（新课标）2017届高考物理一轮总复习 随堂训练（打包12套）.zip

1第 4 讲 实验 用油膜法估测分子的大小1．(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验 时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还缺少的器材有_ _____________．(2)在用油膜法估测分子大小的实验中，在哪些方面作了理想化的假设：____________________________________________________________.(3)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作 先后顺序排列应是________( 用字母符号表示)．[答案] (1)量筒、痱子粉或细石膏粉、坐标纸(2)将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个排列的(3)dacb2．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸 酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：__________________________________________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度 为 0.10%，一滴溶液的体积为 4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为 40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.[解析] (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差，故可在量筒内滴入 N 滴该溶液，测出它的体积．③液面上不撒痱子粉或石膏粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败，故应先在液面上撒痱子粉或石膏粉．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得d＝ ＝ mVS 4.8×10－ 3×10－ 6×0.10%40×10－ 4＝1.2×10 －9 m.2[答案] (1)见解析 (2)1.2×10 －93．(2015·开封模拟)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为 V 油酸 ，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为 1∶5000,1 mL 溶液滴 25 滴，那么 1 滴溶液的体积是________mL，所以 1 滴溶液中油酸 体积为 V 油酸 ＝________cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值 L0＝1.12×10 －10 m 作比较，判断此实验是否符合数量级的要求.次数 S/cm2 L＝ /cmVS L 的平均值1 5332 4933 563[答案] 4×10 －2 8×10 －6 1.50×10 －8 1.62×10 －8 1.42×10 －8 平均值为1.51×10－10 m 符合要求4．油酸酒精溶液的浓度为每 1000 mL 油酸酒精溶液中有油酸 0.6 mL，现用滴管 向量筒内滴加 50 滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了 1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如下图所示．若每一小方格边长为 25 mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．图中油酸膜的面积为________m 2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________m 3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(结果保留两位 有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约 2 cm 的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_______________________________________________________________________________________________________.[解析] (1 )油膜面积约占 70 小格，面积约为 S＝70×25×25×10 －6 m2≈4.4×10 －2 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 V＝ × ×10－6 m3＝1.2 ×10－11 m3，油酸150 0.610003分子的直径约等于油膜的厚度 d＝ ＝ m≈ 2.7×10－10 m.VS 1.2×10－ 114.4×10－ 2[答案] (1)球体 单分子 直径 4.4×10 －2 1.2×10 －11 2.7×10 －10(2)①水面受到落下油滴的冲击， 先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩1第 7 讲 实验 用双缝干涉测量光的波长1．某同学在做 双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于( )A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝平行D．光源发出的光束太强[答案] A2．利用双缝干涉测定光的 波长实验中，双缝间距 d＝0.4 mm， 双缝到光屏的距离l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中 A、 B 位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：(1)分划板在图中 A、 B 位置时游标卡尺读数分别为xA＝________mm， xB＝________mm，相邻两条纹间距 Δx ＝________mm.(2)波长的表达式 λ ＝________(用 Δx 、 l、 d 表示)，该单色光的波长 λ ＝________m.(3)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”)．[解析] (1) xA＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mmxB＝15 mm＋6×0.1 mm＝15.6 mmΔx ＝ ＝ mm＝0.75 mmxB－ xA6 15.6－ 11.16(2)由 Δx ＝ λ 得 λ ＝ Δxld dl代入数据，得λ ＝ ×0.75×10－3 m＝6.0×10 －7 m0.4×10－ 30.5(3)由 v＝ λf 知频率高的单色光波长小，所以根据 Δx ＝ λ 判断出干涉条纹间距将变小．ld[答案] (1)11.1 15.6 0.752(2) Δx 6.0×10 －7dl(3)变小3．(2015·厦门联考)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如下图所示．(1)某同学以线状白炽灯为 光源，对实验装置进行调节 并观察了实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置B．干涉条纹 与双缝垂直C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D．干涉条 纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是________．(2)当测量头 中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如下图甲所示，该读数为__ ______mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在 同一方向上，如图乙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距 Δx 时，测量值________实际值．(填“大于” “小于”或“等于”)[解析] (1)为了获得清晰的干涉条纹，A 正确．由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行，B 错误．干涉条纹的疏密 Δx ＝ λ 与单缝宽度无关，C 错误，D 正确．ld(2)手轮的读数为(0.5 mm＋20.0×0.01 mm)＝0.700 mm.(3)条纹与分划板不平行时，实际值 Δx 实 ＝ Δx 测 cosθ ， θ 为条纹与分划板间的夹角，故 Δx 实 Δx 测．[答案] (1)AD (2)0.700 (3)大于1第 6 讲 实验 测定玻璃的折射率1．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中， 已画好玻璃砖界面 aa′和bb′，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则 测得的折射率将 ( )A．偏大 B．偏小C．不变 D．无 法确定[答案] C2．在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①用图钉将记录光路的白纸固定在平板 上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③用铅笔环绕玻璃砖画出边界 aa′和 bb′；④在 aa′上选择一点 O，作为不同入射角的入射光线的共同 入射点，画出入射角 θ 1分别为 0、30 °、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下 玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射 光线中有两条相交，量出各个折射角 θ 2；⑥按公式分别计算 ，取三个值的算术平均值．sinθ 1sinθ 2(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________．(2)应改正 为_______________________________________________.[解析] (1)有错误或不妥之处的是③④⑤.(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其 重合，再使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取 0 以外的三组数据；⑤中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上．[答案] (1)③④⑤ (2)见解 析3．如右图所示把玻璃砖放在木板上，下面垫一白纸，在白纸上描出玻璃砖的两个边 a和 a′.然后在玻璃砖的一侧插两个大头针 A、 B， AB 的延长线与直线 a 的交点为 O.眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使 B 把 A 挡住．如果在眼睛这一侧再插第三个 大头针C，使它把 A、 B 的像都挡住，插第四个大头针 D，使它把 C 及 A、 B的像都挡住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线．在白纸上描出光线的径迹，要计算玻璃砖的折射率需要测量的物理量是图中的________；为了减小实验误差，入射角应________(填“大些”2或“小些”)．[解析] 根据 n＝ 分析可知，要计算玻璃砖的折射率需要测量 α 和 β ；因角度sinαsinβ大一些，测量误差就会小一些，故入射角应大些．[答案] α 和 β 大些1第 5 讲 实验 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1．(多选)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中 ，有人提出以下几点建议，其中对提高测量结果精确度有利的是( )A．适当加长摆线B．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期[答案] AC2．在探究单摆周期与摆长关系的实验中，(1)关于安装仪器及测量时的一些实验操作，下列说法中正确的是( )A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长 lB．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长 l，再将单摆悬挂在铁架台上C．使摆线偏离竖直方向某一角度 α (接近 5°)，然后由静止释放摆球D．测出摆球两次通过最 低点的时间间隔记为此单摆振动的周期(2)实验测得的数据如下表所示：次数 1 2 3 4 5摆长 l/cm 80.00 90.00 100.00 110.00 120.0030 次全振动时间 t/s 53.8 56.9 60.0 62.8 65.7振动周期 T/s 1.79 1.90 2.00 2.09 2.19振动周期的平方 T2/s2 3.20 3.61 4.00 4.37 4.80请将测量数据标在下图中，并在图中作出 T2随 l 变化的关系图象．(3)根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是______________．(4)根据图象，可求得当地的重力加速度为____________________________m/s2.(π ＝3.14，结果保留 3 位有效数字)[答案] (1)C (2)如图所示2(3)成正比 (4)9.863．将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为 h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离 L，并通过改变 L 而测出对应的摆动周期 T，再以 T2为纵轴、 L 为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度 h 和当地的重力加速度 g.(1)现有如下测量工具：A.时钟；B .秒表；C.天平；D.毫米刻度尺．本实验所需的测量工具有________．(2)如果实验中所得到的 T2－ L 关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是 a、 b、 c中的________．(3)由图象可知，小筒的深度 h＝________m；当地的重力加速度 g＝________m/s 2(取π 2＝ g)．[解析] 由单摆的周期公式可知 T2＝ ，故选 a.4π 2 L＋ hg[答案] (1)BD (2) a (3)0.3 9.864．某同学想在家里做“ 用单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找到了一 块大小约为 3 cm、外形不规则 的大理石代替小球．他设计的实验步骤是A．将石块和细尼龙线系好，结点为 M，将尼龙线的上端固定于 O点；B．用刻度尺测量 OM 间尼龙线的长度 L 作为摆长；C．将石块拉开一个大约 α ＝5°的角度，然后由静止释放；D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出 30 次全振动的总时间 t，由 T＝ 得出周期；t30E．改变 OM 间尼龙线的长度再做几次实验， 记下每次相应的 l 和 T；F．求出多次实验中测得的 l 和 T 的平均值，作为计算时用的数据，代入公式3g＝ 2l，求出重力加速度 g.(2πT)(1)该同学以上实验步骤中有重大错误的是________．(2)该同学用 OM 的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小？你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难？[答案] (1)BDF (2)偏小，利用公式 g＝ ，由测摆长改为测两次摆长的差4π 2Δ lT21－ T21第 4 讲 实验 验证动量守恒定律1．(多选)1(2015·大理模拟)在利用悬线悬挂等大小球进行验证动量守恒定律的实验中，下列说法正确的是( )A．悬挂两球的细绳长度要 适当，且等长B．由静止释放小球以便较 准确地计算小球碰前的速度C．两小球必须都是刚性球，且质量相同D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动[答案] ABD2．某同学用如图甲所示的装置通过半径相同的 A、 B 两球( mAmB)的碰撞来验证动量守恒定律，图甲中 PQ 是斜槽， QR 为水平槽．实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹．再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下，和 B 球碰撞后， A、 B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作 10 次．图中O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的竖直投影点． B 球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于 G、 R、 O 所在的平面，米尺的零点与 O 点对齐．(1)碰撞后 B 球的水平射程应取为________cm.(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？________(填选项号)A．水平槽上未放 B 球时，测量 A 球落点位置到 O 点的距离B． A 球与 B 球碰撞后，测量 A 球落点位置到 O 点的距离C．测量 A 球或 B 球的直径D．测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比)E．测量水平槽面相对于 O 点的高度(3)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正 确的是( )A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小2D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小[答案] (1)65.7(65.5～65.9 均正确)(2)ABD (3)C3．(2015·济宁摸底)某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的装置如图甲所示．在小车 A 后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为 50 Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力．(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距(已标在图上)． A 为运动的起点，则应选 ________段来计算 A 碰前的速度，应选________段来计算 A 和 B 碰后的共同速度(以上两空选填“ AB”“BC”“CD”或“ DE”)．(2)已测得小车 A 的质量 m1＝0.4 kg，小车 B 的质量 m2＝0.2 kg，则碰前 两小车的总动 量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为 ________kg·m/s.[答案] (1) BC DE(2)0.420 0.4174．为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块 A 和 B，按下述步骤进行实验：步骤 1：在 A、 B 的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；步骤 2：安装好实验装置如图 1，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直 水平槽．倾斜槽和水平槽由一小段弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤 3：让滑块 B 静置于水平槽的某处，滑块 A 从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到 A、 B 停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤 4：多次重复步骤 3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图 2 所示．(1)由图分析可知，滑块 A 与滑块 B 碰撞发生的位置________．3①在 P5、 P6之间②在 P6处③在 P6、 P7之间(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的 物理量是________．① A、 B 两个滑块的质量 m1和 m2②滑块 A 释放时距桌面的高度③频闪照相的周期④照片尺寸和实际尺寸的比例⑤照片上测得的 s45、 s56和 s67、 s78⑥照片上测得的 s34、 s45、 s56和 s67、 s78、 s89⑦滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式____ ____．(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：__________________________.[解析] (1)由图可知 s12＝3.00 cm， s23＝2.80 cm， s34＝2.60 cm， s45＝2.40 cm， s56＝2.20 cm， s67＝1.60 cm， s78＝1.40 cm， s89＝1.20 cm.根据匀变速直线运动的特点可知 A、 B 相撞的位置在 P6处．(2)为了探究 A、 B 相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、 B 两个滑块的质量 m1、 m2和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为 T，则 P4处的速度为 v4＝ ， P5处的速度为 v5＝ ，因为 v5＝ ，所以 A、 B 碰撞前 As34＋ s452T s45＋ s562T v4＋ v62在 P6处的速度为 v6＝ ；同理可得碰撞后 AB 在 P6处的速度为 v6′＝s45＋ 2s56－ s342T.若动量守恒则有 m1v6＝( m1＋ m2)v6′，整理得 m1(s45＋2 s56－ s34)＝( m1＋ m2)2s67＋ s78－ s892T(2s67＋ s78－ s89)．因此需要测量或读取的物理量是①⑥.(3)若碰撞前后 A、 B 都做匀速运动则可提高实验的精确度．[答案] (1)② (2)①⑥ m1(s45＋2 s56－ s34)＝( m1＋ m2)(2s67＋ s78－ s89) (3)将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得 滑块碰撞前后都做匀速运动(其他合理答案也可)1第 5 讲 实验 研究匀变速直线运动1．(2015·佛山模拟)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是 4 V～6 V，当电源的频率为 50 Hz 时，它每隔________ s 打一次点．(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是( )A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．哪个先哪个后都可以[解析] (1)电磁打点计时器是使用低压交流电源的计时仪器， f＝50 Hz，则打点周期为 T＝ ＝0.02 s.1f(2)在进行实验操作时，应先接通电源 ，后释放纸带，使其随小车运动．[答 案] (1)交流 0.02 (2)A2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有______________________________________________.(指出错误并改正，遗漏步骤可编上序号 G、H、…)A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在乎板上，并接好电源C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下面吊着适当重的钩码D．取下纸带E．将平板无滑轮的一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F．将纸带固 定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后按合理顺序填写在横线上________．[解析] A 中应先接通电源，再放开纸带，C 中应调整滑轮的高度，使细绳与平板平行，D 中应先断开电源，使打点计时器停止工作再取下纸带，E 属于多余步骤．应补充 G，换上新纸带，重复操作两次．H，断开电源，整理好器材．正确合理的顺序应为B、F、C、A、D、G、H.[答案] 见解析3．(2015·广东卷)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．(1)请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．2(2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________．[解析] (1)为了充分利用纸带，使纸带上有更多的点迹，故重物在接通打点计时器电源前要靠近打点计时器下端；因纸带很快就能通过打点计时器，所以先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放纸带．(2)重物在重力作用 下加速运动，相邻点 迹间距应越来越大，故选 b 来分析；误差的主要原因是空气阻力、打点计时器限位孔给纸带的摩擦阻力以及振针在纸带上打点给纸带的阻力．[答案] (1)靠近 接通打点计时器电源 释放纸带 (2) b 打点计时器给纸带的摩擦阻力4．如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带， O、 A、 B、 C、 D 和 E 为纸带上六个计数点．加速度大小用 a 表示．(1)OD 间的距离为________ cm.(2)如图乙是根据实验数据绘出的 x－ t2图线( x 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为________ m/s 2.(保留三位有效数字)[解析] 由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的位移 x＝ v0t＋at2，由于 x－ t2图线是一条过原点的倾斜直线，因此 v0＝0，则 x＝ t2，故 x－ t2图线的12 a23斜率为 ，通过图线可求得斜率为 0.467.a2[答案] (1)1.20(1.18～1.22 之间均可)(2) a 0.467 (0.467～0.470 之间均可)125．(2015·泰安模拟)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示， a、 b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 a、 b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中 MN 是水平桌面， Q 是长木板与桌面的接触点，1 和 2 是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端 P 点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门 1、2 各自 连接的计时器显示的挡光时间分别为 1.0×10－2 s 和 4.0×10－3 s．用精度为 0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度为 d＝1.010 cm.(1)滑块通过光电门 1 时的速度 v1＝________ m/s，滑块通过光电门 2 时的速度v2＝________ m/s(结果保留两位有效数字)．(2)由此测得的瞬时速度 v1和 v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门 1 和 2 时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量 d、 t1和 t2之外，还需要测量________．则用这些物理量 计算加速度的表达式为 a＝________.[解析] (1) v1＝ ＝ m/s＝1.0 m/sdt1 1.010×10－ 21.0×10－ 2v2＝ ＝ m/s＝2.5 m/s.dt2 1.010×10－ 24.0×10－ 3(2)v1、 v2实质上是滑块通过光电门 1 和 2 时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可 将滑块的宽度减小一些．(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量 d、 t1和 t2之外，还需要测量的物理量有两种方案．方案一：测滑块由光电门 1 运动至光电门 2 所用时间 t，由 v2＝ v1＋ at 得 a＝.d t1－ t2tt1t2方案二：测两光电门之间的距离 x，4由 v － v ＝2 ax 得 a＝2 21d2 t21－ t22xt21t2[答案] (1)1.0 2.5 (2)平均速度 滑块(3)滑块由光电门 1 运动至光电门 2 所用时间 t 或两光电门之间的距离 x 或d t1－ t2tt1t2 d2 t21－ t22xt21t26．(2015·梅州模拟)如图甲所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小车在水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为 0.02 s.从纸带上记录的点迹情况可知， A、 E 两点迹之间的距离为________ cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为________ m/s；小车在布面上运动的加速度大小为________ m/s2.[解析] A、 E 两点的刻度分别为 xA＝13.20 cm， xE＝6.00 cm， AE＝ xA－ xE＝7.20 cm(答案在 7.19～7.21 之间均可)，匀速运动的速度为 v＝ ＝0.90 m/s(答案在 0.89 xAE4Tm/s～0.91 m/s 之间均可)．F 点以后做减速运动，相邻 T 内的位移差为 Δx ＝0.2 cm.由 Δx ＝ aT2得 a＝ ＝ m/s2＝5.0 m/s2(答案在 4.9 m/s2～5.1 m/s2之Δ xT2 0.2×10－ 20.022间均可)．[答案] 7.20(7.19～7.21 之间均可) 0.90(0.89～0.91 之间均可 ) 5.0(4.9～5.1之间均可)1第 4 讲 实验基础知识1．(多选)下列关于误差的说法正确的是( )A．测量误差太大，便是错误B．绝对误差大，相对误差不一定大C．相对误差越小，说明测量越准确D．相对误差越小，对应的绝对误差一定越小[答案] BC2．(多选)关于错误和误差的说法，你认为正确的是( )A．错误是可以避免 的，而误差是不能避免的B．错误是人为造成的，而误差完全是测量工具的不精确造成的C．认真操作可以避免错误，但不能消除误差D．采用 多次 测量取平均值的方法，可以减小误差，但不能消除误差[答案] ACD3．以千米为单位记录的某次测量结果为 6.5 km，若以米为单位记录的这一结果可写为( )A．6500 m B．6.5×10 3 mC．6.5×10 －3 m D．6.500×10 3 m[答案] B4．某同学两次用不同刻度尺测量同一张桌子的长度，测量结果分别为：1.2212 m 和1.220 m，这两次测量结果有什么不同？这两次所用测量仪器有什么不同？[答案] 两次测量的有效数字不同：前者是五位有效数字，后者是四位有效数字，前者测量的精确度较高．第一次测量所用刻度尺的最小分度为毫米，第二次测量所用刻度尺的最小分度是厘米．5．(2014·福建卷)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm 和________mm.[解析] 毫米刻度尺需要估读一位，读数为 60.10 cm.游标卡尺主尺读数为 4 mm,502分度游标尺的第 10 刻度对齐，游标尺读数为 10×0.02 mm＝ 0.20 mm，所以直径为 4 mm＋0.20 mm＝4.20 mm.[答案] 60.10 4.206．在下图用 3 V 量程时电压表读数为多少？用 15 V 量程时电压表度数又为多少？________.[答案] 1.14 V 5.7 V7．沿长廊 AB 方向铺有 30 块完整的相同的正方形地砖，如下图甲所示．(1)小明用最小分度值是 1 mm 的刻度尺测量其中一块地砖的长度，示数如图乙所示，则每块地砖的长度是________m.(2)小明用停表测量自己从长廊的 A 端走到 B 端所用的时间．停表的示数如图丙所示，他所用的时间是________s.(3)根据速度、路程和时间的关系 v＝________，算出小明的步行速度为________m/s.[答案] (1)0.6000 (2)20 (3) x/t 0.908． 下图是一个弹簧秤的示意图，该弹簧秤的量程为 ________N． 由图中读出的测量 值应为________N.[答案] 50 279．图甲为一游标卡尺的结 构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“ A”“B”或“ C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm.[解析] 测量尺寸较小管件的内径时用游标卡尺的 A 进行测量；测量尺寸较小管件的3外径时用游标卡尺的 B 进行测量；测量深度时用游标卡尺的 C 进行测量．钢笔帽的内径为：11 mm＋5×0.05 mm＝11.25 mm.[答案] A 11.2510．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm.[解析] 依据螺旋测微器读数的基本原理，0.5 毫米以上的值在主尺上读出，而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米，则图(a )读数为 0.010 mm，图(b)读数为 6.870 mm.[答案] 0.010(0.009 或 0.011 也对) 6.870(6.869 或 6.871 也对) 6.860(6.868～6.872)1第 6讲 实验 验证机械能守恒定律1．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是( )A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小B．实验时需称出重物的质量C．纸带上第 1、2 两点间距若不接近 2 mm，则无论怎样处理实验数据， 实验误差都一定较大D．处理打点的纸带时 ，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数 点”的方法[解析] A 选项中，纸带过短，长度测量的相对误差较大，故 A错误；由 mv2＝ mgh12知，只需验证 v2＝ gh即可，不必测重物质量，故 B错误；对 C选项中的纸带，可选点迹12清晰、距离合适的任意两点 M、 N，通过计算 ΔE k＝ mv － mv 与 mghMN比较，实验误差不12 2N 12 2M一定大，故 C错误；由于自由落体加速度较大，因此除去 1、2 两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于 2 mm，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故 D正确．[答案] D2．利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v和下落高度 h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，正确的是( )A．用刻度尺测出物体下落的高度 h，并测出下落时间 t，通过 v＝ gt计算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度 h，并通过 v＝ 计算出瞬时速度 v2ghC．根据做 匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时 速度 v，并通过 h＝ 计算出高度 hv22g2D．用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v[解析] 在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看作 g，只能把它当作未知的定值，所以正确方案只有 D项．[答案] D3．(2015·珠海模拟)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示． O为第一个点， A、 B、 C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔 0.02 s打一个点，当地的重力加速度为 g＝9.80 m/s 2，那么：(1)根据图上所得的数据，应取图中 O点到________点来验证机械能守恒定律；(2)从 O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量 ΔE p＝________ J，动能增加量 ΔE k＝________ J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到 O点之间的距离，根 据纸带算出各点的速度 v及物体下落的高度 h，则以 为纵轴，以 h为横轴画出的图象是如图中的________．v22[解析] (1)由题中所给数据，只可求出 B点的速度，故选取 OB段来验证机械能守恒定律．(2)ΔE p＝ mg·OB＝1.00×9.80×0.1920 J＝1.88 JΔE k＝ mv ＝ ×1.00× 2 J＝1.84 J.12 2B 12 [ 23.23－ 15.55 ×10－ 22×0.02 ](3)由 mgh＝ mv2得： ∝ h，故 A正确．12 v22[答案] (1) B (2)1.88 1.84 (3)A4．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲 所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A、 B，滑块 P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器 A、 B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压 U随时间 t变化的图象．3(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑 块，当图乙中的Δt 1________Δt 2(填“” 、 “＝”或“”)时，说明气垫导轨已经水平．(2)用游标卡尺测遮光条宽度 d，测量结果如图丙所示，则 d＝________ mm.(3)滑块 P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码 Q相连，钩码 Q的质量为 m.将滑块 P由 图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若 Δt 1、 Δt 2和 d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________(写出物理量的名称及符号)．(4)若上述 物理量间满足关系式 ________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．[解析] (1)导轨水平时，滑块做匀速运动， Δt 1＝ Δt 2.(2)d＝5 mm＋0×0.1 mm＝5.0 mm.(4)滑块通过光电门的速度为 v1＝ ， v2＝ ， M、 m组成的系统机械能守恒，则dΔ t1 dΔ t2mgL＝ (M＋ m) 2－ (M＋ m) 2.12 ( dΔ t2) 12 ( dΔ t1)[答案] (1)＝ (2)5.0 (3)滑块质量 M 两光电门间距 L (4) mgL＝ (M＋ m)122－ (M＋ m) 2(dΔ t2) 12 ( dΔ t1)5．(2015·山东临沂二模)一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为 h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为 m的一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图 所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为 s.(1)小钢球离开桌面时的速度大小为 v0＝________，弹簧的弹性势能 Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度 h、小钢球飞行的水平距离 s等物理量之间的关系式为 Ep＝________.(2)弹簧的压缩量 x与对应的钢球在空中飞行的水平距离 s的实验数据如下表所示：4弹簧的压缩量x(cm)1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50小钢球飞行的水平距离 s(m) 2.01 3.00 4.01 4.96 6.01 7.00由实验数据，可确定弹性势能 Ep与弹簧的压缩量 x的关系为________(式中 k为比例系数)．A． Ep＝ kx B． Ep＝ k xC． Ep＝ kx2 D． Ep＝ k1x[解析] (1)小球离开桌面后做平抛运动，水平方向有 s＝ v0t，竖直方向有 h＝ gt2，12联立解得 v0＝ s ；根据功能关系有 Ep＝ mv ，代入数据解得 Ep＝ .g2h 12 20 mgs24h(2)根据表格中数据， x与 s成正比，可得出弹性势能 Ep与弹 簧的压缩量 x的关系为Ep＝ kx2，故 A、B、D 错误，C 正确．本题也可利用代入法进行逐项排除．[答案] (1) s (2)Cg2h mgs24h