高考物理设计实验例题解析及答案

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　　高考物理设计实验例题解析及答案

　　例1．略测定玩具shou枪子弹射出时的初速度。

　　除玩具shou枪外，所给的测量仪器为：⑴只有秒表；⑵只有米尺。

　　解：⑴若只有秒表，可如图(a)，将玩具shou枪从地面竖直向上发射子弹，用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t，则子弹上升的时间为t/2，故子弹初速度v0=gt/2。⑵若只有米尺，可如图(b)，将玩具shou枪子弹从某一高度处水平射出，用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s，则子弹初速度。

　　例2．利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。

　　解：与学生实验相比，用电阻箱代替了电流表。由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。电路图如下。实验方法有两种：

　　⑴改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，

　　解这个方程组可得E和r：

　　⑵改变电阻箱阻值，读出电压表对应的示数，多测几组数据，利用U-I图象求电动势和内电阻。这样偶然误差会更小一些。

　　该实验的系统误差是由于电压表的分流引起的。所以选取电阻箱阻值时不宜太大，电压表则应该选用内阻较大的。

　　如果只给出电阻箱和电流表，同样可以测量电源的电动势和内电阻。

　　例3．某同学在研究弹簧振子的周期和振子质量的关系时，利用同一根弹簧，记录了不同振子质量对应的周期值如下表：
 

m (g)	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0	30.0
T (s)	0.40	0.57	0.69	0.80	0.89	0.98

　　

 

　　他在T-m坐标系中根据此表描点后发现T、m间不是正比关系，而好象是T 2∝m关系，请你进一步验证这一猜想是否正确？

　　解：可以根据表中的T值计算出相应的T 2值填入表中，画出对应的T 2-m图象。如果所描出的点很接近在一条过原点的直线上，就可以确认T 2∝m关系成立。

　　在给出的表中增加一行对应的T ^２(s²)值：

m (g)	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0	30.0
T (s)	0.40	0.57	0.69	0.80	0.89	0.98
T２(s2)	0.16	0.32	0.48	0.64	0.79	0.96

　　如图作出T 2-m图象：得到的6个点可以认为在同一条直线上，因此可以确定T2∝m关系成立。

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　　例4．某同学利用一架固定好的自动相机，用同一张底片多次曝光的方法，拍下了一辆小轿车启动后不久做匀加速直线运动的照片。相邻两次曝光的时间间隔为2.0s。已知小轿车的车长为4.5m．他用刻度尺测量照片上的长度关系，结果如图所示。请你估算这辆小轿车的加速度a和小轿车在照片中第2个像所对应的时刻的即时速度大小v。

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