（浙江专用）2020版高考物理一轮复习专题十实验与探究（必考）课件.pptx

专题十 实验与探究（必考）,高考物理 (浙江专用),1.(2017浙江4月选考,18,5分)小明用电学方法测量电线的长度。首先,小明测得电线铜芯的直 径为1.00 mm,估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.7510-8 m)。 现有如下实验器材:量程为3 V、内阻约为3 k的电压表;量程为0.6 A、内阻约为0.1 的 电流表;阻值为020 的滑动变阻器;内阻可忽略、输出电压为3 V的电源;阻值为R0=4. 30 的定值电阻,开关和导线若干。 图1 图2,五年高考,A组 自主命题浙江卷题组,考点一 基本仪器的使用,小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加, 当示数为0.50 A时,电压表示数如图1所示,读数为 V。根据小明测量的信息,图2中P点 应该 (选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),Q点应该 (选填“接a”、 “接b”、“接c”或“不接”)。小明测得的电线长度为 m。,答案 2.50 接b 接a 31.4,解析 量程为3 V,所以读数为2.50 V;由于待测电阻阻值较小,所以采用电流表外接法,另外电 流表示数从0开始增加,滑动变阻器采用分压接法,实验电路图如下: 根据Rx+R0= ,Rx= ,S= ,联立可得L=31.4 m。,2.(2016浙江4月选考,17,5分)(1)(多选)在下列学生实验中,需要用到打点计时器的实验有 (填字母)。 A.“探究求合力的方法” B.“探究加速度与力、质量的关系” C.“探究做功与物体速度变化的关系” D.“探究作用力与反作用力的关系” (2)(多选)做“验证机械能守恒定律”的实验,已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器, 还必须选取的器材是图中的 (填字母)。,某同学在实验过程中,在重锤的正下方地面铺海绵;调整打点计时器的两个限位孔连线为 竖直;重复多次实验。以上操作可减小实验误差的是 (填序号)。,答案 (1)BC (2)BD ,解析 (1)“探究加速度与力、质量的关系”和“探究做功与物体速度变化的关系”两个实 验都要用打点计时器。“探究求合力的方法”、“探究作用力与反作用力的关系”,主要测 量力的大小和方向,不需要打点计时器。所以选B、C。 (2)验证机械能守恒定律需要重物,还需要毫米刻度尺测量纸带上点距,所以选B、D。调整打 点计时器的两个限位孔连线为竖直可以减小阻力,使增加的动能更加接近减少的重力势能,重 复多次实验可减小实验误差,所以选、。,3.(2015浙江10月选考,17,5分)(1)(多选)在“探究求合力的方法”实验中,下列器材中必须要用 的是 。 (2)下列两个学生实验中,必须要测量质量、时间和位移的是 。,A.用打点计时器测速度 B.探究加速度与力、质量的关系,答案 (1)BD (2)B,解析 (1)需要弹簧测力计测力的大小,需要用刻度尺作力的图示。(2)用打点计时器测速度不 需要测质量,故B正确。,1.(2019浙江4月选考,17,5分)采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。 (1)实验时需要下列哪个器材 。 A.弹簧秤 B.重垂线 C.打点计时器 (2)做实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列的一些 操作要求,正确的是 。 A.每次必须由同一位置静止释放小球 B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置 C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触,考点二 力学实验,D.记录的点应适当多一些 (3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,记录下如图所示的频闪 照片。在测得x1,x2,x3,x4后,需要验证的关系是 。已知频闪周期为 T,用下列计算式求得的水平速度,误差较小的是 。 A. B. C. D.,答案 (1)B (2)ACD (3)x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1 D,解析 (1)实验时需要重垂线来确定竖直方向,不需要弹簧秤和打点计时器,故选B。(2)实验时 每次必须由同一位置静止释放小球,以保证小球到达最低点的速度相同,选项A正确;每次不一 定严格地等距离下降记录小球位置,选项B错误;小球运动时不应与木板上的白纸相接触,否则 会改变运动轨迹,选项C正确;记录的点应适当多一些,以减小误差,选项D正确。(3)因相邻两位 置的时间间隔相同,则小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,满足:x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1;由小球 最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求得的水平速度误差较小,则用 计算式求得的 水平速度误差较小,故选D。,2.(2018浙江11月选考,17,5分)(1)在“探究求合力的方法”的实验中,下列操作正确的是 (多选)。 A.在使用弹簧秤时,使弹簧秤与木板平面平行 B.每次拉伸橡皮筋时,只要使橡皮筋伸长量相同即可 C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D.描点确定拉力方向时,两点之间的距离应尽可能大一些 (2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,两个相同的小车放在光滑水平板上,前段各 系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板 擦按住小车后的细线和抬起来控制,如图1所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使 小车做匀加速直线运动的力。 图1 图2,请指出图2中错误之处: 。 调整好装置后,在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2,则两车的加速度之比为 。,答案 (1)AD (2)拉小车的细绳与木板没有平行,托盘和砝码的总质量m没有远小于小车的质 量M (3)x1x2,解析 (1)弹簧秤是否与木板平面平行,将会影响弹簧秤的读数,即力的大小,A正确;两次拉橡 皮筋,要使橡皮筋的结点到达同一位置,并不是两次拉橡皮筋的伸长量相同,也不一定橡皮条要 在两细线的夹角平分线上,B、C错误;在记录力的方向时,同一细绳方向的两点要远些,作图时 产生的角度误差会减小,D正确。 (2)实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力,则必须满足托盘 和砝码的总质量远远小于小车的质量,从图2可知托盘的质量150 g,小车的质量200 g,达不到要 求;拉小车的细绳与木板没有平行也是错误之处; 两小车的运动时间相同,根据位移时间公式x= at2可得 = = 。,3.(2018浙江4月选考,17,5分)(1)用图1所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验时,除了 图中已给出的实验器材外,还需要的测量工具有 (填字母);,图1,A.停表 B.天平 C.刻度尺 D.弹簧测力计 (2)用图2所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时,释放重物前有下列操作,其中正确的是 (填字母);,A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 B.手提纸带任意位置 C.使重物靠近打点计时器 图2 (3)图3是小球做平抛运动的频闪照片,其上覆盖了一张透明方格纸。已知方格纸每小格的边,长均为0.80 cm。由图可知小球的初速度大小为 m/s(结果保留两位有效数字)。 图3,答案 (1)C (2)AC (3)0.660.74,解析 (1)“探究功与速度变化的关系”实验利用单根橡皮筋做的功作为功标定的单位,因此 不需要天平,只需要刻度尺来测长度,间接得到速度即可。故选C。 (2)两个限位孔的作用是通过两点确定一条直线,从而保证纸带保持竖直,同时靠近打点计时器 释放重物,可以尽可能多地利用纸带,得到更多数据,减小实验误差,而手应提纸带上端使整条 纸带保持竖直,故A、C正确,B错误。 (3)设时间间隔为T,根据频闪照片有2x=gT2,v0T=3.5x,x=0.80 cm,可得v0=0.70 m/s。,4.(2017浙江11月选考,17,5分)在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中, (1)下列仪器需要用到的是 (多选); (2)下列说法正确的是 (多选); A.先释放纸带再接通电源 B.拉小车的细线应尽可能与长木板平行,C.纸带与小车相连端的点迹较疏 D.轻推小车,拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡 (3)如图所示是实验时打出的一条纸带,A、B、C、D为每隔4个点取的计数点,据此纸带可知 小车在D点的速度大小为 m/s(小数点后保留两位)。,答案 (1)AD (2)BD (3)0.210.01,解析 (1)本实验通过打点纸带求物体的加速度,需要改变小车或重物的质量,通过控制变量法 研究加速度与质量、合外力之间的关系,所以选择仪器A、D。 (2)实验时应先接通电源,后释放小车,为了保证细线拉力不被分解,细线要与木板平行,所以选 项A错误、B正确;纸带与小车相连端的点迹较密,选项C错误;当摩擦力被平衡后,轻推小车,小 车将匀速下滑,故选项D正确。 (3)vD= =0.205 m/s0.21 m/s。,5.(2017浙江4月选考,17,5分)在“研究平抛运动”实验中, (1)图1是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法。坐标原点 应选小球在斜槽末端点时的 位置。 图1 A.球心 B.球的上端 C.球的下端 (2)(多选)在此实验中,下列说法正确的是 。 A.斜槽轨道必须光滑,B.记录的点应适当多一些 C.用光滑曲线把所有的点连接起来 D.y轴的方向根据重垂线确定,(3)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作 的是 。 图2 A.释放小球时初速度不为0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端不水平 (4)图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是 。 图3,答案 (1)B (2)BD (3)C (4)B,解析 (1)坐标原点应选小球在斜槽末端上方小球的上端,所以选B。 (2)实验过程中,斜槽不一定光滑,只要能够保证从同一位置静止释放,即使轨道粗糙,摩擦力做 功是相同的,离开斜槽末端的速度就是一样的,所以A错。记录的点适当多一些,能够保证描点 误差较小,光滑曲线并一定不能通过所有的点,选项B正确,C错误。y轴必须是竖直方向,可用重 垂线确定,选项D正确。 (3)由图可知斜槽末端不水平,才会造成小球做斜抛运动,故选C。 (4)瓶中插入另一根吸管,目的是保证水流流速不随瓶内水面下降而减小,从而能够得到稳定的 细水柱,所以选B。,6.(2016浙江10月选考,17,5分)车速度随时间变化的规律”实验中 (1)(多选)下列说法中不正确或不必要的是 (填字母)。 A.长木板一端必须垫高,使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动 B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,后释放小车 D.选择计数点时,必须从纸带上第一个点开始 (2)图1是实验中打下的一段纸带,算出计数点2的速度大小为 m/s,并在图2中标出,其 余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出。 (3)作图并求得小车的加速度大小为 m/s2。 图1 图2,答案 (1)AD (2)见解析 (3)1.46 m/s2,解析 (1)探究小车的速度随时间变化的规律时,并没有要求小车所受合外力的大小等于细线 上的拉力大小,即A选项不是必要的。在处理纸带时,常常将前面的点去掉,从清晰可辨的点中 取点后处理实验数据,所以D选项也不是必要的。B、C选项都是必要的。因此答案为A、D。 (2)根据题图1可知x1=3.80 cm,x3=15.70 cm,根据题图2可知两相邻计数点间时间间隔T=0.1 s,所 以v2= 0.60 m/s,描点如图所示。 (3)如图所示,图线斜率即加速度a1.46 m/s2。,1.(2019浙江4月选考,18,5分)小明想测额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电功率的电 路(如图)。 (1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的 导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至 8点”)。 (2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图所 示,则电流为 A,此时小灯泡的功率为 W。,考点三 电学实验,(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00 V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸 上记录了下列数据,你认为最有可能的是 。 A.0.08 A B.0.12 A C.0.20 A,答案 (1)1点至4点 (2)0.30 0.75 (3)C,解析 (1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是1点 至4点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路。 (2)由表盘刻度可知,电流表读数为0.30 A;则灯泡的额定功率:P=IU=0.302.5 W=0.75 W。 (3)若灯泡电阻不变,则由R= = = ,解得I1=0.12 A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值 越小,则通过灯泡的电流要大于0.12 A,则选项C正确。,2.(2018浙江11月选考,18,5分)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx,小明设计了如图所 示的电路。 图1 (1)实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接,发 现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接 (选填“a点”或 “b点”),按此连接测量,测量结果 (选填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真实 值。 (2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线。你认为正确的是 (选填 “”或“”),并由图线求出电阻Rx= 。(保留两位有效数字),图2,答案 (1)a点 小于 (2) 7.5,解析 (1)电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,而电流表示数基本不变,说明电压表分 流较小,可以忽略,故采用电流表外接法,即c接a点;电压表测量的电压为准确值,但电流表测量 的电流为通过电阻和电压表的电流之和,即电流测量值偏大,根据R= 可得电阻测量值偏小。 (2)因为电压表测量的是被测电阻两端电压,所以当其两端电压为零时,电流也为零,故图线 正确;图像的斜率表示电阻,故Rx= =7.5 。,3.(2018浙江4月选考,18,5分)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,正确的操作顺 序是 (填字母); A.把选择开关旋转到交流电压最高挡 B.调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点 C.把红、黑表笔分别接在Rx两端,然后读数 D.把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触 E.把红、黑表笔分别插入多用电表“+”、“-”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指0 (2)小明正确操作后,多用电表的指针位置如图所示,则Rx= ;,(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大,采用伏安法测量。 现有实验器材如下:电源(电动势3 V,内阻可忽略),电压表(量程3 V,内阻约3 k),多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡,对应的内阻约40 、4 和0.4 ),滑动变阻器RP(010 ),定值 电阻R0(阻值10 ),开关及导线若干。 测量铅笔芯的电阻Rx,下列电路图中最合适的是 (填字母),多用电表选择开关应置于 挡。,答案 (1)EDBCA (2)2.83.0 (3)B 250 mA,解析 (1)利用多用电表测电阻的整个流程:机械调零选挡红黑表笔短接欧姆调零读 数置于OFF挡或者交流电压最高挡。 (2)多用电表刻度盘读数为“2.9”,挡位为1,因此读数为2.91 =2.9 。 (3)首先根据分压接法排除D。比较电压表、电流表、电阻的阻值,不管多用电表选择哪个挡, 待测电阻都偏小,所以选电流表外接法,排除A。B、C主要的差别在于电压表的偏转量不同,C 的接法,按串联分压规律知道,就算滑动变阻器滑片移到最右端,电压表偏转量也很小,读数误 差较大,因此C错误。B接法测出串联总阻值后减去定值电阻阻值即可得出铅笔芯的电阻值。 电源电动势为3 V,B中待测部分电阻约为13 ,因此估计电流比250 mA略小,故选250 mA挡位, 而且内阻只有0.4 ,也符合要求。,4.(2017浙江11月选考,18,5分)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时,为防止电 流过大而损坏器材,电路中加了一个保护电阻R0。根据如图1所示电路图进行实验时, 图1 (1)电流表量程应选择 (填“0.6 A”或“3 A”),保护电阻应选用 (填“A” 或“B”); A.定值电阻(阻值10.0 ,额定功率10 W) B.定值电阻(阻值2.0 ,额定功率5 W) (2)在一次测量中电压表的指针位置如图2所示,则此时的电压为 V;,图2 (3)根据实验测得的5组数据所画出的U-I图线如图3所示。则干电池的电动势E= V,内阻 r= (小数点后保留两位)。 图3,答案 (1)0.6 A B (2)1.210.01 (3)1.450.01 0.500.05,解析 通过U-I图像可知,电流表量程应选择0.6 A。 根据电压表读数方法可知电压表读数为1.20 V。 通过图像可知E=1.45 V,r+R0= =2.5 ,所以保护电阻应选用B,内阻r=0.5 。,5.(2016浙江10月选考,18,5分)“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,要求采用分压电路,电流 表外接。小王的连线如图1所示,闭合开关S前请老师检查,老师指出图中标示的、两根连 线有一处错误,错误连线是 (填“”或“”);图中标示的、和三根连线有 一处错误,错误连线是 (填“”、“”或“”)。小王正确连线后,闭合开关S 前,应将滑动变阻器滑片C移到 处(填“A”或“B”)。闭合开关S,此时电压表读数为 V。缓慢移动滑片C至某一位置时,电流表指针如图2所示,电流表的示数为 A。,图1 图2,答案 A 0 0.32,解析 本题考查了测量小灯泡伏安特性曲线的电路图以及基本实验操作。本实验的电路图 如下: 应该采用分压式、外接法,所以、两根导线有问题。 实验开始时为了保证实验仪器的正常使用,需要将C移到最左端,即A处;开关闭合后,电压表读 数为0 V。 电流表的分度值为0.02 A,读数为0.32 A。,6.(2016浙江4月选考,18,5分)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡额定电压为2.5 V、电流为0.3 A。 图甲,(1)部分连线的实物如图甲所示,请完成实物连接图; (2)某次实验中,当电流表的示数为0.18 A,电压表的指针如图乙所示,则电压为 V,此时小 灯泡的功率是 W; (3)正确测量获得的伏安特性曲线是下列图像中的 (填字母)。,图乙,答案 (1)如图所示 (2)1.481.50均可 0.27 (3)C,解析 (1)本实验小灯泡电阻较小,采用电流表外接法,因为要描绘伏安特性曲线,电压要从零 开始调节,所以变阻器采用分压式接法。 (2)电压表读数为1.49 V,由P=UI得,小灯泡功率为0.27 W。 (3)随着电压和电流的增大,小灯泡功率增大,温度升高,电阻值也增大,故图线如C所示。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点一 基本仪器的使用,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1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg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9.80 m/s 2,此弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)。,答案 3.775 53.7,解析 本题考查游标卡尺的读数方法和胡克定律。此标尺为二十分度的标尺,精确度为0.05 mm,读数=整毫米数(主尺)+n精确度,所以读数为37 mm+150.05 mm=37.75 mm=3.775 cm。 当托盘中放入砝码稳定时,弹簧的伸长量x=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm。由平衡条件 得F=mg,由胡克定律得F=kx,联立得k=53.7 N/m。,2.(2015海南单科,11,6分)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和 高度,测量结果如图(a)和图(b)所示。该工件的直径为 cm,高度为 mm。 图(a) 图(b),答案 1.220 6.860,解析 图(a)为20分度的游标卡尺,其精度为0.05 mm。主尺读数为12 mm,游标尺上第4条刻线 与主尺上的一条刻线对齐,故测量结果为12 mm+40.05 mm=12.20 mm=1.220 cm。螺旋测微 器的精度为0.01 mm,由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm,可动刻度读数为“36.0”,故工件的高 度为6.5 mm+36.00.01 mm=6.860 mm。,1.(2019课标,22,5分)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行 探究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率 为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个 点中,打点计时器最先打出的是 点。在打出C点时物块的速度大小为 m/s(保 留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为 m/s2(保留2位有效数字)。,考点二 力学实验,答案 A 0.233 0.75,解析 本题考查利用打点计时器探究匀变速直线运动的速度和加速度的关系,以及考生处理 实验数据的能力,体现了以科学态度进行科学探究的核心素养。 物块沿倾斜的木板加速下滑时,纸带上打出的点逐渐变疏,故A点为先打出的点。 vC= = m/s=0.233 m/s a= = m/s2 0.75 m/s2,易错警示 本题相邻两计数点之间还有4个打出的点未画出,故T=50.02 s=0.1 s,不可用T=0.02s 计算。,2.(2019北京理综,21,18分)用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定 在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上,由于挡板靠近硬 板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放 钢球。如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。 图1 (1)下列实验条件必须满足的有 。 A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平,C.挡板高度等间距变化 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 (2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 图2 a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的 (选填“最上端”、 “最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时 (选填“需要” 或者“不需要”)y轴与重垂线平行。 b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C,三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则 (选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为 (已知 当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。 (3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案。其中可行的是 。 A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹 B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛 运动轨迹 C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸 上留下笔尖的平抛运动轨迹 (4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它 们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体 。 A.在水平方向上做匀速直线运动 B.在竖直方向上做自由落体运动 C.在下落过程中机械能守恒,(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远。如果速 度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。 同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原 因。,答案 (1)BD (2)a.球心 需要 b.大于 x (3)AB (4)B (5)见解析,解析 本题考查研究平抛运动实验,突出考查了实验分析及探究能力,体现了科学探究、科学 推理的素养要素。 (1)研究平抛运动实验,必须满足的条件是钢球以相同的初速度沿水平方向抛出,则无论斜槽是 否光滑,只要每次从同一位置无初速度释放钢球,且斜槽轨道末端水平,钢球抛出的初速度就相 同且沿水平方向,A项错误,B、D项正确;实验只需用平滑曲线表示轨迹,挡板高度无需等间距 变化,故C项错误。 (2)a.因为每次压点痕迹位于水平正对球心的位置,故静置于Q点的钢球球心对应的白纸上的 位置为原点。坐标系以水平方向为x轴,竖直方向为y轴,故需要y轴与重垂线平行。 b.在竖直方向上,若初速度为零,则满足 = ,当竖直方向初速度大于零时,则满足 ;根据y2 - y1=gt2得t= ,而v0= ,得v0=x 。 (3)水由细管管口水平喷出后,可以看成水做平抛运动,故此法可得到平抛运动轨迹,A项正确; 平抛小球频闪照片取圆心点做的记录点与实验中的痕迹点一致,故B项正确;铅笔做平抛运动 时,因为没有水平压力作用,笔尖不会在白纸上留下平抛运动轨迹,故C项错误。,(4)因为平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动,由运动的 独立性原理可知平抛物体的飞行时间t= 由下落高度决定,所以伽利略的推断揭示了平抛 物体在竖直方向上做自由落体运动,故B项正确,A、C项错误。 (5)物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力重力,物体做平抛运动;随着物体 初速度增大,运动范围变大,引力不能再看作恒力;当物体初速度达到第一宇宙速度时,它就围 绕地球做圆周运动而成为地球卫星。,试题分析 题目梯度明显,层次清晰,突出了学科特点,体现了学科思想。,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),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=9.80 m/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)g g (4)0.40,解析 本题考查物体的平衡、滑动摩擦力的计算及分析图像的能力。 (1)由图可知弹簧秤的读数为2.75 N。 (2)画图线时应使尽可能多的点落在线上,不在线上的点应均匀分布在线的两侧。 (3)以木块和砝码为研究对象,整体水平方向受木板的滑动摩擦力和细线的拉力,f=(M+m)g,整 理得f=mg+Mg,故f-m图线的斜率k=g。 (4)由图知k=3.9 N/kg,故= =0.40。,4.(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=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。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) (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,解析 本题考查自由落体运动的应用。 (2)(3)木尺做自由落体运动,由位移公式可得L-L1= gt2,解得t= = s=0.20 s,5.2018天津理综,9(2)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板 一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干 个)。 具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有 。 A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同 C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度 D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标 度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利 的是 。,答案 BC B,解析 本题考查“验证力的平行四边形定则”实验。 橡皮条的弹力方向不需要在两绳套夹角的角平分线上,选项A错误;重复实验,结点O的位置 与上次实验无关,可以不同,选项B正确;使用测力计时,为避免弹簧与外壳的摩擦,要求施力方 向应沿测力计轴线方向,读数时视线应正对测力计刻度,选项C正确;拉力小于弹簧测力计的量 程即可,选项D错误。 “验证力的平行四边形定则”实验中,在不超测力计量程的前提下,拉力应尽量大些;确定拉 力方向时,所描点应与O点的距离大些;两绳套夹角不能过大或过小;作力的图示时,所选标度越 小,精度越高。综上所述,应选B。,知识拓展 在“验证力的平行四边形定则”实验中,选取合适的标度,按比例作平行四边形,求 F1和F2的合力,而力F方向应与橡皮条方向共线。,以下为教师用书专用(68),6.(2019课标,22,5分)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材 有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。回答 下列问题: 图(a) (1)铁块与木板间动摩擦因数= (用木板与水平面的夹角、重力加速度g和铁块下滑 的加速度a表示)。 (2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使=30。接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块,从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。图中的点为计 数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80 m/s2。可以计算出铁块 与木板间的动摩擦因数为 (结果保留2位小数)。 图(b),答案 (1) (2)0.35,解析 本题考查牛顿第二定律及考生的实验探究能力,体现了科学探究与科学推理的核心素 养。 (1)对铁块,根据牛顿第二定律得mg sin -mg cos =ma,解得= 。 (2)利用逐差法可得a= m/s2=1.97 m/s2,由于=30,g=9.80 m/s2, 则=0.35。,解题关键 1.利用牛顿第二定律列方程得出的表达式。2.认真读题,注意g用9.80 m/s2来计算, 而不能习惯性用10 m/s2来计算。3.利用逐差法,精准计算加速度值。,7.(2019课标,22,5分)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。 实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔 0.1 s拍1幅照片。 (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是 。(填正确 答案标号) A.米尺 B.秒表 C.光电门 D.天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。 答: 。 (3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,则该地 的重力加速度大小为g= m/s2。(保留2位有效数字),答案 (1)A (2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺 (3)9.7,解析 本题考查了匀变速直线运动中数据的处理与加速度的计算,考查了学生的实验能力,体 现了科学思维中模型建构、科学推理等素养要素,渗透了科技进步的价值观念。 (1)运动时间可由相机拍照的时间间隔来确定,不需要秒表与光电门。本实验中不需要测量小 球的质量,故不需要天平。但需测量小球下落的距离,故需要米尺。 (2)由于不知照相机的放大倍数,故不能通过测量小球在照片上下落的距离来获得小球的实际 下落距离,所以只能将米尺与小球的运动拍摄在同一张照片中。因小球做自由落体运动,故米 尺只能竖直放置。 (3)由x=gT2得当地的重力加速度的大小为g= = m/s2=9.7 m/s2。,方法诠释 纸带问题及类纸带问题中求物体运动的加速度,当只有两个连续数据时,可利用x= aT2求解;当只有两个不连续的数据时,可利用xm-xn=(m-n)aT2计算;而当给定多个连续数据时,则 需采用逐差法计算。,8.(2017课标,22,5分)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器” 计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推 一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续 的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) 图(a) 图(b),(1)由图(b)可知,小车在桌面上是 (填“从右向左”或“从左向右”)运动的。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的 速度大小为 m/s,加速度大小为 m/s2。(结果均保留2位有效数字),答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.037,解析 本题考查研究匀变速直线运动。(1)由于小车获得速度后在摩擦力作用下减速运动,故 相邻水滴间的距离逐渐减小,结合图(b)可知小车向左运动。(2)由题意知,30 s内滴下46滴水,共 45个时间间隔,故相邻两滴水的时间间隔T= s= s。由匀变速直线运动中平均速度等于中 间时刻的瞬时速度可得vA= mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小车运动的加速度为a= mm/s2=0.037 m/s2。,1.(2019课标 ,23,10分)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流 表。该同学测得微安表内阻为1 200 ,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改 装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后 的电表)。 图(a) 图(b),考点三 电学实验,(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。 (2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改 装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号),图(c) A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA (3)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号) A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 C.R值计算错误,接入的电阻偏小 D.R值计算错误,接入的电阻偏大,(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换 为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。,答案 (1)连线如图所示 (2)C (3)AC (4),解析 本题考查了电学实验中的电表改装的相关知识;考查了考生的实验能力、分析推理能 力,体现了物理核心素养中的科学探究要素,以及科学态度与责任。 (1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装,故应将定值电阻R与微安表并联。实物连 线如答案图所示。 (2)当标准毫安表示数为16.0 mA时,微安表示数为0.16 mA,故当微安表指针满偏时,测量的电 流值应为25 mA,选项C正确。 (3)出现上述现象的原因可能有两个:一是并联电阻R偏小;二是微安表内阻测量值偏小。故选 A、C。 (4)设微安表内阻为R0,满偏电流为I0,改装成量程为I的电流表时并联电阻R= R0,故I=25 mA 与I=20 mA对应的并联电阻的关系为R= R,代入数值得k= = 。,2.(2018课标 ,23,10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 80 范围内某热敏 电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 时 的阻值)为900.0 ;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表 (量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 ), 滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 );电阻箱R2(阻值范围0999.9 );单刀开关S1,单刀双掷开关S2。 图(a) 实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1,的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接 通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相 应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 。实验得到的R2-t数据见下表。,回答下列问题: (1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端; (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线; 图(b),图(c) (3)由图(b)可得到RT在25 80 范围内的温度特性。当t=44.0 时,可得RT= ; (4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为 ,则手心温度为 。,答案 (1)b (2)如图所示 (3)450 (4)620.0 33.0,解析 本题考查替代法测电阻、绘图能力及电阻箱的读数等。 (1)滑动变阻器是限流式接法,S1闭合前,滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的 位置,即b端。 (2)由题给数据描完点后,观察这些点的分布规律,应画一条平滑曲线,让尽可能多的点落 在线上,不在线上的点要均匀分布在线的两侧。 (3)由R2-t图线知,当t=44.0 时,RT=450 。 (4)电阻箱的读数为(6100+210+01+00.1)=620.0 ,由R2-t图像知,当R2=620.0 时,t= 33.0 。,3.(2018课标,22,6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100 A,内 阻 900 );电阻箱R1(阻值范围0 999.9 );电阻箱R2(阻值范围0 99 999.9 );导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。 回答下列问题: (1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的 接线柱。 (2)电阻箱的阻值应取R1= ,R2= 。(保留到个位),答案 (1)如图所示 (2)100 2 910,解析 本题考查电表的改装。 将量程为100 A的微安表头改装成量程为1 mA的直流电流表,应并联一个分流电阻,分流电阻 的阻值为 =100 ,选用R1;再串联一分压电阻可改装成量程为3 V的电压表,分压电阻的阻 值为 = =2 910 ,选用R2。,规律总结 电表改装的原理 应用并联分流的规律改装电流表;应用串联分压的规律改装电压表。,4.2019天津理综,9(3),8分现测定长金属丝的电阻率。 某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是 mm。 利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约 为100 ,画出实验电路图,并标明器材代号。 电源E (电动势10 V,内阻约为10 ) 电流表A1 (量程0250 mA,内阻R1=5 ) 电流表A2 (量程0300 mA,内阻约为5 ) 滑动变阻器R (最大阻值10 ,额定电流2 A) 开关S及导线若干 某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电 阻的计算式Rx= 。从设计原理看,其测量值与真实值相比 (填“偏大”、 “偏小”或“相等”)。,答案 0.200(0.1960.204均可) 如图 相等,解析 本题考查测定金属丝电阻率的电路设计及对应的实验原理、误差分析,考查了学生的 实验设计能力和综合分析能力,体现了实验探究中问题、证据、解释的素养要素。 螺旋测微器的分度值为0.01 mm,需要估读一位,故读数为0.200 mm。 因为R的最大阻值比Rx小得多,所以滑动变阻器必须采用分压式接法。因为电流表A1的内阻 R1有确定值,所以可把A1与金属丝并联,使A1起到电流表和电压表的双重作用。电路图见答 案。 由电路图可得Rx= = ,本设计方案无系统误差,故测量值等于真实值。,知识链接 国际单位制中的力学基本单位为kg、m、s,由物理规律(公式),以基本单位为基础 推导出的单位为导出单位。,方法技巧 测定玻璃的折射率实验中处理数据的方法是转化法,将角度的测量巧妙地转化为 长度的测量,既便于测量,又可以提高实验的精确度,妙哉!,温馨提示 当电流表内阻为确定值时,电流表可起到双重作用,当流过的电流为I时,其两端电 压U=IRA;同理,当电压表内阻为确定值时,电压表也可起到双重作用,当示数为U时,流过它的电 流I= 。,