方法遷移型、設計型實驗題選編練習和答案

1、方法遷移型、設計型實驗題選編練習和答案河北省雞澤縣第一中學 057350 吳社英手機137854079481.為測定木塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)，某同學讓木塊從斜面上端自靜止起做勻加速下滑運動，如圖1所示.他使用的實驗器材僅限于：傾角固定的斜面（傾角未知） 木塊 秒表 米尺.圖1（1）實驗中應記錄的數(shù)據(jù)是_；（2）計算動摩擦因數(shù)的公式是_.（3）為了減小測量的誤差，可采用的方法是_.解析：（1）d，L，h，t.（2）L=at2得a=，又a=gsingcos，而sin=，cos=，所以a=gg=，解之得：=.（3）多次測量求平均值.答案：（1）d，L，h，t （2） （3）多次測量求平均值2.某同

2、學用下列方法測定重力加速度：（1）讓水滴落到墊起來的盤子上，可以清晰地聽到水滴碰盤子的聲音.細心地調(diào)整水龍頭的閥門，使第一個水滴碰到盤子聽到響聲的瞬間，注視到第二個水滴正好從閥門處開始下落.（2）聽到某個響聲時開始計時，并數(shù)“0”，以后每聽到一次響聲，順次加一，直到數(shù)到“100”，停止計時，表上時間的讀數(shù)是40 s.（3）用米尺量出水龍頭滴水處到盤子的距離為78.56 cm.試根據(jù)以上的實驗及其得到的數(shù)據(jù)，計算出重力加速度的值為_m/s2.解析:水滴從開始下落到落至盤子處所需時間t=s=0.4 s又因為h=gt2故g= m/s29.82 m/s2.答案：9.823.試闡述當你乘坐高層住地宅的電

3、梯時，如何用最簡單的儀器來粗略地測定電梯啟動和停止時的加速度.（1）可選用的儀器有：_；（2）要測量的數(shù)據(jù)是：_；（3）所用的計算公式是：_.解析:本題考查超、失重問題.在電梯內(nèi)將砝碼掛在彈簧秤下，電梯啟動時，向上做加速運動，電梯內(nèi)物體處于超重狀態(tài).由牛頓第二定律F1mg=ma1電梯停止時，向上做減速運動，加速度豎直向下，電梯內(nèi)物體處于失重狀態(tài)，由牛頓第二定律mgF2=ma2要測定電梯啟動、停止時的加速度a1、a2，由以上兩式可知，只要在電梯內(nèi)用彈簧秤懸掛砝碼，記下砝碼質(zhì)量m和電梯啟動、停止時彈簧秤的讀數(shù)F1、F2，就可求出加速度.答案：（1）彈簧秤、砝碼（2）將砝碼掛在彈簧秤下，記下砝碼質(zhì)量

4、m，并記下電梯啟動和停止時彈簧秤的讀數(shù)F（3）Fmg=ma4.為了測定一根輕彈簧壓縮最短時能儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽的軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖2所示.用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時：圖2（1）需要測定的物理量是_；（2）計算彈簧最短時彈性勢能的關系式是Ep=_.解析:由機械能守恒定律可知Ep=mv02，因v0=，故有Ep=s2.答案：（1）桌面高度h，球落點與飛出點間水平距離s，鋼球質(zhì)量m （2）s25.某山高聳入云，兩登山運動員想估算一下山頂?shù)缴侥_的高度，但他們沒有帶尺，也沒有手表等計時裝置.他們開動腦筋，在背包

5、上抽出一根較長的細線，兩人合作在山腳和山頂各做了一次實驗，便估算出了山的高度.（設他們的身體狀況沒有因為登山活動而改變，山腳的重力加速度為g09.8 m/s2），請同學們回答：（1）實驗原理：_；（2）實驗步驟：_；（3）如何計算山高?_.答案：（1）利用單擺測重力加速度，再利用萬有引力定律由重力加速度的值與測點到地心距離的關系求出高度（2）用細線拴住一小石子做成單擺，在山頂和山腳各做一次測重力加速度的值的實驗，步驟為：甲、乙開始做實驗后，甲摸脈搏，脈搏跳動的時間間隔為t，并記脈搏的次數(shù)，乙數(shù)單擺全振動的次數(shù).設在山腳下甲脈搏跳動n1次時，單擺恰好全振動N1次，則有n1t=N1T1=N12同理

6、，在山頂有：n2t=N22.由上面的兩個關系式有：=（）2（）2由萬有引力定律和牛頓第二定律可推得：g= g0=所以有（）2=（）2所以h=R（3）h=R6.氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為無摩擦的.在實驗室中我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌和質(zhì)量均為M的滑塊A和B做驗證動量守恒定律的實驗，如圖3所示實驗步驟如下：圖3（1）在A上固定一質(zhì)量為m的砝碼，在A和B間放入一個壓縮狀態(tài)的彈簧，用電動卡銷置于氣墊導軌上.（2）按下電鈕放開卡銷，同時分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B滑塊分別碰撞C、

7、D擋板時計時結(jié)束，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1、t2.（3）重復幾次.在調(diào)整氣墊導軌時應注意_；還應測量的數(shù)據(jù)有_；只要關系式_成立，即可驗證該過程動量守恒.答案：調(diào)整導軌水平A左端至C板距離L1，B右端至D板距離L2關系式為：（Mm）L1t1ML2t27.取一根輕彈簧，上端固定在鐵架臺上，下端系一金屬小球，如圖4所示，讓小球在豎直方向離開平衡位置放手后，小球在豎直方向做簡諧運動（此裝置也稱為豎直彈簧振子）.一位同學用此裝置研究豎直彈簧振子的周期T與小球質(zhì)量的關系，為了探索出周期T與小球質(zhì)量m的關系，需多次換上不同質(zhì)量的小球并測得相應的周期，現(xiàn)將測得的六組數(shù)據(jù)標在以m為橫坐標、T2為

8、縱坐標的坐標紙上，即圖5中用“”表示的點. 圖4 圖5（1）根據(jù)圖5中給出的數(shù)據(jù)點作出T2與m的關系圖線；（2）假設圖5中圖線的斜率為b，寫出T與m的關系式為_；（3）求得斜率b的值是_.（保留三位有效數(shù)字）答案：（1）如下圖（2）T= （3）1.258.如圖6所示是一根表面均勻地鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜的長陶瓷管，管長L約40 cm，直徑D約8 cm.已知鍍膜材料的電阻率為，管的兩端有導電箍M、N.現(xiàn)有實驗器材：米尺、游標卡尺、電壓表、電流表、直流電源、滑動變阻器、開關、導線若干根，請你設計一個測定電阻膜膜層厚度d的實驗，實驗中應該測定的物理量是_，計算鍍膜膜層厚度的公式是_.圖6答案：管長L，

9、管直徑D，MN兩端電壓U及通過MN的電流I d=IL/DU9.（2003年上海）圖7甲中為某一熱敏電阻（電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感）的IU關系曲線圖.（1）為了通過測量得到圖甲所示IU關系的完整曲線，在圖乙和圖丙兩個電路中應選擇的是圖_.簡要說明理由：_.（電源電動勢為9 V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0100 ）.圖7（2）圖丁電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1=250 ，由熱敏電阻的IU關系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_.（3）舉出一個可以應用熱敏電阻的例子：_.解析：（1）應選擇圖乙，因為圖乙中變阻器的接法可以使熱敏電

10、阻兩端的電壓由零開始變化，電壓的調(diào)節(jié)范圍大，能得到畫圖甲所需的實驗數(shù)據(jù).圖丙中熱敏電阻兩端的電壓不能調(diào)至零，不符合要求.（2）通過R1的電流I1=A=36 mA，通過熱敏電阻的電流I2=II1=34 mA.由圖甲可查出在I=34 mA時熱敏電阻兩端電壓U=5.2 V，R2= =111.8 （3）可利用含熱敏電阻的電路控制空調(diào)器的運轉(zhuǎn).答案：（1）乙 理由略 （2）5.2 111.8（3）可利用含熱敏電阻的電路控制空調(diào)器的運轉(zhuǎn)10.（2004年江蘇，12）某同學對黑箱（如圖8）中一個電學元件的伏安特性進行研究.通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab（Uab=UaUb）與流過它的電流I之間的變化關系有如下規(guī)律：當15 VUab0時，I近似為零.當Uab0時，Uab和I的實驗數(shù)據(jù)見下表： 圖8編 號1234567Uab/V0.0000.2450.4800.6500.7050.7250.745I/mA0.000.150.250.601.704.257.50圖16199圖10圖1