2025屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測試模塊七實(shí)驗(yàn)技能及創(chuàng)新專題十九力學(xué)熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)

模塊七實(shí)驗(yàn)技能及創(chuàng)新專題十九力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)[專題復(fù)習(xí)定位]1．掌握力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法，并借助基本實(shí)驗(yàn)分析拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。2．掌握熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)和單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)原理和方法。命題點(diǎn)1探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.(2023·全國甲卷，T23)某同學(xué)利用如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體做直線運(yùn)動時(shí)平均速度與時(shí)間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連，右端用細(xì)繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶。某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖(b)所示。(1)已知打出圖(b)中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔均為0.1s。以打出A點(diǎn)時(shí)小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)小車的位移Δx填到表中，小車發(fā)生對應(yīng)位移和平均速度分別為Δx和eq\x\to(v)，表中ΔxAD＝________cm，eq\x\to(v)AD＝________cm/s。位移區(qū)間ABACADAEAFΔx/cm6.6014.60ΔxAD34.9047.30eq\x\to(v)/(cm/s)66.073.0eq\x\to(v)AD87.394.6(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車平均速度eq\x\to(v)隨時(shí)間Δt的變化關(guān)系，如圖(c)所示。在圖(c)中補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。(3)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，小車運(yùn)動的eq\x\to(v)－Δt圖線可視為一條直線，此直線用方程eq\x\to(v)＝kΔt＋b表示，其中k＝________cm/s2，b＝________cm/s。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(4)根據(jù)(3)中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運(yùn)動，得到打出A點(diǎn)時(shí)小車速度大小vA＝________，小車的加速度大小a＝________。(結(jié)果用字母k、b表示)解析：(1)由題圖(b)中紙帶的相關(guān)數(shù)據(jù)可知ΔxAD＝6.60cm＋8.00cm＋9.40cm＝24.00cm，由平均速度的定義可知eq\x\to(v)AD＝eq\f(ΔxAD,3T)＝eq\f(24.00cm,0.3s)＝80.0cm/s。(2)將坐標(biāo)點(diǎn)(0.3s，80.0cm/s)在圖中描點(diǎn)，如圖所示。(3)將圖中的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)用直線擬合，如圖所示，可知斜率k＝eq\f(101.0cm/s－59.0cm/s,0.6s)＝70.0cm/s2，截距b＝59.0cm/s。(4)小車做勻加速直線運(yùn)動，有x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，變形可得eq\f(x,t)＝eq\x\to(v)＝v0＋eq\f(1,2)at，故小車在t＝0時(shí)，即打出A點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vA＝b，小車的加速度大小a滿足eq\f(1,2)a＝k，即a＝2k。答案：(1)24.0080.0(2)見解析圖(3)70.059.0(4)b2k命題點(diǎn)2探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系(或者測定動摩擦因數(shù))2．(2024·江西卷，T11)某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定一遮光片，細(xì)線一端與小車連接，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細(xì)線與軌道平行，再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。(2)小車的質(zhì)量M1＝320g。利用光電門系統(tǒng)測出不同鉤碼質(zhì)量m時(shí)小車加速度a。鉤碼所受重力記為F，作出a－F圖像，如圖(b)中圖線甲所示。(3)由圖線甲可知，F(xiàn)較小時(shí)，a與F成正比；F較大時(shí)，a與F不成正比。為了進(jìn)一步探究，將小車的質(zhì)量增加至M2＝470g，重復(fù)步驟(2)的測量過程，作出a－F圖像，如圖(b)中圖線乙所示。(4)與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間________，非線性區(qū)間________。再將小車的質(zhì)量增加至M3＝720g，重復(fù)步驟(2)的測量過程，記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a，如表所示(表中第9～14組數(shù)據(jù)未列出)。序號12345鉤碼所受重力F/(9.8N)0.0200.0400.0600.0800.100小車加速度a/(m·s－2)0.260.550.821.081.36鉤碼所受重力F/(9.8N)0.1200.1400.160……0.300小車加速度a/(m·s－2)1.671.952.20……3.92(5)請?jiān)趫D(b)中補(bǔ)充描出第6至8三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并補(bǔ)充完成圖線丙。(6)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜想和推斷：小車的質(zhì)量________時(shí)，a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識對上述推斷進(jìn)行解釋：_________________________________________________________________________________________________________。解析：(4)由題圖(b)分析可知，與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間較大，非線性區(qū)間較小。(5)在坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，結(jié)合其他點(diǎn)用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，如圖所示。(6)設(shè)繩子拉力為T，對鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有F－T＝ma對小車根據(jù)牛頓第二定律有T＝Ma聯(lián)立解得F＝(M＋m)a變形得a＝eq\f(1,M＋m)F當(dāng)m?M時(shí)，可認(rèn)為m＋M＝M則a＝eq\f(1,M)·F即a與F成正比。答案：(4)較大較小(5)圖像見解析(6)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量見解析命題點(diǎn)3探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)3．(2024·河北卷，T12)圖1為探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標(biāo)紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標(biāo)紙上留下印跡。某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對應(yīng)平拋起點(diǎn)。(1)每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度________(選填“相同”或“不同”)。(2)在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。(3)根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動的初速度大小為________m/s(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字)。解析：(1)為保證鋼球每次做平拋運(yùn)動的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置由靜止釋放，故高度相同。(2)描點(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡如圖所示。(3)因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，為方便計(jì)算，在圖線上找到較遠(yuǎn)的點(diǎn)為研究位置，如坐標(biāo)為(14.0cm，19.0cm)的點(diǎn)，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2，解得v0≈0.71m/s。答案：(1)相同(2)圖像見解析(3)0.71命題點(diǎn)4驗(yàn)證動量守恒定律4．(2024·山東卷，T13)在第四次“天宮課堂”中，航天員演示了動量守恒實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)，某同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進(jìn)行了碰撞實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌兩端分別安裝a、b兩個(gè)位移傳感器，a測量滑塊A與它的距離xA，b測量滑塊B與它的距離xB。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：①測量兩個(gè)滑塊的質(zhì)量，分別為200.0g和400.0g；②接通氣源，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；③撥動兩滑塊，使A、B均向右運(yùn)動；④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制xA、xB隨時(shí)間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示。回答以下問題：(1)從圖像可知兩滑塊在t＝__________s時(shí)發(fā)生碰撞。(2)滑塊B碰撞前的速度大小v＝________m/s(保留2位有效數(shù)字)。(3)通過分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是________(選填“A”或“B”)。解析：(1)由x－t圖像中圖線的斜率表示速度可知兩滑塊的速度在t＝1.0s時(shí)發(fā)生突變，即這個(gè)時(shí)刻發(fā)生了碰撞。(2)根據(jù)x－t圖像中圖線斜率的絕對值表示速度大小可知碰撞前瞬間B的速度大小v＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(90－110,1.0)))cm/s＝0.20m/s。(3)由題圖乙知，碰撞前A的速度大小vA＝0.50m/s，碰撞后A的速度大小約為vA′＝0.36m/s，由題圖丙可知，碰撞后B的速度大小vB′＝0.50m/s，A和B碰撞過程動量守恒，則有mAvA＋mBv＝mAvA′＋mBvB′，代入數(shù)據(jù)解得eq\f(mA,mB)≈2，所以質(zhì)量為200.0g的滑塊是B。答案：(1)1.0(2)0.20(3)B命題點(diǎn)5實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與拓展5．(2024·廣西卷，T11)單擺可作為研究簡諧運(yùn)動的理想模型。(1)制作單擺時(shí)，在圖甲、圖乙兩種單擺的懸掛方式中，選擇圖甲方式的目的是要保持?jǐn)[動中________不變。(2)用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，測得讀數(shù)如圖丙，則擺球直徑為________cm。(3)若將一個(gè)周期為T的單擺，從平衡位置拉開5°的角度釋放，忽略空氣阻力，擺球的振動可看為簡諧運(yùn)動。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，以釋放時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則擺球偏離平衡位置的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為_________________________________________。解析：(1)選擇題圖甲方式的目的是要保持?jǐn)[動中擺長不變。(2)擺球直徑d＝1.0cm＋6×0.1mm＝1.06cm。(3)根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，可得單擺的擺長L＝eq\f(gT2,4π2)，從平衡位置拉開5°的角度處釋放，可得振幅A＝Lsin5°，以該位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，根據(jù)簡諧運(yùn)動規(guī)律可得擺球偏離平衡位置的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x＝Acosωt＝eq\f(gT2sin5°,4π2)cos(eq\f(2π,T)t)。答案：(1)擺長(2)1.06(3)x＝eq\f(gT2sin5°,4π2)cos(eq\f(2π,T)t)6．(2024·湖北卷，T12)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測量重力加速度大小g的實(shí)驗(yàn)方案，所用器材有：2g砝碼若干、托盤1個(gè)、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門1個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器1臺等。具體步驟如下：①將彈簧豎直懸掛在固定支架上，彈簧下面掛上裝有遮光片的托盤，在托盤內(nèi)放入一個(gè)砝碼，如圖(a)所示。②用米尺測量平衡時(shí)彈簧的長度l，并安裝光電門。③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長度后釋放，使其在豎直方向振動。④用數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄30次全振動所用時(shí)間t。⑤逐次增加托盤內(nèi)砝碼的數(shù)量，重復(fù)②③④的操作。該同學(xué)將振動系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動周期T＝2πeq\r(\f(M,k))，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，M為振子的質(zhì)量。(1)由步驟④，可知振動周期T＝________。(2)設(shè)彈簧的原長為l0，則l與g、l0、T的關(guān)系式為l＝________。(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的l－T2圖線如圖(b)所示，可得g＝__________m/s2(保留3位有效數(shù)字，π2取9.87)。(4)本實(shí)驗(yàn)的誤差來源包括________(雙選，填標(biāo)號)。A．空氣阻力B．彈簧質(zhì)量不為零C．光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置解析：(1)30次全振動所用時(shí)間t，則振動周期T＝eq\f(t,30)。(2)彈簧振子的振動周期T＝2πeq\r(\f(M,k))，可得振子的質(zhì)量M＝eq\f(kT2,4π2)，振子平衡時(shí)，根據(jù)平衡條件Mg＝kΔl可得Δl＝eq\f(gT2,4π2)，則l與g、l0、T的關(guān)系式為l＝l0＋Δl＝l0＋eq\f(gT2,4π2)。(3)根據(jù)l＝l0＋eq\f(gT2,4π2)整理可得l＝l0＋eq\f(g,4π2)·T2，則l－T2圖像斜率k＝eq\f(g,4π2)＝eq\f(0.542－0.474,0.58－0.3)，解得g≈9.59m/s2。(4)空氣阻力的存在會影響彈簧振子的振動周期，是實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一，故A正確；彈簧質(zhì)量不為零導(dǎo)致振子在平衡位置時(shí)彈簧的長度變化，不影響其他操作，根據(jù)(3)中處理方法可知對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響，故B錯(cuò)誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置會影響振子周期的測量，是實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一，故C正確。答案：(1)eq\f(t,30)(2)l0＋eq\f(gT2,4π2)(3)9.59(4)AC命題點(diǎn)6熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)7．(2023·山東卷，T13)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)p和體積V(等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)。逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。回答下列問題：(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體________。A．p與V成正比 B．p與eq\f(1,V)成正比(2)若氣體被壓縮到V＝10.0mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為________Pa(保留3位有效數(shù)字)。(3)某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了ΔV，則在計(jì)算pV乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而________(選填“增大”或“減小”)。解析：(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，題圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體p與eq\f(1,V)成正比。(2)若氣體被壓縮到V＝10.0mL，則有eq\f(1,V)＝eq\f(1,10.0)mL－1＝100×10－3mL－1由題圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)p＝204×103Pa＝2.04×105Pa。(3)根據(jù)p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，可知他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而增大。答案：(1)B(2)2.04×105(3)增大8．(2024·河北卷，T11)某同學(xué)通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量單色光波長，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學(xué)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進(jìn)行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：單色光類別x1/mmx6/mm單色光110.6018.64單色光28.4418.08根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為________(選填“紅光”或“綠光”)。解析：根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，可得λ＝eq\f(dΔx,L)，由表中數(shù)據(jù)可知Δx1＝eq\f(18.64－10.60,5)mm＝1.608mm，Δx2＝eq\f(18.08－8.44,5)mm＝1.928mm，故Δx1<Δx2，則λ1<λ2，已知綠光的波長小于紅光的波長，則單色光1是綠光。答案：綠光9．(2024·湖北卷，T11)某同學(xué)利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA′和BB′，交點(diǎn)為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA′，并使其圓心位于O點(diǎn)，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖(a)所示。②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點(diǎn)M。③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點(diǎn)P。④分別過M、P作BB′的垂線MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分別測量MM′、PP′的長度x和y。⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出y－x圖像，如圖(b)所示。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________(單選，填標(biāo)號)。A．入射角越小，誤差越小B．激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差C．選擇圓心O點(diǎn)作為入射點(diǎn)，是因?yàn)榇颂幍恼凵洮F(xiàn)象最明顯(2)根據(jù)y－x圖像，可得玻璃磚的折射率為________(保留3位有效數(shù)字)。(3)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測量結(jié)果__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析：(1)入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測量的誤差會變大，故A錯(cuò)誤；激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差，故B正確；相同的材料在各點(diǎn)的折射效果都一樣，故C錯(cuò)誤。(2)設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為R，根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為sini＝eq\f(y,R)，折射角的正弦值為sinr＝eq\f(x,R)，折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(y,x)，可知y－x圖線斜率大小等于折射率，即n＝eq\f(44,28)≈1.57。(3)根據(jù)(2)中數(shù)據(jù)處理方法可知若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測量結(jié)果不變。答案：(1)B(2)1.57(3)不變題型一力測量類實(shí)驗(yàn)考向1探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系某實(shí)驗(yàn)小組用橡皮筋探究影響其伸長量的有關(guān)因素，探究方案如下：①取4根材料、粗細(xì)相同的橡皮筋(單根橡皮筋的橫截面積為S)，其中3根等長，另一根的長度只有前三根長度的一半，將它們按圖示方式懸掛(其中第1組是兩根并用)；②在每組下端扎線的地方各拴一個(gè)紅色塑料簽，并在支架襯貼的白紙上標(biāo)出簽的原始位置O(即橡皮筋的原長)；③先分別懸掛100g鉤碼，然后在橡皮筋“2”下加掛100g鉤碼，記下各次標(biāo)簽的位置，g取10m/s2，測量結(jié)果見下表。橡皮筋編號1234原長L/cm10.0010.005.0010.00外力F/N1112橡皮筋橫截面積2SSSS伸長量ΔL/cm2.515.012.50010.02回答下列問題：(1)以上探究過程使用了________的實(shí)驗(yàn)方法。(2)伸長量ΔL在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的是________(填具體數(shù)據(jù))。(3)根據(jù)上述探究過程，橡皮筋的伸長量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為____________。(4)一原長為L的橡皮筋，兩端施加大小為F的拉力時(shí)，橡皮筋伸長了ΔL；把它從中央剪斷，取其中的一段，給兩端施加2F的拉力，此時(shí)這段橡皮筋的長度為________(不超過彈性限度)。[解析](1)影響橡皮筋伸長量的因素涉及多個(gè)物理量，應(yīng)使用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)伸長量ΔL在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的是2.500cm，應(yīng)該測量結(jié)果精確到1mm，再估讀到毫米的下一位，應(yīng)為2.50cm。(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，橡皮筋“1”“2”原長相同、受力相同，橫截面積越大伸長量越小，伸長量與橫截面積成反比關(guān)系；橡皮筋“2”“3”受力相同、橫截面積相同，原長越長伸長量越大，伸長量與原長成正比關(guān)系；橡皮筋“2”“4”原長相同、橫截面積相同，受力越大伸長量越大，伸長量與力成正比關(guān)系；根據(jù)上述探究過程，橡皮筋的伸長量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為ΔL∝eq\f(FL,S)。(4)設(shè)比例系數(shù)為k，橫截面積為S，根據(jù)題意有ΔL＝keq\f(FL,S)，從中央剪斷，橡皮筋的原長變?yōu)閑q\f(L,2)，此時(shí)施加的力為2F，橡皮筋的伸長量ΔL′＝keq\f(2F×\f(L,2),S)，解得ΔL′＝ΔL，此時(shí)橡皮筋的長度L′＝eq\f(L,2)＋ΔL。[答案](1)控制變量法(2)2.500(3)ΔL∝eq\f(FL,S)(4)eq\f(L,2)＋ΔL考向2探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律用圖甲所示的裝置做“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________。A．理想實(shí)驗(yàn)法B．等效替代法C．控制變量法(2)某次實(shí)驗(yàn)中，其中一個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，則該彈簧測力計(jì)的拉力為________N。(3)本實(shí)驗(yàn)中若用細(xì)長的橡皮筋替代兩根細(xì)繩，你認(rèn)為該辦法是________(選填“可行”或“不可行”)的。[解析](1)在“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)的同一次實(shí)驗(yàn)中，研究兩個(gè)彈簧測力計(jì)對橡皮筋的拉力大小與用一個(gè)彈簧測力計(jì)使橡皮筋發(fā)生同樣的形變時(shí)的力的大小之間的關(guān)系，屬于等效替代法，故選B。(2)彈簧測力計(jì)最小分度為0.2N，讀到本位，故讀數(shù)為4.0N。(3)本實(shí)驗(yàn)中若用細(xì)長的橡皮筋替代兩根細(xì)繩，不影響彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和方向的記錄，所以可行。[答案](1)B(2)4.0(3)可行題型二紙帶類實(shí)驗(yàn)考向1探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律據(jù)報(bào)道，中國航母的電磁彈射技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)先世界。若某次做模擬直線彈射實(shí)驗(yàn)時(shí)，從某時(shí)刻(t＝0)開始的一段時(shí)間內(nèi)，利用傳感器每隔0.5s測量一次模型機(jī)的位置，坐標(biāo)為x，結(jié)果見下表。t/s00.511.52x/m05.120.245.180.2(1)由表格中的數(shù)據(jù)可知，該模型機(jī)做________(選填“勻加速”“勻速”或“勻減速”)直線運(yùn)動。(2)在0.5s到1.5s內(nèi)，該模型機(jī)的平均速度大小eq\x\to(v)＝____________m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(3)這段時(shí)間內(nèi)該模型機(jī)的加速度大小a＝________m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。[解析](1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出從開始相鄰相同時(shí)間內(nèi)的位移差約為常數(shù)Δx＝x2－x1＝(20.2－5.1)－5.1m≈(45.1－20.2)－(20.2－5.1)≈(80.2－45.1)－(45.1－20.2)，所以該模型機(jī)做勻加速直線運(yùn)動。(2)根據(jù)平均速度公式，可得0.5s到1.5s內(nèi)，該模型機(jī)的平均速度大小eq\x\to(v)＝eq\f(45.1－5.1,1)m/s＝40m/s。(3)根據(jù)逐差法可知，這段時(shí)間內(nèi)該模型機(jī)的加速度大小a＝eq\f(Δx,(Δt)2)＝eq\f((80.2－20.2)－20.2,12)m/s2≈40m/s2。[答案](1)勻加速(2)40(3)40考向2探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系圖a為探究“小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的裝置，某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)利用該裝置還可以測量小車的質(zhì)量M。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將長木板右端適當(dāng)墊高，在不受牽引的情況下小車拖動紙帶恰能沿木板勻速運(yùn)動，則：(1)為了使小車受到細(xì)繩的拉力F近似等于鉤碼受到的總重力mg(細(xì)繩平行于斜面)，鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)________(選填“遠(yuǎn)大于”“等于”或“遠(yuǎn)小于”)小車的質(zhì)量。(2)若平衡摩擦力過度(即木板右端墊的過高)，此時(shí)長木板與桌面的傾角為θ。由實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)作出a－F圖像如圖b所示，截距為a0，此時(shí)的滑動摩擦力為f，重力加速度為g，則M＝____________(用f、θ、a0、g表示)，該測量值比真實(shí)值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。[解析](1)根據(jù)牛頓第二定律有T＝Ma，mg－T＝ma，解得T＝eq\f(M,M＋m)mg＝eq\f(1,1＋\f(m,M))mg，只有當(dāng)M?m時(shí)才可認(rèn)為T＝mg，即為了使小車受到細(xì)繩的拉力T近似等于鉤碼受到的總重力mg(細(xì)繩平行于斜面)，鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(2)根據(jù)牛頓第二定律可知，當(dāng)F＝0時(shí)加速度為a0，則Mgsinθ－f＝Ma0，解得M＝eq\f(f,gsinθ－a0)，考慮到小車下滑時(shí)空氣阻力以及紙帶的摩擦阻力的影響，f值小于小車受的所有阻力的值，則M的測量值偏小。[答案](1)遠(yuǎn)小于(2)eq\f(f,gsinθ－a0)偏小如圖甲所示，可用輕桿、小球和硬紙板等制作一個(gè)簡易加速度計(jì)，粗略測量運(yùn)動物體的加速度。在輕桿上端裝上轉(zhuǎn)軸，固定于豎直紙板上的O點(diǎn)，輕桿下端固定一小球，桿可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。將此裝置固定于運(yùn)動物體上，當(dāng)物體向右加速(減速)運(yùn)動時(shí)，桿便向左(向右)擺動。為了制作加速度計(jì)的刻度盤，同學(xué)們進(jìn)行了如下操作：(1)讓重錘做自由落體運(yùn)動，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)中得到一條較理想的紙帶(如圖乙)，紙帶上記錄的點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(頻率50Hz)打的點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)求出重力加速度g＝________m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(2)測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣群筮€應(yīng)測量的物理量是________(填入所選物理量前的字母)。A．小球的質(zhì)量mB．輕桿的長度LC．小球的直徑dD．輕桿與豎直方向的夾角θ(3)寫出加速度與(1)、(2)中被測物理量之間的關(guān)系式a＝________(用被測物理量的字母表示)。[解析](1)由逐差法可得重力加速度g＝eq\f((12.52－7.05)×10－2－(7.05－3.14)×10－2,4×0.022)m/s2＝9.75m/s2。(2)假設(shè)小球由于加速發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，輕桿與豎直方向的夾角為θ，由牛頓第二定律得mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ，可知，為了在表盤上標(biāo)上對應(yīng)的加速度，還需要測量輕桿與豎直方向的夾角θ，故選D。(3)由(2)可知加速度與重力加速度和輕桿與豎直方向的夾角的關(guān)系式為a＝gtanθ。[答案](1)9.75(2)D(3)gtanθ考向3測定動摩擦因數(shù)(2023·湖北卷，T11)某同學(xué)利用測質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計(jì)了測量木塊和木板間動摩擦因數(shù)μ的實(shí)驗(yàn)。如圖(a)所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面上，木塊A和放在電子秤上的重物B通過跨過定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A上放置n(n＝0，1，2，3，4，5)個(gè)砝碼(電子秤稱得每個(gè)砝碼的質(zhì)量m0為20.0g)，向左拉動木板的同時(shí)，記錄電子秤的對應(yīng)示數(shù)m。(1)實(shí)驗(yàn)中，拉動木板時(shí)________(選填“必須”或“不必”)保持勻速。(2)用mA和mB分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，則m和mA、mB、m0、μ、n所滿足的關(guān)系式為m＝______________________。(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出m－n圖像，如圖(b)所示，可得木塊A和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________(保留2位有效數(shù)字)。[解析](1)木塊A與木板間的滑動摩擦力與兩者之間的相對速度無關(guān)，則實(shí)驗(yàn)拉動木板時(shí)不必保持勻速。(2)對木塊A、砝碼以及重物B分析可知μ(mA＋nm0)g＋mg＝mBg解得m＝mB－μ(mA＋nm0)。(3)根據(jù)m＝mB－μmA－μm0n結(jié)合圖像可知μm0＝eq\f(59－19,5)g＝8g則μ＝0.40。[答案](1)不必(2)mB－μ(mA＋nm0)(3)0.40考向4驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證細(xì)線連著的鉤碼m1、鉤碼m2組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，m2從高處由靜止開始自由下落，m1拖著紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙所示的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)(未畫出)。已知m1＝50g、m2＝150g。(重力加速度g取9.8m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz)(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，鉤碼的速度大小為________m/s(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(2)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中系統(tǒng)動能增加量為__________J，重力勢能減小量為__________J(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。[解析](1)根據(jù)速度公式得v5＝eq\f(21.61＋26.40,2×0.1)×10－2m/s≈2.4m/s。(2)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中系統(tǒng)動能增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,5)≈0.58J。重力勢能減小量ΔEp＝(m2－m1)gh05≈0.59J。[答案](1)2.4(2)0.580.59題型三力學(xué)其他實(shí)驗(yàn)考向1驗(yàn)證動量守恒定律(2023·遼寧卷，T11)某同學(xué)為了驗(yàn)證對心碰撞過程中的動量守恒定律，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：用紙板搭建如圖所示的滑道，使硬幣可以平滑地從斜面滑到水平面上，其中OA為水平段。選擇相同材質(zhì)的一元硬幣和一角硬幣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。測量硬幣的質(zhì)量，得到一元和一角硬幣的質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)。將硬幣甲放置在斜面某一位置，標(biāo)記此位置為B。由靜止釋放甲，當(dāng)甲停在水平面上某處時(shí)，測量甲從O點(diǎn)到停止處的滑行距離OP。將硬幣乙放置在O處，左側(cè)與O點(diǎn)重合，將甲放置于B點(diǎn)由靜止釋放。當(dāng)兩枚硬幣發(fā)生碰撞后，分別測量甲、乙從O點(diǎn)到停止處的滑行距離OM和ON。保持釋放位置不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次，得到OP、OM、ON的平均值分別為s0、s1、s2。(1)在本實(shí)驗(yàn)中，甲選用的是________(選填“一元”或“一角”)硬幣。(2)碰撞前，甲到O點(diǎn)時(shí)速度的大小可表示為________(設(shè)硬幣與紙板間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g)。(3)若甲、乙碰撞過程中動量守恒，則eq\f(\r(s0)－\r(s1),\r(s2))＝________(用m1和m2表示)，然后通過測得的具體數(shù)據(jù)驗(yàn)證硬幣對心碰撞過程中動量是否守恒。(4)由于存在某種系統(tǒng)或偶然誤差，計(jì)算得到碰撞前后甲動量變化量大小與乙動量變化量大小的比值不是1，寫出一條產(chǎn)生這種誤差可能的原因：_________________________________。[解析](1)根據(jù)題意可知，甲與乙碰撞后沒有反彈，可知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故甲選用的是一元硬幣。(2)甲從O點(diǎn)到P點(diǎn)，根據(jù)動能定理－μm1gs0＝0－eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,0)解得碰撞前，甲在O點(diǎn)時(shí)速度的大小v0＝eq\r(2μgs0)。(3)同理可得，碰撞后甲的速度和乙的速度分別為v1＝eq\r(2μgs1)，v2＝eq\r(2μgs2)若動量守恒，則滿足m1v0＝m1v1＋m2v2整理可得eq\f(\r(s0)－\r(s1),\r(s2))＝eq\f(m2,m1)。(4)由于存在某種系統(tǒng)或偶然誤差，計(jì)算得到碰撞前后甲動量變化量大小與乙動量變化量大小的比值不是1，產(chǎn)生這種誤差可能的原因有：①測量誤差，因?yàn)闊o論是再精良的儀器總是會有誤差的，不可能做到絕對準(zhǔn)確；②碰撞過程中，我們認(rèn)為內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，動量守恒，實(shí)際上碰撞過程中，兩個(gè)硬幣組成的系統(tǒng)所受合外力不為零。[答案](1)一元(2)eq\r(2μgs0)(3)eq\f(m2,m1)(4)見解析考向2探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)小晗同學(xué)利用圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用手機(jī)連拍功能對做平拋運(yùn)動的小球進(jìn)行拍攝，手機(jī)每秒拍攝7張照片并能自動將拍攝到圖片進(jìn)行疊加處理在一張照片中，圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長為10cm。(1)下列說法正確的是________(填字母)。A．實(shí)驗(yàn)所用斜槽應(yīng)盡量光滑B．斜槽末端必須保持水平C．必須無初速度釋放小球(2)圖3是實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽上不同位置由靜止釋放獲得的兩條軌跡，圖線①所對應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置________(選填“較低”或“較高”)。(3)某次拍攝后得到的照片如圖2所示，小球做平拋運(yùn)動的初速度大小v0＝________m/s(g取10m/s2)。(4)該小組利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制y－x2圖線，發(fā)現(xiàn)是一條過原點(diǎn)的直線，由此判斷小球下落的軌跡是拋物線，并求得斜率k，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣缺磉_(dá)式為g＝________(用斜率k和初速度v0表示)。[解析](1)實(shí)驗(yàn)所用斜槽不需要盡量光滑，A錯(cuò)誤；斜槽末端必須保持水平，使物體做平拋運(yùn)動，B正確；本實(shí)驗(yàn)使用手機(jī)連拍功能對做平拋運(yùn)動的小球進(jìn)行拍攝，故無須靜止釋放小球，C錯(cuò)誤。(2)由題圖3可知兩小球做平拋運(yùn)動下落相同高度時(shí)，圖線①水平位移更大，故圖線①所對應(yīng)的小球初速度較大，在斜槽上釋放的位置較高。(3)由頻閃照片可得，小球在豎直方向相鄰位移之差Δy＝2×10cm＝0.2m根據(jù)勻變速直線運(yùn)動特點(diǎn)可得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\f(\r(2),10)s由水平分運(yùn)動Δx＝v0T，可得v0＝eq\f(Δx,T)＝eq\f(4×10×10－2,0.1\r(2))m/s＝2eq\r(2)m/s。(4)根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可得x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2聯(lián)立可得y＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,v0)))eq\s\up12(2)＝eq\f(g,2veq\o\al(2,0))x2可知y－x2圖像的斜率k＝eq\f(g,2veq\o\al(2,0))當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣缺磉_(dá)式為g＝2kveq\o\al(2,0)。[答案](1)B(2)較高(3)2eq\r(2)(4)2kveq\o\al(2,0)考向3探究影響向心力大小的因素某同學(xué)用圖甲所示的裝置做“探究向心力大小與角速度大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。水平直桿隨豎直轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，滑塊套在水平直桿上，用細(xì)線將滑塊與固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的力傳感器連接，細(xì)線處于水平伸直狀態(tài)，當(dāng)滑塊隨水平直桿一起勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，拉力的大小可以通過力傳感器測得，滑塊轉(zhuǎn)動的角速度可以通過角速度傳感器測得。(1)滑塊和角速度傳感器的總質(zhì)量為20g，保持滑塊到豎直轉(zhuǎn)軸的距離不變，改變豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的快慢，測得多組力傳感器的示數(shù)F及角速度傳感器的示數(shù)ω，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的圖像F－ω2如圖乙所示，圖線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是___________________________________________________________________________________，滑塊到豎直轉(zhuǎn)軸的距離為________m(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(2)若去掉細(xì)線，仍保持滑塊到豎直轉(zhuǎn)軸的距離不變，則轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的最大角速度為________________________rad/s。[解析](1)若水平直桿不光滑，則滑塊轉(zhuǎn)動過程中當(dāng)角速度較小時(shí)只有靜摩擦力提供向心力，隨著角速度增大摩擦力逐漸增大，當(dāng)摩擦力達(dá)到最大值時(shí)繼續(xù)增大轉(zhuǎn)速繩子開始出現(xiàn)拉力，則有F＋fmax＝mrω2，則有F＝mrω2－fmax，圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)。由題圖乙可知斜率k＝mr＝eq\f(0.9,200－25)，解得r≈0.257m。(2)當(dāng)F＝0時(shí)，fmax＝mrωeq\o\al(2,0)，ωeq\o\al(2,0)＝25(rad/s)2，解得轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的最大角速度ω0＝5rad/s。[答案](1)水平直桿不光滑0.257(2)5考向4用單擺測量重力加速度(2023·新課標(biāo)卷，T10)一學(xué)生小組做“用單擺測量重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn)。(1)用實(shí)驗(yàn)室提供的螺旋測微器測量擺球直徑。首先，調(diào)節(jié)螺旋測微器，擰動微調(diào)旋鈕使測微螺桿和測砧相觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)固定刻度的橫線與可動刻度上的零刻度線未對齊，如圖(a)所示，該示數(shù)為________mm；螺旋測微器在夾有擺球時(shí)示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為________mm，則擺球的直徑為________mm。(2)單擺實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖如圖(c)所示，其中角度盤需要固定在桿上的確定點(diǎn)O處，擺線在角度盤上所指的示數(shù)為擺角的大小。若將角度盤固定在O點(diǎn)上方，則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時(shí)，實(shí)際擺角________(選填“大于”或“小于”)5°。(3)某次實(shí)驗(yàn)所用單擺的擺線長度為81.50cm，則擺長為________cm。實(shí)驗(yàn)中觀測到從擺球第1次經(jīng)過最低點(diǎn)到第61次經(jīng)過最低點(diǎn)的時(shí)間間隔為54.60s，則此單擺周期為________s，該小組測得的重力加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字，π2取9.870)[解析](1)題圖(a)中，螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為0.0mm，可動刻度部分讀數(shù)為0.8×0.01mm＝0.008mm，所以讀數(shù)為0.008mm；題圖(b)中，螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為20.0mm，可動刻度部分讀數(shù)為3.5×0.01mm＝0.035mm，所以讀數(shù)為20.035mm；擺球的直徑d＝20.035mm－0.008mm＝20.027mm。(2)角度盤固定在O點(diǎn)時(shí)，擺線在角度盤上所指角度為擺角大小，若將角度盤固定在O點(diǎn)上方，由幾何知識可知，擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時(shí)，實(shí)際擺角大于5°。(3)單擺的擺長L等于擺線長l與擺球半徑之和，即L＝l＋eq\f(d,2)＝82.5cm；從擺球第1次經(jīng)過最低點(diǎn)到第61次經(jīng)過最低點(diǎn)，單擺完成30次全振動，故單擺的周期T＝eq\f(54.6,30)s＝1.82s；由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得g＝eq\f(4π2L,T2)，代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得g＝9.83m/s2。[答案](1)0.008(0.007～0.009均可)20.035(20.034～20.036均可)20.027(20.025～20.029均可)(2)大于(3)82.51.829.83題型四熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)考向1熱學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)利用圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律，注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。(1)該同學(xué)測得封閉氣體的壓強(qiáng)p和體積V的多組數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖，作出的圖線如圖乙所示，由圖可知該同學(xué)選用的橫軸為________，圖線后半段向上彎曲可能的原因是____________(填選項(xiàng)前字母)。A．改變氣體體積時(shí)推拉活塞速度過快B．推拉活塞時(shí)，手握住注射器含有氣體的部分C．實(shí)驗(yàn)中有漏氣現(xiàn)象D．環(huán)境溫度降低(2)該小組改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)操作，避免了上述問題，同時(shí)為了能更準(zhǔn)確地測出氣體的壓強(qiáng)，直接用軟管連通注射器和壓強(qiáng)傳感器，測得多組封閉氣體的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，做出eq\f(1,p)－V圖像如圖丙所示，圖線不過原點(diǎn)的原因可能是____________________________________________________________。(寫出一條即可)[解析](1)根據(jù)玻意耳定律有pV＝C，則有p＝C·eq\f(1,V)，題圖乙中圖線的前一部分為過原點(diǎn)的傾斜的直線，可知該同學(xué)選用的橫軸為eq\f(1,V)。根據(jù)pV＝nRT可得p＝nRT·eq\f(1,V)，題圖乙中圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率能夠間接反映溫度的大小，則圖線后半段向上彎曲，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率增大，表明氣體溫度升高了；從左往右看，eq\f(1,V)增大，則體積減小，若改變氣體體積時(shí)推拉活塞速度過快，則外界對氣體快速做功，氣體溫度升高，圖線向上彎曲，A正確；推拉活塞時(shí)，手握住注射器含有氣體的部分，人的溫度高于氣體的溫度，導(dǎo)致氣體溫度升高，圖線向上彎曲，B正確；若氣體漏氣，則表達(dá)式中的n減小，即圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率減小，圖線向下彎曲，C錯(cuò)誤；若環(huán)境溫度降低，則導(dǎo)致氣體溫度降低，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率減小，圖線向下彎曲，D錯(cuò)誤。(2)根據(jù)題圖丙中圖像可知，當(dāng)體積為0時(shí)，壓強(qiáng)的倒數(shù)不為0，表明實(shí)際上有一部分氣體沒有考慮，可知圖線不過原點(diǎn)的原因是沒有考慮注射器和傳感器連接細(xì)管中的氣體。[答案](1)eq\f(1,V)(或體積的倒數(shù))AB(2)沒有考慮注射器和傳感器連接細(xì)管中的氣體(其他答案合理均給分)考向2光學(xué)實(shí)驗(yàn)(2024·安徽卷，T11)某實(shí)驗(yàn)小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實(shí)驗(yàn)。(1)為測量玻璃的折射率，按如圖甲所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下表述正確的一項(xiàng)是________。(填正確答案標(biāo)號)A．用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a′B．玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點(diǎn)O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)O2C．實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角θ1應(yīng)盡量小一些，以減小實(shí)驗(yàn)誤差(2)為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點(diǎn)入射到空氣與玻璃的分界面。保持相同的入射角，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示。此實(shí)驗(yàn)初步表明：對于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)。頻率大，折射率________(選填“大”或“小”)。(3)為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角α1，測得折射角分別為α2、α3(α2<α3)，則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n玻璃________(選填“>”或“<”)n介質(zhì)。此實(shí)驗(yàn)初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。[解析](1)在白紙上畫出一條直線a作為界面，把長方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長邊與a對齊，用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線a′代表玻璃磚的另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a′，故A錯(cuò)誤；在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點(diǎn)O1，在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)O2，故B正確；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角θ1應(yīng)盡量大一些，但也不能太大(接近90°)，故C錯(cuò)誤。(2)由題圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律n＝eq\f(sinα,sinβ)，可知綠光的折射率大于紅光的折射率，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光的頻率，所以頻率大，折射率大。(3)根據(jù)折射定律可知，玻璃的折射率n玻璃＝eq\f(sinα1,sinα2)，該介質(zhì)的折射率n介質(zhì)＝eq\f(sinα1,sinα3)，其中α2<α3，所以n玻璃>n介質(zhì)。[答案](1)B(2)大(3)>1．(2024·深圳市一模)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析自身步行時(shí)的速度特征，把接在50Hz的交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在與人腰部等高的桌面上，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直線步行時(shí)帶動紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄人步行時(shí)的運(yùn)動信息。(1)選取點(diǎn)跡清晰的紙帶，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中連續(xù)6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F如圖甲所示，紙帶中BC段的平均速度vBC＝________m/s。(保留2位有效數(shù)字)(2)沿著計(jì)數(shù)點(diǎn)位置把紙帶裁開并編號，按編號順序把剪出的紙帶下端對齊并排粘貼在坐標(biāo)紙上，剪出的紙帶長度代表打出這段紙帶時(shí)間內(nèi)的平均速度，把每段紙帶上邊中點(diǎn)連接成線，如圖乙所示，若用圖中曲線描述人運(yùn)動的速度—時(shí)間關(guān)系，如果用縱坐標(biāo)表示速度大小，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，則紙帶的橫寬d對應(yīng)橫坐標(biāo)中的時(shí)間長度為________s，請根據(jù)圖估算該同學(xué)的步幅為________m。(保留2位有效數(shù)字)解析：(1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s，紙帶中BC段的平均速度vBC＝eq\f(sBC,T)＝eq\f(0.11,0.1)m/s＝1.1m/s。(2)紙帶的橫寬d對應(yīng)橫坐標(biāo)中的時(shí)間長度T＝0.10s，可把圖像看成v－t圖像，同學(xué)的步幅為圖像一個(gè)周期內(nèi)每段紙帶面積之和，該同學(xué)的步幅s＝(8.8＋11＋12＋11＋9.7)cm≈0.53m。答案：(1)1.1(2)0.100.532．某實(shí)驗(yàn)小組使用圖甲所示的裝置測量某紅色激光的波長。用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫間的寬度d＝0.2mm。激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離x＝________mm。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L＝2.0m，已知eq\f(λ,d)＝eq\f(Δx,L)(Δx為相鄰兩條亮紋間的距離)，則該激光的波長λ＝__________m。如果用紫色激光重新實(shí)驗(yàn)，相鄰亮紋間距會__________(選填“變大”“變小”或“不變”)。解析：刻度尺的最小刻度值為1mm，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離為65.0mm。由題圖乙可知Δx＝eq\f(xB－xA,10)＝eq\f(65.0,10)mm＝6.50mm，由eq\f(λ,d)＝eq\f(Δx,L)可得λ＝eq\f(Δxd,L)＝eq\f(6.50×10－3×0.2×10－3,2.0)m＝6.50×10－7m。如果用紫色激光重新實(shí)驗(yàn)，由于紫色激光的波長較小，由eq\f(λ,d)＝eq\f(Δx,L)可知，d、L不變，則相鄰亮紋間距會變小。答案：65.06.50×10－7變小3．(2024·廣東省普通高中一模)某實(shí)驗(yàn)小組利用單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠?1)為了較精確地測量重力加速度的值，以下四種單擺組裝方式，應(yīng)選擇________(填字母)。(2)組裝好單擺，先用刻度尺測量擺線長度，再用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，其示數(shù)如圖甲，則小球直徑為________mm。(3)周期公式中的L是單擺的擺長，其值等于擺線長與________之和。(4)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變擺長并測出對應(yīng)的周期，得到如下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并描點(diǎn)在圖乙的坐標(biāo)中，請?jiān)趫D乙中作出T2－L圖像。次數(shù)12345L/m0.500.600.700.800.90T/s1.421.551.671.851.90T2/s22.022.402.793.423.61(5)根據(jù)T2－L圖像算出重力加速度g＝________m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)為了較精確地測量重力加速度的值，減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇小鋼球，小球在擺動的過程中，要固定擺長不發(fā)生變化。(2)該游標(biāo)卡尺的分度值為0.1mm，則小球的直徑d＝1.8cm＋9×0.1mm＝18.9mm。(3)周期公式中的L是單擺的擺長，其值等于擺線長與小球半徑之和。(4)描點(diǎn)連線如圖所示。(5)根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，化簡可得T2＝eq\f(4π2,g)L，根據(jù)T2－L圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)＝eq\f(3.6－0,0.90－0)s2/m＝4s2/m，解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮＝π2≈9.86m/s2。答案：(1)D(2)18.9(3)小球半徑(4)見解析圖(5)9.86(9.83～9.89均可)4．圖甲所示的是向心力演示儀，可探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為2∶1∶1。變速塔輪自上而下有三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1∶1、2∶1和3∶1，如圖乙所示。(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，下列實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法與本實(shí)驗(yàn)相同的是________(填字母)。A．用油膜法估測油酸分子的大小B．用單擺測量重力加速度的大小C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動皮帶調(diào)至第________(選填“一”“二”或“三”)層塔輪。(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，傳動皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動手柄，則當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為________。A．1∶2 B．1∶4C．2∶1 D．4∶1解析：(1)探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。用油膜法估測油酸分子的大小，采用的實(shí)驗(yàn)方法是通過測量宏觀量來測量微觀量的方法，故A錯(cuò)誤；用單擺測量重力加速度的大小，分別測量出擺長和周期，通過單擺周期公式計(jì)算得到重力加速度大小，不是采用控制變量法，故B錯(cuò)誤；探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，故C正確。(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，應(yīng)使兩球的角速度相同，則需要將傳動皮帶調(diào)至第一層塔輪。(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，則兩球做圓周運(yùn)動的半徑相等；傳動皮帶位于第二層，則兩球做圓周運(yùn)動的角速度之比ω左∶ω右＝R2∶2R2＝1∶2，根據(jù)F＝mω2r可知當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為F左∶F右＝ωeq\o\al(2,左)∶ωeq\o\al(2,右)＝1∶4。答案：(1)C(2)一(3)B5．用圖a所示的裝置研究平拋運(yùn)動，請完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。(1)將斜軌固定在桌面上，反復(fù)調(diào)節(jié)斜軌末端成水平。(2)在末端出口處安裝光電門并調(diào)節(jié)其到適當(dāng)位置。將貼有坐標(biāo)紙的木板緊靠在斜軌出口處豎直放置，并在坐標(biāo)紙上將出口處標(biāo)為O點(diǎn)，過O點(diǎn)作水平線為x軸、豎直線為y軸。(3)用螺旋測微器測量小球的直徑d，其示數(shù)如圖b所示，則d＝________mm。(4)從斜軌上釋放小球，用每隔eq\f(1,30)s曝光一次的頻閃照相機(jī)正對著木板照相。(5)從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀得小球通過光電門的遮光時(shí)間為6.2×10－3s，則小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v1＝________m/s(保留2位有效數(shù)字)。(6)根據(jù)頻閃照片中記錄的信息，在圖a的坐標(biāo)紙上標(biāo)出小球離開斜軌后的5個(gè)連續(xù)位置A、B、C、D、E，讀得A、E兩位置的水平距離為12.00cm，由此可求得小球做平拋運(yùn)動的初速度v2＝________m/s(保留2位有效數(shù)字)。(7)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)總是有v1>v2，導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的可能原因有________(填選項(xiàng)前的字母)。A．小球在軌道斜面上受摩擦阻力B．小球平拋運(yùn)動過程受空氣阻力C．小球平拋運(yùn)動軌跡平面與坐標(biāo)紙不平行D．小球經(jīng)過光電門時(shí)，球心與光線不在同一高度解析：(3)小球的直徑d＝6mm＋20.0×0.01mm＝6.200mm。(5)小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v1＝eq\f(d,t)＝eq\f(6.200×10－3,6.2×10－3)m/s＝1.0m/s。(6)由題可知，相鄰兩點(diǎn)間的距離和時(shí)間間隔分別為3.00cm、eq\f(1,30)s，所以小球做平拋運(yùn)動的初速度v2＝eq\f(x,t)＝eq\f(3.00×10－2m,\f(1,30)s)＝0.90m/s。(7)軌道斜面的作用是使小球獲得一個(gè)水平初速度，小球在軌道斜面上受摩擦阻力并不影響v2的大小，故A不符合題意；小球平拋運(yùn)動過程受空氣阻力，使得小球水平方向做減速運(yùn)動，水平位移偏小，v2值偏小，故B符合題意；小球平拋運(yùn)動軌跡平面與坐標(biāo)紙不平行，會造成小球運(yùn)動過程中在坐標(biāo)紙上的水平投影位移偏小，v2偏小，故C符合題意；小球經(jīng)過光電門時(shí)，球心與光線不在同一高度，會造成遮光時(shí)間偏短，則造成v1偏大，故D符合題意。答案：(3)6.200(5)1.0(6)0.90(7)BCD6.(1)在用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液，然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示，坐標(biāo)格的每個(gè)小正方形大小為2cm×2cm，由圖可以估算出油膜的面積是________cm2，由此估算出油酸分子的直徑是________m(保留1位有效數(shù)字)。(2)做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，三個(gè)同學(xué)都有一個(gè)操作錯(cuò)誤，其中導(dǎo)致最后所測分子直徑偏大的是________(填字母)。A．甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小了B．乙同學(xué)用注射器和量筒測得58滴油酸酒精溶液為1mL，不小心錯(cuò)記錄為57滴C．丙同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí)，把所有不足半格的油膜都算成了一格解析：(1)液面上純油酸體積V＝eq\f(0.25,250)×eq\f(2,100)mL＝2×10－5mL＝2×10－11m3，由題圖計(jì)算油膜面積，多于半格算一格，少于半格舍去，則油膜面積約為S＝256cm2，油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－11,0.0256)m≈8×10－10m。(2)甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小了，則一滴油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小，計(jì)算得一滴純油酸的體積比實(shí)際值大，則算出的直徑偏大，A正確；乙同學(xué)用注射器和量筒測得58滴油酸酒精溶液為1mL，不小心錯(cuò)記錄為57滴，則一滴油酸酒精溶液體積的計(jì)算值變大，算出的一滴油酸酒精溶液中純油酸體積變大，則算出的直徑偏大，B正確；丙同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí)，把所有不足半格的油膜都算成了一格，則計(jì)算得油膜面積變大，直徑變小，C錯(cuò)誤。答案：(1)2568×10－10(2)AB7．(1)某同學(xué)通過圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規(guī)則的冰糖的體積。①將冰糖裝進(jìn)注射器，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強(qiáng)。若實(shí)驗(yàn)過程中不慎將活塞拔出針筒，則________(選填“需要”或“不需要”)重做實(shí)驗(yàn)。②實(shí)驗(yàn)中通過活塞所在刻度讀取了多組體積V及對應(yīng)壓強(qiáng)p，為了在xOy坐標(biāo)系中獲得直線圖像，應(yīng)選擇________(填字母)。A．p－V圖像 B．p－eq\f(1,V)圖像C．V－eq\f(1,p)圖像 D．eq\f(1,p)－eq\f(1,V)圖像③選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過描點(diǎn)作圖，得到直線的函數(shù)圖像如圖乙所示，忽略傳感器和注射器連接處的軟管容積，則這顆冰糖的體積為________。(2)某同學(xué)制作了一個(gè)“加速度測量儀”，用來測量垂直電梯豎直上、下運(yùn)行時(shí)的加速度，其構(gòu)造如圖1所示：將一根輕彈簧的上端固定在豎直放置且?guī)Э潭鹊摹啊浮毙喂饣∧景迳隙耍?dāng)彈簧下端懸掛0.9N重物并靜止時(shí)，指針指向31.0cm位置；當(dāng)彈簧下端懸掛1.0N重物并靜止時(shí)，指針指向30.0cm位置。實(shí)際測量時(shí)，該同學(xué)在該彈簧下端固定1.0N重物，重力加速度g取10m/s2，所有計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字。①該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m。②實(shí)際測量時(shí)，當(dāng)指針指到31.0cm位置時(shí)，垂直電梯運(yùn)行的加速度大小為________m/s2。③如圖2所示，將該加速度測量儀水平使用，若指針仍指到31.0cm位置，則水平加速度大小為________m/s2。解析：(1)①若實(shí)驗(yàn)過程中不慎將活塞拔出針筒，針筒內(nèi)封閉氣體與外界相連，氣體質(zhì)量改變，無法繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，需要重做實(shí)驗(yàn)。②設(shè)冰糖的體積為V0，根據(jù)玻意耳定律可得p(V－V0)＝C，則V＝eq\f(1,p)C＋V0，則V－eq\f(1,p)圖像為直線。③根據(jù)V＝eq\f(1,p)C＋V0，結(jié)合題圖乙可知這顆冰糖的體積為b。(2)①根據(jù)胡克定律可得k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(1－0.9,31－30)N/cm＝10N/m。②實(shí)際測量時(shí)，彈簧對小球的拉力F＝0.9N，根據(jù)牛頓第二定律mg－F＝ma，解得a＝1.0m/s2，方向豎直向下。③將該加速度測量儀水平使用，若指針仍指到31.0cm位置，拉力仍為F＝0.9N，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma′，解得a′＝9.0m/s2。答案：(1)①需要②C③b(2)①10②1.0③9.08．某實(shí)驗(yàn)小組要測量彈簧的勁度系數(shù)，他們利用智能手機(jī)中自帶的定位傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，手機(jī)軟件中的“定位”功能可以測量手機(jī)豎直方向的位移(以打開定位傳感器時(shí)手機(jī)的位置為初位置)。(1)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下主要的實(shí)驗(yàn)步驟，正確的順序是________。A．按圖甲安裝實(shí)驗(yàn)器材，彈簧上端固定在橫桿上，下端與手機(jī)連接，手機(jī)重心和彈簧在同一豎直線上B．在手機(jī)下方懸掛一個(gè)鉤碼，緩慢釋放，當(dāng)手機(jī)和鉤碼靜止時(shí)記錄下手機(jī)下降的位移xC．在坐標(biāo)紙圖中描點(diǎn)作出n－x圖像，如圖乙所示D．手托著手機(jī)緩慢下移，手離開手機(jī)，手機(jī)靜止時(shí)，打開手機(jī)中的定位傳感器E．改變鉤碼個(gè)數(shù)n，重復(fù)上述操作，記錄相應(yīng)的位移x，數(shù)據(jù)如表格所示鉤碼個(gè)數(shù)n123456手機(jī)位移x/cm0.982.023.013.985.015.99(2)已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，重力加速度g＝9.8m/s2，由圖像乙可以求得彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(3)實(shí)驗(yàn)中未考慮手機(jī)所受重力使彈簧伸長，這對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果________(選填“有”或“無”)影響，說明理由____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題意，由實(shí)驗(yàn)原理可知，本實(shí)驗(yàn)通過改變鉤碼的數(shù)量來改變彈簧的彈力，通過手機(jī)的定位傳感器確定彈簧的形變量，通過作圖的方法得到彈簧的勁度系數(shù)，則正確的實(shí)驗(yàn)步驟為ADBEC。(2)根據(jù)題意，由胡克定律F＝kx可得nmg＝kx，整理得n＝eq\f(k,mg)x，由題圖乙可知，圖線的斜率為1，則有eq\f(k,mg)＝1cm－1，解得k＝49N/m。(3)由上述分析可知，彈簧的勁度系數(shù)是通過圖線的斜率與每個(gè)鉤碼所受重力的乘積得到的，則未考慮手機(jī)所受重力使彈簧伸長，這對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果無影響。答案：(1)ADBEC(2)49(3)無勁度系數(shù)是通過圖線的斜率與每個(gè)鉤碼所受重力的乘積得到的9.某同學(xué)在做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已有的實(shí)驗(yàn)器材有：兩個(gè)彈簧測力計(jì)、橡皮條(帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套)、三角尺、木板、白紙和圖釘。(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是__________(填字母)。A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法C．控制變量法 D．理想模型法(2)下列幾項(xiàng)操作有必要的是__________(填字母)。A．兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)必須相等B．兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角必須取90°C．橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上D．同一次實(shí)驗(yàn)中，結(jié)點(diǎn)O的位置不變(3)對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的做法是__________(填字母)。A．彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行B．用兩彈簧測力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡可能大C．標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要近一些(4)圖中四個(gè)力中，不是由彈簧測力計(jì)直接測得的是________。解析：(1)合力與分力作用效果相同，實(shí)驗(yàn)方法為等效替代法，故選B。(2)兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)適當(dāng)大些，但不必一定相等，故A錯(cuò)誤；兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角適當(dāng)大些，不一定取90°，故B錯(cuò)誤；橡皮條對結(jié)點(diǎn)的拉力與兩細(xì)繩套的拉力的合力平衡，而兩細(xì)繩套的拉力不一定相等，所以橡皮條與兩繩套夾角的角平分線不一定在一條直線上，故C錯(cuò)誤；同一次實(shí)驗(yàn)中，為了保證兩分力的作用效果不變，結(jié)點(diǎn)O的位置不變，故D正確。(3)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故A正確；用兩彈簧測力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測力計(jì)示數(shù)應(yīng)適當(dāng)大些，示數(shù)之差不需要太大，故B錯(cuò)誤；為了更加準(zhǔn)確記錄力的方向，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些，故C錯(cuò)誤。(4)用平行四邊形定則作出的合力在平行四邊形的對角線上，所以不是由彈簧測力計(jì)直接測得的是F。答案：(1)B(2)D(3)A(4)F10．用光電門測重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。一直徑為d的鋼球從光電門正上方由靜止開始自由下落，測得剛開始下落時(shí)，鋼球球心到光電門的距離為h，用計(jì)時(shí)裝置測出鋼球通過光電門的時(shí)間為t。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，不考慮空氣阻力。(1)鋼球球心通過光電門時(shí)的速度大小v＝__________。(2)當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮＝________。(3)由于實(shí)驗(yàn)中用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，導(dǎo)致重力加速度的測量值________(選填“大于”“小于”)其真實(shí)值。解析：(1)鋼球球心通過光電門時(shí)的速度大小v＝eq\f(d,t)。(2)鋼球做自由落體運(yùn)動，有2gh＝v2，所以g＝eq\f(d2,2ht2)。(3)鋼球通過光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而球心通過光電門的中間位置的速度大于中間時(shí)刻的速度，因此鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，所以求得的加速度偏小。答案：(1)eq\f(d,t)(2)eq\f(d2,2ht2)(3)小于11．一研究性學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置測定滑塊加速運(yùn)動時(shí)與平直長木板間的動摩擦因數(shù)。(1)實(shí)驗(yàn)過程如下：①將長木板固定在水平桌面上，其右端安裝定滑輪，左端固定位移傳感器；總質(zhì)量為M的滑塊(含拉力傳感器)在長木板上緊靠位移傳感器放置，拉力傳感器通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重物連接，調(diào)節(jié)____________使細(xì)繩與長木板平行；②靜止釋放滑塊，記錄拉力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)擬合得到滑塊位移隨時(shí)間變化的s－t圖像如圖乙所示，該圖線的函數(shù)表達(dá)式是s＝1.19t2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m))，則可得滑塊加速度a＝________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))；③若滑塊的加速度為a時(shí)，拉力傳感器示數(shù)為F，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________(用題中物理量字母符號表示)。(2)本實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量。解析：(1)①為了減小誤差，需調(diào)節(jié)長木板右端定滑輪使細(xì)繩與長木板平行。②根據(jù)v＝eq\f(Δs,Δt)可得v＝2.38t(m/s)，再根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)可得a＝2.38m/s2。③根據(jù)牛頓第二定律可得F－μMg＝Ma，解得μ＝eq\f(F－Ma,Mg)。(2)由于拉力可以通過拉力傳感器得知，所以不需要滿足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量。答案：(1)①長木板右端定滑輪②2.38③eq\f(F－Ma,Mg)(2)不需要12.(2024·廣東省部分學(xué)校一模)某研究學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關(guān)系?？邕^輕質(zhì)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線兩端連接兩個(gè)完全相同的空鋁箱，左側(cè)鋁箱下端連接紙帶，向右側(cè)鋁箱中放入質(zhì)量為m的砝碼，由靜止釋放后，鋁箱運(yùn)動的加速度大小a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測出，改變右側(cè)鋁箱中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組a、m值。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮取9.8m/s2