【名师伴你行】2014年高考物理大二轮 名师指导分项拿分专训 实验题专训二 创新性实验（新题含解析）.doc

实验题专训(二)创新性实验
1．科技馆中有一个展品(展品周围环境较暗)，该展品有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零)，在平行频闪光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到水滴好像静止在各自固定的位置不动，如图中A、B、C、D点所示．该展品的最大高度为200cm，重力加速度取g＝10m/s2.

(1)要想出现图中这一现象，滴水的时间间隔应用为T＝____s．光源闪光频率为f＝________Hz.
(2)水滴经过D点时的速度大小vD＝________m/s.
(3)若将滴水时间间隔减小为现在的一半，某次频闪时恰好有一滴水在初始位置，请将该时刻观察到的所有水滴所处位置的刻度值按自上而下的顺序填在横线上
______________________________________________________.
(4)若将现在的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察到的奇特现象为___________________________________________________.
答案：(1)0.25(2)6(3)5cm、20cm、45cm、80cm、125cm、180cm(4)水滴上升的现象
解析：(1)由图可知，A、B之间的距离为0.2m，由h＝eq\f(1,2)gT2可得T＝0.2s，要出现题中所述的现象，频闪周期应与滴水时间间隔相等，因此闪光频率f＝5Hz.(2)由图读出hD＝1.8m，由veq\o\al(2,D)＝2ghD可得，vD＝6m/s.(3)若滴水时间间隔减小为原来的一半，则每次闪光会出现两个水滴，以A、B之间为例，水滴应出现在5cm和20cm的位置，其余依此类推可得，出现水滴的位置为45cm、80cm、125cm、180cm处．(4)若闪光频率增大，水滴出现的位置将上升，因此将出现水滴上升的现象．
2．(乌鲁木齐高三诊断二)用下图装置可验证机械能守恒定律．轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放置一金属片C.铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B的正下方．系统静止时，金属片C与圆环间的高度差为h，由此释放，系统开始运动，当物块B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上．两光电门固定在铁架台P1、P2处，通过数字计时器可测出物块B通过P1、P2这段距离的时间．

(1)若测得P1、P2之间的距离为d，物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度v＝________.
(2)若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，该实验中验证了下面哪个等式成立，即可验证机械能守恒定律．正确选项为________．
A．mgh＝eq\f(1,2)Mv2 B．mgh＝Mv2
C．mgh＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2 D．mgh＝eq\f(1,2)(M＋m)v2
(3)本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要________．
(4)改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离的时间t.以h为纵轴，以________(填“t2”或“eq\f(1,t2)”)为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线．该直线的斜率k＝________(用m、M、d表示)．
答案：(1)eq\f(d,t)(2)C(3)天平(4)eq\f(1,t2)eq\f(d22M＋m,2mg)
解析：本题考查验证机械能守恒定律及考生实验探究能力，难度中等．(1)由于A、B两物块质量相等，当物块B通过圆环，金属片C被搁置在圆环上后，A、B系统做匀速直线运动，故v＝eq\f(d,t).(2)A、B、C系统由初态至金属片C被搁置在圆环上，系统损失的重力势能为ΔEp＝mgh，系统增加的动能为ΔEk＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2，只要ΔEp＝mgh＝ΔEk＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2，即可验证机械能守恒定律，C正确．(3)从第(2)问验证的表达式分析，速度可由v＝eq\f(d,t)计算求解，质量的测量还需天平．(4)由第(2)问验证的表达式ΔEp＝mgh＝ΔEk＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2，将速度v＝eq\f(d,t)代入整理得mgh＝eq\f(1,2)(2M＋m)eq\f(d2,t2)，由数学关系可得h∝eq\f(1,t2)，h－eq\f(1,t2)图象的斜率为k＝eq\f(2M＋md2,2mg).
3．某同学对有故障的电热毯进行探究．图甲是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接．图乙为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻