实验题必刷·2选修+3必修
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实验题03
1．某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机和一个磁性小球进行了如下实验：
（1）将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图1所示的单摆。下列摆线安装最合理的是。
A．B．C．
（2）用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得磁性小球的直径如图2所示，则直径cm，算出摆长L。
（3）将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器，测量磁感应强度的变化。
（4）将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。试回答下列问题：
①由图3可知，单摆的周期为。
②改变摆线长度l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图4所示，图像的斜率为k，则重力加速度g的表达式为。（用题中物理量的符号表示）。
③图4中图像不过原点的原因是，对g的测量结果（选填“有影响”或“无影响”）。
【答案】B1.0702t0没有考虑磁性小球的半径无影响
【详解】（1）[1]A．图中采用了弹性绳，实验过程中，摆长会发生明显的变化，该装置不符合要求，故A错误；
B．图中采用铁夹固定悬点，细线丝弹性小，磁性小球体积小，空气阻力的影响可以忽略，该装置符合要求，故B正确；
C．图中没有用铁夹固定悬点，摆长会发生明显变化该装置不符合要求，故C错误。
故选B。
（2）[2]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（4）①[3]磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度B最大，根据图3有
解得周期为
②[4]摆长等于摆线长与小球半径之和，则有
根据周期公式有
解得
结合图像有
解得
③[5]结合上述可知，图4中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径。
[6]结合上述可知，重力加速度的求解是根据图像的斜率，实验中，虽然没有考虑磁性小球的半径，但对斜率没有影响，即对g的测量结果无影响。
2．物理兴趣小组利用图（a）所示的装置研究小球的正碰。正确安装装置并调试后，先让小球A从斜槽轨道上滚下（不放小球B），拍摄小球A平抛过程的频闪照片，如图（b）所示；然后把小球B放在斜槽轨道末端，再让小球A从轨道上滚下，两个小球碰撞后，拍摄小球A、B平抛过程的频闪照片，如图（c）所示。频闪时间间隔不变。
(1)为了保证实验的效果，以下做法中，有必要的是______。
A．斜槽轨道各处必须光滑
B．每次小球A应从斜槽轨道上同一位置由静止释放
C．频闪时间的间隔只能是0.02s
D．小球A的半径等于小球B的半径
(2)若两小球碰撞过程动量守恒，则两小球的质量之比mA∶mB=。
(3)若图（b）和图（c）中背景小方格的边长均为L，重力加速度为g，则小球A与B碰撞前的速度可表示为（用L、g表示）。
(4)设A、B两小球碰前的速度分别为v1、v2，碰后的速度分别为v1′、v2′，一般来说，两物体碰撞后的分离速度（v2′?v1′），与碰撞前两球的接近速度（v1?v2）成正比，比值由两球的材料性质决定，由此，可定义（即），通常把e叫做恢复系数。请计算本实验中两球的恢复系数。（计算结果保留1位有效数字）。
【答案】(1)BD(2)2∶1(3)(4)0.8
【详解】（1）A．由于小球A每次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服摩擦阻力做功相同，小球A飞出斜槽末端速度大小一定，可知，实验中，斜槽轨道不需要确保光滑，故A错误；
B．实验中，为了确保小球A飞出斜槽末端速度大小一定，每次小球A均应从斜槽轨道上同一位置由静止释放，故B正确；
C．实验中利用频闪确定小球平抛运动的轨迹，频闪时间的间隔需要相等，但不一定是0.02s，故C错误；
D．为了确保小球发生对心正碰，小球A的半径需要等于小球B的半径，故D正确。
故选BD。
（2）令坐标纸每格长为L，根据图（b）有
根据图（c）有
，
根据动量守恒定律有
解得
（3）根据图（b）有
，
解得
（4）根据恢复系数的定义可知
其中
，，
解得
3.某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质钢柱量均为，钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g取。
(1)开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放，