第三部分實驗題
一、力學實驗
3.1.1 游標卡尺與螺旋測微器的讀數
（朝陽一模）21．（1）（6分）某同學用游標為20分度的卡尺測量一薄金屬圓板的直徑d，用螺旋測微器測量其厚度d，示數如圖所示。由圖可讀出d50.75、50.
80或50.85 3分mm，d3.774~3.
778 3分_______mm。
（通州一模）21．（1）（4分）如圖所示，游標卡尺的讀數是0.65 （2分）_______mm；螺旋測微器的讀數是_______0.679—0.
681 （2分）________mm。
3.1.2 研究勻變速直線運動
（朝陽二模）21．（2）（12分）某同學用圖甲所示的實驗裝置研究小車在斜面上的勻變速直線運動。實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材，將打點計時器接到頻率為50hz的交流電源上。
b．接通電源後，讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運動，重複幾次。選出一條點跡清晰的紙帶，捨去開始密集的點跡，從便於測量的點開始，每2個打點間隔取乙個計數點，如圖乙中0、1、2……8點所示。
c．用最小刻度是公釐的刻度尺測量各計數點的刻度數值，分別記作x0、x1、x2……x8。
d．分別計算出打點計時器打下計數點1、2、3……7時小車的瞬時速度v1、v2、v3……v7。
e．以v為縱座標、t為橫座標，標出v與對應時間t的座標點，畫出v－t圖線。
結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：
① 表1記錄的是該同學測出計數點的刻度數值，其中x5未測定，請你根據圖乙將這個測量值填入表1中。10.60±0.02 (2分)
表1：② 表2記錄的是該同學根據各計數點的刻度數值，計算出打點計時器打下各計數點時小車的瞬時速度，請你根據表1中x5和x7計算出v6的值，並填入表2中。 0.96 (2分)
表2：③ 該同學在圖丙中已標出v1、v2、v3、v4、v5和v7對應的座標點，請你在圖中標出v6對應的座標點，並畫出v－t圖線。 答案略(3分)
④ 根據v－t圖線可計算出小車的加速度a=___ 3.1±0.1 (3分)____m/s2。（保留兩位有效數字）
⑤ 為驗證上述結果，該同學將打點計時器打下相鄰計數點的時間間隔記為t，並做了以下的計算：；；
；。求出其平均值。你認為a和a′哪個更準確，請說明理由。
a更準確，因為在計算a′的過程中，沒有剔除錯誤資料。 (2分
3.1.3 **彈力和彈簧伸長的關係
（延慶一模）21．（3）（6分）在**彈簧的彈力與伸長量之間的關係實驗中，用如圖所示的裝置，將彈簧的一端固定，另一端與力感測器連線，比對刻度尺。一位同學的實驗資料如表中所列。
為了比較精確地找到彈力與伸長量的關係，簡述你認為怎樣處理測量資料
（3）在「彈力（f）——伸長量（δl）」座標系中描點、擬合，做出f——δl影象，如果影象是一條直線，說明彈力和伸長量成正比。（6分）（注：答「影象法」得4分，答其它答案只要合理可酌情給分）
（東城二模）21．（2）（12分）為了研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關係，某實驗小組的實驗裝置如圖甲所示，水平光滑槽距地面高為h，光滑槽與桌子右邊緣垂直，槽出口與桌邊緣相齊，槽中放置一輕質彈簧，其左端固定，右端與質量為m的小鋼球接觸。將小球向左推，壓縮彈簧一段距離後由靜止釋放，彈簧將小球沿水平方向推出，小球落到位於水平地面的記錄紙上，留下痕跡。
①若測得某次實驗小球的落點p到o點的距離為s，那麼由理論分析得到小球釋放前壓縮彈簧的彈性勢能ep與h、s和mg之間的關係式是 ep＝ （3分） ；
②該同學改變彈簧的壓縮量進行多次實驗，測量得到下表的資料：
在座標紙上做出x－s的影象。並由影象得出：x與s的關係式是 x=0.005s （2分） 。
實驗得到彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關係式為 = （2分） ；
影象如圖 （2分）。
③完成實驗後，該同學對上述裝置進行了如圖乙所示的改變：
（i）在木板表面先後釘上白紙和複寫紙，並將木板豎直立於靠近桌子右邊緣處，使小球向左壓縮彈簧一段距離後由靜止釋放，小球撞到木板上，並在白紙上留下痕跡o；
（ii）將木板向右平移適當的距離（設為l）固定，再使小球向左壓縮彈簧一段距離後由靜止釋放，小球撞到木板上，在白紙上留下痕跡p；
（iii）用刻度尺測量紙上o點到p點的豎直距離設為y。
由此步驟得到彈簧的壓縮量應該為 x= （2分） ；
④若該同學在完成步驟③的過程中，光滑水平槽與桌子右邊緣不垂直，用③問的方法計算得出的彈簧壓縮量與實際值相比偏小 （1分） （選填「偏大」、「偏小」或「相同」）。
3.1.4 驗證力的平行四邊形定則
3.1.5 驗證牛頓第二定律
（石景山一模）21．（1）（9分）某組同學設計了「**加速度a與物體所受合力f及質量m的關係」實驗。圖（a）為實驗裝置簡圖，a為小車，b為電火花計時器，c為裝有細砂的小桶，d為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力f等於細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。
①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50hz。根據紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2。（結果保留二位有效數字）
②在「**加速度a與質量m的關係」時，保持細砂和小桶質量不變，改變小車質量m，分別記錄小車加速度a與其質量m的資料。在分析處理資料時，該組同學產生分歧：甲同學認為應該根據實驗中測得的資料作出小車加速度a與其質量m的圖象。
乙同學認為應該根據實驗中測得的資料作出小車加速度a與其質量倒數的圖象。兩位同學都按照自己的方案將實驗資料在座標系中進行了標註，但尚未完成圖象（如下圖所示）。你認為同學填「甲」、「乙」）的方案更合理。
請繼續幫助該同學作出座標系中的圖象。
③在「**加速度a與合力f的關係」時，保持小車的質量不變，改變小桶中細砂的質量，該同學根據實驗資料作出了加速度a與合力f的圖線如圖（c），該圖線不通過座標原點，試分析圖線不通過座標原點的原因。
答（1）①3.2（3分）
②乙（2分） 如圖（2分）
③實驗前未平衡摩擦力（2分）
3.1.6 研究平拋運動
（海淀零模）21．（1）（9分）用圖6所示的實驗裝置做「研究平拋物體的運動」實驗。
①對於實驗的操作要求，下列說法正確的是（ ad （3分） ）
a．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
b．斜槽軌道必須光滑
c．斜槽軌道末端可以不水平
d．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些
e．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應該用一條曲線把所有的點連線起來
②根據實驗結果在座標紙上描出了小球水平丟擲後的運動軌跡。部分運動軌跡如圖7所示。圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l，p1、p2和p3是軌跡圖線上的3個點，p1和p2、p2和p3之間的水平距離相等。
若已測知丟擲後小球在水平方向上做勻速運動，重力加速度為g。可求出小球從p1運動到p2所用的時間為____ （3分）___，小球丟擲後的水平速度為___ （3分）____。
3.1.7 **動能定理
（通州二模）21．（1）(10分)某實驗小組採用如圖所示的裝置**功與速度變化的關係，小車在橡皮筋的作用下彈出後，沿木板滑行。打點計時器工作頻率為50hz。
①實驗中木板略微傾斜，這樣做____ cd （2分）____；
a．是為了使釋放小車後，小車能勻加速下滑
b．是為了增大小車下滑的加速度
c．可使得橡皮筋做的功等於合力對小車做的功
d．可使得橡皮筋鬆弛後小車做勻速運動
②實驗中先後用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，並起來掛在小車的前端進行多次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車．把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為w1，第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2w1，……；橡皮筋對小車做功後而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度
為____2 （2分）____ m/s。
③若根據多次測量資料畫出的w－v草圖如圖所示，根據圖線形狀，可知對w與v的關係做出的猜想肯定不正確的是 ab （2分） 。
a．w∝ b．wc．w∝v2 d．w∝v3
④如果w∝v2的猜想是正確的，則畫出的w－v2圖象應是：
過原點的一條直線 （2分
⑤在本實驗中你認為影響實驗效果的可能原因是：______橡皮筋的規格不完全相同、木板傾斜過大、小車質量太小等(只要回答出一種原因即可) （2分
(只要回答出一種原因即可)
（海淀一模）21a（1）a 「**動能定理」的實驗裝置如圖6所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為w0。當用4條、6條、8條……完全相同的橡皮筋並在一起進行第2次、第3次、第4次……實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2w0、3w0、4w0……，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。
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