专题12t力学光学实验(一)(高考定位审题破题,含原创题组及解析)

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1、专题12第一部分专题复习篇力学、光学实验（【高考定位】高考中常涉及的力学、光学实验有：研宂匀变速直线运动、验证力的平行四边形定则、探宂弹力与弹簧伸长量的关系、探宄加速度与力、质量的关系、探宄动能定理和验证机械能守恒定律、探究单摆周期与摆长的关系、测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长（同时练习使用测量头）.近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势.要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本屮分组实验和演示实验的实验

2、原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力.考题1研究匀变速直线运动【例1】（2014•全国大纲现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程屮，川频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图1所示.拍摄时频闪频率是10Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为力、x2、x3、x4.己知斜面顶端的高度A和斜面的长度&数据如下表所示.重力加速度大小g=9.80m/s2.单位：cm图1^1■^3%4hS10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表

3、中数据，完成下列填空：（1）物块的加速度m/s2（保留3位有效数字）(2)因为，可知斜而是飢糙的.解析(1)根据匀变速直线运动的推论，利用逐差法，得X3—XIX4一X2=26/2广£1+£2a=2又知z"=7、=o.is联立以上各式得67^4.30m/s2(2)如果斜面光；骨，根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度=gsin0=gj=5.88m/s2，因为a1〉a，所以斜面是粗糙的.答案(1)4.30(2)^

4、点d由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移;r随时间Z的变化规律，如图乙所示.图2(1)根据上述图线，计算0.4s时木块的速度m/s,木块加速度(7=m/s2；(2)为了测定动摩擦因数/z,还需要测量的量是；(己知当地的重力加速度g)(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数/z的测量精度，下列措施可行的是.A.A点与传感器距离适当大些B.木板的倾角越大越好A.选择体积较大的空心木块B.传感器开始计时的时刻必须是木块从」点释放的时刻答案（1）0.41（2）斜而倾角（或d点的商度）（3）A解析（

5、1）0.4s时木块的速度等于0.2s〜0.6s内的平(30-14)X10-0.6-0.2m/s=0.4m/s;根据x=aTL,可求出木块的加速度6/=[(24_14)_(^厂24)]X10m/s2=im/s2.（2）根据wgsin3—jnmgcos3=ma,可知测出倾斜角或J点的高度算出倾斜角.（3）当J点与传感器距离适当大些，可测出多组数据，求平均值，能提高测量精度，A正确：倾斜角越大，测得的数据越少，不利于提高测量精度，B错误；若选择体积较大的空心木块，在下降过程中，受空气阻力变大，影响了动摩擦因数的测量，C错误；传感器开始计时的时刻不一定

6、是从d点释放的时刻，只要根据中间一段的心=6/户，就可算出加速度，D错误.考题2探究弹力和弹簧伸长ffl的关系【例2】（2014•新课标II、23）某实验小组探宂弹簧的劲度系数A与其长度（圈数）的关系.实验装置如图3所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为a;挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈

7、数，収重力加速度为9.80m/s2）.己知实验所川弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.PlP2PsP4P5P6Ao(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060々(N/m)16356.043.633.828.8{(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(2)阁4屮画出的直线可近似认为通过原点.若从实验屮所用的弹簧截取圈数为z/的一段弹簧,该弹簧的劲度系数A与其圈数〃的关系的表达式为N/m；该弹簧的

8、劲度系数与其自由长度/o(单位为m)的关系表达式为N/m.解析(1)根据胡克定律有mg=k(x~x())r解得2^l°4°^^Q10-2