高考物理实验新题特快专递七.doc

2012年高考物理实验新题特快专递七1. (10分）（2012年4月温州二模）某实验小组想探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，实验步骤如下。步骤一：准备器材：刚开封的新电池、电压表(量程3v、内阻较大)、电流表（量程0.6a、内阻很小)、滑动变阻器、电键、导线。步骤二：将电池放在充电器上充电，直到显示充电完毕。步骤三：:甲同学取下电池，将其与其它器材搭配，设计出了图(1)所示的电路。问题1:细心的乙同学发现了图电路中导线的连接有不妥当之处，她发现的是_导线（填导线上的名称）步骤四：导线调整后，改变滑片位置，得到了如下表中的实验数据。步骤五：丙同学在方格纸上建立了直角坐标系，准备画出“ui”图线。他已经描出了两个数据点，如图所示。问题2:请你帮他描出剩余的数据点，并作出“ui”图线。步骤六：分析研究问题3：根据以上研究，可求出通过电池的电流为0.36a时，电池输出功率为 _ w (保留两位有效数字）。 问题4: 丁同学认为，既然是研究电池的输出功率，就应该画出输出功率p随电流i的变化图线，你认为“pi”图线是_(填“直线”或“曲线”）。问题5:乙同学认为调整导线后的实验电路，虽然测出了实验数据，但在搡作过程中存在安全隐患。大家思考后，从实验室又找来了一个定值电阻（阻值约为2)作为保护电阻接入电路，此电路既能测出不同负载下电池的输出功率，又能消除安全隐患，请在图（3）方框内画出他们修改的电路图。1.答案：问题1：e、f问题2：作出的“ui”图线如图所示。问题3：0.61问题4：曲线问题5：他们修改的电路图如图所示。解析：问题1：探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，其设计的电路电压表应与电源并联，测量电源路端电压，导线f另一端应该接电源负极。为了使开关打开后，电压表断电，导线e另一端应该接电流表正接线柱。问题2：根据表格中给出的数据描点，作出“ui”图线如图所示。问题3：通过电池的电流为0.36a时，电源输出电压为1.7v，电池输出功率为p=ui=0.61w。问题4：由p=ui=(e-ir)i=ei-i2r，可知输出功率p随电流i的变化图线是曲线。问题5：保护电阻与滑动变阻器串联后接入电路，可避免电源短路，他们修改的电路图如图所示。2.（2012年4月山东枣庄二模）研究小组通过分析、研究发现，弹簧的弹性势能ep与弹簧形变量x的关系为ep=cxn，其中，c为与弹簧本身性质有关的已知常量；为了进一步探究n的数值，通常采用取对数作函数图象的方法来确定。为此他们设计了如图所示的实验装置，l型长直平板一端放在水平桌面上，另一端放在木块p上；实验开始时，移动木块p到某一位置，使小车可以在板面上做匀速直线运动。弹簧一端固定在平板上端，在平板上标出弹簧未形变时另一端位置o，a点处放置一光电门，用光电计时器记录小车的挡光板经过光电门的挡光时间。 （1）某同学建议按以下步骤采集实验数据，以便作出lgv与lgx的函数图象：a用游标卡尺测出小车的挡光板宽度db用天平称出小车的质量mc用刻度尺分别测出oa距离l，o点到桌面的高度h1，a点到桌面的高度h2d将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺测出弹簧压缩量x；再将小车由静止释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间te改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤d根据实验目的，你认为必须的实验步骤是_； （2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，则小车过a点的速度v= ； （3）取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，根据实验数据描点画出，如图所示的图象。已知该直线与纵轴交点的坐标为（0，a），与横轴交点的坐标为（-b，0）；由图可知，n= 。2.答案：（1）ade（2）d/t（1）2a/b解析：（1）由于是探究弹簧的弹性势能ep与弹簧形变量x的关系为ep=cxn中n的数值，需要测量出x和ep，根据能量守恒定律，弹簧的弹性势能ep等于小车动能，由光电门测出小车速度。因此，根据实验目的，必须的实验步骤是：用游标卡尺测出小车的挡光板宽度d；将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺测出弹簧压缩量x；再将小车由静止释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间t；改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤d。（2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，根据速度定义，则小车过a点的速度v=d/t；（3）由ep=cxn，ep=mv2，联立解得v2=2xn，两边取对数，2lgv=lg(2)+nlgx，变换成lgv=lg(2)+nlgx，由此可知，取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，lgvlgx图线斜率等于n，所以n=2a/b。3.(8分) （2012年4月江苏昆山市模拟）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有 （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量m往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距l和这两点的速度大小v1与v2（v1 v2）则本实验最终要验证的数学表达式为 。（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）3. 答案：（1）天平，刻度尺（2分） （2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）mgl=-（3分）解析：（1）需要用天平称量沙和沙桶的总质量m、滑块质量m；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离。（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，实验时首先要做的步骤是将固定打点计时器的一端稍微垫高，以平衡摩擦力。（3）本实验中沙和沙桶的总重力做功，使滑块动能增大，最终要验证的数学表达式为mgl=-。4（10分）（2012年4月江苏昆山市模拟）发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件它的电路符号如图甲所示，正常使用时，带号的一端接高电势，带一号的一端接低电势某同学用实验的方法测得它两端的电压u。和通过它的电流i的关系数据如下表所示u/v00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.8 3.0i/ma00.40.91.52.33.24.35.46.89.3121519243037(1)在图乙中的虚线框内画出该同学的实验电路图（实验用电压表内阻rv约为10k，电流表内阻rma约为100) ;(2)在图丙中的小方格纸上用描点法画出ui图线(3)若发光二极管的最佳工作电压为2. 0 v，而电源是由内阻不计、电动势为1. 5 v的两节干电池串联而成根据画出的伏安特性曲线上的信息分析，应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态？4答案：（1）实验电路如图所示 (2) 用描点法画出ui图线如图所示(3) 83.3解析：(1)我们知道同时测定二极管上的电流和电压时，有电流表的内接法和外接法两种接法而用滑动变阻器改变电压又有分压式和限流式两种接法画电路前，首先必须对这两个问题作出选择，内、外接法要根据二极管的电阻大小确定，但题目没有直接提供电阻的大致数值。分压还是限流要根据电压调节的需要确定：这两个问题为表格信息的分析提供了方向由欧姆定律分析表格中的每一组数据，可以看出发光二极管的电阻是变化的，变化的范围大约在100500之间与=1000比较，属于小电阻，应采用电流表外接法；又从表格中得到信息，实验时，电压必须从0开始增大，因此滑动变阻器接成分压器的形式(2) 用描点法画出ui图线如图中的曲线所示。 (3)根据串联电路的特点，由ud = eir还可以画出一条发光二极管的伏安特性曲线，该图线是一条直线其物理意义是：它的斜率的绝对值就是需串电阻的数值找出两点即能画出该线因为两条曲线都是二极管必须遵守的，所以实际的工作点必定是它们的交点，按题意应是ud=2 v的点，这可以从已画出的特性曲线上找到，即图中的p点另一点是当i= 0时，ud=e=3 v的点由这两点连成的直线即图中的mn由其mn直线的斜率得应串的电阻为83.3. 5（8分）（2012年4月上海闽行区调研）某同学使用多用电表测量一定值电阻rx的阻值，先把选择开关旋到“1k”档位并调零，测量时指针偏转如图1所示。然后他应通过以下操作完成实验，（1）请你将以下操作过程补充完整：_；_；将两表笔接触待测电阻的两端，从表盘上读出数据，再乘以所选倍率即为所测电阻值；测量结束后，将选择开关旋到“off”挡。（2）为更准确地测量该电阻的阻值，某同学设计了图2所示的电路。其所用器材有：滑动变阻器r0、电阻箱r、电流表a、电源e、单刀双掷开关s各一只，以及导线若干。以上器材均满足实验所需条件。图3为该电路的实物图，其中部分电路已经连接好，请用笔画完成电路实物图的连接。测量时，有同学进行了如下一些操作，请将正确的步骤挑选出来，按正确操作顺序将步骤前的字母写到横线上：_。a根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大；b先将单刀双掷开关掷向b端，调节滑动变阻器，使电流表a的指针指到表盘上某一适当位置，记下a的示数i；c先将单刀双掷开关掷向a端，调节滑动变阻器，使电流表a的指针指到表盘上某一适当位置，记下a的示数i；d再将单刀双掷开关掷向a端，调节滑动变阻器，使电流表a的示数变为i/2；e再将单刀双掷开关掷向b端，同时调节滑动变阻器和电阻箱，使电流表a的示数也为i；f再将单刀双掷开关掷向b端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表a的示数也为i；g记下此时电阻箱接入电路的电阻值，即等于所测电阻值；5答案：.(1)把选择开关旋到“100”档位；将红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；(2)电路实物图的连接如右图所示。a、c、f、g。解析：.(1)先把选择开关旋到“1k”档位并调零，测量时指针偏转如图1所示角度大，说明电阻值较小，应该把选择开关旋到“100”档位；选档后需要重新调整欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处。(2)按照电路图，电路实物图的连接如图所示。此题电路是采用等效替代法测量电阻，也就是，按照电路图连接好电路，先将单刀双掷开关掷向a端，调节滑动变阻器，使电流表a的指针指到表盘上某一适当位置，记下a的示数i；再将单刀双掷开关掷向b端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表a的示数也为i；记下此时电阻箱接入电路的电阻值，即等于所测电阻值；正确操作顺序的步骤为a、c、f、g。6（5分）（2012年5月山东菏泽重点中学联考冲刺卷）用伏安法测量金属丝的电阻（阻值在48之间），现提供图甲所示的实验器材。实验要求获得多组数据，且金属丝上所加的电压须从零开始。（1）请在图甲中选择必要的器材，并进行连线。（2）某次实验测量时，两表均选用小量程。表面刻度及指针如图乙所示，则该金属丝的电阻值为 。6(5分)答案：(1)电路连线图如图所示。(2)5.0。解析：电源必须连接在直流输出上，采用电流表外接电路，滑动变阻器分压接法。电压为2.30v，电流为0.46a，该金属丝的电阻值为r=u/i=5.0。7（8分）（2012年5月山东菏泽重点中学联考冲刺卷）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，得到了一条记录小车运动的纸带，如图所示 （实验所用的交流电频率为50 hz ） 。（1）请在纸带上选取6个测量点并标在纸带上，要求所标的测量点以刻度尺的零点作为起始点，每相邻两个测量点之间还有1个计时器打下的点。每两个相邻测量点之间的间距用表示，利用图中的刻度尺完成对纸带的测量，并填入下表：/cm/cm/cm/cm/cm/cm（2）根据表中的数据绘出速度v与时间t的图象；（3）分析小车的运动情况