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【考向解读】
近几年高考对实验的考查,多以一大带一小的形式出现,其中第一小题为常规实验题,侧重考查基本实验仪器的读数或常规型实验.第二小题侧重对学生实验迁移能力的考查,常以设计性实验来体现,主要为电学实验,也有力学实验.只要扎扎实实掌握课本实验的实验原理、实验方法、数据处理的方法及分析,灵活迁移到解决创新性、设计性实验中,就能稳得实验题高分.
【命题热点突破一】 “纸带类”实验
例1. 【2017·天津卷】如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______________。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。
A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度 D.AC、BD和EG的长度
【答案】①AB ②BC
【解析】重物选用质量和密度较大的金属锤,减小空气阻力,以减小误差,故A正确;两限位孔在同一竖直面内上下对正,减小纸带和打点计时器之间的阻力,以减小误差,故B正确;验证机械能守恒定律
[2016·天津理综,9(2)]某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中,必要的措施是________.
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm.则小车的加
速度a=__________m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s2(结果均保留2位有效数字).
【解析】 (1)若细线与长木板不平行,如图所示.不考虑摩擦力时满足Tcos θ=Ma,θ会随小车运动而变化,因此小车不能做匀变速运动,不符合要求,故必须满足细线与长木板平行,A正确.为了充分利
【答案】 (1)AB (2)0.80 0.40
【变式探究】用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
(1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响,必须在长木板________(选填“远离”或“靠近”)滑轮的一端下面垫一木块来平衡摩擦力。接通电火花计时器电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示,则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹________为止。
(2)为了验证小车的加速度与其质量的定量关系,必须采用________法。
(3)A同学在小车所受合外力不变时,改变小车的质量,得到的数据如下表所示:
实验次数
小车质量m/kg
小车加速度a/(m·s-2)
小车质量的倒数eq \f(1,m)/kg-1
1
0.10
0.60
10.00
2
0.20
0.30
5.00
3
0.30
0.20
3.33
4
0.40
0.15
2.50
5
0.50
0.12
2.00
①根据表中数据,在图丙所示坐标系中描出相应的实验数据点,并作出a-eq \f(1,m)图象。
丙
②由a-eq \f(1,m)图象,可得出的结论为_________________________________________________________________。
③小车受到的合力大小约为________。(结果保留两位小数)
解析 (1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响,必须把长木板远离滑轮的一端垫高,使小车的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消;图乙反映了小车在做加速运动,应减小木板的倾角,直到纸带上打出的点迹均匀为止。
【变式探究】
(1)如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图,按照实验要求应该( )
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.同时释放小车和接通电源
(2)本实验必须( )
A.要平衡摩擦力
B.要求悬挂物的质量远小于小车的质量
C.上述两项
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