專題二實驗題
(限時：45分鐘)
1． (2013·浙江·21)如圖1所示，裝置甲中掛有小桶的細線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導軌的左端，另一端繫在小車上．一同學用裝置甲和乙分別進行實驗，經正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點計時器打出的點．
圖1(1)任選一條紙帶讀出b、c兩點間距離為________；
(2)任選一條紙帶求出c、e兩點間的平均速度大小為________，紙帶①和②上c、e兩點間的平均速度填「大於」、「等於」或「小於」)；
(3)圖中________(填選項)．
a．兩條紙帶均為用裝置甲實驗所得
b．兩條紙帶均為用裝置乙實驗所得
c．紙帶①為用裝置甲實驗所得，紙帶②為用裝置乙實驗所得
d．紙帶①為用裝置乙實驗所得，紙帶②為用裝置甲實驗所得
答案 (1)2.10 cm或2.40 cm(±0.05 cm，有效數字位數正確)
(2)1.13 m/s或1.25 m/s(±0.05 m/s，有效數字位數不作要求) 小於
(3)c
3． (2013·全國新課標ⅱ·22)某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行**：一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處於原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖3所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離後由靜止釋放，小球離開桌面後落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮後的彈性勢能．
圖3回答下列問題：
(1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮後的彈性勢能ep與小球丟擲時的動能ek相等．已知重力加速度大小為g.為求得ek，至少需要測量下列物理量中的________(填正確答案標號)．
a．小球的質量m
b．小球拋出點到落地點的水平距離s
c．桌面到地面的高度h
d．彈簧的壓縮量δx
e．彈簧原長l0
(2)用所選取的測量量和已知量表示ek，得ek
(3)圖4中的直線是實驗測量得到的s－δx圖線．從理論上可推出，如果h不變．m增加，s－δx圖線的斜率會________(填「增大」、「減小」或「不變」)；如果m不變，h增加，s－δx圖線的斜率會________(填「增大」、「減小」或「不變」)．由圖中給出的直線關係和ek的表示式可知，ep與δx的次方成正比．
圖4答案 (1)abc (2) (3)減小增大二
解析 (1)小球離開桌面後做平拋運動，設桌面到地面的高度為h，小球拋出點到落地點的水平距離為s，則有h＝gt2，s＝v0t，解得v0＝＝s
所以ek＝mv＝.
由此可知需要測量的量有m、s、h，故選a、b、c.
(2)小球丟擲時的動能ek＝mv＝.
(3)在δ x相同的情形下，彈簧的彈性勢能相同，由ep＝mv可知：①在m增加時，速度v0減小，因而h不變時s減小，故圖線的斜率減小．
②m不變時，v0不變，h增加時，時間變長，s變大，故圖線的斜率增大．
由s－δx圖象可知，s正比於δx，即s＝kδx.
則ep＝mv＝＝δx2＝k′δx2
所以ep與δx的二次方成正比．
4． 某實驗小組欲以圖5甲所示實驗裝置「**加速度與物體受力和質量的關係」．圖中a為小車，b為裝有砝碼的小盤，c為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電磁打點計時器相連，小車的質量為m1，小盤(及砝碼)的質量為m2.
圖5(1)下列說法正確的是
a．實驗時先放開小車，再接通打點計時器的電源
b．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力
c．本實驗中應滿足m2遠小於m1的條件
d．在用圖象**小車加速度與受力的關係時，應作a－m1圖象
(2)實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計數點間的時間間隔為t，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則打點計時器打下f點時小車的瞬時速度的計算式為vf小車加速度的計算式a
(3)某同學平衡好摩擦阻力後，在保持小車質量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力f的圖象如圖丙所示．若牛頓第二定律成立，重力加速度g＝10 m/s2，則小車的質量為________kg，小盤的質量為________kg.
(4)實際上，在砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增大，將趨近於某一極限值，此極限值為________m/s2.
答案 (1)c (2)
(3)2.0 0.06 (4)10
5． 某同學利用如圖6所示的氣墊導軌裝置驗證系統機械能守恆定律．在氣墊導軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過定滑輪與鉤碼相連．
圖6(1)實驗時要調整氣墊導軌水平．不掛鉤碼和細線，接通氣源，釋放滑塊，如果滑塊________，則表示氣墊導軌已調整至水平狀態．
(2)不掛鉤碼和細線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運動的過程中，發現滑塊通過光電門1所用的時間小於通過光電門2所用的時間．實施下列措施能夠達到實驗調整目標的是
a．調節p使軌道左端公升高一些
b．調節q使軌道右端降低一些
c．遮光條的寬度應適當大一些
d．滑塊的質量增大一些
e．氣源的供氣量增大一些
(3)實驗時，測出光電門1、2間的距離l，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質量m，鉤碼質量m.由數字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為t1、t2，則系統機械能守恆成立的表示式是
答案 (1)能在氣墊導軌上靜止或者勻速運動或滑塊經過兩個光電門所用的時間相等 (2)ab
(3)mgl＝(m＋m)()2－(m＋m)()2
6． 某同學想測出濟南當地的重力加速度g，並驗證機械能守恆定律．為了減小誤差，他設計了乙個實驗如下：將一根長直鋁棒用細線懸掛在空中(如圖7甲所示)，在靠近鋁棒下端的一側固定電動機m，使電動機轉軸處於豎直方向，在轉軸上水平固定一支特製筆n，借助轉動時的現象，將墨汁甩出形成一條細線．調整筆的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨線．啟動電動機待轉速穩定後，用火燒斷懸線，讓鋁棒自由下落，筆在鋁棒上相應位置留下墨線．
圖7圖乙是實驗時在鋁棒上所留下的墨線，將某條合適的墨線a作為起始線，此後每隔4條墨線取一條計數墨線，分別記作b、c、d、e.將最小刻度為公釐的刻度尺的零刻度線對準a，此時b、c、d、e對應的刻度依次為14.68 cm,39.
15 cm，73.41 cm，117.46 cm.
已知電動機的轉速為3 000 r/min.求：
(1)相鄰的兩條計數墨線對應的時間間隔為________ s；
(2)由實驗測得濟南當地的重力加速度為________m/s2(結果保留三位有效數字)；
(3)該同學計算出划各條墨線時的速度v，以為縱軸，以各條墨線到墨線a的距離h為橫軸，描點連線，得出了如圖丙所示的圖象，據此圖象________(填「能」或「不能」)驗證機械能守恆定律，圖線不過原點的原因
答案 (1)0.1 (2)9.79 (3)能墨線a對應的速度大於零
解析 (1)由於電動機的轉速為3 000 r/min，則其頻率為50 hz，故每隔0.02 s特製筆n便在鋁棒上畫一條墨線，又每隔4條墨線取一條計數墨線，故相鄰計數墨線間的時間間隔是0.1 s.
(2)應用勻變速直線運動的推論δx＝at2結合逐差法可得加速度為9.79 m/s.
(3)鋁棒下落過程中，只有重力做功，重力勢能的減小等於動能的增加，即mgh＝mv2，故圖丙能驗證機械能守恆定律；圖線不過原點是因為起始計數墨線a對應的速度不為0.
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