祁東鼎興補習學校物理二輪復習專題：非電學實驗（2009.05）

                                           一.長度測量

1．（南通、揚州、泰州三市二檢）(1)如下圖所示，甲圖中游標卡尺的讀數(shù)為________mm，乙圖中螺旋測微器的讀數(shù)為________mm

答案：1.（1）29.75mm     3.205mm

2．在一些實驗中需要較準確地測量物體轉(zhuǎn)過的角度，為此人們設(shè)計了這樣的儀器：一個可特動的圓盤，在圓盤的邊緣標有刻度（稱為主尺），圓盤外側(cè)有一個固定不動的圓弧狀的游標尺，如圖所示（圖中畫了圈盤的一部分和游標尺）．圓盤上刻出對應的圓心角，游標尺上把與主尺上19⁰對應的圓心角等分成10個格。試根據(jù)圖中所示的情況讀出此時游標上的0刻線與  圓盤的0刻線之間所夾的角度為            。 

答案：15. 8⁰ 

                                                    二：驗證力的合成平行四邊形法則

1. 在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖

中甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡

皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙

上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。

(1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的

是____________________

(2)本實驗采用的科學方法是---（       ）

A. 理想實驗法        B. 等效替代法      C. 控制變量法         D. 建立物理模型法

(3).在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，其中的三個實驗步驟如下：

①在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細線；通過細線同時用兩個測力計互成角度的拉橡皮條，使它與細線的結(jié)點到達某一位置O點，在白紙上記下O點和兩測力計的讀數(shù)F_1、F₂。

②在紙上根據(jù)F_1、F₂的大小，應用平行四邊形定則作圖求出合力F.

③只用一個測力計通過細繩拉橡皮條，是它的伸長量與用兩個測力計拉時相同。幾下此時測力計的讀數(shù)F₀和細繩的方向。

以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指出：

 （1）__________________________________________________________________________

 （2）__________________________________________________________________________

 （3）__________________________________________________________________________

1. (1) F^'；  (2) B;   (3).(1)沒有記下細線的方向

 （2）除了記下F_1、F₂的大小之外，還應根據(jù)F_1、F₂的方向才能準確作圖。

 （3）應該將橡皮條與線的結(jié)點拉到原位置O點。

2．橡皮筋的一端固定在A點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。

⑴由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_____N和_____N。（只須讀到0.1N）；

⑵在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。

2.⑴4.0N，2.5N。⑵圖略，但必須有刻度和單位。

 三.研究彈簧的長與受力的關(guān)系

1.某同學在做探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實驗中，設(shè)計了如圖4-1所示的實驗裝置。所用的鉤碼每只的質(zhì)量都是30g，他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。（彈力始終未超過彈性限度，取g=9.8m/s²）

（1）試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)在圖1-5給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長L之間的函數(shù)關(guān)系圖線，說明圖線跟坐標軸交點的物理意義                         。

（2）上一問所得圖線的物理意義是                                         。

該彈簧的勁度k是                                         

砝碼質(zhì)量（g）

0

30

60

90

120

150

彈簧總長（cm）

6.00

7.15

8.34

_9.48

10.64

11.79

彈力大小（N）

(3).在研究彈力和彈簧的形變量的關(guān)系的實驗中，將彈簧水

平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，

在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈

性限度內(nèi)進行的。用記錄外力F和彈簧的形變量x作出

F-x圖線如圖1-3所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)

為______,圖線不過坐標原點的原因是由于_________________________________________________.

1.解：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上�？梢耘卸‵和L間是一次函數(shù)關(guān)系。畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側(cè)。該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈簧的原長。
（2）圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比。由可得k=25N/m

(3)（1）200N/m  （2）彈簧自身有重力

2.（1）一個同學要研究輕質(zhì)彈簧的彈性熱能與彈簧長度改變量的關(guān)系，進行了入下實驗：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一個鋼球接觸。當彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示。讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小鋼球在空中飛行后落在水平地面上，水平距離為s。

①請你推導出彈簧的彈性熱能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式：_____________（2分）。

②彈簧的壓縮量x與對應的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

彈簧的壓縮量x（cm）

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小鋼球飛行的水平距離s(cm)

1.01

1.50

2.01

2.49

3.01

3.50

根據(jù)上面的實驗數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性熱能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系為

______________，并說明理由：_____________________________________________________

______________________________________________________________________________。

2.（1）①（2分）。②Ep與x²成正比（2分）由表中數(shù)據(jù)可看出，在誤差允許的范圍內(nèi)x正比于s，又E_p=，即Ep正比于s²，所以Ep正比于x²（2分）。

                                                      四.打點計時器的有關(guān)計算

1.如圖1-1所示是物體作勻變速直線運動得到的一條紙帶，從O點開始每5個計時點取一個記數(shù)點，依照打點的先后順序依次編為1、2、3、4、5、6，測得x₁=5.18cm，x₂=4.40cm，x₃=3.62cm，x₄=2.78cm，x₅=2.00cm，x₆=1.22cm。

1.（1）0.1  （2）0.80  B    A （3）0.32    A        B

(1)   相鄰兩記數(shù)點間的時間間隔是__________s

(2)   物體的加速度大小a=__________m/s²，方向______________（填A    B或B    A）

(3)   打點計時器打記數(shù)點3時，物體的速度大小v=__________m/s，方向_________（同上）

2.（鹽城六校聯(lián)考）某同學用如圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所以測量數(shù)據(jù)及其標記符號如題圖所示。

　　該同學用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔)：

方法A：由……，     取平均值g=8.667 m/s²;

方法B：由取平均值g=8.673 m/s²。

(1)從實驗裝置看,該同學所用交流電的電壓為_________伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應該是___________________________________.

(2)從數(shù)據(jù)處理方法看，在S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆中，對實驗結(jié)果起作用的，方法A中有__________;方法B中有_______________________________。因此，選擇方法___________（A或B）更合理，這樣可以減少實驗的__________(系統(tǒng)或偶然)誤差。

(3)本實驗誤差的主要來源有______________________________________（試舉出兩條）。

2.答案：(1)從實驗裝置看,該同學所用交流電的電壓為 _220  伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應該是 _先接通電源后釋放紙帶

(2)從數(shù)據(jù)處理方法看，在S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆中，對實驗結(jié)果起作用的，方法A中有 _ S₁、S₆; 方法B中有S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆。因此，選擇方法 _B （A或B）更合理，這樣可以減少實驗的 _偶然  (系統(tǒng)或偶然)誤差。

 (3)本實驗誤差的主要來源有（試舉出兩條）.

     重物下落過程中受到阻力；      S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆ 長度測量；

交流電頻率波動；             數(shù)據(jù)處理方法等。

五.平拋運動

1．（上海嘉定二檢）（1）在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上__________。

（A）通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平      （B）每次釋放小球的位置必須不同

（C）每次必須由靜止釋放小球

（D）記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降

（E）小球運動時不應與木板上的白紙相接觸

（F）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線

（2）作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有__________和__________。其初速度的表達式為v₀＝__________。

（3）某學生在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置O，A為物體運動一段時間后的位置，根據(jù)圖示，求出物體做平拋運動的初速度為（           ）

（A）1.0 m/s   （B）10 m/s   （C）2.0 m/s   （D）20 m/s

1.答案：（1）A、C、E，（2）x、y，x，（3）C

2.（10分）為驗證“兩小球碰撞過程中動量守恒”，某同學用如圖所示的裝置進行了如下的實驗操作：

Ⅰ．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；

Ⅱ．將木板向右平移適當?shù)木嚯x，再使小球a從原固定點由靜止釋放，撞在木板上得到痕跡B；

Ⅲ．然后把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下，和小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C。

Ⅳ．用天平測量a、b兩小球的質(zhì)量分別為m_a、m_b，用刻度尺測量紙上O點到A、B、C三點的距離分別為y₁、y₂和y₃。

根據(jù)上述實驗，請回答下列問題：

①本實驗中所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系為m_a       m_b（選填“＜”、“＞”或“＝”）；

②小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對實驗結(jié)果        產(chǎn)生誤差

（選填“會”或“不會”）；

③用本實驗中所測得的量來驗證兩球碰撞過程動量守恒，其表達式為                             。

2.．①＞（2分） ②不會 （2分）     ③     （6分）

3．（6分）某同學在“研究平拋物體的運動” 的實驗中，在已經(jīng)判定平拋運動在豎直方向為自由落體運動后，再來用圖9甲所示實驗裝置研究水平方向的運動。他先調(diào)整斜槽軌道槽口末端水平，然后在方格紙（甲圖中未畫出方格）上建立好直角坐標系xOy，將方格紙上的坐標原點O與軌道槽口末端重合，Oy軸與重垂線重合，Ox軸水平。實驗中使小球每次都從斜槽同一高度由靜止?jié)L下，經(jīng)過一段水平軌道后拋出。依次均勻下移水平擋板的位置，分別得到小球在擋板上的落點，并在方格紙上標出相應的點跡，再用平滑曲線將方格紙上的點跡連成小球的運動軌跡如圖9乙所示。已知方格邊長為L，重力加速度為g。

 ( 1）請你寫出判斷小球水平方向是勻速運動的方法（可依據(jù)軌跡圖說明）：

（2）小球平拋的初速度v₀＝        ；

（3）小球豎直下落距離y與水平運動距離x的關(guān)系式為

3. （6分）（1）在軌跡上取坐標為（3L，L）、（6L，4L）、（9L，9L）的三點，分別記為A、B、C點，其縱坐標y₁: y₂: y₃=1:4:9，由于已研究得出小球在豎直方向是自由落體運動，因此可知從拋出到A點所用時間t₁與從A點到B點所用時間t₂、從B點到C點所用時間t₃相等，這三點的橫坐標之間的距離也相等，說明了在相等時間內(nèi)水平位移相等，即說明平拋運動在水平方向的運動為勻速直線運動。                                     （2分）

說明：用其他方法，正確的也給分。

（2）           （2分）（3）y＝x²           （2分）

說明：（2）、（3）問中若因所取點估讀不同導致結(jié)果不同，只要正確也給分

4．（6分）利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設(shè)計方案如圖（a）所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點到木板的距離   OO’＝h（h＞L）。

（1）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點，O’C＝s，則小球做平拋運動的初速度為v₀________。

（2）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角q，小球落點與O’點的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實驗，以s²為縱坐標、cosq為橫坐標，得到如圖（b）所示圖像。則當q＝30°時，s為 ________m；若懸線長L＝1.0m，懸點到木板間的距離OO’為________m。

4．(1)（6分）①（2分）：②0.52（2分）；1.5（2分）。

                                                        六..驗證動量守恒

1．在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：

(1)若入射小球質(zhì)量為m₁半徑為r₁；被碰小球質(zhì)量為m₂，半徑為r₂，則    (    )

 A．m₁>m₂  r₁>r₂    B.m₁>m₂   r₁<r₂

 C．m₁>m₂  r₁=r₂    D.m₁<m₂  r₁＝r₂

(2)若采用乙裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是（     ）

 A．直尺    B．游標卡尺    c.天平    D.彈簧秤    E．秒表

(3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m₁，被碰小球的質(zhì)量為m₂，則在用甲裝置實驗時(P為碰前

 入射小球落點的平均位置)，所得“驗證動量守恒定律”的結(jié)論為(用裝置圖中的字

 母表示)                       

 (4)在實驗裝置乙中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用一個小球驗證小球在斜槽上

 下滑過程中的機械能守恒．這時需要測是的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末

 端的高度差h₁，小球從斜槽末端做平拋運動的水平位移s、豎直高度h₂，則所需驗

證的關(guān)系式為                   

1．（1）C （2）AC （3）m₁OP=m₁OM＋m₂O^’   （4）s²＝4h₁h₂

                                                        七.單擺測重力加速度

1.在一次用單擺測定加速度的實驗中，圖A的O點是擺線的懸掛點，a、b點分別是球的上沿和球心，擺長L=       m.圖B為測量周期用的秒表，長針轉(zhuǎn)一圈的時間為30s，表盤上部的小圓共15大格，每一大格為lmin，該單擺擺動n=50次時，長、短針位置如圖中所示，所用時間t=       s．用以上直接測量的物理量的英文符號表示重力加速度的計算式為g=            (不必代入具體數(shù)值)．

為了提高測量精度,需多次改變L的值并測得相應的T值.現(xiàn)測得的六組數(shù)據(jù)標示在以L為橫坐標、T為縱坐標的坐標紙上,即圖中用“”表示的點。根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)點作出T²與L的關(guān)系圖線.

1.0.9906 ,100.40; ;略

2(7分)(1)一組同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，測了6組擺長L和周期T的對應值．為了求出當?shù)氐闹亓�加速度g，4位同學提出了以下4種不同的處理方法：

A．從測定的6組對應值中任意選取1組，用公式求出g作為測量值．

B、先分別求出6個L值的平均值和6個T值的平均值，再用公式求出g作為測量值．

C．先分別取6組L、T的對應值，用公式求出6個對應的g值，再求這6個的平均值作為測量值．

D．在坐標紙上作出T²―L圖象，利用圖象計算出圖線的斜率k再根據(jù)求出g作為測量值．

你認為以上4種方法中，錯誤的是    ．其余正確的方法中偶然誤差最小的是    ．(填代號即可)

(2)某同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的T²―L圖象如圖所示．你是否能根據(jù)此圖象計算出當?shù)氐闹亓�加速度g?若能，求出加速度g的大�。蝗舨荒�，請說明理由．

2.（1）B 、D    （2）能、

                                                        八.油膜法測分子直徑

1.在《用油膜法估測分子的大小》的實驗中：

（1）在用油膜法粗測分子直徑的實驗中，在哪些方面作了理想化的假設(shè)

_____________________________________________________________________．

（2）利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0.05％（體積分數(shù)）的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1ml的量筒、盛有適量清水的45×50cm²淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙。則：

①下面給出的實驗步驟中，正確順序為：           。

A．將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上­­­­­­­­­­­。

B．用滴管將濃度為0.05％油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1ml油酸酒精溶液時的滴數(shù)N

C．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1cm的正方向為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S cm²

D．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05％的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n

②該實驗測得的單個油酸分子的直徑約為          （單位：cm）。

A、      B、      C、     D、

（3）在做用油膜法估測分子大小的實驗中，已知實驗室中使用的酒精油酸溶液的體積濃度為n,又用滴管測得每N滴這種酒精油酸的總體積為V,將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上,在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上，如圖測得油膜占有的小正方形個數(shù)為m．

      ⑴用以上字母表示油酸分子直徑的大小d．

      ⑵從右圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個數(shù)為m=______.

（2）①BDAC  ② B    （3）①；②5    

九測玻璃折射率

1．(1)(6分)如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P_l、P₂確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P₃，使P₃擋住P₁、P₂的像，連接OP₃．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點．

①設(shè)AB的長度為L₁，AO的長度為L₂，CD的長度為L₃，DO的長度為L₄，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量         ，則玻璃磚的折射率可表示為           ．

②該同學在插大頭針P₃前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將        (填“偏大”、“偏小”或“不變”)．

1.（1） l₁和l₃，n=l₁/ l₃,偏大  （2）①ADCBE  ②1.735③576.9  (577同樣給分)

2.如圖13所示，畫有直角坐標系Oxy的白紙位于水平桌面上，M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標的原點，直徑與x軸重合，OA是畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P­₃是豎起地插在紙止的第三枚大頭針，α是直線OA與y軸正同的夾角，β是直線OP₃與軸負方向的夾角，只要直線OA畫得合適，且P₃的位置取得正確，測得角α和β，便可求玻璃的折射率。

某學生在用上述方法測量玻璃的折射率，在他畫出的直線OA上豎起插上了P₁、P₂兩枚大頭針，但在y＜0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到P­₁、P₂的像，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。若他已透過玻璃磚看到了P₁、P₂的像，確定P₃位置的方法是　　　　　　　　　　　　                                   。若他已正確地測得了α、β的值，則玻璃的折射率n＝　　　　　　　　　　　。

2.發(fā)生了全反射，插上P₃后，P₃剛好能擋住P₁、P₂的像，n＝

十.雙縫干涉測光波波長

1.(12分)用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖（1）所示，已知單縫與雙縫間的距離L₁=100mm，雙縫與屏的距離L₂=700mm，雙縫間距d=0.25mm。用測量頭來測量亮紋中心的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮紋的中心（如圖（2）所示），記下此時手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)。

    ①分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖所示，則對準第1條時讀數(shù)x₁=_______mm、對準第4條時讀數(shù)x₂=_______mm

②寫出計算波長λ的表達式，λ=_________（用符號表示），λ=_____nm

2.．某同學用如圖9甲所示的實驗裝置，做《用雙縫干涉測光的波長》的實驗，他用帶有游標尺的測量頭（如圖乙所示）測量相鄰兩條亮條紋間的距離。轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋（將這一條紋確定為第1亮條紋）的中心，此時游標尺上的示數(shù)情況如圖所示；轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊第6亮條紋的中心，此時游標尺上的示數(shù)情況如圖丁所示，則圖丙的示數(shù)                        _______┨；圖丁的示數(shù)         ┨。如果實驗中所用的雙縫間的距離，雙縫到屏的距離L=60┩，則計算波長的表達式         （用已知量和直接測量量的符號表示）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可得實驗中測出的光的波長         ______m。