 cm ，CD ＝2.70 cm ，DE ＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间T ＝5×150 s ＝0.10 s ，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出C 点时物块的速度大小为v C ＝BC ＋CD 2T ≈0.233 m/s.由逐差法可得a ＝CD ＋DE －(AB ＋BC )4T2，解得a ＝0.75m/s2.[答案]A0.233 0.752．(2019·江苏卷)某兴趣小组用下图所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择________(选填“A”或“B”)．(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是________(选填“甲”或“乙”)．(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如下图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度v A＝________m/s.(4)测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔE k＝12Mv2A算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g.实验中，小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次测量，若W与ΔE k均基本相等则验证了动能定理．[解析](1)电火花打点计时器对纸带的阻力小于电磁打点计时器对纸带的阻力，实验时误差小，故选B.(2)在砝码盘中慢慢加入沙子直至小车开始运动，小车从静止开始做加速运动，此时砝码盘和沙子的总重力大于小车与长木板间的滑动摩擦力，平衡摩擦力过度；轻推小车，小车做匀速运动，根据平衡条件可知，此时砝码盘和沙子的总重力等于小车与长木板间的滑动摩擦力大小，消除了摩擦力的影响，看法正确的是同学乙．(3)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度．用刻度尺量出A左侧第一个点与A 右侧第一个点之间的距离l＝1.24 cm，再除以0.02 s×2＝0.04 s，可得v A＝0.31 m/s.(4)本实验中砝码的重力近似等于小车所受的拉力．只有当小车的质量远大于砝码盘、砝码以及沙子的总质量时，才可以将砝码的重力当成小车受到的合外力．[答案](1)B (2)乙(3)0.31(0.30～0.33都算对) (4)远大于3．(2019·武汉市示范高中联考)橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x 与弹力F 成正比，即F ＝kx ，k 的值与橡皮筋的原长L 、横截面积S 有关．理论与实际都表明k ＝YS L ，其中Y 是一个由材料决定的常量．(1)在国际单位中，Y 的单位应该是________．A ．NB ．m C.N m 2 D.N m(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F 与伸长量x 之间的关系图像如图所示．由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝________N/m.(保留两位有效数字)[解析] (1)根据表达式k ＝YS L 可知Y ＝kL S ，劲度系数k 的单位为N/m ，L 的单位为m ，S 的单位为m 2，则Y 的单位应为N/m 2，选项C 正确．(2)由胡克定律可知，外力F 与伸长量x之间的关系为F ＝kx ，外力F 与伸长量x 之间的关系图像的斜率等于劲度系数k ，则橡皮筋的劲度系数k ＝ΔF Δx ＝15.00.030N/m ＝5.0×102 N/m. [答案] (1)C (2)5.0×1024．(2019·陕西省部分学校摸底)某实验小组的同学利用自由落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，该小组的同学完成了如下的操作：(1)首先利用螺旋测微器测出了小球的直径，其示数如图乙所示，则该小球的直径d ＝________cm.(2)将该小球由光电门1的正上方无初速度释放，测得小球先后通过光电门1和光电门2所用的时间为Δt 1和Δt 2，则小球通过两光电门的速度分别为v 1＝________，v 2＝________.(用所测量的物理量符号表示)(3)该小组的同学测出了两光电门之间的距离为H ，重力加速度用g 表示，若小球的机。
高考物理二轮光学综合复习实验题专练(共7题,有答案)
高考物理二轮光学综合复习实验题专练（共7题，有答案）1．某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．①下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______．③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______．（用图中线段的字母表示）2．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________；A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=_________；（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0．300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm．则所测单色光的波长为______________nm（结果保留3位有效数字）．3．（1）细丝和单缝有相似的衍射图样，在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝I和细丝II，在光屏上形成的衍射图样如图中a和b所示，已知细丝I的直径为0.605mm，现用螺旋测微器测量细丝II的直径，如图所示，细丝II的直径为_________mm．图中的_____（填“a”或“b”）是细丝II的衍射图样．（2）小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验．单缝和平面镜的放置如图所示，白炽灯发出的光经滤光片称为波长为λ的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹．小明测得单缝与镜面延长线的距离为h，∆=_______，随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处与光屏的距离为D，则条纹间距x放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上______（填“能”会“不能”）观察到干涉条纹．4．在测定玻璃的折射率实验时（1）下列说法正确的是_____A．入射角越大，误差越小B．在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C．实验时即可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量D．判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部（2）小时同学在插针时玻璃砖的位置如图1所示．根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）（3）小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3、P4，AB和CD 是描出的下班砖的两个边，如图2所示，请在答题纸上画出光路图________．5．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线．(1)在图上补画出所需的光路___________．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角_________．(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________．(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)．(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n＝________．6．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，①某同学由于没有量角器，在完成了光路以后，他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB 交NN′于点B，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示.用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00 cm．由此可得出玻璃的折射率n=_____________________．②某同学在纸上画出的界面 aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图 2 所示，则该同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．7．在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：（1）如图a所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______ ．（2）将下表中的光学元件放在图a的丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．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，各光学元件的排列顺序应为______ ．（填写元件代号）（3）已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离l=0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图b甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图b乙所示，则其示数A x== ______ mm．______ mm；在B位置时游标卡尺如图b丙所示，则相邻两条纹间距x（4）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______ m．（5）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______ （填“变大”、“不变”或“变小”）．参考答案1．AD D ACBD2．B 1x dn l ∆⋅-（） 6303．0.996~1.000 a 2Dh λ 不能4．C 偏小 5． (1)如图；（2）如图；(3) sinisin γ(4)小一些(5)1.56．1.5 偏小7．甲 EDBA 111.15 0.60 76.010-⨯ 变小。
2020版高考物理复习专题讲义浙江专用版
2020版高考物理复习专题讲义浙江专用版专题一力与运动第1讲力与物体的平衡第2讲力与直线运动第3讲力与曲线运动专题二能量与动量第4讲功和功率功能关系第5讲力学中的动量与能量问题专题三电场与磁场第6讲电场与磁场的理解第7讲带电粒子在复合场中的运动专题四电路与电磁感应第8讲直流电路与交流电路第9讲电磁感应的综合应用第10讲电学中的动量和能量问题专题五方法专题第11讲物理图象问题第12讲应用数学知识和方法处理物理问题专题六选修第13讲机械振动和机械波电磁波第14讲光的折射全反射第15讲波粒二象性原子与原子核专题七实验题题型强化第16讲力学和光学实验第17讲电学实验力与物体的平衡专题定位 1.深刻理解各种性质力的特点,熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法；2.掌握匀变速直线运动的规律及运动图象问题；3.综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题；4.熟练掌握平抛、圆周运动的规律,熟悉解决天体运动问题的两条思路．第1讲力与物体的平衡[相关知识链接]1．受力分析的步骤明确研究对象→隔离物体分析→画受力示意图→验证受力合理性．2．分析受力的思路(1)先数研究对象有几个接触处,每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力)．(2)同时注意对场力的分析．(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法．3．注意(1)只分析研究对象受到的力．(2)只分析性质力,不分析效果力．(3)善于变换研究对象,分析不能直接判断的力．[规律方法提炼]1．整体法与隔离法在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析；采用整体法进行受力分析时,要注意各个物体的运动状态必须相同．2．共点力平衡的常用处理方法(1)合成法：物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反．(2)效果分解法：物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件．(3)正交分解法：物体受到三个或三个以上共点力的作用而平衡,通过建立平面直角坐标系将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件．(4)力的三角形法：对受三个共点力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据数学知识求解未知力．例1 (2019·浙南名校联盟期末)如图所示,一个质量为4kg 的半球形物体A 放在倾角为θ＝37°的斜面B 上静止不动．若用通过球心的水平推力F ＝10N 作用在物体上,物体仍静止在斜面上,斜面仍相对地面静止．已知sin37°＝0.6,cos37°＝0.8,取g ＝10m/s 2,则( )A ．地面对斜面B 的弹力不变 B ．地面对斜面B 的摩擦力增加8NC ．物体A 受到斜面B 的摩擦力增加8ND ．物体A 对斜面B 的作用力增加10N 答案 A解析 对A 、B 整体分析,力F 是水平的,竖直方向地面对B 的弹力不变,地面对B 的摩擦力增加10N,故A 项正确,B 项错误；对物体A 分析,加力F 前,斜面B 对物体A 的摩擦力F f ＝mg sin θ＝24N,加力F 后,F f ′＋F cos θ＝mg sin θ,F f ′＝16N,故减小8N,选项C 错误；加F 前A 对B 的作用力大小等于A 的重力,即40N,加F 后,A 对B 的作用力大小为F 2＋G 2＝102＋402N ＝1017N,故D 项错误．拓展训练1 (2019·绍兴市3月选考)如图所示,攀岩者仅凭借鞋底和背部的摩擦停留在竖直的岩壁间,鞋子、背部与岩壁间的动摩擦因数分别为0.80和0.60.为了节省体力,他尽可能减小身体与岩壁间的正压力,使自己刚好不下滑．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列判断正确的是( )A ．攀岩者受到三个力的作用B ．鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下C ．岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力D ．攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体重的37答案 D解析 对攀岩者分析,受重力、鞋与岩壁间弹力和摩擦力、背部与岩壁间弹力和摩擦力共五个力作用；重力方向竖直向下,鞋子和背部受到的静摩擦力方向竖直向上,故水平方向上两支持力大小相等,方向相反,F N1＝F N2,又据平衡μ1F N1＋μ2F N2＝G ,可得F f2＝μ2F N2＝37G .拓展训练2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·19)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N ,另一端与斜面上的物块M 相连,系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N ,直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°.已知M 始终保持静止,则在此过程中( )A ．水平拉力的大小可能保持不变B ．M 所受细绳的拉力大小一定一直增加C ．M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D ．M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 答案 BD解析 对N 进行受力分析如图所示,因为N 的重力与水平拉力F 的合力和细绳的拉力F T 是一对平衡力,从图中可以看出水平拉力F 的大小逐渐增大,细绳的拉力F T 也一直增大,选项A 错误,B 正确；M 的质量与N 的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为θ,由分析可知F Tmin ＝m N g ,故若m N g ≥m M g sin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若m N g <m M g sin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,选项D 正确,C 错误．1．基本思路化“动”为“静”,“静”中求“动”． 2．两种方法(1)解析法：物体受到三个以上的力,且某一夹角发生变化时,将力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,用三角函数表示各个作用力与变化角之间的关系,从而判断各力的变化． (2)图解法：物体一般受三个共点力作用；其中有一个大小、方向都不变的力；还有一个方向不变的力．画受力分析图,作出力的平行四边形或矢量三角形,依据某一参数的变化,分析各边变化从而确定力的大小及方向的变化情况．例2 (2019·江苏省模拟)如图所示,在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B ,在B 与竖直墙之间放置一光滑小球A ,整个装置处于静止状态．现用水平力F 拉动B 缓慢向右移动一小段距离后,它们仍处于静止状态,在此过程中,下列判断正确的是( )A ．小球A 对物体B 的压力逐渐增大 B ．小球A 对物体B 的压力逐渐减小C ．墙面对小球A 的支持力逐渐减小D ．墙面对小球A 的支持力先增大后减小 答案 A解析 解法1 以A 球为研究对象,分析受力情况：受重力G 、墙面支持力F N 、B 的弹力F N B ,由平衡条件知F N 与F N B 的合力与G 大小相等,方向相反,将B 缓慢向右移动,F N 方向不变,F N B 沿逆时针方向缓慢转动,作出转动过程三个位置力的合成图如图甲所示,由图可知,F N 逐渐增大,F N B 逐渐增大,由牛顿第三定律知小球A 对物体B 的压力逐渐增大,故A 正确,B 、C 、D 错误．解法2 对A 球受力分析如图乙,得：竖直方向：F N B cos θ＝G水平方向：F N ＝F N B sin θ 解得：F N B ＝Gcos θF N ＝G tan θB 缓慢向右移动一小段距离,A 缓慢下落,则θ增大,所以F N B 增大,F N 增大,由牛顿第三定律知小球A 对物体B 的压力逐渐增大,故A 正确,B 、C 、D 错误．拓展训练3 (2019·广东省“六校”第三次联考)为迎接新年,小明同学给家里墙壁粉刷涂料,涂料滚由滚筒与轻杆组成,示意图如图所示．小明同学缓缓向上推涂料滚(轻杆与墙壁夹角变小),不计轻杆的重力以及滚筒与墙壁的摩擦力．轻杆对涂料滚筒的推力为F 1,墙壁对涂料滚筒的支持力为F 2,以下说法中正确的是( )A ．F 1增大B ．F 1先减小后增大C ．F 2增大D ．F 2减小答案 D解析 以涂料滚为研究对象,分析受力情况,如图,F 1与F 2的合力与重力G 总是大小相等、方向相反．小明缓缓向上推涂料滚,F 1与竖直方向夹角减小,由图可知F 1逐渐减小,F 2逐渐减小,故选D.拓展训练4 (2019·温州市联考)2018年9月2号的亚运会中,中国队包揽了跳水项目的全部10金．图示为跳水运动员在走板时,从跳板的a 端缓慢地走到b 端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的( )A ．摩擦力不断增大B ．作用力不断减小C ．作用力不断增大D ．压力不断增大答案 A解析 运动员对跳板的作用力等于重力,故大小不变；摩擦力等于重力沿跳板面方向的分力,不断增大,压力等于重力垂直于跳板方向的分力,不断减小,故A 正确．[相关知识链接] 电场力(1)大小：F ＝Eq ,F ＝kq 1q 2r 2. (2)方向：正电荷受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷受电场力的方向与电场强度的方向相反．[规律方法提炼]1．方法：与纯力学问题的分析方法一样,学会把电学问题力学化． 2．步骤(1)选取研究对象(整体法或隔离法)．(2)受力分析,多了个电场力．(3)列平衡方程． 例3 (2018·嘉、丽3月联考)如图所示,水平地面上固定一个绝缘直角三角形框架ABC ,其中∠ACB ＝θ.质量为m 、带电荷量为q 的小圆环a 套在竖直边AB 上,AB 与圆环的动摩擦因数为μ,质量为M 、带电荷量为＋Q 的小滑块b 位于斜边AC 上,a 、b 静止在同一高度上且相距L .圆环、滑块均视为质点,AC 光滑,则( )A ．圆环a 带正电B ．圆环a 受到的摩擦力为μk Qq L2 C ．小球b 受到的库仑力为Mgtan θD ．斜面对小球b 的支持力为Mgcos θ答案 D解析 a 、b 静止在同一高度上,故b 受到重力G b 、斜面的支持力F N b 及a 对b 的库仑引力F ,从而处于平衡状态,由于b 带正电,因此环a 带负电,故A 错误；环a 处于静止状态,受到的是静摩擦力,那么其大小为F f ＝mg ,并不是滑动摩擦力,因此不可能为F f ＝μk Qq L2,故B 错误；对b 受力分析有：库仑引力F ＝k Qq L 2,或F ＝Mg tan θ,而斜面对b 的支持力为F N b ＝Mgcos θ,故C 错误,D正确．拓展训练5 (2019·全国卷Ⅰ·15)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )A ．P 和Q 都带正电荷B ．P 和Q 都带负电荷C ．P 带正电荷,Q 带负电荷D．P带负电荷,Q带正电荷答案 D解析对P、Q整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以P、Q必带等量异种电荷,选项A、B错误；对P进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左,与Q对它的库仑力平衡,所以P带负电荷,Q带正电荷,选项D正确,C错误．拓展训练6(2019·浙江新高考研究联盟二次联考)如图所示,两个带电荷量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为5d的光滑水平面上,另有一个带电小球A,悬浮于空中不动,此时A离Q1的距离为4d,离Q2的距离为3d.现将带电小球A置于水平面上某一位置,发现A刚好静止,则此时小球A到Q1、Q2的距离之比为( )A.3∶2B．2∶3C．3∶4D．4∶3答案 B解析小球A悬浮于空中时,Q1对其库仑力F1＝k Q1q(4d)2,Q2对其库仑力F2＝kQ2q(3d)2,由平衡条件F1＝35mg,F2＝45mg,得Q1Q2＝43.将A置于水平面上Q1、Q2之间静止,则kQ1·qr12＝kQ2·qr22,得r1r2＝23,故选B.[相关知识链接]1．安培力(1)大小：F＝BIL,此式只适用于B⊥I的情况,且L是导线的有效长度,当B∥I时F＝0.(2)方向：用左手定则判断,安培力垂直于B、I决定的平面．2．洛伦兹力(1)大小：F洛＝qvB,此式只适用于B⊥v的情况．当B∥v时F洛＝0.(2)方向：用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力永不做功．[规律方法提炼]1．立体平面化该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成．这类题目的难点是题图具有立体性,各力的方向不易确定．因此解题时一定要先把立体图转化成平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系． 2．带电体的平衡如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动,则一定是匀速直线运动．例4 (2019·台州3月一模)如图所示,在水平绝缘杆上用两条等长的平行绝缘丝线悬挂一质量为m 的通电导体棒．将导体棒放置在蹄形磁铁的磁场中,由于安培力的作用,当两条丝线与竖直方向均成30°角时,导体棒处于平衡状态,若重力加速度为g .则关于导体棒在平衡状态时的说法正确的是( )A ．导体棒所在处的磁感应强度处处相等B ．导体棒受到的安培力大小一定是12mgC ．每条丝线对导体棒的拉力大小一定是33mg D ．导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定是mg 答案 D解析 蹄形磁铁靠近两极处的两个磁铁之间才近似可以看作匀强磁场,其余部分不是匀强磁场,所以可知导体棒所在处的磁感应强度不会处处相等,故A 错误；当安培力的方向与细线垂直时,安培力最小,F ＝mg sin30°＝12mg ,所以导体棒受到的安培力大小不一定是0.5mg ,故B 错误；安培力等于0.5mg 时,两条丝线的拉力的和等于32mg ,每条丝线对导体棒的拉力大小都是34mg ,故C 错误；导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定与重力大小相等,方向相反,故D 正确．拓展训练7 均匀带正电的薄圆盘的右侧,用绝缘细线A 、B 悬挂一根水平通电直导线ab ,电流方向由a 到b ,导线平行于圆盘平面．现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动,细线仍然竖直,与圆盘静止时相比,下列说法正确的是( )A ．细线所受弹力变小B ．细线所受弹力不变C ．细线所受弹力变大D ．若改变圆盘转动方向,细线所受弹力变大 答案 C解析 圆盘静止时,通电直导线受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,两者等大反向,合力为零．当圆盘匀速转动时,根据右手螺旋定则,圆盘产生水平向右的磁场,根据左手定则,通电直导线受到方向向下的安培力,故细线所受的弹力变大,选项A 、B 错误,C 正确；若改变圆盘转动方向,通电直导线受到的安培力方向向上,细线所受的弹力变小,选项D 错误． 拓展训练8 (多选)长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场,其方向如图所示,一个质量为m 且带电荷量为q 的小球以初速度v 0竖直向下进入该区域．若小球恰好沿直线下降,则下列判断正确的是( )A ．小球带正电B ．电场强度E ＝mgqC ．小球做匀速直线运动D ．磁感应强度B ＝mg qv 0答案 CD解析 小球在复合场内受到自身重力、电场力和洛伦兹力,其中电场力和重力都是恒力,若速度变化则洛伦兹力变化,合力变化,小球必不能沿直线下降,所以合力等于0,小球做匀速直线运动,选项C 正确．若小球带正电,则电场力斜向下,洛伦兹力水平向左,和重力的合力不可能等于0,所以小球不可能带正电,选项A 错误．小球带负电,受到斜向上的电场力和水平向右的洛伦兹力,根据力的合成可得qE ＝2mg ,电场强度E ＝2mgq,选项B 错误．洛伦兹力qv 0B ＝mg ,磁感应强度B ＝mgqv 0,选项D 正确．专题强化练基础题组1．(2019·福建厦门市上学期期末质检)如图所示,在水平晾衣杆上晾晒床单时,为了使床单尽快晾干,可在床单间支撑轻质小木棍．小木棍的位置不同,两侧床单间夹角θ将不同,设床单重力为G,晾衣杆对床单的作用力大小为F,下列说法正确的是( )A．θ越大,F越大B．θ越大,F越小C．无论θ取何值,都有F＝GD．只有当θ＝120°时,才有F＝G答案 C解析以床单和小木棍整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣杆的支持力F,由平衡条件知F ＝G,与θ取何值无关,故A、B、D错误,C正确．2.(2019·广东珠海市质量监测)区伯伯在海边钓获一尾鱼,当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时,鱼受到水的作用力方向可能是( )A．竖直向上B．竖直向下C．水平向左D．水平向右答案 D解析鱼处于平衡状态,受到竖直向下的重力、斜向左上的拉力、水的作用力,根据受力平衡的条件,结合力的合成可知,鱼受到的水的作用力的方向一定是与拉力和重力的合力的方向相反,故D正确,A、B、C错误．3.(2019·金华十校期末)体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作：运动员两手臂对称支撑,竖直倒立保持静止状态．当运动员两手间距离缓慢增大时,每只手臂对人体的作用力T及它们的合力F的大小变化情况为( )A．T增大,F不变B．T增大,F减小C．T增大,F增大D．T减小,F不变答案 A4.(2019·超级全能生2月联考)打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示．设图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,下列说法正确的是( )A．第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B．第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mgC．第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D．要做到“每次只进一张纸”,应要求μ1＞μ2答案 D解析第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力F f0,方向向右,第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力F f,方向向左,F f＝μ2(mg＋F),F为搓纸轮对第1张纸的压力,F f0＝F f＜μ1F,正常情况F≫mg,故μ1＞μ2,A错误,D正确．第2张与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡知,大小均为F f,B、C错误．5．(2019·广东深圳市4月第二次调研)如图所示,用缆绳将沉在海底的球形钢件先从a处竖直吊起到b,再水平移到c,最后竖直下移到d.全过程钢件受到水的阻力大小不变,方向与运动方向相反,所受浮力恒定．则上升、平移、下降过程中的匀速运动阶段,缆绳对钢件拉力F1、F2、F3的大小关系是( )A．F1>F2>F3B．F1>F3>F2C．F2>F1>F3D．F3>F2>F1答案 A解析钢件从a匀速运动到b,对钢件受力分析得到：F1＝mg＋F f；从b匀速运动到c,有：F2＝F f 2＋(mg)2；从c匀速运动到d,有：F3＝mg－F f；由于F2＝F f 2＋(mg)2＝(F f＋mg)2－2mgF f,故F 1>F 2>F 3,故A 正确,B 、C 、D 错误．6．(2019·绍兴诸暨市期末)如图所示为复印机工作原理图：正电荷根据复印图案排列在鼓表面,带负电的墨粉颗粒由于电场作用被吸附到鼓表面,随后转移到纸面上“融化”产生复印图案．假设每个墨粉颗粒质量为8.0×10－16kg,带20个多余电子,已知墨粉颗粒受到的电场力必须超过它自身重力的2倍才能被吸附,则鼓表面电场强度至少为(g 取10m/s 2)( )A ．2.5×103N/C B ．5.0×103N/C C ．5.0×104N/C D ．1.0×105N/C答案 B解析 由题意知：qE ＝2mg ,E ＝2mg q ＝2×8×10－16×1020×1.6×10－19N/C ＝5.0×103 N/C,故选项B 正确．7.(2019·金华十校高三期末)如图所示,a 、b 、c 为真空中三个带电小球,b 球带正电且带电荷量为＋Q ,用绝缘支架固定,a 、c 两个小球用绝缘细线悬挂,处于平衡状态时三个小球球心等高,且a 、b 和b 、c 间距离相等,悬挂a 小球的细线向左倾斜,悬挂c 小球的细线竖直,则以下判断正确的是( )A ．a 小球带负电且带电荷量为－4QB ．c 小球带正电且带电荷量为＋4QC ．a 、b 、c 三个小球带同种电荷D ．a 、c 两小球带异种电荷 答案 A解析 根据受力平衡条件可知,因b 球带正电,要使a 、c 两球平衡,所以a 、c 两球一定带负电,对c 小球进行分析,a 、c 间的距离是b 、c 间的两倍,由库仑定律,则有：k |QQ c |r 2＝k |Q a Q c |(2r )2,因a 球带负电,可得：Q a ＝－4Q ,故A 正确．8．(2019·山东济南市模拟)如图甲所示,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度．若挂在天平右臂下方的为单匝矩形线圈且通入如图乙所示的电流,此时天平处于平衡状态．现保持边长MN 和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为三角形线圈,挂在天平的右臂下方,如图丙所示．则( )A．天平将向左倾斜B．天平将向右倾斜C．天平仍处于平衡状态D．无法判断天平是否平衡答案 B解析由左手定则分析可知,线圈受到的安培力方向向上,矩形线圈改成三角形线圈,安培力变小,故天平将向右倾斜．9.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止．则( )A．磁场方向竖直向上B．磁场方向竖直向下C．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下答案 A解析受力分析如图所示,当磁场方向竖直向上时,由左手定则可知安培力水平向右,金属杆ab受力可以平衡,若磁场方向竖直向下,由左手定则可知安培力水平向左,则金属杆ab受力无法平衡,A正确,B、C、D错误．10.(2019·陕西汉中市3月联考)如图所示,固定的木板与竖直墙面的夹角为θ,重为G的物块静止在木板与墙面之间,不计一切摩擦,则( )A ．物块对墙面的压力大小为G tan θB ．物块对墙面的压力大小为G sin θcos θC ．物块对木板的压力大小为G cos θD ．物块对木板的压力大小为Gsin θ答案 D解析 对物块受力分析,根据平行四边形定则可知：物块对墙面的压力大小为F 1′＝F 1＝G tan θ；物块对木板的压力大小为F 2′＝F 2＝Gsin θ,故选项A 、B 、C 错误,D 正确． 能力题组11.(2019·河南普通高中高考物理模拟)如图所示,六根原长均为l 的轻质细弹簧两两相连,在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F 作用下,形成一个稳定的正六边形．已知正六边形外接圆的半径为R ,每根弹簧的劲度系数均为k ,弹簧在弹性限度内,则F 的大小为( )A.k2(R －l )B ．k (R －l )C ．k (R －2l )D ．2k (R －l )答案 B解析 正六边形外接圆的半径为R ,则弹簧的长度为R ,弹簧的伸长量为：Δx ＝R －l 由胡克定律可知,每根弹簧的弹力为：F 弹＝k Δx ＝k (R －l ),两相邻弹簧夹角为120°,两相邻弹簧弹力的合力为：F 合＝F 弹＝k (R －l ), 弹簧静止处于平衡状态,由平衡条件可知,F 的大小为：F ＝F 合＝k (R －l ),故B 正确,A 、C 、D 错误．12.(2019·山东烟台市下学期高考诊断)如图所示,质量为M 的斜劈静止在粗糙水平地面上,质量为m 的小物块正在斜面上匀速下滑．现在m 上施加一个水平推力F ,则在m 的速度减小为零之前,下列说法正确的是( )A ．加力F 之后,m 与M 之间的摩擦力变小B ．加力F 之后,m 与M 之间的作用力不变C ．加力F 之后,M 与地面之间产生静摩擦力D ．加力F 前后,M 与地面间都没有摩擦力 答案 D解析 加力F 前,m 匀速下滑,则垂直斜面方向：F N ＝mg cos θ, 滑动摩擦力为F f ＝μmg cos θ；在m 上加一水平向右的力F ,垂直斜面方向：F N ′＝mg cos θ＋F sin θ, 滑动摩擦力为F f ′＝μF N ′＝μ(mg cos θ＋F sin θ)；对物块,所受支持力增加了F sin θ,摩擦力增加了μF sin θ,即支持力与摩擦力成比例的增加,其合力方向还是竖直向上,大小增大,m 与M 之间的作用力即为其合力,也是增大的,如图所示：则斜面所受的摩擦力与压力的合力方向还是竖直向下,水平方向仍无运动趋势,则不受地面的摩擦力,故A 、B 、C 错误,D 正确．13.(2019·宁波市3月模拟)在光滑的水平面上建立如图所示的直角坐标系xOy ,现在O 点固定一个带电荷量为Q 的正电荷,在x 轴正半轴上的点N (d,0)固定有带电荷量为8Q 的负电荷,y 轴正半轴位置固定有一根光滑绝缘细杆,细杆上套有带电荷量为＋q 的轻质小球,当小球置于M 点时,恰好保持静止,则M 的纵坐标为( )A.12dB.33dC.32d D ．d 答案 B解析 设OM 为y ,由平衡条件及数学知识可知kQq y 2＝8kQq d 2＋y 2·y d 2＋y 2,得d 2＋y 2＝2y ,即y ＝33d ,故B 正确．14.(2019·广东肇庆市第二次统一检测)如图所示,质量分别为m A 和m B 的物体A 、B 用细绳连接后跨过滑轮,A 静止在倾角为45°的斜面上,B 悬挂着．已知m A ＝2m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°增大到50°,系统仍保持静止．下列说法中正确的是( )A ．绳子对A 的拉力将增大B ．物体A 对斜面的压力将增大C ．物体A 受到的静摩擦力增大D ．物体A 受到的静摩擦力减小 答案 C解析 设m A ＝2m B ＝2m ,对物体B 受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得到：F T ′＝mg ；再对物体A 受力分析,受重力、支持力、拉力F T 和静摩擦力,F T ＝F T ′,如图,根据平衡条件得到：F f ＋F T －2mg sin θ＝0,F N －2mg cos θ＝0,解得：F f ＝2mg sin θ－F T ＝2mg sin θ－mg ,F N ＝2mg cos θ,当θ由45°增大到50°时,F T 不变,F f 不断变大,F N 不断变小,故C 正确,A 、B 、D 错误．。
高考二轮三轮总复习专题学案课件第7单元-物理实验专题(浙江专用)精选全文
，重庆卷19等
全国卷Ⅰ14，广东卷 18，全国卷Ⅱ14，上 海卷8，天津卷2等
2009年
山东卷38，全国 卷Ⅰ21，北京卷 24，天津卷10，
宁夏卷36等
宁夏卷36，上海 卷6，广东卷4， 全国卷Ⅱ18，全
国卷Ⅰ16等 上海卷1，安徽 卷14，重庆卷16 ，山东卷38，江 苏卷12，海南卷
3பைடு நூலகம்等
广东卷18，上海卷3， 福建卷29，全国课标 卷35，全国卷18，天 津卷1，四川卷18等
浙江卷15，上海卷7， 北京卷13，重庆卷16
，上海卷9等
2010年 天津卷10，全国卷 Ⅱ25，全国课标卷34 ，天津卷10，福建卷 29，广东卷35，山东 卷38，北京卷24，重 庆卷25，安徽卷24等
卷12等
浙江卷14，重 庆卷15，广东 卷14，全国卷 Ⅱ16，山东卷
36等
2009年
北京卷13，江苏卷12
上海卷9，宁夏卷34 ，山东卷36等
浙江卷14，重庆卷14 ，宁夏卷34，全国卷 Ⅱ16，福建卷28，广
东卷13等
第七单元 │ 近年高考纵览
考点
动量守 恒定律
量子论 初步
原子核
2011年
海南卷15，全国课标 卷35，全国卷20，福 建卷29，全国卷26， 安徽卷24，重庆卷24 ，北京卷21，山东卷
专题十五 │ 主干知识整合
(2)分子永不停息地做无规则运动：布朗运动是悬浮在液体 中的固体颗粒的运动，既不是固体分子的运动，也不是液体分 子的运动；布朗运动现象说明液体分子在做无规则运动．
(3)分子间同时存在着引力和斥力：二者均随分子间距的增 大而减小，且分子斥力随分子间距变化得比较显著．分子力指 引力和斥力的合力，当 r＝r0(数量级是 10－10m)时，分子力为零．
(浙江选考)高考物理二轮复习专题六实验题题型强化第1讲力学实验学案(2021学年)
（浙江选考）201８版高考物理二轮复习专题六实验题题型强化第1讲力学实验学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望（(浙江选考）201８版高考物理二轮复习专题六实验题题型强化第1讲力学实验学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为（浙江选考)201８版高考物理二轮复习专题六实验题题型强化第1讲力学实验学案的全部内容。
第1讲力学实验［选考考点分布］实验名称考试属性历次选考统计必考加试２０15/102016/04２016/10２017/0４201７/１１２0１5/11。
用打点计时器测速度√2。
探究小车速度随时间变化的规律√173．探究求合力的方法√1717（1）4。
探究加速度与力、质量的关系√1７(1）175。
探究作用力与反作用力的关系√１7(1）6。
研究平抛运动√1７7。
探究做功与物体速度变化的关系√８。
验证机械能守恒定律√１7(2）考点一测量仪器的使用及纸带问题1．(2017·浙江４月选考·17)在“研究平抛运动”实验中（１)图１是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的__＿_____．图1A．球心 B．球的上端 C.球的下端(多选）在此实验中，下列说法正确的是＿___＿_＿_．A.斜槽轨道必须光滑B．记录的点应适当多一些Ｃ.用光滑曲线把所有的点连接起来Ｄ.y轴的方向根据重锤线确定(２)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是__＿＿____.图２A.释放小球时初速度不为０B．释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(３）图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是( )图３答案（1）B BD (2)C (3)B解析 (１)因用铅笔标注小球最高点来确定平抛运动轨迹,故坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球的上端,所以选B.实验过程中,斜槽不一定光滑,只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙,摩擦力做功是相同的,离开斜槽末端的速度就是一样的，所以Ａ错．记录点适当多一些,能够保证描点平滑，选项B正确，C错误.y轴必须是竖直方向，即用重锤线,选项D正确．(2）由图可知斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动,故选Ｃ。
高考物理母题题源系列 专题17 力学实验(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题17力学实验【母题来源一】2016年浙江卷【母题原题】某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。
如图1 所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法〞实验。
在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，〔1〕假设弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是N〔图2中所示〕，如此弹簧秤b 的读数可能为N。
〔2〕假设弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，如此弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数〔填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕。
【答案】〔1〕3.00~3.02 3.09~4.1〔有效数不作要求〕〔2〕变大变大【考点定位】探究求合力的方法【名师点睛】此题考查力的平行四边形法如此问题。
解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定如此；第二问是力的动态分析，要会用“图解法〞画图分析解答试题。
【母题来源二】2016年全国新课标Ⅱ卷【母题原题】某物理小组对轻弹簧的弹性势能进展探究，实验装置如图〔a〕所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。
向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物快，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
〔1〕试验中涉与如下操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是__________〔填入代表步骤的序号〕。
〔2〕图〔b〕中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。
打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。
由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的试验中物块脱离弹簧时的速度为_______m/s。
比拟两纸带可知，_________〔填“M〞或“L〞〕纸带对应的试验中弹簧被压缩后的弹性势能大。
【答案】〔1〕④①③② 〔2〕1.29 M【考点定位】探究弹簧的弹性势能【名师点睛】此题是创新实验，考查探究弹簧的弹性势能实验；关键是弄懂装置的原理，并能正确地处理实验数据；题目比拟简单，考查考生处理根本实验的能力。
高考物理二轮复习第讲力学实验与创新专题训练.docx
感谢倾听第 16 讲力学实验与创新非选择题 (共 64 分)1.(6 分)下边各图均是用游标卡尺丈量时的表示图,图甲为 50 分度游标卡尺 ,图乙为 20 分度游标卡尺 ,图丙为 10 分度游标卡尺 ,它们的读数分别为 :;;。
2.(6 分)如图甲、乙、丙是螺旋测微器的三种刻度,其读数分别为 ,mm 、mm 、mm。
甲乙丙3.(6 分)在测定滑块与桌面间的动摩擦因数时,设计的实验装置如图 1 所示 ,进行以下操作 :首先用天平测出滑块的质量M=300 g, 将纸带与滑块拴接在一同穿过打点计时器,拴接在滑块另一端的轻绳越过定滑轮连结两个质量均为m=100 g 的钩码 ,在实验过程中经过调理一直让轻绳与水平桌面平行。
接通电源 ,由静止开释滑块 ,让滑块在钩码的牵引下做加快运动,获得一条纸带。
在纸带上选用点迹清楚的 A 点为第一个计数点 ,而后每间隔四个点选择一个计数点 ,经丈量各相邻计数点间的距离如图 2 所示。
假如该打点计时器的打点周期为 T=0.02 s, 重力加快度为 g=10 m/s 2。
回答以下问题 :(均保存两位有效数字 )(1)由纸带求出打点计时器打 B 点时的速度为v B=m/s;(2)滑块的加快度大小为a=m/s 2 ;(3)由以上可知 ,钩码数目为 2 个时 ,该滑块与水平桌面之间的动摩擦因数为μ=。
4.(2018 江苏单科 ,11)(10 分)某同学利用以下图的实验装置来丈量重力加快度 g。
细绳越过固定在铁架台上的轻质滑轮 ,两头各悬挂一只质量为 M 的重锤。
实验操作以下 :③左手将重锤 2 压在地面上 ,保持系统静止。
开释重锤 2,同时右手开启秒表 ,在重锤 1 落地时停止计时 ,记录着落时间 ;④重复丈量 3 次着落时间 ,取其均匀值作为丈量值t。
请回答以下问题 :(1) 步骤④能够减小对着落时间t 丈量的(选填“有时”或“系统”)偏差。
(2) 实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小好多 ,主假如为了。
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（浙江专用版）高考物理二轮复习专题七实验题题型强化第16讲力学和光学实验讲义力学和光学实验专题定位 1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析.3.利用所学过的知识，对实验器材或实验方法加以重组，完成新的实验设计．第16讲 力学和光学实验1．纸带的三大应用(1)利用逐差法求解平均加速度(如图)a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33(2)利用平均速度求瞬时速度：v n ＋1＝x n ＋x n ＋12T(3)利用速度—时间图象求加速度． 2．光电门的应用(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d )通过光电门的时间Δt 内的平均速度看做遮光条经过光电门的瞬时速度，即v ＝dΔt.(2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L ，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝v 22－v 122L. 3．实验的技巧(1)要根据实验原理来判断是否需要平衡摩擦力，知道正确平衡摩擦力的方法．(2)要清楚钩码(或沙桶)与小车之间的质量关系，并且要清楚在仪器创新或实验原理创新的情形下，该条件是否需要调整．(3)要知道实验数据、图象的处理方法和运用数学知识解题的技巧．例1 (2019·新高考研究联盟二次联考)如图甲所示，某同学用力传感器探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系．(1)实验中使用的电火花计时器，应接________电源． A ．交流4～6VB ．交流220V(2)该同学将实验器材如图甲所示连接后，沙桶的质量________(填“需要”或“不需要”)远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当成小车及传感器的合外力，则________(填“需要”或“不需要”)先平衡摩擦力．(3)先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，每打5个点取一个计数点，x 1＝3.62cm ，x 4＝5.12cm ，由图中数据可求得：2、3两点的距离(即x 3)约为________cm.(结果保留三位有效数字)(4)在实验中，甲、乙两位同学根据实验数据画出如图丙所示的小车的加速度a 和小车所受拉力F 的图象分别为图中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是________．(多选)A ．实验前甲同学没有平衡摩擦力B ．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的右端抬得过高了C ．实验前乙同学没有平衡摩擦力D ．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的右端抬得过高了 答案 (1)B (2)不需要 需要 (3)4.62 (4)BC 解析 (1)电火花计时器，需接220V 交流电源．(2)实验时如将细线拉力当成小车及传感器的合外力，不需要沙桶的质量远小于小车及传感器的总质量，但必须平衡摩擦力，否则细线的拉力不是合力． (3)相邻0.1s 内位移差Δx ＝x 4－x 13＝0.50cm ，又x 4－x 3＝Δx故x 3＝x 4－Δx ＝5.12cm －0.50cm ＝4.62cm.(4)Ⅰ图线表明F ＝0时a ＞0，说明平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得太高了； Ⅱ图线表明a ＝0时F ＞0，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．拓展训练1 (2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30s 内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的． (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A 点位置时的速度大小为________ m/s ，加速度大小为________ m/s 2.(结果均保留两位有效数字) 答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.038解析 (1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动．(2)已知滴水计时器每30s 内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T ＝3045s ＝23s ，所以A 点位置的速度为v A ＝0.117＋0.1332×23m/s≈0.19 m/s.根据逐差法可求加速度a ＝(x 5＋x 4)－(x 2＋x 1)6T2，解得a ≈－0.038m/s 2，故加速度的大小为0.038 m/s 2. 拓展训练2 (2019·山东临沂市质检)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz ，得到如图甲所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，如图乙，测出A 点距起点O 的距离为h 0＝19.00cm ，点A 、C 间的距离为h 1＝8.36cm ，点C 、E 间的距离为h 2＝9.88cm ，g 取9.8m/s 2，测得重物的质量为m ＝1kg.(1)下列做法正确的有________． A ．图中两限位孔必须在同一竖直线上 B ．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 C ．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D ．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(2)选取O 、C 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J ，打下C 点时重物的速度大小是________m/s.(结果保留三位有效数字)(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v ，量出下落距离h ，则以v 22为纵坐标、以h 为横坐标画出的图象应是下面的________．答案 (1)AB (2)2.68 2.28 (3)C解析 (1)题图甲中两限位孔必须在同一直线上，故A 正确；实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B 正确；开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C 错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故D 错误．(2)重物减少的重力势能为：ΔE p ＝mgh ＝mg (h 0＋h 1)＝1kg×9.8m/s 2×(19.00＋8.36)× 10－2m≈2.68J，打下C 点时重物的速度大小v C ＝h 1＋h 24T＝2.28m/s. (3)在验证机械能守恒定律的实验中，有：12mv 2＝mgh ，则有：12v 2＝gh ，g 是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，故C 图正确．1．模型介绍力学实验中用到弹簧或橡皮条的实验有探究求合力的方法、探究做功与小车速度变化的关系．2．探究求合力的方法(1)实验原理使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同．(2)操作关键①每次拉伸时结点位置O必须保持不变；②记下每次各力的大小和方向；③画力的图示时应选择适当的标度．例2(2019·台州3月一模)如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的部分实验装置图．则(1)先使小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑，那么，应把垫块________(“左移”或“右移”)；(2)图乙是正确平衡摩擦力后在实验中得到的一条纸带，那么，在A、B、C三个计数点中应测量________点的速度才符合实验要求；(3)关于该实验的注意事项，下列说法正确的是________；A．每根橡皮筋的规格必须相同B．打点计时器接通电源的同时必须释放小车C．每次实验，小车必须从同一位置由静止释放D．改变橡皮筋的条数后，必须重新平衡摩擦力(4)以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，小车获得速度的平方v2为横坐标，得到如图丙所示的关系图．根据你所学的知识，图象斜率的物理意义是________________．答案(1)左移(2)C(3)AC (4)小车质量的一半拓展训练3(2019·河南省九师联盟质检)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中，遇到了以下问题．请帮助该同学解答．(1)物理学中有很多物理方法，本实验采用的是________．A．类比实验法B．等效替代法C．控制变量法D．极限法(2)在做实验之前，该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示，则在使用前应该对弹簧测力计________．(3)如图乙所示的四个力中，力________(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的．(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示，如图丙所示，方格中每边的长度表示0.5N，请帮助该同学用作图法作出合力F的图示，并求出合力的大小为________N．(结果保留两位有效数字)答案(1)B (2)校零(3)F′(4)如图所示3．5解析(1)“验证平行四边形定则”的实验中采用的是等效替代法，故选B.(2)在使用前应该对弹簧测力计进行校零．(3)由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋时，力的方向与OA重合，可知题图乙所示的四个力中，力F′是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的．(4)合力F的图示如图；由图可知合力的大小为3.5N.1．创新型实验的特点(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验．(2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中． 2．创新型实验的处理(1)根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式，从而明确实验的理论依据．(2)应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析．例3 (2019·山东济南市上学期期末)空间站中不能利用天平测量质量，为此某同学为空间站设计了如图(a)所示的实验装置，用来测量小球质量．图中弹簧固定在挡板上，光滑轨道B 处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间．该同学设计的主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量小球的直径d ②将弹簧左端固定在挡板上③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t ⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次 ⑥分析数据，得出小球的质量已知弹簧弹性势能E p ＝12kx 2，k 为劲度系数，x 为形变量．该同学使用了一个已知劲度系数为k 0的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d ＝________cm ；(2)某一次步骤④中测得小球通过光电门的时间t 为5.00ms ，则此次小球离开弹簧的速度v ＝________m/s ；(3)根据实验步骤中测得的物理量，则可得小球的质量m ＝________.(用实验步骤①、③、④中测得的物理量表示)答案 (1)1.14 (2)2.28 (3)k 0x 2t 2d2解析 (1)小球的直径为：11mm ＋4×0.1mm＝11.4mm ＝1.14cm.(2)由于小球离开弹簧后做匀速直线运动，小球经过光电门时的速度与离开弹簧时的速度相等，故小球离开弹簧时的速度为v ＝d t ＝1.14×10－2m5.00×10－3s＝2.28m/s ；(3)由能量守恒定律可知：E p ＝12k 0x 2＝12mv 2，解得：m ＝k 0x 2t2d2.拓展训练4 (2019·余姚市4月选考)某同学“探究钩码加速度与合外力的关系”的实验装置如图所示，一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连．实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测量，每一次滑块均从同一位置P 由静止释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F 和光电门的遮光时间t ，用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G ，用刻度尺测得P 与光电门间的距离为s ，用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d .(1)实验中________(选填“需要”或“不需要”)平衡滑块受到的滑动摩擦力． (2)钩码的加速度大小a ＝________(用含有d 、t 、s 的表达式表示)． (3)根据实验数据绘出的下列图象中最符合本实验实际情况的是________．答案 (1)不需要 (2)d 24st2 (3)A拓展训练5 (2019·四川宜宾市第二次诊断)某实验小组利用如图甲所示器材测量滑块与木板之间的动摩擦因数． 实验步骤：①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G ；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测力计相连，如图所示．在A 端向右水平拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，将读数记作F ；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：次数12345 6力G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00F/N0.590.830.99 1.22 1.37 1.61(1)根据表中数据在图乙给定的坐标纸上作出F－G图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)．(3)在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量________(选填“会”或“不会”)产生影响．答案(1)如图所示(2)0.40(0.39～0.41均可) (3)不会例(2019·金华十校高三期末)小明同学用如图甲所示的装置做“探究碰撞中的不变量”实验．他在水平放置的气垫导轨左端安装了一个弹射装置，滑块甲被弹射装置锁定．若打开控制开关，滑块甲可被弹射装置向右弹出．他还在滑块甲的右端和滑块乙的左端装上了弹性碰撞架(图中未画出)，可保证在滑块碰撞过程中能量损失极小．滑块乙静置于两个光电门之间，滑块甲和滑块乙装有相同宽度的挡光片．(1)该同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d ，如图乙所示，则d ＝________cm.(2)为使碰撞后两滑块能先后通过光电门2，则下列哪组滑块能使实验效果更好？________. A ．M 甲＝50g M 乙＝50g B ．M 甲＝50g M 乙＝100g C ．M 甲＝100g M 乙＝50g(3)某次实验时，该同学记录下滑块甲通过光电门1的时间为Δt 1，滑块乙通过光电门2的时间为Δt 2，滑块甲通过光电门2的时间为Δt 3，则：①只要等式________在误差允许的范围内成立，则可说明碰撞过程中动量守恒． ②只要等式________在误差允许的范围内成立，则可说明这次碰撞为弹性碰撞． (注：以上2个等式必须用题目中所给的字母表示) 答案 (1)2.040 (2)C(3)①M 甲d Δt 1＝M 甲d Δt 3＋M 乙d Δt 2或M 甲Δt 1＝M 甲Δt 3＋M 乙Δt 2②12M 甲(d Δt 1)2＝12M 甲(d Δt 3)2＋12M 乙(d Δt 2)2或M 甲(Δt 1)2＝M 甲(Δt 3)2＋M 乙(Δt 2)2 拓展训练6 (2019·宁波市3月模拟 )利用传感器可以方便地采集实验数据，用来做物理实验．(1)如图甲所示，小梅同学用手机中磁传感器来探究单摆的运动．她将一小块磁铁吸附在单摆小球下方，成为一个“有磁性的重物”，测量出悬点与摆球上端的绳长L ，将手机放置在悬点正下方，打开手机中磁传感器软件，将细线拉开一定小角度θ(θ＜5°)，手机中屏幕显示手机所在处磁感应强度随时间变化图象(如图乙所示)，则该单摆周期为________s(保留3位有效数字)．多次调节绳长并测出绳长和对应周期，________(填“能”或“不能”)测出当地重力加速度．(2)光传感器可以记录空间中的光强分布，小军同学用光传感器研究光的干涉和衍射实验中光强分布情况(如图丙)，某次实验中，得到了如图丁所示的光强分布图，则缝屏所用的为________(填“单缝”或“双缝”)，若仅减小激光器和中间缝屏的距离，则观察到条纹将________(填“变宽”“变窄”或“不变”)．答案(1)1.85±0.05能(2)单缝不变拓展训练7(2019·绍兴市3月选考)小周用插针法测定某种玻璃三棱镜的折射率，所作的光路图如图甲所示，ABC为三棱镜的横截面，光线DO1、O2E分别为入射、出射光线，N1N2为法线，P1、P2、P3、P4为四枚大头针，θ为偏向角．(1)根据图甲求得这种玻璃的折射率为________(结果保留两位有效数字)；(2)如图乙是实验过程中的立体图，图中a和b是________(填“大头针”或“大头针的像”)；(3)换用折射率较小的玻璃三棱镜做实验，仍保证顶角BAC和入射角不变，那么偏向角将________(填“增大”“减小”或“不变”)．答案(1)1.7 (2)大头针的像(3)减小专题强化练1．(2019·杭州市高三期末)(1)小梁同学想探究小车在做匀变速直线运动中，速度随时间变化的规律．于是他采用了如图甲所示的实验装置图(局部)．则图中明显存在的错误有________(填字母)．A．未平衡摩擦力B．细绳未与轨道平行C．钩码的质量未远小于小车质量(2)在做“探究做功与物体速度变化关系”的实验中，小周同学采用了如图乙所示的装置．①如图丙所示，在提供的橡皮筋中，你认为最不宜使用的一根橡皮筋是________(填字母)；②经过其他步骤的正确操作之后，该同学得到了如图丁所示的v－W关系图，为进一步认清功与速度的关系，你认为下一步应该作出v与W的何种关系图________(填字母)．A.v－W B．v－W C．v－W2D．v－W3答案(1)B (2)①E②B2．(2019·宁波市3月模拟)老师正在准备“探究求合力的方法”这一实验．(1)课代表需要帮老师从图甲中选择必要的仪器完成实验，需要仪器是________(填序号)；(2)图乙是某同学四次测量操作的照片，其中操作最合理的是________(填序号)；(3)图丙是某小组同学正确操作后在白纸上得到的实验记录，请找出其中的实际合力，并根据标度作出这个合力的图示．答案(1)BCEG (2)C (3)如图所示3．(2019·浙南名校联盟期末)如图(a)所示，甲同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，乙同学准备做“探究功与速度变化的关系”实验，丙同学准备做“验证机械能守恒”实验．(1)若甲同学用如图(b)所示电火花计时器做实验，此计时器要接下面的哪种电源________(选填“A”或“B”)．A．4～6V交流电源B．220V交流电源(2)关于三位同学的实验，下列说法正确的是( )A．甲同学在实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，逐步调节木板的倾斜程度，若小车能在木板上保持静止，则摩擦力已平衡好B．乙同学实验时，每次都要从同一位置由静止释放小车C．乙同学可以利用纸带上任意两计时点的距离求所需的速度D．丙同学可以利用v＝gt求出打下某计时点时重物的瞬时速度(3)三个同学经正确操作后各自获得了一条纸带，如图(c)是某位同学实验中打出的一条纸带的一部分(单位：cm)，纸带上标出了连续的几个计数点，相邻计数点之间还有1个点没有画出；我们通过分析可得出，这条纸带是________同学得到的(选填“甲”“乙”或“丙”)，使用的是________装置(选填“A”“B”或“C”)．(c)答案(1)B (2)B (3)乙 B4．(2019·教育绿色评价联盟4月模拟)采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验．(1)实验时需要下列哪个器材________．A．弹簧测力计B．重垂线C．打点计时器(2)做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列的一些操作要求，正确的是________(多选)．A．每次必须由同一位置静止释放小球B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触D．记录的点应适当多一些(3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图乙所示的频闪照片．在测得x1、x2、x3、x4后，需要验证的关系是________________．已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是________．A.x1TB.x22TC.x33TD.x44T答案(1)B (2)ACD(3)x2－x1＝x3－x2＝x4－x3 D解析(1)该实验需要使用重垂线确定y轴位置，B选项正确，弹簧秤和打点计时器不需要使用．(2)每次必须由同一位置静止释放小球，保证每次轨迹都相同，A正确；为了提高实验精度，使曲线更接近于真实平抛运动轨迹，应尽量多地记录点，不需要每次等距离下降，B错误，D 正确；小球运动时如果和白纸相接触，就会有摩擦力影响，小球轨迹不再是平抛运动轨迹，所以不能接触，C正确．(3)若小球在水平方向匀速运动，每两张照片间的水平间距应相等，即x2－x1＝x3－x2＝x4－x3；使用距离较远的点进行计算，误差会较小，D正确．5．(2019·江苏通州区、海门市、启东联考)在“探究小车所受外力做功与动能变化关系”的实验中，现有如图甲、乙两种方案：(1)实验操作过程中可能用到如下步骤，两套装置必须同时用到的实验步骤是________．A．平衡摩擦力B．测量小车质量C．通过纸带计算速度时，选用等间距部分D．重复实验时，小车从靠近打点计时器的同一位置释放(2)某同学利用图乙的装置，按正确步骤进行实验，绘制W∝ΔE k的图象时，________(选填“需要”或“不需要”)测量W的具体数值．(3)某同学利用图甲的装置平衡摩擦力后进行实验，小车质量为M、钩码的总质量为m(m≪M)，打出的纸带如图丙所示，计算出打B 、E 点时小车的速度分别v B 、v E ，重力加速度为g ，探究B 到E 过程小车所受外力做功与动能变化关系，若外力做功与小车动能变化相等，则数学表达式为________________________．(用M 、m 、g 、x 、v B 、v E 表示)(4)利用图甲的装置，某小组实验结果显示，合外力做功总是略小于小车动能的变化，请分析出现这种情况的可能原因是________________．答案 (1)AB (2)不需要 (3)mgx ＝12Mv E 2－12Mv B 2 (4)平衡摩擦力过度或倾角过大 解析 (1) 两套装置中都应保持细线的拉力即为小车所受的合外力，所以都应平衡摩擦力，故A 正确；由于要探究小车的合外力做功与小车动能的变化，所以应测量小车的质量，故B 正确；图甲小车做匀加速直线运动，图乙中先加速后匀速，所以不能同时用到，故C 错误；重复实验时，小车从靠近打点计时器，并不一定要同一位置释放，故D 错误．(2)图乙的装置中小车的合力即为橡皮筋的弹力，只要探究橡皮筋加倍，小车的动能是否加倍，并不要测量W 的数值．(3)由于钩码的总质量远远小于小车的质量，所以小车的合力近似等于钩码的总重力，所以小车从B 到E 外力做的功为mgx ，小车从B 到E 动能的变化为：ΔE k ＝12Mv E 2－12Mv B 2，若外力做功与小车动能变化相等，则数学表达式为mgx ＝12Mv E 2－12Mv B 2. (4)合外力做功总是略小于小车动能的变化，说明除了拉力对小车做功外还有其他力对小车做功，即小车的重力沿斜面向下的分力大于阻力，也即平衡摩擦力过度或倾角过大．6.(2019·云南保山市市级统一检测)如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O .接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A 点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B ，让小球1从A 点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M 、P 、N 离O 点的距离，即线段OM 、OP 、ON 的长度．(1)对于上述操作，下列说法正确的是________(填序号)．A．每次小球释放的高度可以不同B．斜槽轨道末端必须水平C．小球1的质量应大于小球2的质量D．斜槽轨道尽量光滑可以减小误差(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________(填序号)．A．A、B两点间的高度差h1B．点离地面的高度h2C．小球1和小球2的质量m1和m2(3)当所测物理量满足表达式______________________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．答案(1)BC (2)C (3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON解析(1)每次小球释放的高度必须相同，以保证到达底端的速度相同，选项A错误；斜槽轨道末端必须水平，以保证两球正碰，选项B正确；小球1的质量应大于小球2的质量，以防止入射球(小球1)反弹，选项C正确；斜槽轨道没必要必须光滑，只要小球到达底端的速度相同即可，选项D错误．(2)根据动量守恒得，m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2，故选C.(3)因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1不与小球2碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当所测物理量满足表达式m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，说明两球碰撞遵守动量守恒定律．7．(2019·金丽衢十二校联考)小昱和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”．(1)小昱同学按实验步骤，先在纸上插下两枚大头针P1、P2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外两枚大头针，如图(a)所示．则插针一定错误的是________(填“P3P4”或“P5P6”)．按实验要求完成光路图，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝________.(2)小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图(b)所示．插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图(b)中右边的插针应该是________(选填“P3P4”“P3P6”“P5P4”或“P5P6”)．。