(1)采用的實驗方法是 。
A.控制變量法
B.等效法
C.模擬法
(2)在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下,逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動。此時左右標(biāo)尺露出的紅白相間等分標(biāo)記的比值等于兩小球的 (選填“線速度大小”“角速度二次方”或“周期二次方”)之比;在加速轉(zhuǎn)動手柄過程中,左右標(biāo)尺露出紅白相間等分標(biāo)記的比值 (選填“不變”“變大”或“變小”)。
答案 (1)A
(2)角速度二次方 不變
解析 (1)本實驗先控制其他幾個因素不變,集中研究其中一個因素變化所產(chǎn)生的影響,采用的實驗方法是控制變量法。
(2)標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為兩個小球所受向心力的比值,根據(jù)F=mrω2可知,比值等于兩小球的角速度二次方之比。
小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下,由于兩球線速度相同,根據(jù)ω=vR可知兩球角速度相同;又根據(jù)F=mrω2可知,向心力之比為1∶1,逐漸加大手柄的轉(zhuǎn)速,左右標(biāo)尺露出的格數(shù)之比不變。
2.(10分)(2021廣東卷)某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)。緩沖裝置如圖所示,固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實驗過程如下:先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺,再將單個質(zhì)量為200 g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個從管口滑進(jìn),每滑進(jìn)一個鋼球,待彈簧靜止,記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)Ln,數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量,進(jìn)而計算其勁度系數(shù)。
(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)計算彈簧的壓縮量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm,ΔL3= cm,壓縮量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33= cm;
(2)上述ΔL是管中增加 個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80 m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為 N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
答案 (1)6.04 6.05
(2)3
(3)48.6
解析 (1)根據(jù)題意ΔL3=L6-L3=6.04 cm;壓縮量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33=6.05 cm。
(2)根據(jù)題意,上述ΔL是管中增加3個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量。
(3)根據(jù)胡克定律,彈簧的勁度系數(shù)k=3mgsinθΔL=48.6 N/m。
3.(10分)(2024廣東卷)下列是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中列出的三個必做實驗的部分步驟,請完成實驗操作和計算。
(1)圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置示意圖。圖中木板右端墊高的目的是 。圖乙是實驗得到紙帶的一部分,每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出,相鄰計數(shù)點的間距已在圖中給出。打點計時器電源頻率為50 Hz,則小車的加速度大小為 m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
甲
乙
(2)在“長度的測量及其測量工具的選用”實驗中,某同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測量一圓柱體的長度,示數(shù)如圖丙所示。圖丁為局部放大圖,示數(shù)為 cm。
丙 丁
(3)在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗調(diào)節(jié)過程中,在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可調(diào)節(jié),打開并調(diào)節(jié) ,使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮。取下光屏,裝上單縫、雙縫和測量頭,調(diào)節(jié)測量頭,并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到 。
答案 (1)平衡小車受到的阻力 2.86
(2)4.108
(3)光源 干涉條紋
解析 本題考查力學(xué)和光學(xué)的基本實驗。
(1)木板右端抬高的目的是平衡小車受到的阻力。
小車的加速度大小a=(16.29+13.43+10.59-7.72-4.88-2.01)×10-29×0.12 m/s2=2.86 m/s2。
(2)游標(biāo)卡尺示數(shù)為4.1 cm+4×0.02 mm=4.108 cm。
(3)在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗調(diào)節(jié)過程中,在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏,遮光筒不可調(diào)節(jié),打開并調(diào)節(jié)光源,使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮,取下光屏,裝上單縫、雙縫和測量頭。調(diào)節(jié)測量頭,并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到干涉條紋。
4.(10分)(2024廣東汕頭一模)有一款稱為“一抽到底”的紙巾盒改進(jìn)裝置,如圖甲所示,該裝置由兩塊擋板和彈簧組成,彈簧連接兩塊擋板。該裝置放在紙巾盒底部,可將整包紙巾頂起,以保持最上面的紙巾能夠在紙巾盒取用口?？萍紝嵺`小組的同學(xué)為了研究該裝置中彈簧的特征,做了以下實驗:
科技實踐小組設(shè)計如圖乙所示,測量出數(shù)據(jù)記錄于表格中:
(1)依據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出m-Δl圖像如圖丙所示,觀察圖像可發(fā)現(xiàn),其中第 次數(shù)據(jù)誤差較大,應(yīng)該剔除。
丙
(2)根據(jù)圖像可得勁度系數(shù)k= N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g取10 N/kg)。
(3)在使用過程中,盒子里的紙巾越來越少,彈簧的彈性勢能 (選填“不變”“逐漸變大”或“逐漸變小”)。
答案 (1)4
(2)20
(3)逐漸變小
解析 (1)由圖可知,第4次的描點不在線上,出現(xiàn)明顯偏差,故第4次數(shù)據(jù)誤差較大,應(yīng)該剔除。
(2)根據(jù)胡克定律mg=kΔl,可得m=kgΔl,
由圖像斜率可得kg=(50-10)×10-3(3.0-1.0)×10-2=2,解得k=20 N/m。
(3)在使用過程中,盒子里的紙巾越來越少,紙巾的重力減少,彈簧的形變量減少,故彈簧的彈性勢能逐漸變小。
5.(10分)(2024廣東廣州二模)如圖甲,用量程為5 N的彈簧測力計,測量一個超出其量程的物體的重力。
(1)將表面印有等距圓環(huán)的白紙固定在豎直放置的木板上。
(2)三根細(xì)線分別與彈簧測力計的一端、圖釘、待測重物相連,彈簧測力計的另一端固定,通過改變圖釘在木板的位置調(diào)節(jié)細(xì)線OB,使細(xì)線的結(jié)點O與圓環(huán)的圓心位置重合。
(3)標(biāo)出OA、OB、OC的拉力方向,記錄彈簧測力計的讀數(shù)為 N。
(4)①根據(jù)共點力平衡條件和平行四邊形定則,用“力的圖示”在圖乙中作出OA、OB拉力的合力;
②由作圖結(jié)果可得重物的重力為 N(結(jié)果保留一位小數(shù))。
答案 (3)3.00
(4)見解析圖 7.0(6.8~7.2均可)
解析 (3)彈簧測力計的最小分度為0.1 N,讀數(shù)時需要估讀到0.01 N,所以其讀數(shù)為3.00 N。
(4)①作出力的圖示,如圖所示。
②由作圖結(jié)果可得重物的重力為7.0 N。
6.(10分)(2024新課標(biāo)卷)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上,軌道末端水平,右側(cè)端點在水平木板上的垂直投影為O,木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放,a從軌道右端水平飛出后落在木板上;重復(fù)多次,測出落點的平均位置P與O點的距離sP。將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點,再將小球a從Q處由靜止釋放,兩球碰撞后均落在木板上;重復(fù)多次,分別測出a、b兩球落點的平均位置M、N與O點的距離sM、sN。
完成下列填空:
(1)記a、b兩球的質(zhì)量分別為ma、mb,實驗中須滿足條件ma (選填“>”或“
(2)masP=masM+mbsN 從同一高度做平拋運(yùn)動的兩個小球,運(yùn)動時間相同,水平位移可代替水平飛出時的速度
解析 本題考查驗證動量守恒定律的實驗。
(1)為保證a球碰撞b球后不反彈,要求ma>mb。
(2)兩小球做平拋運(yùn)動,在豎直方向上有h=12gt2,故t=2hg,兩小球做平拋運(yùn)動的初速度為va=sP2hg,va'=sM2hg,vb'=sN2hg,如果碰撞中滿足動量守恒定律,則mava=mava'+mbvb',聯(lián)立解得masP=masM+mbsN。因為兩小球從同一高度做平拋運(yùn)動,運(yùn)動時間相同,所以水平位移可代替小球水平飛出時的速度。n
1
2
3
4
5
6
Ln/cm
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
砝碼質(zhì)量m/g
10
20
30
40
50
彈簧長度l/cm
4.50
4.00
3.50
3.25
2.50
彈簧形變量Δl/cm
1.00
1.50
2.00
2.25
3.00

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