高考物理实验复习力学实验(含三年真题及部分答案)+物理学史复习专题+选择题1专题训练 40页

高考物理实验复习力学实验(含三年真题 及部分答案)+物理学史复习专题+选择题 1 专题训练 高考实验专题复习—力学实验(附参考答案) 一、考纲分析 考点 考点解读 实验一：研究匀变速直线运 动 考纲要求：旨在考查学生实验与探究能力。 能独立完成实验，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、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、并制定解决方案；能运用已学过 的物理知识、实验方法和实验仪器去处理问题， 包括简单的设计性实验。 考纲说明：1.要求会正确使用的仪器主要有： 刻度尺、螺旋测微器、天平、秒表、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 用多次测量取平均值的方法减少偶然误差；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 字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运 算不作要求 实验二：探究弹簧弹力和弹 簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边 形定则 实验四：验证牛顿运动定律 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定 律 （选）实验七：探究单摆运 动、用单摆测定重力加速度 （选）实验八：验证动量守 恒定律 二、实验分类 8个力学实 验 实验内容 实验要求 测量性实 验 研究匀变速直线运动 刻度尺的使用 测量原理、实验方法 探究性实 验 探究弹簧弹力和弹簧伸长的关 系 探究动能定理 探究单摆运动、用单摆测定重力 加速度 纸带处理数据的方法：表格、图 象 验证性实 验 验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律 验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律 理解实验原理（是选择实验仪器、 安排实验步骤、控制实验条件、 数据处理，误差分析等的依据） 实验方法：装换，验证和等效思 想；误差分析（产生原因及减小 措施） 实验一《研究匀变速直线运动》 本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时 器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必 要的知识和方法上的准备。 一、考查重点： （一）打点计时器的使用 （二）毫米刻度尺的使用 （三）速度和加速度的求解方法 二、注意事项 1．交流电源的电压及频率要符合要求． 2．实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更 换复写纸． 3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 4．先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时 断开电源． 5．要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四 个点取一个计数点，即时间间隔为 T＝0.02×5 s＝0.1 s． 6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少， 或者速度太小，使纸带上的点过于密集． 7．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分， 适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔 T． 8．测 x 时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算 a 时要注意用逐 差法，以减小误差． 三、经典讲练 【例题】（2010·广东理综）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的 一条纸带． (1)已知打点计时器电源频率为 50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ________． (2)ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从 图中读出 A、B两点间距 x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保 留三位有效数字)． 【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数 字。 【规范解答】① s f T 02.01  ②读 A、B 两点数值：1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm smsm t BDvv BDc /100.0/10 2.0 10.190.0 2 2     【答案】①0.02s②0.70cm；0.100m/s 四、创新实验 【例题】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实 验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面 上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电 磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的 细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率 为 50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适当的砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸 带上打出一系列小点． (1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、 7 是计数点，每相邻两计数点间还有 4 个打点(图中未标出)，计数点间的距离如 图所示．根据图中数据计算的加速度 a＝________(保留三位有效数字)． (2)回答下列两个问题： ①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有______．(填入所选物理 量前的字母) A．木板的长度 L B．木板的质量 m1 C．滑块的质量 m2 D．托盘和砝码的总质量 m3 E．滑块运动的时间 t ②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是________． (3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用被测物理量的字母表示，重力 加速度为 g)．与真实值相比，测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”)． 解析：(1)“逐差法”求解：s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2 (3)对整体列牛顿第二定律， m3g-μm2g=(m2+m3)a 答案 (1)0．495 m/s2～0．497 m/s2 (2)①CD ②天平 (3)m3g－(m2＋m3)a m2g 偏 大 五、真题训练 1.（2013浙江）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上； 装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。一同学用装置甲 和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的 a、b、c……均 为打点计时器打出的点。 （1）任选一条纸带读出 b、c两点间的距离为 ； （2）任选一条纸带求出 c、e 两点间的平均速度大小为 ，纸带①和② 上 c、e 两点间的平均速度 v ① v ②(填“大于”、“等于”或“小于”)； （3）图中 （填选项） A. 两条纸带均为用装置甲实验所得 B. 两条纸带均为用装置乙实验所得 C. 纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得 D. 纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得 2.（2013广东） 3.（2012山东）某同学利用图甲所示的实验装置，探 究物块在水平桌面上的运动规律。物 块在重 物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动 一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸 带上便于测量的点开始，每 5个点取 1个计数点， 相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为 50Hz。 ○1 通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时 刻开始减速。 ○2 计数点 5对应的速度大小为 m/s，计数点 6对应的速度大小为 m/s。（保留三位有效数字）。 ○3 物块减速运动过程中加速度的大小为a = m/s2,若用 a g 来计算物块与桌 面间的动摩擦因数（g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。 4.（2011 重庆卷）某同学设计了如图 3 所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、 轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。 滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为 M，滑块上砝码总质量为 m′，托 盘和盘中砝码的总质量为 m。实验中，滑块在水平轨道上从 A 到 B做初速为零 的匀加速直线运动，重力加速度 g取 10m/s2。 ①为测量滑块的加速度 a，须测出它在 A、B间运动的 ____与 ，计算 a 的运动学公式是_______； ②根据牛顿运动定律得到 a 与 m 的关系为：     1 g a m g M m m        ，他想通过 多次改变 m，测出相应的 a值，并利用上式来计算μ。若要求 a是 m 的一次函数， 必须使上式中的_____保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置 于 ； ③实验得到 a 与 m 的关系如图 4所示，由此可知μ= （取两位有效数字） 答案：3. ○1 6；7【或 7；6】○2 1.00；1.20○3 2.00；偏大 4.① 位移 ；时间 ； 2 2sa t  ②m＋m′ ；滑块上 ；③ 0.23 a/ms-2 m/×10-3kg6261 63 64 65 66 67 68 69 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.10 60 图 4 实验二《探究弹力和弹簧伸长的关系》 一、考查重点 （一）毫米刻度尺的使用（见实验一） （二）掌握利用图象法处理实验数据，研究两个物理量之间关系的方法。在物理 学中经常用图象处理物理问题，要特别注意：①图线斜率的意义(或曲线切线斜 率的意义)；②图线与纵轴、横轴交点的物理意义。 二、注意事项： 1．每次增减砝码测有关长度时，均需保证弹簧及砝码不上下振动而处于静 止状态，否则，弹簧弹力将可能与砝码重力不相等。 2．测量有关长度时，应区别弹簧原长 l0，实际总长 l 及伸长量 x 三者之间的 不同，明确三者之间的关系。 3．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过 大，也不可过小。 4．描线的原则是，尽量使各点落在描画出的线上，少数点分布于线两侧， 描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线。 5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位． 三、经典讲练 【例题】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右图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。 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） （2）上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度 k是多大? 解析：（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 x Fk    可得 k=25N/m。 答案：（1）图略 该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长 （2）见解析 四、创新实验 【例题】17 世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与 弹力成正比，这就是著名的胡克定律，受此启发，一组同学研究“金属线材伸长 量与拉力的关系”的探究过程如下： A．有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量 与拉力成正比，与截面半径成反比． B．他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为 研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验 证假设． C．通过实验取得如下数据： 长度 250 N 500 N 750 N 1 000 N 1 m 2.52 mm 0.4 mm 0.8 mm 1.2 mm 1.6 mm 2 m 2.52 mm 0.8 mm 1.6 mm 2.4 mm 3.2 mm 1 m 3.57 mm 0.2 mm 0.4 mm 0.6 mm 0.8 mm D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充、完善． （1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是 ________、________. (2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给 予修正 ____________________. 解析：（1)确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”故 B 属于“制定计划”； 实验过程，测量数据属“搜集证据”，此过程对应 C.研究伸长量 x与拉力 F、长度 L、直径 D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与 力的关系，这种方法称为控制变量法．这是物理实验中的一个重要研究方法． (2)他们的假设不是全部正确．在弹性限度内，金属丝的伸长量与拉力成正 比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝的长度成正比． 答案 (1)B C (2)见解析 五、真题训练 （2012广东）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 ①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都 应在______方向（填“水平”或“竖直”） ②弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为 0L ，弹簧下端挂上砝码盘时， 长度记为 xL ；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为 1L 至 6L ， 数据如下表：代表符号 0L xL 1L 2L 3L 4L 5L 6L 数值（cm） 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的 最小长度为______。 ③图16是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝 码的质 量，横轴 是弹簧长度与_________的差值（填“L0或 LX”）。 ④由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m； 通过图 和表可 知砝码盘的质量为_________g（结果保留两位 有效数字，重力加速度取 28.9 sm ）。 2.（2011 安徽卷）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在 自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度 l的相应数据， 七对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2) (1) 作出 m-l的关系图线； (2) 弹簧的劲度系数为 N/m. 3.（2010 浙江）在“探究弹簧弹力大小与伸 长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用 不同的橡皮绳代替弹簧。为测量橡皮绳的劲 度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩 码（每个钩码的质量均为 m=0.1kg，取 g=10m/s2），并记录绳下端的坐标 X 加 i（下 标 i 表示挂在绳下端钩码个数）。然后逐个 拿下钩码，同样记录绳下端的坐标 X 减 i，绳下端面坐标的值 Xi＝（X 加 i+X 减 i）/2 的数据如下表： 挂在橡皮绳下端的钩码 个数 橡皮绳下端的坐标（Xi/mm） 甲 乙 1 216.5 216.5 2 246.7 232. 3 284.0 246.5 4 335.0 264.2 5 394.5 281.3 6 462.0 301.0 （1）同一橡皮绳的 X 加 i X 减 i（大于或小于）； （2） 同学的数据更符合实验要求（甲或乙）； （3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数 k（N/m）； （4）为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？ 答案：1.①竖直 ②静止 3L 0.1cm ③ xL ④4.9 10 2. 0.248~0.262 3.（1）小于 （2）乙（3）57~70N/m （4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量 误差。 实验三《验证力的平行四边形定则》 一、考查重点 1．弹簧秤的使用 使用弹簧秤应注意： ①使用前要先调到零点，再用标准砝码检查示值是否准确，如不准，可以旋转卡 在弹簧圈的三角形钢片来改变弹簧的工作圈数，对于示值偏大的，应把三角片向 上拧几圈，减少弹簧的工作圈数，增大劲度系数；对于示值偏小的则采取相反措 施。 ②使用时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致。 ③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。 2．测量数据的有效数字。 ①J2104 型测力计，其刻度是“0—5 牛”，分度值 0.1 牛，在任意点的示值误差都 不大于 0.05牛，因此测量数据的有效数字末位就在精度的同一位，只准确到 0.1 牛即可，若无估读，则在百分位上补“0”表示测量的准确度。 在实际应用中，还存在分度值为 0.2 牛的测力计，使用估读时可以将每 1 分度分 为 2 等分，若指针超过 1 等分即超过半格就算 1 个分度值 0.2牛，小于 1 等分即 未超过半格就舍去，这样的示值误差也不大于 0.05 牛，测量数据的有效数字末 位就在精度的同一位，若无估读不需在百分位补“0”。 ②量角器的测量角度值准确到 1°即可，由实验经验得知：在两个分力都不小于 2 牛、分力夹角不大于 90°的条件下，用作图得到的合力 F 跟实测结果 F′比较，在 方向上相差一般不超过 5°，无估读时在有效数字末位补“0”。 3．实验中的物理思想——等效替代 4.力的图示①弹簧秤测两个分力的大小和等效合力的大小②量角器测量由平行 四边形定则作图得到的合力 F 与用一个弹簧秤直接拉出的合力 F′的夹角θ③刻度 尺（或者绘图三角板）则是作力的方向时画线和用一定比例长度表示力的大小。 作图要用尖铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的几何方法作出平行四边形， 图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向。 二、注意事项 1. 测力计可以/只用一个，分别测出两个分力，虽然操作较麻烦，但可避免两个 测力计的不一致性带来的误差。 2. 经验得知两个分力 F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力 F 的 误差也越大，所以实验中不要把θ角取得太大，一般不大于 90°为最佳。 3.橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面摩擦。 4.实验误差： ①用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样两 个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小。 ②结点 O 的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差。 ③两个分力的起始夹角α太大，如大于 120°，再重做两次实验，为保证结点 O 位 置不变（即保证合力不变），则α变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读 数误差大。 ④作图比例不恰当造成作图误差。 5. 实验中易混淆的是：量角器测量的 F′与 F 的偏角θ与不需测量的 F1与 F2的夹角 α。易错的是：由作图法得到的合力 F 和单个测力计测量的实际合力 F′错乱。易 忘的是：忘记检查测力计的零点，忘了记下用一个弹簧秤测量的实际合力 F′的大 小和方向。 三、经典讲练 【例题】实验中根据记录两个分力 F1、F2的夹角α和对应的一个弹簧秤测出 的实际合力 F′描点作图象，如图所示，则由图象可求出这个弹簧秤的实际拉力的 值域和对应分力的值域。 对（甲）图，由|F1-F2|=2牛，F1+F2=10 牛，得： F′∈[2牛，10牛]F1（或 F2）∈[4牛，6牛]； 对（乙）图由|F1-F2|=2，F12+F22=10，得： F′∈[2牛，14牛]，F1（或 F2）∈[6牛，8牛]。 四、创新实验 【例题】不用弹簧秤，只用三条相同的橡皮条、四个图钉、一把直尺和一支 铅笔、三张白纸、平木板也可以验证平行四边形定则， 其步骤和方法如下： ①将三条橡皮的一端都拴在一个图钉 O 上，将这 三条橡皮的另一端分别再拴一个图钉 A、B、C，注意 此时四个图钉均未固定在板上，如图。 ②用刻度尺测出橡皮条的自由长度 L0，注意从图 钉脚之间测起。 ③将拴有橡皮的图钉 A、B 适当张开钉在木板上，拉第三根橡皮 C，即使三 条橡皮互成角度拉伸，待节点处的图钉 O 静止时，钉下 C 图钉，并记录图钉 O 的位置（注意此时 O 图钉不能钉）记录图钉 A、B、C 的位置，（此时图钉有孔， 不需铅笔） ④测出这三条橡皮的长度 L1、L2、L3，分别算出它们的伸长量 X1= L1-L0，X2= L2-L0，X3= L3-L0。 ⑤将 X1、X2、X3按一定比例图示出来，以 X1、X2为邻边作平行四边形，求出 其对角线 OC′，比较 OC′与 OC 的长度（即 X3的长度）相等，且在一条直线上， 则达到目的，若 OC′与 OC 有一微小夹角θ，则有误差（如图所示）。 本实验是根据 O 受到三个共点力而静止，任意两个力的合力与第三个力等 大反向的原理。 五、真题训练 1.（2012浙江）在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、 细绳套和一把弹簧秤、 （1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实 验数据如下表 用作图法求得该弹簧的劲度系数 k =_________________N/m； （2）某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为_____________N， 同时利用（3）中结果获得弹簧上的弹力值为 2.50N，请在答题纸上画出这两个 共点力的合力 F 合； （3）由图得到 F 合=__________N。 弹力 F(N) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸长量 x(10-2m) 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 第 1 题图 2.（2009 山东卷）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的 橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白 纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子 A、B 上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为 O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞 挂一重物。 ①为完成实验，下述操作中必需的是 。 a．测量细绳的长度 b．测量橡皮筋的原长 c．测量悬挂重物后像皮筋的长度 d．记录悬挂重物后结点 O 的位置 ②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是 答案： 1.（1）根据图线斜率求得弹簧的劲度系数 k=54N/m； （2）读数时估读一位，F=2.10N； （3）作图，在同一力的图示中使用相同的比例标尺，做平行四边形，量出如图 对角线的长度，根据比例标尺换算出合力，F 合=3.3N。 2. ①bcd ②更换不同的小重物 实验四《验证牛顿运动定律》 一、考查重点 1．学会用控制变量法研究物理规律； 2．掌握利用图象处理数据的方法． 二、注意事项 1.应用图像法分析处理数据。 2. 为了消除摩擦力对小车运动的影响，必须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些， 用重力的分力来抵消摩擦力，直到小车不不挂重物时能匀速运动为止。当挂上 重物时，只要重物的质量远小于小车的质量，那么可近似的认为重物所受的重力 大小等于小车所受的合外力的大小。 三、经典讲练 【例题】在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图 3-4-2 所示的实验装置． 图 3-4-2 小车及车中砝码的质量用 M表示，盘及盘中砝码的质量用 m表示，小车的 加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出． （1）当 M与 m的大小关系满足______________时，才可以认为绳对小车的 拉力大小等于盘及盘中砝码的重力． （2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量 一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为 了比较容易地检查出加速度 a与质量 M的关系，应该作 a与______________的 图象． （3）如图 3-4-3（a）所示为甲同学根据测量数据作出的 aF图线，说明实验 存在的问题是 _____________________________________________________________________ ______． （4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的 a-F图线如图 3-4-3 （b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？ 图 3-4-3 解析：从实验原理入手，对照本实验的操作要求，弄清各图象的物理意义， 讨论实验中处理数据的方法． （1）当 M>>m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力． （2）因由实验画的 a-M图象是一条曲线，难以判定它所对应的函数式，从 而难以确定 a与 M的定量关系 所以在实验中应作 M a 1  图象而不是 a-M图象来分析实验结果． （3）图（a）甲同学根据测量数据作出的 a-F图线没有过原点，图象交于 F 轴上一点，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够． （4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的 a-F图线，两图象 的斜率不同，说明两个同学做实验时的小车及车上砝码的总质量不同． 答案：（1）M>>m （2） M 1 （3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 （4） 两小车及车上的砝码的总质量不同 四、创新设计 【例题】（2010山东理综）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力 的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支 表面光滑的铅笔代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和 矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线 MN、PQ，并测出间距 d。开始时将木板置于 MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板开 始运动为止，记下弹簧秤的示数 F0，以此表示滑动摩擦力的大小。 再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示 数 F1。然后释放木板，并用秒表记下木板运动到 PQ 处的时间 t。 ①木板的加速度可以用 d、t 表示为 a= ；为了减小测量加速度的 偶然误差可以采用的办法是（一种即可） 。 ②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度 a与弹簧秤示数 F1的关系。下 列图象能表示该同学实验结果的是 。 ③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 a．可以改变滑动摩擦力的大小 b． 可以更方便地获取多组实验数据 c．可以比较精确地测出摩擦力的大小 d． 可以获得更大的加速度以提高实验精度 【解析】本题考查探究加速度与力的关系实验，意在考查考生对新颖实验情 景的把握和理解，考查考生的实验能力、分析能力和综合运用知识能力。 由木板做匀加速运动，由 d=at2/2得 a= 2 2 t d 。 由牛顿第二定律可得 F1-F0=ma，解得 a= F1/m-F0/m，此实验要求水的质量必 须远远小于木板质量，当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下 弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图 c。 由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以方便地获取多组实验数据，所以 选项 b正确。 【答案】 2 2 t d 增大 d 或让 F1大于 F0的前提下尽量小 c b 五、真题训练 1.（2013天津）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。 ①下列做法正确的是 （填字母代号） A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶 通过定滑轮拴在木块上。 C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D．通过增减木块上得砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 ②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应 满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 木块和上砝码的总质量。 图 1 （填“远大于”、“远小于”或“近似等于”） ③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均 不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度 a 与拉力 F 的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、 乙用的木块质量分别为 m 甲、m 乙，甲、乙用的木块与 木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m 甲 m 乙，μ甲 μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”） 2. （2012安徽）图 1 为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的 总质量为m，小车和砝码的总质量为M 。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为 细线对小车拉力的大小。 （1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的 合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平 行。接下来还需要进行的一项操作是 A. 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器 的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂 和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速 运动。 B. 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带， 撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀 速运动。 C. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察 判断小车是否做匀速运动。 （2）实验中要进行质量m和M 的选取，以下最合理的一组是 A. M =20 g , m =10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B. M =200 g , m =20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C. M =400 g , m =10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D. M =400 g , m =20 g 40 g、60 g、80 g、100 g、120 g 4.65cm4.22cm 5.08cm 5.49cm 5.91cm 6.34cm A B C D E F G 图 2 （3）图 2 是实验中得到的一条纸带， A、B、C、D、E、F、G为 7 个相邻 的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点。已知 打点计时器的工作效率为 50 Hz,则小车的加速度 a = m/s2 （结果保 留 2位有效数字） 3.（2012全国大纲卷） 4. （2009 上海卷）如图为用 DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加 速度和力 的关系”的实验 装置。 （1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的 重力作为___________，用 DIS 测小车的加速度。 （2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数 据可画出 a-F 关系图线（如图所示）。 ①分析此图线的 OA段可得出的实验结论是 _________________________________。 ②（单选题）此图线的 AB 段明显偏离直线，造成此误差的 主要原因是（ ） A 小车与轨道之间存在摩擦 B 导轨保持了水平状态 C 所挂钩码的总质量太大 D所用小车的质量太大 5.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加 速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与 木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。 （1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后”） 接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。 （2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 t与速度 v 的 数据如下表： 请根据实验数据作出小车的 v-t图像。 （3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的 空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据 v-t图像简要阐述理由。 答案： 2. (1)B (2)C (3)0.42 4. （1）小车的总质量 ；小车所受外力 （2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比 ②C 5.（1） 之前 （2） 如图所示 a/ms－2 B A O F/N （3）同意.在 v-t 图像中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则 小车受空气阻力越大． 实验五《探究动能定理》 一、考查重点 1.了解探究功和速度变化的思路 2.学习利用图像处理数据，并会巧妙转化坐标 二、注意事项 (1)如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？ （让木板有一个微小的倾角；使重力沿斜面向下的分力等于阻力；轻推小车 使之匀速运动。） (2)如何做到每根橡皮条的功都相等？ （使橡皮条完全相同，且伸长量也一样。） (3)思考纸带上打点的分布情况，如何计算末速度？ （打点之间的距离先增大后不变，通过不变的点间距求末速度。） (4)如何通过图像处理数据？ （将图像做成直线，有利于判断物理量间的关系） 三、经典讲练 【例题】某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在 橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工 作频率为 50 Hz. (1)实验中木板略微倾斜，这样做________； A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B．是为了增大小车下滑的加速度 C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 (2)实验中先后用同样的橡皮筋 1 条、2 条、3 条……，并起来挂在小车的前 端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第 1 次只挂 1 条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为 W1，第二次挂 2 条橡皮筋时橡皮筋对小车 做的功为 2W1，……；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器 打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图 5－4－8 所示)求得小车获得的速度为 ________ m/s. (3) 图 5－4－9 若根据多次测量数据画出的 W－v草图如图 5－4－9 所示，根据图线形状， 可知对 W与 v的关系作出的猜想肯定不正确的是________． A．W∝ v B．W∝ 1 v C．W∝v2 D．W∝v3 (4)如果 W∝v2的猜想是正确的，则画出的 W－v2图象应是 _____________________________________________________________________ ___； (5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是 _____________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________ _______. (只要回答出一种原因即可) 解析：(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力，使得橡皮筋松动后小车能 够做匀速运动，故选项 C、D 正确． (2)由纸带后半部分两点间距离相同，可知小车开始做匀速运动，可求得： v＝x T ＝ 0.04 m 0.02 s ＝2 m/s (3)由 W－v图象可知，随速度增大，W变化率增大，故选项 A、B 是不可能 的． (4)若 W∝v2，由函数关系可知 W－v2图象应该是过原点的直线． (5)影响实验效果的因素很多，例如：橡皮筋规格不完全相同、小车质量太 小、木板倾斜过大或过小、每次实验不能让小车从同一位置由静止开始释放等等． 答案：(1)CD (2)2 (3)AB (4)过原点的一条直线 (5)橡皮筋的规格不完 全相同、木板倾斜过大、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可) 四、创新设计 【例题】(2009·广东，15)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动 能定理”．如图所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其 通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌 面上相距 50.0 cm 的 A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过 A、B时 的速度大小，小车中可以放置砝码． (1)实验主要步骤如下： ①测量________和拉力传感器的总质量 M1；把细线的 一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连； 正确连接所需电路； ②将小车停在 C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及 小车通过 A、B时的速度． ③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作． (2)表 1 是他们测得的一组数据，其中 M是 M1与小车中砝码质量之和，|v22－ v21|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉 力传感器受到的拉力，W是 F在 A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________， W3＝________.(结果保留三位有效数字) (3)根据表 1，请在图 5－4－11 中的方格纸上作出ΔE－W图线． 表 1 数据记录表 次 数 M/k g |v22－ v21| /(m/s )2 ΔE/ J F/N W/J 1 0.5 00 0.760 0.1 90 0.4 00 0.2 00 2 0.5 00 1.65 0.4 13 0.8 40 0.4 20 3 0.5 00 2.40 ΔE3 1.2 20 W3 4 1.0 00 2.40 1.2 0 2.4 20 1.2 1 5 1.0 00 2.84 1.4 2 2.8 60 1.4 3 图 5－4－11 解析：(1)①在实验过程中拉力对小车和传感器做功使小车和传感器的动能 增加，所以需要测量小车和传感器的总质量；②静止释放小车；③通过控制变量 法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；(2)通过拉力传感器的 示数和 AB长用 W＝FL可计算拉力做的功；(3)利用图象法处理数据，由动能定 理 W＝ 1 2 m(v22－v21)可知 W与ΔE成正比，作图可用描点法． 答案：(1)小车 由静止释放 改变钩码数量 (2)0.600 J 0.610 J (3)见解析 五、真题训练 1.（2013福建）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： ①下列说法哪一项是正确的 。（填选项前字母） A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取 O、A、B、C 计数点，已知打 点计时器使用的交流电频率为 50 Hz．则打 B 点时小车的瞬时速度大小为____m/s （保留三位有效数字）。 2.（2013四川） 答案： 1. （1）①平衡摩擦阻力是当小车不受拉力时能匀速滑动，所以不应挂钩码时小 车能匀速滑动；为了减小系统误差，应使钩码的质量远小于小车质量，这样才能 把钩码的重力近似当作小车的拉力大小；实验时把小车从静止开始释放，小车初 动能为零，使实验计算更简单。 ②打 B点时小车的瞬时速度大小 。 2. 实验六《验证机械能守恒定律》 一、考查重点 （1）基本测量工具：①米尺；②打点计时器 （2）实验原理 二、注意事项 ①打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻 力。 ②实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后 才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点。 ③选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接近 2mm的纸带。(分情况适用) ④测量下落高度时，者必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量 h 值的 相对误差，选取的各个计数点要离起台点远一些，纸带也不易过长，有效长度可 在 60cm-800cm之内。 ⑤因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。 三、创新设计 1.如图所示，两个质量各为 m1和 m2的小物块 A 和 B，分别系在一条跨过定 滑轮的软绳两端，已知 m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）若选定物块 A 从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理 量有_________。 ①物块的质量 m1、m2； ②物块 A下落的距离及下落这段距离所用的时间； ③物块 B下落的距离及下落这段距离所用的时间； ④绳子的长度。 （2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验 提出以下建议： ①绳的质量要轻； ②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好； ③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； ④两个物块的质量之差要尽可能小。 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。 （3）写出一条．．上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议： 解析：（1）通过连结在一起的 A、B 两物体验证机械能守恒定律，既验证系 统的势能变化与动能变化是否相等，A、B 连结在一起，A 下降的距离一定等于 B 上升的距离；A、B 的速度大小总是相等的，故不需要测量绳子的长度和 B上升 的距离及时间。（2）如果绳子质量不能忽略，则 A、B 组成的系统势能将有一部 分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块摇摆，则两 物体的速度有差别，为计算系统的动能带来误差；绳子长度和两个物块质量差应 相当。（3）多次取平均值可减少测量误差，绳子伸长量尽量小，可减少测量的高 度的准确度。 规律总结：此题为一验证性实验题。要求根据物理规律选择需要测定的物理 量，运用实验方法判断如何减小实验误差。掌握各种试验方法是解题的关键。 2.（2013重庆） 物理必修资料总结：(附参考答案) 一、力学： ★1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论 证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实 验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量 大的小球下落快是错误的）； ★2、1687 年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运 动定律（即牛顿三大运动定律）。 ★3、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有 摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推 翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将 继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 4、20 世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用 于微观粒子和高速运动物体。 5、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表； 而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。 ★6、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律； ★7、牛顿于 1687 年正式发表万有引力定律；1798 年英国物理学家卡文迪许利 用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量； 二、相对论： 8、(a)、1905 年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理： ①相对性原理——不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的； ②光速不变原理——不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是 c 不 变。 (b)、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式： 2E mc 。 9、狭义相对论时空观和经典（牛顿）时空观的区别 经典（牛顿）时空观： (1)空间是绝对静止不动的(即绝对空间)，时间是绝对不变的(即绝对时间)。 (2)空间和时间跟任何外界物质的存在及其运动情况无关。 (3)空间是三维空间，时间是一维的，空间和时间彼此独立。 狭义相对论时空观： ①“同时”的相对性 ②运动的时钟变慢 ③运动的尺子缩短 ④物体质量随速度的增大而增大。 10、1900 年，德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质 发射或吸收能量时，能量不是连续的，而是一份一份的，每一份就是一个最小的 能量单位，即能量子 hv  ； 选修部分： 三、电磁学： （选修 3-1）： 11、1785 年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律— —库仑定律，并测出了静电力常量 k 的值。 12、1837 年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示 电场。 13、1913 年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷 e 电荷量， 获得诺贝尔奖。 14、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。 15、1911 年，荷兰科学家昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出 现电阻突然降为零的现象——超导现象。 16、19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律， 即焦耳定律。 ★17、1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转， 称为电流磁效应。 18、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行 导线则相斥，并总结出安培定则（右手螺旋定则）判断电流与磁场的相互关系 和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。 19、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力 （洛仑兹力）的观点。 ★20、英国物理学家汤姆生发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流。 21、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位 素。 22、1932 年，美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的 高能粒子。 （最大动能仅取决于磁场和 D 形盒直径，带电粒子圆周运动周期与高频电源的 周期相同） （选修 3-2 至 3-5 ）： 三、电磁学： ★23、1831 年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电 磁感应定律。 24、1834年，俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。 25、1835 年，美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感 应电动势的现象），日光灯的工作原理即为其应用之一。 四、热学（选做）： 26、1827 年，英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运 动的现象——布朗运动。 27、热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生 其他影响。开尔文提出另一种表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用 的功而不产生其他影响，称为开尔文表述。 28、1848年 开尔文提出热力学温标，指出绝对零度是温度的下限。 七、波粒二向性 ： ★29、1900 年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发 射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发 1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物 理奖。 ★30、1913 年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和 预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。 八、原子物理学： 31、1858 年，德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线（高速运 动的电子流）。 ★32、1906年，英国物理学家汤姆生发现电子，获得诺贝尔物理学奖。 33、1913 年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷 e 电荷量， 获得诺贝尔奖。 34、1897 年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部 结构，并提出原子的枣糕模型。 ★35、1909－1911 年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验， 并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级约为 10 -14或 10 -15m 。 36、1885 年，瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴 耳末系。 ★37、1913年，丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式； ★38、1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂 的内部结构。 天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射 线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的 物理和化学状态无关。 ★39、1896 年，在贝克勒尔的建议下，玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的 新元素——钋（Po）镭（Ra）。 ★40、1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变， 发现了质子， 并预言原子核内还有另一种粒子——中子。 ★41、1932 年，卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子，获得诺 贝尔物理奖。 42、1934 年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放 射性同位素。 “四大核变”及应用 ★1．放射性元素的衰变（包括α衰变和β衰变）； α衰变：例如： β衰变：例如： ★2．原子核的人工转变（包括、中子的发现和放射性同位素的发现）； 如： （ 质子） 4 2He+ 9 4Be→ 12 6C+ 1 0n （中子） ★3．重核的裂变（以 235 92U 的链式反应为代表，可用于核能发电和原子弹）； 235 1 141 92 1 92 0 56 36 03U n Ba Kr n    ★4．轻核的聚变（以 2 1H 和 3 1H 的热核反应为代表，存在于太阳内部，可用于氢 弹）。 补充： 【考试说明中要求而平日里少考的内容】 1、自感和涡流：通过导体或线圈本身的电流改变，线圈本身就产生自感电动势， 其大小与其自身电流变化快慢有关。由于导体在圆周方向可以等效成一圈圈的 闭合电路，由于自感产生的自感电流就像一圈圈的漩涡，所以称为涡流。该电 流可以使导体发热。 2、核力：一种区别于电场力和万有引力之外的只作用在核子之间的力。在约 0.5 ×10-15m~2×10-15m 的距离内主要表现为引力。大于 2×10-15m 就迅速减小到 零；在小于 0.5×10-15m 又迅速转变为强大的斥力使核子不能融合在一起。 3、半衰期：原子核数目减少到原来一半所经过的时间，其衰变速率由核本身的 因素决定。跟外界因素无关。 4、平均结合能：核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量. 核子的平均 结合能越大，原子核就越稳定。而最轻和最重的一些核（元素周期表上两端的 原子核）平均给合能较小。 5、光电效应： 1、内容：在光（包括不可见光）的照射下从物体表面发射出光电子的现象 叫光电效应，光电子是物体表面的电子吸收光子能量产生的，光电效应是光具有 粒子性的有力例证。 2、光电效应的规律： （1）任何一种金属材料都有一个极限频率，人射光的频率必须大于这个极 限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。 （2）光电子最大初动能与入射光的强度无关；只随着入射光的频率的增大 而增大。 （3）入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过 10-9s。 （4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正 比。 3、爱因斯坦光电方程：Ek=hγ一 w ；其中γ为入射光子的频率，W 为逸出 HeThU 4 2 234 90 238 92  ePaTh 0 1 234 91 234 90  nHHH 1 0 4 2 3 1 2 1  HOHeN 1 1 17 8 4 2 14 7  235U + 1n→ 90 Sr + 136 Xe+10 1 n92 0 38 54 0 功，Ek表示光电子所具有的最大初动能． 注意：加“★”表示为重要考点 一、力学 1．，意大利他研究， 开创了研究的一种。 2．，英国科学家牛顿提出了三条运动定律。 3．，伽利略通过法指出：力不是维持物体运动的原因，法国物理学家进一步提 出观点 4．20 世纪初建立的和爱因斯坦提出的表明不适用于和高速运动物体。 5．，德国提出；牛顿于 1687 年正式发表；英国物理学家利用装置比较准确地测 出了（体现放大和转换的思想）；，科学家应用，计算并观测到。 8．奥地利物理学家首先发现由于波源和之间有，使感到频率发生变化的现象 ——。 二、 1．1827 年英国布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象 ——。 3．1850 年，克劳修斯提出的定性 4．1848 年提出，指出（-273.15℃）是温度的下限。：零度不可达到。 三、 1．法国物理学家利用发现了电荷之间的相互作用规律——。 3．1826 年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出。 4．荷兰科学家昂尼斯发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然 降为零的现象——超导现象。 5．1841～1842 年 焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生的规律， 称为焦耳——。 6．，丹麦物理学家发现电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为。发现两根通 有同向电流的平行导线相吸，的平行导线则相斥；同时提出了。 荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（） 的观点。 7．的学生设计的可用来测量的质量和分析。美国物理学家发明了。最大动能仅 取决于磁场和 D形盒直径。周期与的周期相同，还提出了， 8．英国物理学家发现了由磁场产生电流的条件和规律——；楞次发表确定感应 电流方向的定律。 10．1864 年英国物理学家提出了的基本方程组，后称为，预言了电磁波的存在. 电磁波是一种。 1887 年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速 度等于光速。 四、光学 1864 年英国物理学家预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，1887 年由赫 兹证实。，德国物理学家发现（），德国物理学家受其启发爱因斯坦提出，成功 地解释了规律。，美国物理学家在研究中的的散射时——，证实了。（说明和同 时适用于） 5．，丹麦物理学家提出了自己的假说，成功地解释和预言了的辐射 五、 1．，利用发现了电子，并提出原子的模型。 2． -，英国物理学家和助手们进行了，并提出了原子的核式结构模型 3．，法国物理学家发现天然放射现象，说明也有复杂的内部结构。 天然放射现象有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中是衰变后 新核处于，向低时辐射出的。衰变的快慢（）与原子所处的物理和化学状态无 关。 5．，用轰击氮核，第一次实现了的人工转变，并发现了质子。并预言原子核内 还有另一种粒子，被其学生于在轰击铍核时发现，由此人们认识到原子核由质 子和组成。 6． 12 月德国物理学家和助手斯曼用轰击铀核时，铀核发生裂变。美国建成第 一个堆（由棒、、减速剂、水泥防护层等组成）。 7．1952 年美国爆炸了世界上第一颗氢弹（、）。 力学部分 伽利略 1、伽利略理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这 个速度一直运动下去 2、发现摆的等时性 牛顿 1、提出了三条运动定律 适用范围： （1）只适用于低速运动的物体（与光速比速度较低）。 （2）只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观原子。 （3）参照系应为惯性系。 （1）惯性定律 又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物 理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其 运动状态不变的属性——惯性。 （2）F=ma 物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质 量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 (3) 两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方 向相反。 2、发表万有引力定律 开普勒 1、 开普勒三定律： （1）开普勒第一定律，也称椭圆定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太 阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。 （2）开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动中的行星的 连线（向量半径）所扫过的面积都是相等的。 （3）开普勒第三定律，也称调和定律：各个行星绕太阳公转周期的平方和它们 的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。 卡文迪许 利用卡文迪许扭秤装置比较准确地测出了引力常量 电学部分 库仑 发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律 密立根 通过油滴实验测定了元电荷的数值。 富兰克林 1、解释了摩擦起电的原因 2、通过风筝实验验证闪电是电的一种形式 3、把天电与地电统一起来 4、发明避雷针 奥斯特 发现了电流的磁效应 洛仑兹 提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力），提出洛 伦兹力公式 F=qvB 安培 1、安培定则（右手定则），用于判断安培力的方向 2、分子环形电流假说 3、安培力：F=BIL 法拉第 发现了法拉第电磁感应定律：因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电 路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种 现象叫电磁感应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中 就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。 常用公式：E=BLv E= nΔΦ/Δt 亨利 发现自感现象 原子物理 麦克斯韦 1、总结了电磁场理论，并预言了电磁波的存 2、观点：光就是一种看得见的电磁波 汤姆生 利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原 子的枣糕模型，敲开了原子的大门 普朗克 提出了能量量子假说，解释了黑体辐射 爱因斯坦 1、提出光子说，成功地解释了光电效应规律 2、提出的狭义相对论 3、质能方程 E＝mc 2 康普顿 借助爱因斯坦的光子说，解释了散射光的波长改变的现象 德布罗意 提出了实物粒子的波动性——物质波 普里克 发现了阴极射线 卢瑟福 1、根据了α粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构模型 2、用α粒子轰击氮核，并发现了质子，并预言了中子的存在 玻尔 提出原子结构的玻尔理论 贝克勒尔 发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构 查德威克（卢瑟福的学生） 发现了中子 居里夫妇 发现了放射性镭 伦琴 发现 X 射线（伦琴射线） 约里奥·居里、伊丽芙·居里 用α粒子轰击铝箔，探测到中子和正电子，发现了放射性同位素 高考物理专题训练(附参考答案) 1．下列说法正确的是 C A．温度升高，物体的每一个分子的动能都增大 B．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 C．当两个分子间的距离为 r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小 D．温度越高，布朗运动越剧烈，所以布朗运动也叫做热运动 2．下列说法中错误．．的是 B A．用活塞压缩气缸里的气体，对气体做了 200J 的功，若气体向外界放出 50J 的热量，则气体内能增加了 150J B．在一个大气压下,1kg100℃的水变成同温度的水蒸气的过程中，其内能不 变 C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律 D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性的。 3．对一定质量的气体，下列过程违反热力学第一定律的是 AB A．在恒温条件下，气体绝热膨胀 B．在绝热条件下，体积不变而温度降低 C．气体从外界吸收热量而保持温度不变 D．气体对外做功的同时向外界放出热量 4.下列说法正确的是 （D ） A．能量耗散从能量转化的角度，反映出自然界的某些宏观过程中能量不守恒 B．一定质量的气体，在体积减小的过程中，外界对气体做功，气体的内能一定 增加 C．悬浮在液体中的颗粒越大，撞击颗粒的液体分子数就会越多，布朗运动也就 越明显 D．从微观的角度来看，气体的压强大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程 度有关 5.如图所示，静止的导热汽缸和活塞共同封闭一定质量的气体，缸内活塞可无摩 擦移动且不漏气．现将汽缸从足够高处竖直上抛（环境温度恒定，不计气体分子 间作用力，且运动过程中活塞始终没有脱离汽缸），则下列说法正确的是： A．由于失重，气体对容器壁和活塞压力为零（ D ） B．气体分子数密度增大 C．气体的压强增大，内能增大 D．气体对外界做功，同时一定从外界吸热。 6．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，频率为 5Hz， t=0 时刻的波形如图，介质中质点 A 在距原点 O 为 8cm处，质点 B 在距原点 16cm处。则 C A．t=0．05s时刻质点 A 向下运动 B．t=0．10s 时刻质点 B向上运动 C．t=0．12s时刻质点 A 的状态与 t=0 时刻质点 B 的状态相同 D．t=0．24s 时刻质点 B的状态与 t=0时刻质点 A 的状态相同 7. 一列简谐横波，t=0 时刻的波形如图中实线所示，t=0.2 s（小于一个周期）时 刻的波形 如图中的虚线所示，则( C ) A．质点 P 的运动方向可能向右 B．波的周期可能为 0.2 s C．波的传播速度可能为 90 m／s D．0～0.2 s 内质点 P 通过的路程为一个振幅 8．一简谐横波沿 x 轴正方向传播，若在 x=1m 处质点的振动图像如图所示，则 该波在 t=0．3s 时刻的波形曲线为（ A ） 9．题 16 图示为一列波长为、周期为 T且沿 x 轴正向传播的简谐横波的波动图 象和其中某质点的振动图象，但两图象的 x 轴或 l轴未标出，则下列判断正 确的是 （ D ） A．若甲图是某时刻的波动图象，则乙图可能是 4 x   的质点从该时刻开始计时的振动图 象 B．若甲图是某时刻的波动图象，则乙图可能是 2 x   的质点从该时刻开始计时的振动图 象 C．若乙图是某时刻的波动图象，则甲图可能是 4 x   的质点从该时刻开始计时的振动图 象 D．若乙图是某时刻的波动图象，则甲图可能是 x  的质点从该时刻开始计时的振 动图象 10．如图所示，水下光源 S 向水面 A点发射一束光线，折 射光线分别为 a、b 两束。则（ A ） A．a，b 两束光相比较，在真空中 a 光的波长较长 B．在水中 a 光的速度与 b 光的一样大 C．若保持入射点 A 位置不变，将入射光线顺时针旋转， 从水面上方观察，a光先消失， D．用同一双缝干涉实验装置分别用 a，b 光做实验，a 光干涉相邻条纹间距小于 b光干涉条纹间距 11．如图 4 所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚 平板玻璃（上、下表面平行）的上表面，复色光穿穿 过玻璃后从下表面射出，变为 a、b两束平行单色光。 关于这两束单色光，下列说法中正确的是 B 图 4 A B CD a b A．此玻璃对 a 光的折射率小于对 b光的折射率 B．在此玻璃中 a光的全反射临界角小于 b 光的全反射临界角 C．在此玻璃中 a 光的传播速度大于 b光的传播速度 D．用同一双缝干涉装置进行实验，可看到 a 光的干涉条纹间距比 b光的宽 12．光具有波粒二象性。下列有关光的现象和应用与光的粒子性有关的是 C A．太阳光下物体的阴影轮廓模糊不清是光的衍射现象 B．高级照相机镜头表面涂了一层增透膜是利用光的干涉现象 C．光控电路的关键元件是光电管（光电传感器），它的原理是利用了光电效应 D．摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景像更清晰是利用光的偏 振现象 13．在水下同一深度有两个不同颜色的点光源 P、Q，在水面上 P 照亮的区域大 于 Q照亮的区域，以下说法正确的是 A D A．P 光的频率大于 Q 光的频率 B．P 光在水中的传播速度小于 Q光在水中的传播速度 C．P 光恰能使某金属发生光电效应，则 Q光也一定能使该金属发生光电效应 D．同一双缝干涉装置，P 光条纹间距离小于 Q 光条纹间距 14.对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是 C A.在相同介质中，绿光的折射率最大 B.红光的频率最高 C.在相同介质中，蓝光的波长最短 D.黄光光子的能量最小 15．下列说法中正确的是 BC A．天然放射性现象中产生的 射线速度与光速相当，贯穿能力很强 B． U238 92 (铀 238)核放出一个 粒子后就变为 Th234 90 (钍 234) C．天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构 D．玻尔首先发现电子并提出氢原子轨道模型 16.下列说法正确的是（ AB ） A．β衰变的实质在于原子核内某个中子转化成了质子和电子 B．光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的 C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核结构模型 D．德布罗意的“物质波”假设否定了光具有波动性 17．放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子 D A．原来是原子的外层电子 B．原来是原子的内层电子 C．是在原子核内的质子转化为中子时产生的 D．是在原子核内的中子转化为质子时产生的 18.用中子（ 1 0n）轰击铝 27（ 27 13Al）,产生钠 24（ 24 11Na）和 X；钠 24 具有放射性， A 它衰变后变成镁 24（ 24 12 Mg）和 Y，则 X和 Y分别是 A. α粒子和电子 B. α粒子和正电子 C. 电子和α粒子 D. 质子和正电子 19．如图 3 所示为氢原子的能级图。用大量能量为 12．76eV 的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最 多包含有几种不同波长的光波?D A．3 种 B．4 种 C．5 种 D．6 种 20．太阳内部持续不断地发生着 4 个质子( 1 1H)聚变为 1 个氦核( 4 2 He)的热核反应， 核反应方程是 1 4 1 24 2H He X  ，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、 X 的质量分别为 1m 、 2m 、 3m ，真空中的光速为 c。下列说法中正确的是 D A．方程中的 X 表示中子( 1 0n) B．方程中的 X 表示电子( 0 1 e) C．这个核反应中质量亏损 1 24m m m   D．这个核反应中释放的核能 2 1 2 3(4 2 )E m m m c    题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案