高中物理人教专题6.3 练中厘清小实验的考点（解析版）.docx

第六部分 实验优化指导
专题6.3 练中厘清小实验的考点
目录
实验一 研究平抛运动及创新 1
实验二 用单摆测量重力加速度的大小及创新 5
实验三 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 9
实验四 观察电容器的充、放电现象 11
实验五 传感器的简单使用 14
实验六 探究影响感应电流方向的因素 18
实验七 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 20
实验八 热学实验 22
实验九 光学实验 26
实验一 研究平抛运动及创新
(1)应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触.
(2)小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响.在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出.
(3)坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点.
1.(2022·东北师大附中等五校联考)在做“研究平抛运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所处的位置，实验时用了如图所示的装置.实验操作的主要步骤如下：
A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直
B.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
C.将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
D.将木板再水平向右平移同样的距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C，测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2，已知当地的重力加速度为g.
(1)关于该实验，下列说法正确的是________.
A.斜槽轨道必须光滑且无摩擦
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次小球均必须由静止释放
D.小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度差h，之后再由机械能守恒定律求出
(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球抛出时的初速度大小的表达式为v0＝________.(用题中所给字母x、y1、y2、g表示)
(3)小球打在B点时与打在A点时动量的变化量为Δp1，小球打在C点时与打在B点时动量的变化量为Δp2，则Δp1∶Δp2＝________.
【答案】　(1)C　(2)x　(3)1∶1
【解析】　(1)多次实验过程中只需要确保小球做平抛运动的初速度相同即可，故斜槽轨道不必光滑，每次必须将小球由静止从同一位置释放，故A、B项错误，C项正确；斜槽轨道与小球间不可能完全无摩擦力，故小球机械能不守恒，故D项错误.
(2)平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论有Δy＝gT2，解得T＝，水平方向则有x＝v0T，解得v0＝x.
(3)由题意可知，xAB＝xBC＝x，结合平抛运动规律可知，tAB＝tBC，由动量定理可知，Δp1＝mgtAB，Δp2＝mgtBC，所以Δp1∶Δp2＝1∶1.
2.(2021·全国乙卷·22)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出.
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________m/s，竖直分量大小为________m/s；
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s2.
【答案】　(1)1.0　2.0　(2)9.7
【解析】　(1)因小球在水平方向做匀速直线运动，因此小球速度的水平分量为v0＝＝ m/s＝1.0 m/s
竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于中间时刻的瞬时速度求得
vy＝ m/s≈2.0 m/s.
(2)由小球在竖直方向是自由落体运动可得
g＝
代入数据可得g＝9.7 m/s2.
3.(2022·山西晋中市高三三模)某同学用如图甲所示的实验装置测量重力加速度g的大小．实验步骤如下：
①调节斜槽轨道末端水平，并与斜面体ABC的顶端A点衔接，然后将斜槽和斜面体固定；
②将光电门传感器固定在斜槽轨道末端，并调节其高度，使小球在斜槽轨道末端静止时球心与光电门上的小孔重合；
③先在斜面上铺一层白纸，再在白纸上铺复写纸，并将它们固定好