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1、1强化训练强化训练 52 其他实验其他实验 17 备考综合热身辅导系列备考综合热身辅导系列山东平原一中 魏德田 本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的实验 习题等筛选而成。这是由于近年来教育界着力强化了力学实验、电学实验和其他实验的物 理教学，高考也加强对有关实验内容的考查。因此，本训练重点采集 13、14、15、16、17 等五年的热、光、原等其他实验试题并提供恰当的解析，以飨读者。 一、实验要求一、实验要求2017 年高考物理大纲要求能独立地完成下文中所列的实验，能明确实验目的，能理解 实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录
2、、处理 实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题，并制订解决方案;能 运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。 对单位制和实验的具体要求： 1. 要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电 火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻 箱等； 2. 要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差; 知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要 求计算误差； 3. 要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的
3、结果。间接测量的有效数 字运算不作要求 *4.要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位。包括小时、 分、升、电子伏特（eV)；知道国际单位制中规定的单位符号 二、备考实验二、备考实验1.实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度。 2.实验二：测定玻璃的折射率 3.实验三：用双缝干涉测光的波 长三例题解析三例题解析探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1. (15 北京北京)（10 分）分）用单摆测定重力加速度的实验如图-1 所示。组装单摆时，应在下列器材中选用( )（选填选项前的字母）。A.长度为 1m 左右的细线B.长度为 30cm
4、左右的细线C.直径为 1.8cm 的塑料球D.直径为 1.8cm 的铁球 测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t。2则重力加速度 g=_.（用 L，n，t 表示）下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理。组次123摆长 L/cm 80.00 90.00 100.0050 次全振动时间 t/s90.0 95.5 100.5振动周期 T/s 1.80 1.91重力加速度 g/（ms-2）9.749.73请计算出第 3 组实验中的 T= s， g= m/s2 用多组实验数据做出 T2-L 图像，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学做出的 T2
5、-L 图线的示意图如图-2 中的 a，b，c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过原点，图 线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b，下列分析正确的是（选 填选项前的字母）( )A.出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L B.出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次 C.图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图-3 所示，由于家里图-1图-23只有一根量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标 记，使得选点 O 到 A 点间
6、的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变 O、A 间细线长度 以改变摆长。实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时，测得相应单摆的周期为 T1、T2，由此可得重力加速度 g= （用 l1、l2、T1、T2表示）【答案答案】 AD； ； 2.01，9.76； B；222tLn4)TT/()LL(42 22 1212【解析解析】（2）在“测定重力加速度”的实验中，摆线应取长度约为 1m 左右的不可伸缩的细 线，摆球应选密度大的球，故选 AD。根据 g=， ，得出 22tL4 ntT 222tLn4g T=t/50，利用单摆周期公式计算得出结果：2.01 9.76
7、。由图像可知，斜率，a 为多次测量总少计摆球半径，A 错；C 为斜率减小，gLTk224c 图像斜率偏小可知周期偏小或者摆长偏大造成。故 B 正确。 类比未知摆球半径，但摆球半径一定如同 A 点到球心距离不变一样记录两次，0L，由此即可得，与本人预测gLLTgLLT02 201 12,2)/()(42 22 1212TTLLg题方法一样。2. (14 上海上海)某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后,为进一步探究,将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知,这样做成的“复摆”做简谐运动的周期,2 2cImrTmgr式中 Ic为由该摆决定的常量,m 为摆的质量,g 为重力加速度,r 为转轴到
8、重心 C 的距离。如图-4 甲,实验时在杆上不同位置打上多个小孔,将其中一个小孔穿在光滑水平轴 O 上,使杆做简谐运动,测量并记录 r 和相应的运动周期 T;然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验,实验数据见表,并测得摆的质量 m=0.50kg。图-44r/m0.450.400.350.300.250.20T/s2.112.142.202.302.432.64(1)由实验数据得出图-4 乙所示的拟合直线,图中纵轴表示 。(2)Ic的国际单位为 ,由拟合直线得到 Ic的值为 (保留到小数点后二位)。(3)若摆的质量测量值偏大,重力加速度 g 的测量值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案答案】
9、(1)T2r (2)kgm2 0.17 (3)不变【解析解析】(1)由,可得,所以图中纵轴表示 T2r。2 2cImrTmgr222 244rgmgIrTC(2)Ic单位与 mr2单位一致,因为 mr2的国际单位为 kgm2,所以 Ic的国际单位为 kgm2;结合和题图中的截距和斜率,解得 Ic的值为 0.17。222 244rgmgIrTC(3)重力加速度 g 的测量值是通过求斜率得到,与质量无关,所以若摆的质量测量值偏大,g24重力加速度 g 的测量值不变。【点拨点拨】解答本题注意以下两点:(1)根据和题中的图线,确定纵轴的物2 2cImrTmgr理量;(2)根据题中的图线确定截距和斜率,
10、分析 Ic和 g。3. (14 江苏江苏)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正。【答案答案】见解析。【解析解析】应在摆球通过平衡位置时开始计时;应测量单摆多次全振动的时间,再计算出周期的测量值。(或在单摆振动稳定后开始计时)4. （15 广东）广东）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。5 请完成以下主要实验步骤：按图-6（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系起有重物的纸带，使重物 （填
11、“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。 图-6（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 。 【答案答案】 靠近； 接通电源；释放纸带。5. (15 天津天津)某同学利用单摆测量重力加速度。为了使测量误差尽量小，下列说法正 确的是 A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D摆长一定的情况下摆的振幅尽量大 如图-7 所示，在物理支架的竖直立柱上固定有
12、摆长约 1m 的单摆。实验时，由于仅 有量程为 20 cm、精度为 1mm 的钢板刻度尺于是他先使摆球自然下垂在竖直立柱上与 摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期 T1；然后保持悬点位置不 变，设法将摆长缩短一些再次使摆球自然下垂用同样方法在竖直立柱上做另一标记点， 并测出单摆的周期 T2 ；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L。用上 述测量结果，写出重力加速度的表达式 g = 。图-5图-66【答案答案】BC ；。4221 2 26. (13 安徽安徽)根据单摆周期公式,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图2lTg-7 所示,将细线的上端固定在铁架台上,下
13、端系一小钢球,就做成了单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图-8 所示,读数为 mm。图 1(2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有 。a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些来源:学科网b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的c.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于 5,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔 t 即为单摆周期 Te.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于 5,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开图-7图-87始计时,记下摆球做 50 次全振动所
14、用的时间 t,则单摆周期50tT【答案答案】18.6mm abe 【解析解析】（1）根据游标卡尺读数规则，游标卡尺的读数： 18mm+0.16mm=18.6mm；（2）abe 摆线要选择细些可减小阻力；伸缩性小些的，保证摆 长不变；并且尽可能长一些，在合适的振幅下，摆角小。所以摆线要选择细些的、伸缩性 小些的，并且尽可能长一些，选项 a 正确。摆球尽量选择质量大些、体积小些的，可减小 空气阻力的影响，选项 b 正确。为了使摆的周期大一些，以方便测量，可增大摆长。开始 时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度，可能导致摆角大于 10，使误差增大， 选项 c 错误。拉开摆球，使摆线偏离平衡位置小
15、于 5 度，在摆球通过平衡位置的同时开始 计时，测量单摆运动 50 个周期的时间 t，则单摆周期 T=t/50，选项 d 错误 e 正确。 7. （14 襄阳四中）（襄阳四中）（10 分）分） 如图-9（）所示，细线的上端固定在铁架台上，下端 系一个小钢球，做成一个单摆测量摆长和摆的周期，得到一组数据改变摆长，再 得到几组数据从中可以找出周期与摆长的关系实验过程有两组同学分别用了图- 9（）（）的两种不同方式悬挂小钢球，你认为 （选填“”或“”）悬挂方式较好图-22（）是某组同学根据实验数据画出的图线，通过图线得到振动周期lT2（s）与摆长（m）的函数关系式是 【答案答案】C ； 。 400 99LT 【解析解析】（1） 由和两图可知，图的摆长容易变化，图的摆长就不能发生变bcbc 化，为了做实验减少误差，那么应选择图；（2）由图可看出斜率为：c，再由根据单摆的周期公式可得： 代值2 24/99 10ksm2lTg
