《预测一本通》2012年高考物理 高频考点讲解总结 实验题1（1-4）新人教版

实验题
典例1 （山东省济南一中2012届高三上学期期末测试）（1）图甲的螺旋测微器的读数可动部分为32.8×0.01mm=0.328mm，所以读数为2mm+0.328mm=2.328mm。
（2）游标卡尺的读数=主尺（整毫米数）+游标尺（对齐条数×精度），题中游标卡尺的主尺部分的读数为11mm，对齐条数为第3条，10分度的游标卡尺的精度为，所以，读数为11mm+3×0.1mm=11.3mm.
答案：2.328；11.3
点评：本题考查螺旋测微器和游标卡尺的读数方法。螺旋测微器的固定部分的最小刻度是0.5mm，而转动部分是将0.5mm分成50等份，所以螺纹套圆周上每一刻度（等份）表示0.01mm，读数时要估读到下一位；游标卡尺的主尺读数是与游标尺0刻度线对齐的刻度读数（只取整毫米数），游标尺是将1mm分成多少等份，读数时不用估读，从游标尺上找出与主尺刻线“正对”的刻线，并读出对齐条数。
典例2 （云南省昆明一中2012届高三第三次月考理综卷）小球的直径，如图甲所示的读数是 mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是 mm。
答案：10.50；1.727（1.726～1.729均给分）
注意：游标卡尺的主尺读数是10mm，不是9mm，游标尺是20分度的，所以精度为；螺旋测微器固定部分的整毫米刻度线在下面，上面是0.5mm刻度线。
备考必知：（1）游标卡尺的读数=主尺（整毫米数）+游标尺（对齐条数×精度）。
（2）螺旋测微器的读数=固定部分（整毫米数+半毫米数）+可动部分（对齐条数估读到下一位，然后乘以0.01mm）。
预测题1 （江西省师大附中2012届高三下学期开学考试物理试题）在测定金属丝电阻率的实验中，如图所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径d=________mm.
1. 0.730mm 解析：螺旋测微器的读数为0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm.
预测题2 （（广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷）读出下图给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数：（1）螺旋测微器的示数为________mm；（2）游标卡尺的示数______________cm.
2. 5.485 mm；4.120 cm 解析：（1）螺旋测微器的示数为5mm+48.5×0.01mm=5.485mm；（2）游标卡尺的示数为41mm+2×5×mm=41.20 mm=4.120 cm。
预测题3 （辽宁省本溪一中、庄河高中2012届高三上学期期末联考卷）（1）在用游标为10分度的游标卡尺测某工件的尺寸时，示数如图所示，读数为_______cm。
高频考点2 研究匀变速直线运动
典例1 （安徽省合肥八中2012届高三第一次模拟考试）利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度，某次实验取得的纸带记录如图所示，电源频率是50Hz，图中所标的是每隔4个点所取的计数点，由图中给出数据计算加速度约为 m/s2.（结果保留点评：物体做匀变速直线运动时，由纸带求加速度的方法是逐差法：如果物体在每个连续相等的时间间隔内的位移分别为s1、s2、s3…sn、…、sm…，根据匀变速直线运动的规律有s2-s1=s3-s2=…=aT2，即两连续相等的时间间隔内的位移之差是一常数，由此可得sm-sn=（m-n）aT2。
典例2 （河北省衡水中学2012届高三调研考试）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．他经过测量得到各点到A点的距离如图所示。
度的测量值与实际值相比＿＿＿＿（选填：偏大、偏小或不变）．
解析：（1）计算打点计时器打各点时的瞬时速度时，用平均速度来代替瞬时速度，如计算打F点时的瞬时速度vF，它等于E、G两点间的平均速度，即vF=。
（2）利用匀变速直线运动公式，即计算加速度；如果实际交流电频率f偏大，实际周期T=1/f偏小，同学们代入公式中的T值偏大，所以加速度a偏小。
答案：（1） （2）偏小
点评：本题考查利用纸带求瞬时速度和加速度的方法；一般情况下，我们用平均速度代替瞬时速度，利用公式计算加速度。
备考必知：（1）打点计时器必知：打点计时器使用的都是交流电源，电磁打点计时器的工作电压为10V以下的低压交流电压，电火花打点计时器的工作电压是220V交流电压，当电源频率为50Hz时，都每隔0.02s打一个点；电磁打点计时器使用时阻力较大，而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小，因而系统误差较小，同时电火花打点计时器操作简易，安全可靠。
（2）实验规范操作：开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；实验时，先接通电源，再释放小车；打完一条纸带，立即关闭电源，再换上新纸带；要防止钩码与地板相碰。
（3）判断物体做匀变速直线运动的方法：如果物体在两个连续相等的时间里的位移差恒定，物体就做匀变速直线运动，否则物体不做匀变速直线运动。
（4）计算瞬时速度：某点的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的两点间的平均速度来表示。
（5）逐差法求物体做匀变速直线运动时的加速度：如果物体在每个连续相等的时间间隔内的位移分别为s1、s2、s3…sn、…、sm…，根据匀变速直线运动的规律有s2-s1=s3-s2=…=aT2，即两连续相等的时间间隔内的位移之差是一常数，由此可得sm-sn=（m-n）aT2。
预测题1 （广东省粤西北“九校”2012届高三联考理综试题）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打出的纸带。并在其上取了O、A、B、C、D、E、F 7个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点。本图中没有画出）位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 。（填“大”或“小”）．
1. （1）接通电源；释放小车 （2）0.641 （3）大
预测题2 （广西区柳州铁一中2012届高三月考理综卷）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm，则打A点时小车瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为_____________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）．
2．0.86；；0.64
解析：vA=；
预测题3 （广西区百所高中2012届高三（第三届）联考理综卷）如图所示，甲图是某学生探究“匀变速直线运动”的实验装置，由于实验中连接重物和木块的细线过长，所以当重物着地后，木块还会在水平木板上继续滑行。图乙所示的纸带是重物着地后的一段打了点的纸带（纸带上连续两个计数点间都有四个点没有标出）。若打点计时器所用的交流电频率为50Hz，则两个计数点间的时间间隔T= s，重物着地后木块的加速度a= m/s2，高频考点3 探究弹力与弹簧伸长的关系
典例1 （浙江省浙南、浙北部分学校2012届高三联考）请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系”的实验中，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录__________．改变钩码个数，重复上述步骤．
某同学在下图坐标中，根据外力F与弹簧形变x的数据标出了五个点．请你在图中描绘出相应的F-x图像，根据图像求出弹簧的劲度系数为_______N/m．（保留两位有效数字）
解析：本实验需要记录的数据有：弹簧的原长、悬挂砝码后弹簧的长度和钩码个数（或钩码总质量、钩码总重量）；根据已知数据进行描点，然后用平滑的曲线或直线连接各点，在连线时应让尽可能多的点落在线上（偏差较大的点舍去），不在线上的点尽量平均分配在线的两侧，F-x图线如图所示；
根据F-x图线，F=kx，图线的斜率就代表弹簧的劲度系数，所以劲度系数k=。
答案：钩码个数、钩码总质量、钩码总重量（或“弹簧长度和钩码总质量”）；F-x图线如图所示；19.6
点评：本题考查实验原理、实验过程和数据处理。
典例2 （辽宁省本溪一中、庄河高中2012届高三期末联考、福建省四地六校2012届高三联考）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象．如图所示，下列表述正确的是（ ）　
A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
解析：弹簧的伸长与弹力的关系是F=kΔl=k（l-l0），其中l0表示弹簧的原长，可见，测得的弹力与弹簧的长度不成正比，而是与弹簧的伸长量成正比，表示弹簧弹力和弹簧伸长关系的F-l是一条倾斜直线，直线与横轴交点的横坐标表示弹簧的原长，直线的斜率表示弹簧的劲度系数，根据题图，a的原长l1小于b的原长l2，直线a的斜率大于直线b的斜率，所以a的劲度系数比b的大。本题答案为B。
点评：本题考查考生对实验图象即F-l图象的认识或理解。
备考必知：（1）实验需要记录的数据：弹簧的原长、悬挂砝码后弹簧的长度和钩码个数（或钩码总质量、钩码总重量）。
（2）实验原理：F=kx，其中x指的是弹簧的伸长量。
（3）描点、画图：根据已知数据进行描点，然后用平滑的曲线或直线连接各点，在连线时应让尽可能多的点落在线上（偏差较大的点舍去），不在线上的点尽量平均分配在线的两侧。
（4）F-x图象的认识：如果图象是经过原点的倾斜直线，横坐标x表示弹簧的伸长量，斜率表示弹簧的劲度系数；如果图象是一条不经过原点而与横轴相交的倾斜直线，那么横坐标x表示弹簧的长度，直线与横轴交点的横坐标表示弹簧的原长，直线的斜率表示弹簧的劲度系数。
高频考点4 验证力的平行四边形定则
典例1 （安徽省淮北市2012届高三第一次模拟考试）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，首先用两个弹簧秤分别勾住绳套，在保证弹簧秤与木板平行的条件下，互成角度地拉长橡皮条，使结点到达O点，用铅笔记下O点位置及两细绳的方向，如图中的OA、OB方向，读出两弹簧秤的示数FOA=2.7 N、FOB=3.3 N.
（1）根据平行四边形定则，在图中利用图示法求出FOA与F0B的合力，其大小F=____．
（2）为了完成本实验，还要进行的一项关键操作是________________，在本操作中需要记录的是________和________。
解析：（1）选定相同的标度，按比例作出FOA与F0B的图示，再利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则作出合力F的图示（图略），最后量出合力F的长度，根据标度计算出合力F的大小为4.5N。
（2）前面的操作，作出了两个分力FOA与F0B，并且根据力的平行四边形定则作出了它们的合力F的理论值，接下来，还要作出分力FOA与F0B的合力F的实验值，具体操作为：只用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，并记录弹簧秤的示数和拉力的方向，按照与前面相同的标度从O点起作出这个弹簧的拉力的图示。
答案：（1）4.4N至5.2N均给分 （2）只用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点；弹簧秤的示数，拉力的方向
点评：本题考查实验过程、作图和数据处理。
（2）两细绳不必等长，但都长一些较好，这样可以使拉力方向确定更准确，选项A错误，D正确；实验本身要求分力和合力作用效果相同，即要求合力与两个分力在同一平面内，所以弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，以保证合力与分力都在同一平面内，选项B正确；平行四边形定则适用于任何夹角，所以两绳套方向间的夹角不能只取90°角，选项C错误。本题答案为BD。
答案：（1）D （2）BD
点评：本题考查实验注意事项和如何减小实验误差。
备考必知：（1）本实验利用的实验方法：等效替代法。
（2）注意事项或减小误差：两细绳不必等长，不要太短即都长一些较好；在同一次实验中，橡皮条拉长时的节点位置一定要相同；使用弹簧拉细绳套时，先调零，使用时不超量程，弹簧和细绳套在同一直线上，弹簧与木板面平行；在同一次实验中，画力的图示时，选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大些；两拉力F1与F2的夹角不宜过小，但也不一定是90°。
预测题1 （陕西省西工大附中2012届高三第一次适应性测试理综卷）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，则下列说法中错误的是 。
A．同一次实验中，O点位置不允许变动
B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
科学方法是 。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）图乙做出的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 .
2.（1）B （2）F＇ 解析：（1）本实验利用了合力与所有分力的作用效果相同，即主要采用了等效替代法。（2）图乙中，F是利用平行四边形定则得到的力F1和F2的合力的理论值，F′是直接测量得到的力F1和F2的合力的实际测量值，而AO方向表示实际测量值的方向，所以方向一定沿AO方向的是F′。
预测题3 （上海市六校2012届高三联考）橡皮筋的一端固定在A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这
s1 s2 s3 s4 s5 　s6
A