高考物理一轮复习-专题十二-实验与探究

专题十二 实验与探究考点二 力学实验1.(2025 江苏单科,11,10 分)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图 1所示,打点计时器的电源为 50 Hz 的沟通电。图 1(1)下列实验操作中,不正确的有 。 A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为 O 点,每隔一个计时点取一个计数点,标为 1,2,…,8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到 O 点的距离,记录在纸带上,如图 2 所示。图 2计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表。请将表中的数据补充完整。位置12345678(cm/s)24.5 33.8 37.8 39.5 39.8 39.8 39.8(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是 ;磁铁受到阻尼作用的变化情况是 。 (4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。请问实验②是为了说明什么?对比实验①和②的结果可得到什么结论?答案 (1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到 39.8 cm/s 逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用解析 (1)本实验的目的是讨论小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律,故实验中必须保证小磁铁除受重力、磁力外不受其他力的作用,故铜管需竖直地固定在限位孔正下方以保证磁铁在下落过程中不与铜管摩擦与碰撞,A 正确。纸带穿过限位孔可以保证纸带的正确方位,置于复写纸下面可以保证打点清楚,B 正确。释放纸带前应手提纸带上端使纸带竖直,小磁铁静止,故 C 错误。释放小磁铁前应先接通打点计时器的电源,待其工作稳定后方可放开纸带,D 错误。(2)由图 2 可得= cm/s=39.0 cm/s。(3)由表中数据可以看出,磁铁运动的速度在相等时间内的增量逐渐减小,最终保持 39.8 cm/s 的速度不变,即磁铁运动中加速度逐渐减小,最终为零,则由mg-f=ma 知阻尼作用逐渐增大直到等于重力。(4)见答案。2.(2025 浙江理综,21,10 分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图 1 连接起来进行探究。图 1(1)某次测量如图 2 所示,指针示数为 ...