祁东鼎兴补习学校物理二轮复习专题：非电学实验（2009.05）

                                           一.长度测量

1．（南通、扬州、泰州三市二检）(1)如下图所示，甲图中游标卡尺的读数为________mm，乙图中螺旋测微器的读数为________mm

答案：1.（1）29.75mm     3.205mm

2．在一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度，为此人们设计了这样的仪器：一个可特动的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度（称为主尺），圆盘外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺，如图所示（图中画了圈盘的一部分和游标尺）．圆盘上刻出对应的圆心角，游标尺上把与主尺上19⁰对应的圆心角等分成10个格。试根据图中所示的情况读出此时游标上的0刻线与  圆盘的0刻线之间所夹的角度为            。 

答案：15. 8⁰ 

                                                    二：验证力的合成平行四边形法则

1. 在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图

中甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡

皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸

上根据实验结果画出的图。

(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的

是____________________

(2)本实验采用的科学方法是---（       ）

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

(3).在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤如下：

①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线；通过细线同时用两个测力计互成角度的拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F_1、F₂。

②在纸上根据F_1、F₂的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.

③只用一个测力计通过细绳拉橡皮条，是它的伸长量与用两个测力计拉时相同。几下此时测力计的读数F₀和细绳的方向。

以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：

 （1）__________________________________________________________________________

 （2）__________________________________________________________________________

 （3）__________________________________________________________________________

1. (1) F^'；  (2) B;   (3).(1)没有记下细线的方向

 （2）除了记下F_1、F₂的大小之外，还应根据F_1、F₂的方向才能准确作图。

 （3）应该将橡皮条与线的结点拉到原位置O点。

2．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。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N和_____N。（只须读到0.1N）；

⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。

2.⑴4.0N，2.5N。⑵图略，但必须有刻度和单位。

 三.研究弹簧的长与受力的关系

1.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图4-1所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。（弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s²）

（1）试根据这些实验数据在图1-5给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义                         。

（2）上一问所得图线的物理意义是                                         。

该弹簧的劲度k是                                         

砝码质量（g）

0

30

60

90

120

150

弹簧总长（cm）

6.00

7.15

8.34

_9.48

10.64

11.79

弹力大小（N）

(3).在研究弹力和弹簧的形变量的关系的实验中，将弹簧水

平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，

在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹

性限度内进行的。用记录外力F和弹簧的形变量x作出

F-x图线如图1-3所示，由图可知弹簧的劲度系数

为______,图线不过坐标原点的原因是由于_________________________________________________.

1.解：（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
（2）图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=25N/m

(3)（1）200N/m  （2）弹簧自身有重力

2.（1）一个同学要研究轻质弹簧的弹性热能与弹簧长度改变量的关系，进行了入下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s。

①请你推导出弹簧的弹性热能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式：_____________（2分）。

②弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：

弹簧的压缩量x（cm）

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小钢球飞行的水平距离s(cm)

1.01

1.50

2.01

2.49

3.01

3.50

根据上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性热能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为

______________，并说明理由：_____________________________________________________

______________________________________________________________________________。

2.（1）①（2分）。②Ep与x²成正比（2分）由表中数据可看出，在误差允许的范围内x正比于s，又E_p=，即Ep正比于s²，所以Ep正比于x²（2分）。

                                                      四.打点计时器的有关计算

1.如图1-1所示是物体作匀变速直线运动得到的一条纸带，从O点开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得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)   相邻两记数点间的时间间隔是__________s

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

(3)   打点计时器打记数点3时，物体的速度大小v=__________m/s，方向_________（同上）

2.（盐城六校联考）某同学用如图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如题图所示。

　　该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：

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)从实验装置看,该同学所用交流电的电压为_________伏特,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是___________________________________.

(2)从数据处理方法看，在S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆中，对实验结果起作用的，方法A中有__________;方法B中有_______________________________。因此，选择方法___________（A或B）更合理，这样可以减少实验的__________(系统或偶然)误差。

(3)本实验误差的主要来源有______________________________________（试举出两条）。

2.答案：(1)从实验装置看,该同学所用交流电的电压为 _220  伏特,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是 _先接通电源后释放纸带

(2)从数据处理方法看，在S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆中，对实验结果起作用的，方法A中有 _ S₁、S₆; 方法B中有S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆。因此，选择方法 _B （A或B）更合理，这样可以减少实验的 _偶然  (系统或偶然)误差。

 (3)本实验误差的主要来源有（试举出两条）.

     重物下落过程中受到阻力；      S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆ 长度测量；

交流电频率波动；             数据处理方法等。

五.平抛运动

1．（上海嘉定二检）（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上__________。

（A）通过调节使斜槽的末端保持水平      （B）每次释放小球的位置必须不同

（C）每次必须由静止释放小球

（D）记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

（E）小球运动时不应与木板上的白纸相接触

（F）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有__________和__________。其初速度的表达式为v₀＝__________。

（3）某学生在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为物体运动一段时间后的位置，根据图示，求出物体做平抛运动的初速度为（           ）

（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）为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的实验操作：

Ⅰ．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

Ⅱ．将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；

Ⅲ．然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。

Ⅳ．用天平测量a、b两小球的质量分别为m_a、m_b，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃。

根据上述实验，请回答下列问题：

①本实验中所选用的两小球质量关系为m_a       m_b（选填“＜”、“＞”或“＝”）；

②小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果        产生误差

（选填“会”或“不会”）；

③用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为                             。

2.．①＞（2分） ②不会 （2分）     ③     （6分）

3．（6分）某同学在“研究平抛物体的运动” 的实验中，在已经判定平抛运动在竖直方向为自由落体运动后，再来用图9甲所示实验装置研究水平方向的运动。他先调整斜槽轨道槽口末端水平，然后在方格纸（甲图中未画出方格）上建立好直角坐标系xOy，将方格纸上的坐标原点O与轨道槽口末端重合，Oy轴与重垂线重合，Ox轴水平。实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下，经过一段水平轨道后抛出。依次均匀下移水平挡板的位置，分别得到小球在挡板上的落点，并在方格纸上标出相应的点迹，再用平滑曲线将方格纸上的点迹连成小球的运动轨迹如图9乙所示。已知方格边长为L，重力加速度为g。

 ( 1）请你写出判断小球水平方向是匀速运动的方法（可依据轨迹图说明）：

（2）小球平抛的初速度v₀＝        ；

（3）小球竖直下落距离y与水平运动距离x的关系式为

3. （6分）（1）在轨迹上取坐标为（3L，L）、（6L，4L）、（9L，9L）的三点，分别记为A、B、C点，其纵坐标y₁: y₂: y₃=1:4:9，由于已研究得出小球在竖直方向是自由落体运动，因此可知从抛出到A点所用时间t₁与从A点到B点所用时间t₂、从B点到C点所用时间t₃相等，这三点的横坐标之间的距离也相等，说明了在相等时间内水平位移相等，即说明平抛运动在水平方向的运动为匀速直线运动。                                     （2分）

说明：用其他方法，正确的也给分。

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

说明：（2）、（3）问中若因所取点估读不同导致结果不同，只要正确也给分

4．（6分）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离   OO’＝h（h＞L）。

（1）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O’C＝s，则小球做平抛运动的初速度为v₀________。

（2）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角q，小球落点与O’点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s²为纵坐标、cosq为横坐标，得到如图（b）所示图像。则当q＝30°时，s为 ________m；若悬线长L＝1.0m，悬点到木板间的距离OO’为________m。

4．(1)（6分）①（2分）：②0.52（2分）；1.5（2分）。

                                                        六..验证动量守恒

1．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：

(1)若入射小球质量为m₁半径为r₁；被碰小球质量为m₂，半径为r₂，则    (    )

 A．m₁>m₂  r₁>r₂    B.m₁>m₂   r₁<r₂

 C．m₁>m₂  r₁=r₂    D.m₁<m₂  r₁＝r₂

(2)若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是（     ）

 A．直尺    B．游标卡尺    c.天平    D.弹簧秤    E．秒表

(3)设入射小球的质量为m₁，被碰小球的质量为m₂，则在用甲装置实验时(P为碰前

 入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置图中的字

 母表示)                       

 (4)在实验装置乙中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上

 下滑过程中的机械能守恒．这时需要测是的物理量有：小球释放初位置到斜槽末

 端的高度差h₁，小球从斜槽末端做平抛运动的水平位移s、竖直高度h₂，则所需验

证的关系式为                   

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

                                                        七.单摆测重力加速度

1.在一次用单摆测定加速度的实验中，图A的O点是摆线的悬挂点，a、b点分别是球的上沿和球心，摆长L=       m.图B为测量周期用的秒表，长针转一圈的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为lmin，该单摆摆动n=50次时，长、短针位置如图中所示，所用时间t=       s．用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=            (不必代入具体数值)．

为了提高测量精度,需多次改变L的值并测得相应的T值.现测得的六组数据标示在以L为横坐标、T为纵坐标的坐标纸上,即图中用“”表示的点。根据图中的数据点作出T²与L的关系图线.

1.0.9906 ,100.40; ;略

2(7分)(1)一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，测了6组摆长L和周期T的对应值．为了求出当地的重力加速度g，4位同学提出了以下4种不同的处理方法：

A．从测定的6组对应值中任意选取1组，用公式求出g作为测量值．

B、先分别求出6个L值的平均值和6个T值的平均值，再用公式求出g作为测量值．

C．先分别取6组L、T的对应值，用公式求出6个对应的g值，再求这6个的平均值作为测量值．

D．在坐标纸上作出T²―L图象，利用图象计算出图线的斜率k再根据求出g作为测量值．

你认为以上4种方法中，错误的是    ．其余正确的方法中偶然误差最小的是    ．(填代号即可)

(2)某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，根据实验数据作出的T²―L图象如图所示．你是否能根据此图象计算出当地的重力加速度g?若能，求出加速度g的大小；若不能，请说明理由．

2.（1）B 、D    （2）能、

                                                        八.油膜法测分子直径

1.在《用油膜法估测分子的大小》的实验中：

（1）在用油膜法粗测分子直径的实验中，在哪些方面作了理想化的假设

_____________________________________________________________________．

（2）利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05％（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1ml的量筒、盛有适量清水的45×50cm²浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。则：

①下面给出的实验步骤中，正确顺序为：           。

A．将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上­­­­­­­­­­­。

B．用滴管将浓度为0.05％油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1ml油酸酒精溶液时的滴数N

C．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方向为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S cm²

D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05％的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n

②该实验测得的单个油酸分子的直径约为          （单位：cm）。

A、      B、      C、     D、

（3）在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n,又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，如图测得油膜占有的小正方形个数为m．

      ⑴用以上字母表示油酸分子直径的大小d．

      ⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______.

（2）①BDAC  ② B    （3）①；②5    

九测玻璃折射率

1．(1)(6分)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P_l、P₂确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P₃，使P₃挡住P₁、P₂的像，连接OP₃．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．

①设AB的长度为L₁，AO的长度为L₂，CD的长度为L₃，DO的长度为L₄，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量         ，则玻璃砖的折射率可表示为           ．

②该同学在插大头针P₃前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将        (填“偏大”、“偏小”或“不变”)．

1.（1） l₁和l₃，n=l₁/ l₃,偏大  （2）①ADCBE  ②1.735③576.9  (577同样给分)

2.如图13所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P­₃是竖起地插在纸止的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正同的夹角，β是直线OP₃与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P₃的位置取得正确，测得角α和β，便可求玻璃的折射率。

某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖起插上了P₁、P₂两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P­₁、P₂的像，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。若他已透过玻璃砖看到了P₁、P₂的像，确定P₃位置的方法是　　　　　　　　　　　　                                   。若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝　　　　　　　　　　　。

2.发生了全反射，插上P₃后，P₃刚好能挡住P₁、P₂的像，n＝

十.双缝干涉测光波波长

1.(12分)用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（1）所示，已知单缝与双缝间的距离L₁=100mm，双缝与屏的距离L₂=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（2）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。

    ①分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图所示，则对准第1条时读数x₁=_______mm、对准第4条时读数x₂=_______mm

②写出计算波长λ的表达式，λ=_________（用符号表示），λ=_____nm

2.．某同学用如图9甲所示的实验装置，做《用双缝干涉测光的波长》的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丙的示数                        _______┨；图丁的示数         ┨。如果实验中所用的双缝间的距离，双缝到屏的距离L=60┩，则计算波长的表达式         （用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长         ______m。