13.(06年四川卷)(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,①测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为 ;②测周期时,当摆球经过 位置时开始计时并计数l次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为 。
此外,请你从下列器材中选用所需器材,再设计一个实验,粗略测出重力加速度g,并参照示例填写下表(示例的方法不能再用)。
A.天平; B.刻度尺; C.弹簧秤; D.电磁打点计时器; E.带夹子的重锤;
F.纸带; G.导线若干; H.铁架台; I.低压交流电源; J.低压直流电源;
K.小车; L.螺旋测微器; M.斜面(高度可调,粗糙程度均匀)。
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所选器材(只填器材序号) |
简述实验方法(不要求写出具体步骤) |
示例 |
安装仪器,接通电源,让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据,处理数据,得出结果。 B、D、E、F、G、H、I |
安装仪器,接通电源,让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据,处理数据,得出结果。 |
实验设计 |
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(2)在“测定金属的电阻率”实验中,需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度,图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置,测得的金属丝长度为 mm。在测量金属丝直径时,如果受条件限制,身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径?请简述测量方法:
解析:(1)①(2分); ②平衡(2分);
(3分);
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实验器材 |
简述实验方法 |
实验设计 |
A、C、E |
用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G,再用天平测出其质量m,则g=G/m。 |
或 实验设计 |
B、D、F、G、I、K、M |
安装仪器,接通电源,让纸带随小车一起沿斜面下滑。用刻度尺测出所需数据。改变斜面高度再测一次。利用两次数据,由牛顿第二定律算出结果。 |
①972.0mm
②在铅笔上紧密排绕金属丝N匝,用米尺量出该N匝金属丝的宽度D,由此可以计算得出金属丝的平均直径为D/N。
12.(06年天津卷)用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图,斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球装置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的距离:,
,
,并知A、B两球的质量比为
,则未放B球时A球落地点是记录纸上的 点,系统碰撞前总动量
与碰撞后总动量
的百分误差
%(结果保留一位有效数字)。
答案:P;2
11.(07年广东卷)如图(a)所示,小车放在斜面上,车前端栓有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示。
⑴根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。(结果保留两位有效数字)
⑵打a段纸带时,小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。
⑶如果取重力加速度10 m/s2,由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。
答案:⑴5.0 m/s2(结果是4.8 m/s2的得1分)
⑵D4D3区间内
⑶1:1
10.(07重庆理综卷)建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起(如图2),施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了两个模拟实验.研究将钢板从水下水平拉出(实验1)和以一定倾角拉出(实验2)的过程中总拉力的变化情况.
①必要的实验器材有:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和 等。
②根据实验曲线(如图3),实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了 。
③ 根据分子动理论,实验1中最大总拉力明显增大的原因是 。④ 可能导致测量拉力的实验误差的原因有:读数不准、钢板有油污、 等等(答出两个即可)
答案:⑵①测力计(弹测力计、力传感器等等)
②13.3(允许误差±0.5); 0.27(允许误差±0.03)N
③分子之间存在引力,钢板与水面的接触面积大
④快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化、水中有油污、水面波动等等
9.(07年上海卷)利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图(a)所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO/=h(h>L)。
⑴电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:____________。
⑵将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O/C=s,则小球做平抛运动的初速度为v0=________。
⑶在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角q,小球落点与O/点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cosq为横坐标,得到如图(b)所示图像。则当q=30°时,s为________m;若悬线长L=1.0 m,悬点到木板间的距离OO/为________m。
答案:⑴保证小球沿水平方向抛出;
⑵; ⑶0.52; 1.5
8.(07年全国理综Ⅰ)碰撞的恢复系数的定义为
,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e<1。某同学借用验证动量守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2,(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量。
实验步骤如下:
安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O。
第一步: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。
第二步:把小球 2 放在斜槽前端边缘处的C点,让小球 1 从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
第三步:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
上述实验中,
①P点是_____________的平均位置,
M点是_____________的平均位置,
N点是_____________的平均位置,
②请写出本实验的原理
写出用测量量表示的恢复系数的表达式
③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关?
______________________________________________________________________
答案:①P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置
M点是小球1与小球2碰撞后小球1落点的平均位置
N点是小球2落点的平均位置
②小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同,设为t,则有
OP=v10t
OM=v1t
ON=v2t
小球2碰撞前静止, v20=0
③OP与小球的质量无关,OM和ON与小球的质量有关, 由图可知OP=2a+R,因此水平荧光屏发亮范围的右边界的坐标
7.(07年江苏卷)如(a)图,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间(s-t)图象和速率-时间(v-t)图象。整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h。(取重力加速度g=9.8 m/s2,结果可保留一位有效数字)
⑴现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,A的v-t图线如(b)图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a= m/s2 ,摩擦力对滑块A运动的影响 。(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)
⑵此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变 ,可验证质量一定时,加速度与力成正比的关系;实验时通过改变 ,可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系。
⑶将气垫导轨换成滑板,滑块A换成滑块A/,给滑块A/一沿滑板向上的初速度,A/的
s-t图线如(c)图。图线不对称是由于 造成的,通过图线可求得滑板的倾角θ= (用反三角函数表示),滑块与滑板间的动摩擦因数μ=
答案:⑴6; 不明显,可忽略
⑵斜面高度h; 滑块A的质量M及斜面的高度h,且使Mh不变
⑶滑动摩擦力; arcsin0.6(arcsin0.57-arcsin0.64); 0.3
6.(07年海南卷)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。
⑴填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不
考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t。
②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a= 。
③用米尺测量A1相对于A2的高度h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F= 。
④改变 ,重复上述测量。
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
⑵在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。
②进行⑴中的各项测量。
③计算与作图时用(h-h0)代替h。
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行。
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是 。
答案:⑴②
③
④斜面倾角(或填h的数值)
⑵C
5.(07年天津理综)⑴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。用它测量某物体长度,卡尺示数如图所示,则该物体的长度是_______cm。
⑵某学生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。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56 cm、CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s,小车运动的加速大小为________m/s2,AB的距离应为_______cm。(保留三位有效数字)
答案:(1)4.120;(2)0.986,2.58,5.99;
4.(07年四川理综)⑴在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________________.
A.游标卡尺 B.秒表 C.坐标纸
D.天平 E.弹簧秤 F.重垂线
实验中,下列说法正确的是_______________
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
答案:⑴CF; AD
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