《设计实验》高三物理第二轮强化训练题.doc

高三物理第二轮《设计实验》强化训练题 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) ⑴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。 ⑵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? 2、一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，它的实验如下：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的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如右图4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，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S。 （1）请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离S等物理量的关系式： ； （2）弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表示： 弹簧长度压缩量x/cm 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 钢球飞行水平距离S/m 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50 从上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系 ； 并说明理由： 。 3、（2001年上海卷）利用打点计时器研究一个约1. 4高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如图4所示，数据如表格所示。纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s，根据各间距的长度，可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度。可以将近似地作为该间距中间时刻的瞬时速度v。 （1）请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗运动的v - t图线。 （2）AD段的加速度为 m/s2，AK段的平均速度为 m/s 4、为了测定一根轻弹簧压缩最短时储存的弹性势能的大小，可以将弹簧固定在凹槽轨道一端，并将轨道固定在水平边缘上，如图（6）所示，用钢球先将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面。请回答以下问题： （1）有一同学在实验前用五十分度的游标卡尺测量钢球 的直径，如图（7）所示，此钢球的直径为 cm. （2）为完成实验要求，你认为需要哪些器材？ 。 （3）需要测定的物理量是 。 （4）计算弹簧最短时弹性势能的表达式为Ep= 5．（12分）为验证 小灯泡（电点光源）光能的球面散射规律并进行测定其发光效率，某研究性学习小组设计并进行了如图所示的实验：将一个“6V，8.0W”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头，以测定与光源间距为d时相应的光强值I，共测得以下9组数据（如下表），并用一数字图象处理器将表内数据分别在I—d、I—1/d和I—1/d2坐标平面内得知如下数据点。 d/×10－2m 6.50 7.50 8.50 9.50 10.50 11.50 12.50 13.50 14.50 I/Wm－2 8.29 6.66 4.96 3.92 3.37 2.61 2.30 1.97 1.70 （1）据三个数据点图，可看出I与哪个量存在线性关系，因此可将I与d之间的数学关系式为I= ，其中k为 。 （2）在与光源等距的各点，认为光源向各方向发出的光强大小几乎相等。依点光源光能向四周空间360°球面均匀散射的物理模型，写出光源的发光功率P0（W）、光强值I（W/m2）及相应的与光源距离d（m）之间的关系式 。 6．（9分）中学物理实验中所用的电流表和电压表一般都是2.5级的。2.5级的表每次测量的最大绝对误差（测量值与真实值之差的绝对值）是它满偏值的2.5﹪。下表给出了用2.5级电压表和电流表进行测量时，电表指针偏转角度与百分误差的大小关系。 电表指针偏转角度 0—3V电压表示数 0— 0.6A电流