高三物理二轮复习：专题二物理实验

第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 1 专题二 物理实验专题二 物理实验 1 在研究弹簧的形变与外力关系的实验中 将弹簧水平放 置测出其自然长度 然后竖直悬挂让其自然下垂 在其下 端竖直向下施加外力 F 实验过程是在弹簧的弹性限度内 进行的 用记录的外力 F 与弹簧的形变量 x 作出 F x 图线 如图所示 由图可知弹簧的劲度系数为 k N m 图 线不过原点的原因是由于 2 某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律 已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz 当地重力加速度大小为 g 9 80m s2 实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带 如图乙所示 纸带上的第一个点记为 O 另选连续的三个点 A B C 进行测量 图中给出了这 三个点到 O 点的距离 hA hB和 hC的值 回答下列问题 计算结果保留 3 位有效数字 1 打点计时器打 B 点时 重物速度的大小 vB m s 2 通过分析该同学测量的实验数据 他的实验结果是否验证了机械能守恒定律 简要说明 分析的依据 3 在 探究单摆的周期和摆长的关系 实验中 1 下列说法正确的是 和 填选项序号字母 A 悬线越短越好 B 悬线上端固定且摆角要小 C 摆球应在竖直平面内摆动 D 摆球摆至最高点时开始计时 2 以摆球通过平衡位置时开始计时 用停表记下摆球通过平衡位置 N 次所用的时间 t 则单 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 2 摆周期 T 用米尺量出悬线的长度 L0 用游标卡尺量出摆球的直径 d 则摆长 L 3 根据记录的数据 在坐标纸上以 T 为纵轴 L 为横轴 作出 T L 图像 发现图线是曲线 然 后尝试以 T2为纵轴 L 为横轴 作出 T2 L 图像 发现图线是一条过原点的倾斜直线 由此得出 单摆做简谐运动的周期和摆长的关系是 A T B T2 1 1 C T LD T2 L 4 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 某同学的实验情况如图甲所示 其中 A 为固定 橡皮筋的图钉 O 为橡皮筋与细绳的结点 OB 和 OC 为细绳 图乙是在白纸上根据实验结果 画出的图 1 图乙中的 是力 F1和 F2的合力的理论值 是力 F1和 F2的合力的实际测 量值 2 在实验中 如果将细绳也换成橡皮筋 那么实验结果是否会发生变化 答 选填 会 或 不会 为什么 答 3 本实验采用的 科学方法是 A 理想实验法 B 控制变量法 C 等效替代法D 建立物理模型法 5 如图甲所示 某组同学借用 探究 a 与 F m 之间的定量关系 的相关实验思想 原理及 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 3 操作 进行 研究合外力做功和动能变化的关系 的实验 1 为达到平衡阻力的目的 取下细绳及托盘 通过调整垫片的位置 改变长木板倾斜程度 根据打出的纸带判断小车是否做 运动 2 连接细绳及托盘 放入砝码 通过实验得到图乙所示的纸带 纸带上 O 为小车运动起始 时刻所打的点 选取时间间隔为 0 1s 的相邻计数点 A B C D E F G 实验时小车所 受拉力为 0 2N 小车的质量为 0 2kg 请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 Ek 补填表中空格 结果保留至小数点 后第四位 O BO CO DO EO F W J0 043 20 057 20 073 40 091 5 Ek J0 043 00 057 00 073 40 090 7 分析上述数据可知 在实验误差允许的范围内 W Ek 与理论推导结果一致 3 实验前已测得托盘质量为 7 7 10 3kg 实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为 kg g 取 9 8m s2 结果保留至小数点后第三位 6 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律 实验装置如图甲所示 在气垫导 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 4 轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A B 滑块 P 上固定一宽度为 d 的遮光条 若 光线被遮光条遮挡 光电传感器会输出高电压 两光电传感器采集数据后与计算机相连 滑 块在细线的牵引下向左加速运动 遮光条经过光电传感器 A B 时 通过计算机可以得到如 图乙所示的电压 U 随时间 t 变化的图线 1 实验前 接通气源 将滑块 不挂钩码 置于气垫导轨上 轻推滑块 当图乙中的 t1 t2 选填 或 时 说明气垫导轨已经水平 2 滑块 P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为 m 的钩码 Q 相连 将滑块 P 由图甲所 示位置释放 通过计算机得到的图像如图乙所示 若 t1 t2 m 和 d 已知 要验证滑块和 钩码组成的系统机械能是否守恒 还应测出 和 写出物理量的名称及符号 7 在 探究功与速度变化的关系 的实验中 1 利用甲图装置 小车在橡皮筋的作用下运动 下列 4 条纸带中最符合实验要求的是 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 5 2 某同学对该实验进行了更改 如图乙 把橡皮筋的固定点改为 A 点 操作如下 a 将打点计时器固定在一块平板上 让纸带的一端夹在小车后端 另一端穿过打点计时器 将平板安装有打点计时器的一端适当垫高 调整高度 直至轻推小车后小车 b 将橡皮筋固定在小车前端 拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处 记下小车位置 接通打点计时器电源 释放小车 c 用 2 条 3 条 4 条 5 条 6 条橡皮筋分别代替 1 条橡皮筋重做实验 d 在上述实验中打出的 6 条纸带中 分别找出小车开始近似做匀速运动的点 并分别测出匀 速运动时的速度 v1 v2 v3 v4 v5 v6 相关数据见下表 实验次数条数速度 m s 1速度平方 m2 s 2 111 281 64 221 753 06 332 104 41 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 6 442 265 11 552 687 18 662 968 76 请把操作步骤 a 补充完整 用 W0表示一条橡皮筋做的功 请在坐标纸上画 W v2图像 根据你画的 W v2图像 你认为该同学第 次实验操作出现了问题 问题在于该次实 验时小车释放的位置距离较 选填 远 或 近 8 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 实验装置如图 1 下列说法哪一个是错误的 填选项前的字母 A 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时 应放上单缝和双缝 B 测量某条干涉亮纹位置时 应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐 C 为了减少测量误差 可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距离 a 求出相邻两条亮纹间距 x 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 7 a 1 2 测量某亮纹位置时 手轮上的示数如图 其示数为 mm 9 一块玻璃砖有两个相互平行的表面 其中一个表面是镀银的 光线不能通过此表面 现 要测定此玻璃的折射率 给定的器材还有 白纸 铅笔 大头针 4 枚 P1 P2 P3 P4 带有刻度的直角三角板 量角器 实验时 先将玻璃砖放到白纸上 使上述两个相互平行的 表面与纸面垂直 在纸面上画出直线 aa 和 bb aa 表示镀银的玻璃表面 bb 表示另 一表面 如图所示 然后 在白纸上竖直插上两枚大头针 P1 P2 位置如图 用 P1 P2的连 线表示入射光线 为了测量折射率 应如何正确使用大头针 P3 P4 试在题图中标出 P3 P4的位置 然后 移去玻璃砖与大头针 试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入 射角1 与折射角 2 简要写出作图步骤 写出用 1 2 表示的折射率公式为 n 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 8 10 在 测定电源的电动势和内阻 的实验中 有以下器材 A 待测干电池组 E 电动势约为 4 5V 内阻 r 约 2 B 电压表 量程 3 V 内阻很大 C 电流表 量程 0 5 A 内阻很小 D 滑动变阻器 0 20 E 电阻箱 R0 0 999 9 用作定值电阻 F 电键 导线若干 1 图甲中 电阻箱面板显示其阻值 R0 2 图乙为用以上器材连接的不完整的电路 为完成实验 请在乙图中补画出一根导线构成 完整实验电路 3 利用实验测得的多组电压表示数和对应的电流表示数 绘出了如图丙所示的 U I 关系图 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 9 线 若图线在 U 轴的截距为 U0 在 I 轴的截距为 I0 则可以求得电池组电动势 E 内 阻 r 用给定的物理量符号表示 11 实际电压表内阻并不是无限大 可等效为理想电压表与较大的电阻的并联 测量一只量 程已知的电压表的内阻 器材如下 待测电压表 量程 3V 内阻约 3k 待测 一只 电流表 量程 3A 内阻 0 01 一只 电池组 电动势约为 3V 内阻约 1 滑动变阻器一个 变阻箱 可以读出电阻值 0 9999 一个 开关和导线若干 某同学利用上面所给器材 进行如下实验操作 1 该同学设计了如图甲 乙两个实验电路 为了更准确地测出该电压表内阻的大小 你认 为其中相对比较合理的是 选填 甲 或 乙 电路 2 用你选择的电路进行实验时 闭合开关 S 改变阻值 记录需要直接测量的物理量 电压表 的读数 U 和 填上文字和符号 3 选择下面的坐标轴 作出相应的直线图线 其中合理的是 A U I B U C R D U R 1 1 4 设直线图像的斜率为 k 截距为 b 请写出待测电压表内阻表达式 RV 12 某同学想用如图甲所示的电路描绘某一热敏电阻的伏安 特性曲线 实验室提供下列器材 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 10 A 电压表V1 0 5 V 内阻约 5 k B 电压表 V2 0 15 V 内阻 30 k C 电流表 A 0 25 mA 内阻约 0 2 D 滑动变阻器 R1 0 10 额定电流 1 5 A E 滑动变阻器 R2 0 1000 额定电流 0 5 A F 定值电阻 R0 G 热敏电阻 RT H 直流电源 电动势 E 6 0V 内阻 r 1 0 I 开关一个 导线若干 1 为了保证实验的安全 滑动变阻器的滑片在开关闭合前应置于 选填 a 端 中 央 或 b 端 2 该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路 得到热敏电阻电压和电流的 7 组数据 如表 请你在坐标纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线 电压 U V 0 01 02 02 43 03 64 0 电流 I mA 0 01 85 88 011 816 020 0 3 由此曲线可知 该热敏电阻的阻值随电压的增大而 选填 增大 或 减小 该同学选择的电压表是 选填 A 或 B 选择 的滑动变阻器是 选填 D 或 E 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 11 4 若将该热敏电阻 RT与一定值电阻 R0和电源组成如图乙所示电路 现测得电路中电流为 15mA 则定值电阻的阻值 R0 13 某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx的阻值 1 现有电源 4V 内阻可不计 滑动变阻器 0 50 额定电流 2A 开关和导线若干以及下 列电表 A 电流表 0 3 A 内阻约 0 025 B 电流表 0 0 6 A 内阻约 0 125 C 电压表 0 3 V 内阻约 3 k D 电压表 0 15 V 内阻约 15 k 为减小测量误差 在实验中 电流表应选用 电压表应选用 选填器材前的字母 实验电路应采用图中的 选填 甲 或 乙 2 如图是测量 Rx的实验器材实物图 图中已连接了部分导线 请根据在 1 问中所选的电 路图 补充完成图中实物间的连线 3 接通开关 改变滑动变阻器滑片 P 的位置 并记录对应的电流表示数 I 电压表示数 U 某次电表示数如图所示 可得该电阻的测量值 Rx 保留两位有效数字 U 第二南开中学 高三物理学案 出题人 wn 审核人 yjm 12 4 若在 1 问中选用甲电路 产生误差的主要原因是 若在 1 问中选用乙电路 产生 误差的主要原因是 选填选项前的字母 A 电流表测量值小于流经 Rx的电流值 B 电流表测量值大于流经 Rx的电流值 C 电压表测量值小于 Rx两端的电压值 D 电压表测量值大于 Rx两端的电压值 5 在不损坏电表的前提下 将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端 随滑片 P 移动距离 x 的增加 被测电阻 Rx两端的电压 U 也随之增加 下列反映 U x 关系的示意图中正确的是 14 使用多用电表测量电阻时 多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 一般为电池 一个电阻和一表头相串联 两个表笔分别位于此串联电路的两端 现需要测量多用电表内 电池的电动势 给定的器材有 待测多用电表 量程为 60mA 的电流表 电阻箱 导线若干 实 验时 将多用电表调至 1 挡 调好零点 电阻箱置于适当数值 完成下列填空 1 仪器连线如图甲所示 a 和 b 是多用电表的两个表笔 若两电表均正常工作 则表笔 a 为 选填 红 或 黑 色 2 若适当调节电阻箱后 图甲中多用电表 电流表与电阻箱的示数分别如图乙