祁東鼎興補習學校物理二輪復習專題：非電學實驗（2009.05）
一.長度測量
1．（南通、揚州、泰州三市二檢）(1)如下圖所示，甲圖中游標卡尺的讀數為________mm，乙圖中螺旋測微器的讀數為________mm
答案：1.（1）
2．在一些實驗中需要較準確地測量物體轉過的角度，為此人們設計了這樣的儀器：一個可特動的圓盤，在圓盤的邊緣標有刻度（稱為主尺），圓盤外側有一個固定不動的圓弧狀的游標尺，如圖所示（圖中畫了圈盤的一部分和游標尺）．圓盤上刻出對應的圓心角，游標尺上把與主尺上190對應的圓心角等分成10個格。試根據圖中所示的情況讀出此時游標上的0刻線與 圓盤的0刻線之間所夾的角度為 。
答案：15. 80
二：驗證力的合成平行四邊形法則
1. 在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖
中甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡
皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙
上根據實驗結果畫出的圖。
(1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的
是____________________
(2)本實驗采用的科學方法是---（ ）
A. 理想實驗法 B. 等效替代法 C. 控制變量法 D. 建立物理模型法
(3).在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，其中的三個實驗步驟如下：
①在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細線；通過細線同時用兩個測力計互成角度的拉橡皮條，使它與細線的結點到達某一位置O點，在白紙上記下O點和兩測力計的讀數F1、F2。
②在紙上根據F1、F2的大小，應用平行四邊形定則作圖求出合力F.
③只用一個測力計通過細繩拉橡皮條，是它的伸長量與用兩個測力計拉時相同。幾下此時測力計的讀數F0和細繩的方向。
以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指出：
（1）__________________________________________________________________________
（2）__________________________________________________________________________
（3）__________________________________________________________________________
1. (1) F'； (2) B; (3).(1)沒有記下細線的方向
（2）除了記下F1、F2的大小之外，還應根據F1、F2的方向才能準確作圖。
（3）應該將橡皮條與線的結點拉到原位置O點。
2．橡皮筋的一端固定在A點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖所示。這時彈簧測力計的讀數可從圖中讀出。
⑴由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_____N和_____N。（只須讀到0.1N）；
⑵在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。
2.⑴4.0N，2.5N。⑵圖略，但必須有刻度和單位。
三.研究彈簧的長與受力的關系
1.某同學在做探究彈力和彈簧伸長的關系的實驗中，設計了如圖4-1所示的實驗裝置。所用的鉤碼每只的質量都是
（1）試根據這些實驗數據在圖1-5給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長L之間的函數關系圖線，說明圖線跟坐標軸交點的物理意義 。
（2）上一問所得圖線的物理意義是 。
該彈簧的勁度k是
砝碼質量（g）
0
30
60
90
120
150
彈簧總長（cm）
6.00
7.15
8.34
9.48
10.64
11.79
彈力大小（N）
 |
(3).在研究彈力和彈簧的形變量的關系的實驗中，將彈簧水
平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，
在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈
性限度內進行的。用記錄外力F和彈簧的形變量x作出
F-x圖線如圖1-3所示，由圖可知彈簧的勁度系數
為______,圖線不過坐標原點的原因是由于_________________________________________________.
1.解：（1）根據實驗數據在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上。可以判定F和L間是一次函數關系。畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側。該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈簧的原長。
（2）圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比。由
可得k=25N/m
(3)（1）200N/m （2）彈簧自身有重力
2.（1）一個同學要研究輕質彈簧的彈性熱能與彈簧長度改變量的關系，進行了入下實驗：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧，其左端固定，右端與質量為m的一個鋼球接觸。當彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示。讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小鋼球在空中飛行后落在水平地面上，水平距離為s。
①請你推導出彈簧的彈性熱能Ep與小鋼球質量m、桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關系式：_____________（2分）。
②彈簧的壓縮量x與對應的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數據如下表所示：
彈簧的壓縮量x（cm）
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小鋼球飛行的水平距離s(cm)
1.01
1.50
2.01
2.49
3.01
3.50
根據上面的實驗數據，請你猜測彈簧的彈性熱能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關系為
______________，并說明理由：_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
2.（1）①
（2分）。②Ep與x2成正比（2分）由表中數據可看出，在誤差允許的范圍內x正比于s，又Ep=
，即Ep正比于s2，所以Ep正比于x2（2分）。
四.打點計時器的有關計算
1.如圖1-1所示是物體作勻變速直線運動得到的一條紙帶，從O點開始每5個計時點取一個記數點，依照打點的先后順序依次編為1、2、3、4、5、6，測得x1=
 |
1.（1）0.1 （2）0.80 B A （3）
(1) 相鄰兩記數點間的時間間隔是__________s
(2)
物體的加速度大小a=__________m/s2，方向______________（填A B或B A）
(3) 打點計時器打記數點3時，物體的速度大小v=__________m/s，方向_________（同上）
2.（鹽城六校聯考）某同學用如圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點為0號計數點，然后每3個點取一個計數點，所以測量數據及其標記符號如題圖所示。
該同學用兩種方法處理數據(T為相鄰兩計數點的時間間隔)：
方法
A：由
……， 
取平均值g=
方法B：由
取平均值g=
(1)從實驗裝置看,該同學所用交流電的電壓為_________伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應該是___________________________________.
(2)從數據處理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，對實驗結果起作用的，方法A中有__________;方法B中有_______________________________。因此，選擇方法___________（A或B）更合理，這樣可以減少實驗的__________(系統或偶然)誤差。
(3)本實驗誤差的主要來源有______________________________________（試舉出兩條）。
2.答案：(1)從實驗裝置看,該同學所用交流電的電壓為 _220 伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應該是 _先接通電源后釋放紙帶
(2)從數據處理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，對實驗結果起作用的，方法A中有 _ S1、S6; 方法B中有S1、S2、S3、S4、S5、S6。因此，選擇方法 _B （A或B）更合理，這樣可以減少實驗的 _偶然 (系統或偶然)誤差。
(3)本實驗誤差的主要來源有（試舉出兩條）.
重物下落過程中受到阻力； S1、S2、S3、S4、S5、S6 長度測量；
交流電頻率波動； 數據處理方法等。
五.平拋運動
1．（上海嘉定二檢）（1）在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上__________。
（A）通過調節使斜槽的末端保持水平 （B）每次釋放小球的位置必須不同
（C）每次必須由靜止釋放小球
（D）記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降
（E）小球運動時不應與木板上的白紙相接觸
（F）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
（2）作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數據有__________和__________。其初速度的表達式為v0＝__________。
（3）某學生在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置O，A為物體運動一段時間后的位置，根據圖示，求出物體做平拋運動的初速度為（ ）
（A）
1.答案：（1）A、C、E，（2）x、y，x，（3）C
2.（10分）為驗證“兩小球碰撞過程中動量守恒”，某同學用如圖所示的裝置進行了如下的實驗操作：
Ⅰ．先將斜槽軌道的末端調整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
Ⅱ．將木板向右平移適當的距離，再使小球a從原固定點由靜止釋放，撞在木板上得到痕跡B；
Ⅲ．然后把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下，和小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C。
Ⅳ．用天平測量a、b兩小球的質量分別為ma、mb，用刻度尺測量紙上O點到A、B、C三點的距離分別為y1、y2和y3。
根據上述實驗，請回答下列問題：
①本實驗中所選用的兩小球質量關系為ma mb（選填“＜”、“＞”或“＝”）；
②小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對實驗結果 產生誤差
（選填“會”或“不會”）；
③用本實驗中所測得的量來驗證兩球碰撞過程動量守恒，其表達式為 。
2.．①＞（2分） ②不會 （2分） ③
（6分）
3．（6分）某同學在“研究平拋物體的運動” 的實驗中，在已經判定平拋運動在豎直方向為自由落體運動后，再來用圖9甲所示實驗裝置研究水平方向的運動。他先調整斜槽軌道槽口末端水平，然后在方格紙（甲圖中未畫出方格）上建立好直角坐標系xOy，將方格紙上的坐標原點O與軌道槽口末端重合，Oy軸與重垂線重合，Ox軸水平。實驗中使小球每次都從斜槽同一高度由靜止滾下，經過一段水平軌道后拋出。依次均勻下移水平擋板的位置，分別得到小球在擋板上的落點，并在方格紙上標出相應的點跡，再用平滑曲線將方格紙上的點跡連成小球的運動軌跡如圖9乙所示。已知方格邊長為L，重力加速度為g。
( 1）請你寫出判斷小球水平方向是勻速運動的方法（可依據軌跡圖說明）：
（2）小球平拋的初速度v0＝ ；
（3）小球豎直下落距離y與水平運動距離x的關系式為
3. （6分）（1）在軌跡上取坐標為（
說明：用其他方法，正確的也給分。
（2）
（2分）（3）y＝
x2 （2分）
說明：（2）、（3）問中若因所取點估讀不同導致結果不同，只要正確也給分
4．（6分）利用單擺驗證小球平拋運動規律，設計方案如圖（a）所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點到木板的距離 OO’＝h（h＞L）。
（1）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點，O’C＝s，則小球做平拋運動的初速度為v0________。
（2）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角q，小球落點與O’點的水平距離s將隨之改變，經多次實驗，以s2為縱坐標、cosq為橫坐標，得到如圖（b）所示圖像。則當q＝30°時，s為 ________m；若懸線長L＝
4．(1)（6分）①
（2分）：②0.52（2分）；1.5（2分）。
六..驗證動量守恒
1．在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：
  |
(1)若入射小球質量為m1半徑為r1；被碰小球質量為m2，半徑為r2，則 ( )
A．m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2
C．m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1＝r2
(2)若采用乙裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是（ ）
A．直尺 B．游標卡尺 c.天平 D.彈簧秤 E．秒表
(3)設入射小球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，則在用甲裝置實驗時(P為碰前
入射小球落點的平均位置)，所得“驗證動量守恒定律”的結論為(用裝置圖中的字
母表示)
(4)在實驗裝置乙中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用一個小球驗證小球在斜槽上
下滑過程中的機械能守恒．這時需要測是的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末
端的高度差h1，小球從斜槽末端做平拋運動的水平位移s、豎直高度h2，則所需驗
證的關系式為
1．（1）C （2）AC （3）m1OP=m1OM＋m2O’ （4）s2＝4h1h2
七.單擺測重力加速度
1.在一次用單擺測定加速度的實驗中，圖A的O點是擺線的懸掛點，a、b點分別是球的上沿和球心，擺長L= m.圖B為測量周期用的秒表，長針轉一圈的時間為30s，表盤上部的小圓共15大格，每一大格為lmin，該單擺擺動n=50次時，長、短針位置如圖中所示，所用時間t= s．用以上直接測量的物理量的英文符號表示重力加速度的計算式為g= (不必代入具體數值)．
為了提高測量精度,需多次改變L的值并測得相應的T值.現測得的六組數據標示在以L為橫坐標、T為縱坐標的坐標紙上,即圖中用“
”表示的點。根據圖中的數據點作出T2與L的關系圖線.
1.0.9906 ,100.40;
;略
2(7分)(1)一組同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，測了6組擺長L和周期T的對應值．為了求出當地的重力加速度g，4位同學提出了以下4種不同的處理方法：
A．從測定的6組對應值中任意選取1組，用公式
求出g作為測量值．
B、先分別求出6個L值的平均值
和6個T值的平均值
，再用公式求出g作為測量值．
C．先分別取6組L、T的對應值，用公式求出6個對應的g值，再求這6個的平均值作為測量值．
D．在坐標紙上作出T2―L圖象，利用圖象計算出圖線的斜率k再根據求出g作為測量值．
你認為以上4種方法中，錯誤的是 ．其余正確的方法中偶然誤差最小的是 ．(填代號即可)
(2)某同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，根據實驗數據作出的T2―L圖象如圖所示．你是否能根據此圖象計算出當地的重力加速度g?若能，求出加速度g的大小；若不能，請說明理由．
2.（1）B 、D （2）能、
八.油膜法測分子直徑
1.在《用油膜法估測分子的大小》的實驗中：
（1）在用油膜法粗測分子直徑的實驗中，在哪些方面作了理想化的假設
_____________________________________________________________________．
（2）利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0.05％（體積分數）的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1ml的量筒、盛有適量清水的45×
①下面給出的實驗步驟中，正確順序為： 。
A．將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。
B．用滴管將濃度為0.05％油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1ml油酸酒精溶液時的滴數N
C．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為
D．將痱子粉均勻地撒在淺盤內水面上，用滴管吸取濃度為0.05％的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數n
②該實驗測得的單個油酸分子的直徑約為 （單位：cm）。
A、
B、
C、
D、
（3）在做用油膜法估測分子大小的實驗中，已知實驗室中使用的酒精油酸溶液的體積濃度為n,又用滴管測得每N滴這種酒精油酸的總體積為V,將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上,在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上，如圖測得油膜占有的小正方形個數為m．
⑴用以上字母表示油酸分子直徑的大小d．
⑵從右圖中數得油膜占有的小正方形個數為m=______.
（2）①BDAC ② B （3）①
；②5
九測玻璃折射率
1．(1)(6分)如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針Pl、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實線部分)另一側垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點．
①設AB的長度為L1，AO的長度為L2，CD的長度為L3，DO的長度為L4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量 ，則玻璃磚的折射率可表示為 ．
②該同學在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O為圓心順時針轉過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)．
1.（1） l1和l3，n=l1/ l3,偏大 （2）①ADCBE ②1.735③576.9 (577同樣給分)
2.如圖13所示，畫有直角坐標系Oxy的白紙位于水平桌面上，M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標的原點，直徑與x軸重合，OA是畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎起地插在紙止的第三枚大頭針，α是直線OA與y軸正同的夾角，β是直線OP3與軸負方向的夾角，只要直線OA畫得合適，且P3的位置取得正確，測得角α和β，便可求玻璃的折射率。
某學生在用上述方法測量玻璃的折射率，在他畫出的直線OA上豎起插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y＜0的區域內，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像，原因是 。若他已透過玻璃磚看到了P1、P2的像，確定P3位置的方法是
。若他已正確地測得了α、β的值，則玻璃的折射率n＝ 。
2.發生了全反射，插上P3后，P3剛好能擋住P1、P2的像，n＝
十.雙縫干涉測光波波長
1.(12分)用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖（1）所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=
①分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數如圖所示，則對準第1條時讀數x1=_______mm、對準第4條時讀數x2=_______mm
②寫出計算波長λ的表達式，λ=_________（用符號表示），λ=_____nm
2.．某同學用如圖9甲所示的實驗裝置，做《用雙縫干涉測光的波長》的實驗，他用帶有游標尺的測量頭（如圖乙所示）測量相鄰兩條亮條紋間的距離
。轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋（將這一條紋確定為第1亮條紋）的中心，此時游標尺上的示數情況如圖所示；轉動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊第6亮條紋的中心，此時游標尺上的示數情況如圖丁所示，則圖丙的示數
_______┨；圖丁的示數
┨。如果實驗中所用的雙縫間的距離
，雙縫到屏的距離L=60┩，則計算波長的表達式
（用已知量和直接測量量的符號表示）。根據以上數據，可得實驗中測出的光的波長
______m。
5.87×107