高考探究性实验题汇编.docx
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高考探究性实验题汇编
2020高考探究性实验题汇编
一.力学篇
1、〔泰州一调模拟9分〕如下图，是某研究性学习小组做探究"橡皮筋做的功和物体速度变化的关系〃的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置开释•小车每次实验中获得的
速度由打点计时器所打的纸带测出•
打点计时器
i
〔1〕除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有;
〔2〕实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是;
〔3〕每次实验得到的纸带上的点并不差不多上平均的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的部分进行测量；
〔4〕下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在
对应的位置；
数据物理量
橡皮筋做的功
10个间隔的距离S〔m〕
10个间隔的时刻T〔s〕
小车获得的速度Vn〔m/s〕
小车速度的平
方Vn2〔m/s〕2
1
W
0.200
0.2
2
0.280
0.2
3
0.300
0.2
4
0.400
0.2
5
0.450
0.2
〔5〕从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wnx•请你
运用数据表中测定的数据在以下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；
〔6〕假设在实验中你做出的图线与理论的估量不完
全一致，你处理这种情形的做法是：
答案：
〔1〕刻度尺；〔1分〕
〔2〕把木板的末端垫起适当高度以平稳摩擦力（1
〔3〕
〔4〕
〔5〕
〔6〕
点距平均（1分）
2W、3W、4W、5W（2分）v2〔1分〕；图像（2分）
分析误差来源或改进试验方案或测量手段，重新进行试验〔假设答：
”修改试验数据数据，使之符合自己的估量〃得分；
2.〔无锡市〕为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因
数□，甲、乙两同学分不设计了如下图的实验方案。
〔1〕为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦
力大小，你认为方案_更易于操作（2分）。
简述理由
。
（3分）
〔2〕假设A和B的重力分不为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N,b示数为110N，那么A、B间的动摩擦因数为。
（3分）
第12题图
答案：
〔1〕甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动
〔2〕0.4。
3.〔无锡期中8分〕科学探究活动通常包括以下几个环节，提出咨询题：
猜想与假设，制定打算与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等，一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，因此他通过实验探究那个咨询题。
这属于上述科学
〔1〕这位同学认为，滑动摩擦力的大小与两物体的面积的大小成正比，探究的环节。
〔2〕这完成本实验，需要自己制做木块，他制做的木块应是以下选项中的
A•各面粗糙程度相同的正方体
B.各面粗糙程度不同的正方体
C.各面粗糙程度相同。
长宽高各不相同的长方体
D.各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体
〔3〕本实实验中，该同学设计了两种实验方安案：
方案一：
木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图〔a〕所示。
b〕
方案二：
木块与弹簧秤相连，弹簧秤水平固定，通过细绳水平拉动木板。
如图〔所示。
卩
f木块ir.j?
***
3L
1上述两种方案中，你认为更合理、
或”方案二"〕
2该实验记录的数据是
答案：
〔8分〕①猜想与假设〔2分〕
②C〔2分〕1〕方案二〔2分〕
〔2〕弹簧秤的读数和木块底面的长宽〔式底部面积〕〔2分〕
4.〔山东省实验中学10分〕铁路转弯处的弯道半径r是依照地势决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率。
F表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h。
弯道半径r〔m〕
660
330
220
165
132
110
内外轨高度差h〔m〕
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
〔1〕依照表中数据，试导出h与r关系的表达式为：
，并求出当r=440m
时，h的设计值应为：
。
〔2〕铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧
面压力，又我国铁路内外轨的间距设计值为L=1.500m，结合表中数据，算出我国
火车的转弯速率：
v=;〔路轨倾角专门小时，正弦值按正切值处
理g=10m/s2〕
〔3〕随着人均生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求，为了提高运输能力，
国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高，请依照上述运算原
理和上述表格分析提速时应采取如何样的有效措施？
答：
。
答案：
〔1〕r.•h=330.075〔2〕14.8〔3〕增大h或增大r或减小L
〔3〕mgLMv2Mvj〔3分〕
22
6•〔东台市三调8分〕现要验证”当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比"这一物理规律。
给定的器材如下：
一倾角能够调剂的长斜面〔如图〕、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码假设干。
实验步骤如下〔不考虑摩擦力的阻碍〕，在空格中填入适当的公式或文字。
〔1〕用天平测出小车的质量m
〔2〕让小车自斜面上方一固定点Ai从静止开始下滑到斜面底端A，记下所用的时刻t。
〔3〕用米尺测量A与A之间的距离s。
那么小车的加速度a
〔4〕用米尺测量A相关于A的高度h。
那么小车所受的合外力F
〔5〕在小车中加钩码，用天平测出现在小车与钩码的总质量m同时改变h,使m与h
的乘积不变。
测出小车从A静止开始下滑到斜面底端Aa所需的时刻t。
请讲出总质量与高度的乘积不变的缘故。
〔6〕多次测量m和t，以m为横坐标，t2为纵坐标，依照实验数据作图。
如能得到一条线，那么可验证”当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比"这一规律。
5为了使各次测量中，小车所受的合外力不变；（2分）
6过原点的直线（2分）
7〔扬州期末调研〕
（2）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器.
I电火花计时器
下面是该实验的实验步骤：
I•使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触；
n.启动电动机，使圆形卡纸转动起来；
川•接通电火花计时器的电源，使它工作起来；
w.关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹〔如图乙所示〕，写
出角速度3的表达式，代入数据，得出3的测量值。
1•要得到角速度3的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是
A.秒表B.游标卡尺C.圆规D.量角器
2•写出3的表达式，并指出表达式中各个物理量的含义：
3.为了幸免在卡纸连续转动的过程中显现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好
接触的同时，能够缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。
那么卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示。
这对测量结果有阻碍吗？
。
〔选填”有阻碍〃或”没有阻碍〃〕
理由是：
。
答案：
（2）①.D……2分
2,B是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时刻间隔；3分
（n1）t
3•没有阻碍…1分，电火花计时器向卡纸中心移动时不阻碍角度的测量2分
8、（上海梅山高中6分）将一个传感器接到运算机上，就能够测量快速变化的力，用这种方
法测得某物体摆动时悬线上拉力大小随时刻变化的曲线如下
图。
该图提供了较多的信息，请你依照这些信息作出3个判定。
〔1〕
〔2〕
〔3〕
答案：
〔1〕水管周长L、水管距地高度h,水柱的水平射程S
9.〔无锡市一调〕学规律的发觉离不开科学探究，而科学探究能够分为理论探究和实验探究。
下面我们查找科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。
I.理论探究：
依照牛顿运动定律和有关运动学公式，推导在恒定合外力的作用下，功与物体动能变化间的关系，请在答题纸上对应位置写出你的推导过程。
n.实验探究：
①某同学的实验方案如图乙所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该米取的两项措施是：
a.__▲_;b.▲_
②如图丙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相
邻计数点间的时刻间隔为T。
距离如图。
那么打C点时小车的速度为
_；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有
▲。
ABCdEF
[11
I
I*△X1*+△X2*
△X3十△X4—
丙
答案：
推导〔2分〕：
牛顿第二定律得F合=ma,由运动学公式得V22—v,=2ax,由功的定义式
1212
W合=F合x,三式联立得W合=mv2mv1
22
n①a•平稳摩擦力〔1分〕b•钩码的重力远小于小车的总重力〔1分〕
②X3〔2分，其它正确也得分〕钩码的重力和小车的总质量〔2分〕
2T
10.〔淮安一调9分〕物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能.转动动能的大小与角速
度大小有关，为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系，某同学设计了以下一
个实验，即研究砂轮的转动.先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度3,然
后让砂轮脱离动力，由于克服轮边缘的摩擦阻力做功，砂轮最后停下来，测出砂轮开始
脱离动力到停止转动的圈数n,实验中得到几组n和3的数值见下表：
〔砂轮直径d=10cm,
-N〕
n
n
5
20
80
180
320
3/〔rads'1〕
0.5
1
2
3
4
Ek〔J〕
▲
▲
▲
▲
▲
转轴间摩擦力大小
〔1〕依照功能关系，请你帮他运算出砂轮每次脱离动力时的转动动能，并填入表格内；
〔2〕利用实验数据，请你帮他确定此砂轮的转动动能与角速度大小定量关系式是▲.
答案：
解：
〔1〕-f〔nnd=0-Ek
代入数据，得Ek=0.1n
分不填：
0.5、2、8、18、32〔直截了当填数据，正确的不扣分〕
〔2〕Ek=232
评分讲明：
第〔1〕咨询5分；第〔2〕4分。
共计9分。
11.〔启东市一调10分〕在”利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度〃的实验中，打点
计时器接在50HZ的低压交变电源上。
某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共
取了A、B、C、D、E、F六个计数点〔每相邻两个计数点间的四个点未画出〕•从每一个计数点处将纸带剪开分成五段〔分不为a、
b、c、d、e段〕，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy
坐标系中，如下图，由此能够得到一条表示v-t关系的图线，从
而求出加速度的大小.
⑴请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示
v-t关系的图线（作答在右图上），并指
出哪个轴相当于v轴？
答：
⑵从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出
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