（北京专用）2020版高考物理大一轮复习专题十七物理实验练习.docx

专题十七物理实验挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素力学实验实验中纸带的处理2018北京理综,21,18分3实验步骤及数据处理科学探究模型建构基本力学实验2017北京理综,21,18分2016北京理综,21(2)2015北京理综,21(2)4实验原理、器材选择、数据处理能量观念科学态度电学实验基本器材的使用2018课标,22,5分2胡克定律科学本质伏安法测量电阻和描绘小灯泡的伏安特性曲线2017课标,23,10分3电阻率、电功率科学推理测量电源的电动势和内电阻2014北京理综,21,18分4实验中器材的选择科学探究热学和光学实验油膜法估测分子直径插针法测量玻璃砖折射率2015北京理综,21(1)2科学本质双缝干涉测光的波长2015课标,34(1),5分2不同色光的波长科学本质分析解读实验能力是物理学科的重要能力,高考物理历来重视对实验能力的考查,从近几年的高考试题可以看出高考命题有以下几个特点:1.基本仪器的使用是考查的热点。如刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器的使用,都是高考的热点。2.实验的实际操作是考查的重点。近几年来的物理实验试题所考查的实验步骤的排序和实验仪器的选择等都与实验的实际操作过程紧密相关,真正地考查了考生的实际操作能力。3.实验的基本原理和思想方法是考查的核心。从近几年的高考试题可以看出,所有试题的考查均源于课本实验,因此理解课本实验原理、体会实验思想是实验复习的核心。4.实验数据处理在试题中逐年体现,是实验的一个重要环节。实验数据处理中认识误差问题非常重要。要了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差的区别,会分析误差来源,知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差,会用有效数字表达直接测量的结果。【真题典例】破考点【考点集训】考点一力学实验1.某同学设计了两个实验方案,用弹簧测力计直接测量正方形木块与木板之间的滑动摩擦力大小。方案一:将一木块和木板叠放于水平桌面上,弹簧测力计与木块相连,保持木板静止,向右水平拉动木块,如图1所示。方案二:将一木块和木板叠放于水平桌面上,弹簧测力计左端固定,另一端与木块水平相连,水平向右拉动木板,如图2所示。图1图2(1)上述两种方案中,你认为更容易测出准确数据的方案是(选填“方案一”或“方案二”)。(2)请简要说明选择的理由:。答案(1)方案二(2)两方案都要求木块处于平衡状态,使测力计对木块的拉力等于木块所受的摩擦力。方案一中要求水平匀速拉动木块,实际操作很难控制;方案二中可以水平变速拉动木板,实际操作容易实现。方案一中的弹簧测力计是运动的,不易读准示数;方案二中的弹簧测力计是静止的,容易读准示数。2.同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方案进行“探究物体运动的加速度与所受合外力关系”的实验,其中小车A的质量约为350g,并与纸带相连,B为打点计时器,托盘C内装有砝码,托盘自身的质量为5g,D为无线测力传感器。两种方案的不同在于:方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力,方案二则用传感器D直接测量绳子对小车的拉力。(1)关于器材的选取,下列说法正确的是。A.方案一必须选取单个质量尽量小的砝码,如5克/个B.方案一可以选取单个质量较大的砝码,如50克/个C.方案二必须选取单个质量尽量小的砝码,如5克/个D.方案二可以选取单个质量较大的砝码,如50克/个(2)两种方案都必须进行的实验操作是。A.需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力B.应先接通打点计时器电源,再释放小车C.为了减小误差,每次小车应从同一位置释放D.需要记录托盘中砝码的质量(3)某组同学利用方案一进行了实验,并将所获得的6组数据对应地绘制在图丙所示的a-F图中,请你根据图中点迹,绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线。丙(4)根据第(3)问中你所绘制的图线,可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是。(5)若某组同学利用方案一进行实验时忘记了将轨道右端垫高平衡摩擦力,一直使轨道处于水平状态,请根据牛顿运动定律,通过推导说明由这种操作和正确操作分别获取的数据所绘制的a-F图线的斜率和纵轴截距。答案(1)AD(2)AB(3)如图(4)右端垫得过高(或平衡摩擦过度)(5)由牛顿第二定律可得:未平衡摩擦:F-f=Ma得a=F-fM=1MF-fM平衡摩擦:F=Ma得a=1MF两次对比可知,忘记右端垫高,对图像斜率无影响,但在纵轴上会产生fM的负截距。3.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。对测量原理的理解正确的是(选填选项前的字母)。A.由g=42lT2可知,T一定时,g与l成正比B.由g=42lT2可知,l一定时,g与T2成反比C.单摆的振动周期T和摆长l可用实验测定,由g=42lT2可算出当地的重力加速度若测量结果得到的g值偏大,可能是因为。(选填选项前的字母)A.组装单摆时,选择的摆球质量偏大B.测量摆长时,将悬线长作为单摆的摆长C.测量周期时,把n次全振动误认为是(n+1)次全振动表是某同学记录的实验数据,并做了部分处理。组次123456摆长l/cm40.0050.0060.0080.00100.00120.0050次全振动时间t/s63.074.077.589.5100.0109.5周期T/s1.261.481.551.792.19周期的平方T2/s21.592.192.403.204.80请计算第5组实验中的T2=s2。将表中数据输入计算机,可得到如图所示的l-T2图像,图线经过坐标原点,斜率k=0.25m/s2。由此求得重力加速度g=m/s2。(2=9.87,此空答案保留3位有效数字)答案CC4.009.874.如图所示,在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,下列说法正确的是。A.应当在钩码静止时读取数据B.应当在弹簧处于水平自然状态时测量弹簧的原长C.应当在弹簧处于自然下垂状态时测量弹簧的原长D.若以弹簧长度为横坐标,以弹簧弹力为纵坐标,根据各组数据所绘制图线的斜率即该弹簧的劲度系数答案ACD5.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学按照如下步骤进行操作:a.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;b.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳形成结点,细绳的另一端系着绳套;c.如图甲,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使结点到达某一位置O,记录结点位置和两个弹簧测力计的示数、两根细绳的方向;d.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,画出它们所夹的对角线F;e.只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条,;并按同一标度作出这个力F的图示;f.比较F和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。请把步骤e中的内容补充完整。本实验中步骤c和e两次拉橡皮条的过程,主要体现了下列哪种科学方法。A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法下列操作有利于减小实验误差的是(填字母代号)。A.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉,选择两个读数相同的测力计B.拴在橡皮条上的两条细绳必须等长,并且要尽量长一些C.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行D.用两弹簧测力计同时拉橡皮条时,两弹簧测力计的示数之差应尽可能大E.在记录力的方向时,标记同一细绳方向的两点要远些图乙是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示,如果没有操作失误,图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是。若小明和小刚两位同学在家中想验证力的平行四边形定则,他们手中有一些弹性橡皮条(弹力满足胡克定律,劲度系数为k)。如图丙所示,他们将三根橡皮条的一端系在一起,另一端分别系上细线,仍保证橡皮条原长相同,测得原长L0=5.40cm。接下来把贴有白纸的木板放在水平桌面上,两人合作平行于纸面分别通过细线拉三根橡皮条至某一长度(在弹性限度内),保持状态不变;如图丁所示,记录此时结点位置和三个橡皮条另一端的位置,量出三个端点到结点O的距离分别为L1=9.20cm、L2=8.40cm、L3=7.50cm。请根据他们的实验过程和记录的数据作出验证力的平行四边形定则的图示,并说明是如何验证的。答案把橡皮条的结点拉到同一位置O,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向BACEF如图所示,图示中表示各力的线段的长度F1F2F3=(L1-L0)(L2-L0)(L3-L0)分析说明:将任意一个力反向延长至等大,由平衡条件可知这就是另外两力的合力;比较它与用平行四边形定则作出的另外两个力的合力的大小和方向,若近似相同即可验证平行四边形定则。6.物理课上同学们通过实验“研究平抛运动”。甲组同学利用图甲所示的实验装置,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有。A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平B.斜槽轨道必须光滑C.每次小球应从同一位置由静止释放D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接甲实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图中y-x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。验证轨迹是符合y=ax2的抛物线后,根据图乙中y-x图像M点的坐标值,可以求出a=m-1,小球平抛运动的初速度v0=m/s。(重力加速度为g=10m/s2)乙乙组同学为了得到平抛运动轨迹采用图丙所示装置,为了得到稳定的细水柱,不受瓶内水面高低的影响,应选择。丙丙组同学用手机数码摄像功能来记录平抛运动的轨迹,每秒可拍摄几十帧照片,用它拍摄小球从水平轨道飞出后做平抛运动的几张连续照片。用数学课上画函数图像的方格黑板做背景,通过图像处理,就可以记录小球在运动过程中每隔相同时间的位置,如图丁所示。请从图片中获取数据,分析、论证平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。丁答案ACC5.01.0A以方格的左上顶点为坐标原点,以水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向建立坐标系,各点坐标分别为1(2,1)、2(6,4)、3(10,11)、4(14,22)。相邻两点间水平位移相等,可知水平分运动为匀速直线运动。相邻两点间竖直位移差相等,可知竖直分运动为匀加速直线运动。考点二电学实验7.用如图所示的多用电表进行如下实验。将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按(填选项前的字母)的顺序进行操作,再将两表笔分别与待测电阻相接,进行测量。A.将K旋转到电阻挡“1k”的位置B.将K旋转到电阻挡“10”的位置C.将两表笔短接,旋动部件T,对电表进行校准测量二极管的正向导通电阻时,红表笔应接二极管的(填“正极”或“负极”)。答案BC负极8.在常温下“测定金属电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。用米尺测量金属丝的长度,如图甲所示,测量值为cm;用螺旋测微器测金属丝的直径,如图乙所示,测量值为mm。甲用图丙所示电路测量电阻丝的电阻Rx时,以下滑动变阻器应选择(用滑动变阻器前面的字母表示)。A.滑动变阻器R1(0200,额定电流2A)B.滑动变阻器R2(05,额定电流2A)实验测得电阻的阻值为2.4,该测量值比实际值偏(填“大” 或“小”),由于图丙所示的电流表外接而导致的测量电阻的误差,属于(填“偶然误差” 或“系统误差”)。根据以上数据可知被测电阻是表中的哪种材料。表:几种导体材料常温时的电阻率材料银铜钨铁镍铬合金(m)1.610-81.710-85.310-81.010-71.010-6若按图丁所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是:第一步:先将R2的滑动触头调到最左端,单刀双掷开关S2向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1丁第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,将单刀双掷开关S2向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式Rx=。答案49.9549.980.495(0.4920.497)B小系统误差镍铬合金U1I1-U2I29.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,选用的小灯泡规格为“3.8V,0.3A”。除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:电流表:A1(量程3A,内阻约0.1)、A2(量程0.6A,内阻约0.3);电压表:V(量程5V,内阻约5k);滑动变阻器:R1(阻值范围010)、R2(阻值范围02k);电源:E(电动势为4V,内阻约为0.04)。为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表,滑动变阻器。(填器材的符号)为尽量精准地描绘小灯泡的伏安特性曲线,应选用的实验电路为图中的(填“甲”或“乙”)。甲乙某同学记录了多组数据,并且将这些数据的对应点标在了图丙中的坐标纸上,请根据这些点在图中画出I-U图线。丙从图线可知,当灯泡两端电压为2.6V时,小灯泡的功率等于W(保留两位有效数字)。将实验所用小灯泡接入如图丁所示的电路中,其中A是电流传感器。当开关S闭合前后,结合以上所作的I-U图线,分析判断通过小灯泡的电流随时间变化的图像,应该是图戊所示四个图像中的。丁戊答案A2R1乙如图所示0.68B10.利用如图1所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。现有电压表(03V)、开关和导线若干,以及下列器材:A.电流表(00.6A)B.电流表(03A)C.滑动变阻器(020)D.滑动变阻器(0100)实验中电流表应选用;滑动变阻器应选用(选填相应器材前的字母)。图1图2在图2中用笔画线代替导线,按图1将电路连线补充完整。实验中,某同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在图3的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。序号123456电压U(V)1.351.301.251.201.151.10电流I(A)0.120.140.240.300.360.42图3根据图3可得出干电池的电动势E=V,内电阻r=。小明同学学习了电源的相关知识后,制作了如图4所示的水果电池。为了测量该电池的电动势,他从实验室借来了灵敏电流表(内阻未知,且不可忽略)、电阻箱、开关以及若干导线,设计了如图5所示的电路图。你认为小明同学能否准确测出水果电池的电动势,并说明理由。图4图5答案AC如图所示如图所示1.45(1.431.47)0.83(0.800.86)可以准确测出水果电池的电动势。根据闭合电路欧姆定律有E=I(R+r+Rg),变形可得1I=1ER+r+RgE。实验中,改变电阻箱的阻值R,可读出灵敏电流表相应的读数I,得到多组对应R、I数据,并画出1I-R图像。在1I-R图像中,图线的斜率k=1E,所以E=1k。11.如图所示为示波器的面板,将衰减旋钮旋至“ ”时,在屏上显示出一个完整的波形。但波形亮度低。若要增大波形的亮度,应调节旋钮;若要使波形在竖直方向的幅度增大,应调节旋钮(填图中旋钮旁标注的数字)。答案1812.现要测量一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表A1(量程030mA);电流表A2(量程0100mA);电压表V(量程06V);滑动变阻器R1(阻值05);滑动变阻器R2(阻值0300);开关S一个,导线若干。某同学的实验过程如下:.设计如图1所示的电路图,正确连接电路。图1.将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图2所示的图线。图2.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。回答下列问题:电流表应选用,滑动变阻器应选用;由图2的图线,得电源内阻r=;用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=,代入数值可得Rx;若电表为理想电表,Rx分别接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围,电压表示数变化范围。(选填“相同”或“不同”)答案A2R225U0I0-r相同不同13.在测定电容器电容值的实验中,将电容器、电压传感器、阻值为3k的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电,充电完毕后把开关S掷向2端,电容器放电,直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示,图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。甲乙丙根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向(选填“相同”或“相反”),大小都随时间(选填“增加”或“减小”);该电容器的电容为F;(结果保留2位有效数字)某同学认为:仍利用上述装置,将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端,也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。答案相反减小1.010-2正确。因为当开关S与2连接,电容器放电的过程中,电容器C与电阻R上的电压大小相等,所以通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”,仍可应用C=QU=SRUm计算电容。考点三热学和光学实验14.在“油膜法估测分子大小”的实验中,某同学用滴管吸取体积浓度为的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入量筒,记下体积为V的油酸酒精溶液的滴数为N。之后的操作步骤如下:A.将带有方格的玻璃板放在浅盘上,待油酸薄膜的形状稳定后,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取体积浓度为的油酸酒精溶液,从低处向水面中央滴入一滴C.根据方格数目,估算出油酸薄膜的面积为S以上操作步骤正确的顺序是(填序号)。计算油酸分子直径的表达式为。答案BACd=VNS15.某同学利用“双缝干涉实验装置”测定红光的波长。已知双缝间距为d,双缝到屏的距离为L,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,并将该条纹记为第1亮条纹,其示数如图所示,此时的示数为mm。然后转动测量头,使分划板中心刻线与第5亮条纹的中心对齐,读出示数,并计算第5亮条纹与第1亮条纹的中心线间距离为x。由此可得该红光的波长表达式为(用字母表达)。答案2.430(2.4282.432)=d4Lx16.如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后,接通电源使光源正常工作。甲已知测量头上主尺的分度值是1毫米,副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻线与某条纹A中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示,此示数为mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻线与某条纹B中心对齐,测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长=m(保留2位有效数字)。另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置做了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是。A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间B.仅将单缝远离双缝移动少许C.仅将单缝与双缝的位置互换D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片答案0.254.810-7D炼技法【方法集训】方法1测速度的方法1.如图1所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。图1图2(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1m2(选填“”或“BC(2)C(3)m1OP=m1OM+m2ONm1OP2=m1OM2+m2ON2(4)OPOM和ON(5)连接O、P,O、M,O、N,作出M、N在OP方向上的投影点M、N,如图所示。分别测量出OP、OM、ON的长度。若在实验误差允许范围内,满足关系式m1OP=m1OM+m2ON,则可以认为两小球碰撞前后在OP方向上动量守恒。2.如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。图1已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材是(只有一个选项符合要求,填选项前的符号)。A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、刻度尺C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、刻度尺安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图2所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出打E点时重物的瞬时速度vE=m/s(结果保留三位有效数字)。图2答案D3.04方法2测加速度的方法3.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间,计时器所用电源的频率为50Hz,图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点,在每相邻的两点中间都有四个点未画出。按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离分别是(单位:厘米)8.78、16.08、21.87、26.16、28.94。由此可得出小车的加速度大小为m/s2,方向,经过2点时的速度为m/s。答案1.50与速度方向相反0.654.如图,为测量做匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d。(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间t1和t2,则小车加速度a=。(2)(多选)为减小实验误差,可采取的方法是()A.增大两挡光片宽度bB.减小两挡光片宽度bC.增大两挡光片间距dD.减小两挡光片间距d答案(1)b22d1(t2)2-1(t1)2(2)BC5.图1是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。图1O、D间的距离为cm。图2是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示,其大小为m/s2(保留三位有效数字)。图2答案1.181.2212a0.4580.464方法3替代法和互测法测量电阻的阻值6.电学实验中经常需要测量电阻的阻值:(1)测电阻的方法有很多种,现在有一只标“220V40W”的灯泡,它正常工作时的电阻为。若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻值(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值。(2)用下列器材设计一个实验,测量该灯泡正常工作时的电阻值。A.220V交流电源B.单刀双掷开关一只C.电阻箱一只(0999.9,额定电流0.5A)D.定值电阻一只(0.5k,额定电流0.3A)E.交流电流表一只(00.3A)请在方框内画出电路原理图。答案(1)1210小于(2)应用替代法。因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作电阻值,故应串联一定值电阻,电路原理图如图。7.现有一只电压表有刻度但无刻度值,提供以下可选用的器材及导线若干,要求尽可能精确地测量一个电压表的满偏电压Ug。A.待测电压表V1,满偏电压约3V,内阻RV1=3000,刻度均匀、总格数为N;B.电流表A:量程为0.6A、内阻RA约0.1;C.电压表V2:量程为15V、内阻RV2约15k;D.标准电阻R1=10;E.标准电阻R2=10k;F.滑动变阻器R:最大阻值200。G.学生电源E,电动势15V,内阻不计。H.开关一个。方框中已画出部分实验电路图,请你完成剩余的部分电路图,并标上题目中所给仪器的字母代号。测出多组数据,其中一组数据中待测电压表V1的指针偏转了n格,可计算出满偏电压Ug为(用字母表示),式中除题目已给的物理量外,其他字母符号表示的物理量物理意义是。答案如图所示NURV1n(RV1+RV2)U为标准电压表V2的读数过专题【五年高考】A组基础题组1.(2018北京理综,21,18分)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。图1主要实验步骤如下:a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当做计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F所示。图2c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度,分别记做v1、v2、v3、v4、v5d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。图3结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有和(填选项前的字母)。A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是。v-t图像斜率的物理意义是。(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度xt表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对t的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的x大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”)。(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。图4答案(1)AC(2)如图所示(3)小车的速度随时间均匀变化加速度(4)越小越好有关(5)如果小球的初速度为0,其速度vt,那么它通过的位移xt2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。2.(2017北京理综,21,18分)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。图1(1)打点计时器使用的电源是(选填选项前的字母)。A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是(选填选项前的字母)。A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A.计时器不打点B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3如图2所示。图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=,打B点时小车的速度v=。(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2-W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是。图3(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2-W关系的是。图4答案(1)B(2)AB(3)mgx2x3-x12T(4)v2=kW,k=(4.55.0)m2s-2J-1质量(5)A3.2016北京理综,21(2)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。图1为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的。A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量C.速度变化量与高度变化量除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是。A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量Ep=,动能变化量Ek=。图2大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是。A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=2gh计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。答案AAB-mghB12mhC-hA2T2C该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,根据mgh-fh=12mv2-0v2=2(g-fm)h可知,v2-h图像就是过原点的一条直线。要想通过v2-h图像的方法验证机械能是否守恒,还必须看图像的斜率是否接近2g。4.2015北京理综,21(2)用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。图1组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母)。A.长度为1m左右的细线B.长度为30cm左右的细线C.直径为1.8cm的塑料球D.直径为1.8cm的铁球测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=(用L、n、t表示)。下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms-2)9.749.73请计算出第3组实验中的T=s,g=m/s2。用多组实验数据作出T2-L图像,也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是(选填选项前的字母)。图2A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图3所示。由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点作了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为l1、l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示)。图3答案AD42n2Lt22.019.76B42(l1-l2)T12-T225.(2014北京理综,21,18分)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验电路是图1中的(选填“甲”或“乙”)。图1(2)现有电流表(00.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(015V)B.电压表(03V)C.滑动变阻器(050)D.滑动变阻器(0500)实验中电压表应选用;滑动变阻器应选用。(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480图2(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=V,内电阻r=。(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P-U关系的是。图3答案(1)甲(2)BC(3)如图所示(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)CB组提升题组1.(2018课标,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。答案3.77553.72.(2018课标,22,6分)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下:(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为(用L、L1和g表示)。(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反应时间为s。(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:。答案(2)2(L-L1)g(3)0.20(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子3.(2018课标,23,9分)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。图(a)砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93图(b)图(c)回答下列问题:(1)f4=N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k=;(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f-m图线求得=。(保留2位有效数字)答案(1)2.75(2)如图所示(3)(M+m)gg(4)0.404.(2017课标,22,6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。()用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出