高考物理实验专题配套习题及答案

跟踪练习跟踪练习 1 下列关于误差的说法正确的是 填字母 A 误差是实验中产生的错误 B 误差都是由于测量不仔细产生的 C 误差都是由于测量工具不精密产生的 D 任何测量都存在误差 E 实验时认真测量就可以避免误差 F 采用精密仪器 改进实验方法 可以消除误差 G 实验中产生误差是难免的 但可以想办法尽量减小误差 H 多次测量取平均值可以减小偶然误差 I 多次测量取平均值可以减小系统误差 2 甲 乙 丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一物体的长度时 测量的结果分别如下 甲同学 使用游标为 50 分度的卡尺 读数为 12 045cm 乙同学 使用游标为 10 分度的卡尺 读数为 12 04cm 丙同学 使用游标为 20 分度的卡尺 读数为 12 045cm 从这些数据中可以看出读数肯定有错误的是 同学 3 如图 5 22 甲 乙所示 用同一套器材测量铁块 P 与长金属板间的滑动摩擦力 甲图使金属板静止在水平桌面上 用手通过弹簧秤向 右用力 F 拉 P 使 P 向右运动 乙图把弹簧秤的一端固定在墙上 用力 F 水平向左拉金属板 使金属板向左运动 则铁块 P 与金属板 间的滑动摩擦力的大小是 N 图 5 22 图 5 23 4 在 研究平抛物体的运动 的实验中 得到的轨迹如图 5 23 所示 根据平抛运动的规律及图中给出的数据 可计算出小球平抛的初 速度 v0 m s 5 在验证机械能守恒定律的实验中 质量 m 1kg 的重物自由下落 在纸带上打出了一系列的点 如图 5 24 所示 相邻记数点间的时间 间隔为 0 02s 长度单位是 cm g 取 9 8m s2 求 图 5 24 1 打点计时器打下计数点 B 时 物体的速度 vB 保留两位有效数字 2 从起点 O 到打下记数点 B 的过程中 物体重力势能减小量 EP 动能的增加量 Ek 保留 两个有效数字 3 即使在实验操作规范 数据测量及数据处理很准确的前提下 该实验求得的 Ep也一定略大一 Ek 这是实验存在系统误差的必然结果 试分析该系统误差产生的主要原因 6 在测定一节干电池 电动势约为 1 5V 内阻约为 2 的电动势和内阻的实验中 变阻器和电压表各有两个供选 A 电压表量程 为 15V B 电压表量程为 3V A 变阻器为 20 3A B 变阻器为 500 0 2A 电压表应该选 填 A 或 B 这是因为 变阻器应该选 填 A 或 B 这是因为 7 图像结合 利用如图 5 25 所示的电路测量电流表 mA 的内阻 闭合电键 S 当变阻器的滑片滑至 c 处时 测得电流表 mA 和电 压表 V 的示数分别是 40mA 9V 已知图 5 25 中热敏电阻的 I U 关系图线如图 5 26 所示 则电流表 mA 的内阻为 A 0 14 B 85 C 140 D 225 8 如图 5 27 所示 一只黑箱有 A B C 三个接线柱 规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件 并且已知黑箱内的电器元 件是一只电阻和一只二极管 某同学利用多用电表的欧姆挡 用正确的操作方法依次进行了 6 次测量 将每次红 黑表笔的位置和测得 的阻值都填入了下表 红表笔接AABBCC 黑表笔接BCACAB 测得阻值 10010k100k10 1k90190 由表中的数据可以判定 1 电阻接在 两点间 阻值为 2 二极管接在 两点间 其中正极接在 点 二极管的正 向阻值为 反向阻值为 9 双缝实验 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 测量头示意图如图 5 28 所示 调节分 划板的位置 使分划板中心剖线对齐某亮条纹的中心 此时测量头的读数为 mm 转 动手轮 使分划线向一侧移动 到另一条亮条纹的中心位置 由测量头再读出一读数 若实验测得第 一条到第五条亮条纹中心间的距离为 x 0 960mm 已知双缝间距为 d 1 5mm 双缝到屏 的距离为 L 1 00m 则对应的光波波长 nm 图 5 28 图 5 29 10 测折射率 如图 5 29 所示 画有直角坐标系 Oxy 的白纸位于水平桌面上 M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖 其底面的圆心在 坐标原点 直边与 x 轴重合 OA 是画在纸上的直线 P1 P2为竖直地插在直线 OA 上的两枚大头针 P3是竖直地插在纸上的第三枚大头 针 是直线 OA 与 y 轴正方向的夹角 是直线 OP3与 y 轴负方向的夹角 只要直线 OA 画得合适 且 P3的位置取得正确 测出角 便可求得玻璃的折射率 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时 在他画出的直线 OA 上竖直地插上了 P1 P2两枚大头针 但在 y 0 的区域内 不管眼睛 放在何处 都无法透过玻璃砖看到 P1 P2的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到了 P1 P2 的像 确定 P3位置的方法是 若他已正确地测得了 的值 则玻璃的折射率 n 11 油膜实验 在用 油膜法估测分子大小 的实验中 所用油酸酒精的浓度为每 104mL 溶液中有纯油酸 6mL 用注射器测得 1mL 上述溶液为 75 滴 把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里 待水面稳定后 将玻璃板放在浅盘上 用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓形状 再把 玻璃板放在坐标纸上 其形状和尺寸如图 5 30 所示 坐标中正方形方格的边长为 1cm 试求 图 5 27 1 油酸膜的面积是 cm2 2 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL 3 按以上实验数据估测出油酸分子直径为 m 2 3 两问答案取一位有效 数字 12 在一次用单摆测定重力加速度的实验中 图 5 31 甲 的 O 点是摆线的悬挂点 a b 点 分别是球的上沿和球心 摆长L m 图 5 31 图 乙 为测量周期用的秒表 长针转一圈的时间为 30s 表盘上部的小圆共 15 大格 每一大格 1min 该单摆摆动 n 50 次时 长 短针位置如图所示 所用时间 t s 用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为 g 不必代入具体数值 13 电磁打点计时器是一种计时装置 请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题 电磁打点计时器所用电源频率为 50Hz 1 如图 5 32 所示 某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验装置 在光滑水平面上 小车 A 的前端粘有橡 皮泥 小车 A 受到瞬时冲量作用后做匀速运动 与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体 继续做匀速运动 图 5 32 实验得到的打点纸带如图 5 33 所示 小车 A 的质量为 0 4kg 小车 B 的质量为 0 2kg 则碰前两小 车的总动量为 kg m s 碰后两小车的总动量为 kg m s 计算结果保 留三位有效数字 图 5 33 2 在 验证机械能守恒定律 的实验中 某同学用图 5 34 所示装置进行实验 得到如图 5 35 所示的纸带 测出点 A C 间的距离为 14 77cm 点 C E 间的距离为 16 33cm 已知当地重力加速度为 9 8m s2 重锤的质量为 m 1 0kg 则垂锤在下落过程中受到的平均阻力大小 Ff 图 5 35 某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能 则出现这一问题的原因可能是 填序号 A 重锤的质量测量错误 B 该同学自编了实验数据 C 交流电源的频率不等于 50Hz D 重锤下落时受到的阻力过大 14 能量 如图 5 36 所示 A B 是两个相同的小物块 C 是轻弹簧 用一根细线连接 A B 使弹簧 C 处于压缩状态 然后放置在 图 5 30 甲 乙 图 5 34 光滑的水平桌面上 提供的测量器材有天平和刻度尺 试设计一个测定弹簧此时弹性势能 Ep的实验方案 说明实验中应测定的物理量 同 时用相应的字母表示 并写出计算弹簧弹性势能 Ep的表达式 用测得物理量的字母表示 图 5 36 15 图 5 37 中 E 为直流电源 R 为已知电阻 V 为理想电压表 其量程略大于电源电动势 S1和 S2是开关 现要利用图中电路测 量电源的电动势 E 和内阻 r 试写出主要实验步骤及结果的表达式 图 5 37 16 电阻率 在 测定金属的电阻率 的实验中 需要用刻度尺测出被测金属丝的长度 l 用螺旋测微器测出金属丝的直径 d 用电 流表和电压表测出金属丝的电阻 Rx 图 5 38 图 5 39 1 请写出测金属丝电阻率的表达式 用上述测量量的字母表示 2 若实验中测量 金属丝的长度和直径时 刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图 5 38 所示 则金属丝长度的测量值为 l cm 金属丝直径的测量值为 d mm 3 用电流表和电压表测金属丝的电阻时 由于电压表 电流表内阻的影响 不论使用电流表内接法还是电流表外接法 都会产生系 统误差 按如图 5 39 所示的电路进行测量 可以消除由于电表内阻造成的系统误差 利用该电路进行实验的主要操作过程是 第一步 先将 R2的滑动头调到最左端 单刀双掷开关 S2向 1 闭合 闭合电键 S1 调节变阻器 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 第二步 保持两滑动变阻器的滑动头位置不变 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 Rx的表达式 Rx 17 实验设计 某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系 设计并完成了有关的实验 以下是实验中可供选用的器 材 A 待测小灯泡 额定功率 6W 额定电流 0 5A B 电流表 量程 0 0 6A 内阻 0 1 C 电压表 量程 0 5V 内阻约 5k D 电压表 量程 0 15V 内阻约 15k E 滑线变阻器 最大阻值 50 F 滑线变阻器 最大阻值 1k G 直流电源 电动势 15V 内阻可忽略 H 开关一个 导线若干 实验中调节滑线变阻器 小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化 从而测出小灯泡在不同电压下的电流 1 请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图 并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号 图 5 40 2 如图 5 40 所示是该研究小组测得小灯泡的 I U 关系图线 由图线可知 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 填 增大 减小 或 不变 当小灯泡两端所加电压为 6V 时 其灯丝电阻值约为 保 留两位有效数字 18 实验设计 有以下可供选用的器材及导线若干条 要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流 A 被测电流表 A1 满偏电流约 700 800 内阻约 100 刻度均匀 总格数为 NA B 电流表 A2 量程 0 6A 内阻 0 1 C 电压表 V 量程 3V 内阻 3k D 滑动变阻器 R1 最大阻值 200 E 滑动变阻器 R2 最大阻值 1k F 电源 E 电动势 3V 内阻 1 5 G 开关一个 1 在虚线框内画出实验电路图 并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号 2 测量过程中测出多组数据 其中一组数据中待测电流表 A 的指针偏转了 n 格 可算出满偏电流 Ig 式中除 N n 外 其 他字母符号代表的物理量是 19 实验设计 实验室中现有的器材如下 电池 E 电动势约 10V 内阻 r 约 1 标准电流表 A1 量程 300mA 内阻 r1约为 5 电阻箱 R1 最大阻值 999 9 阻值最小改变量为 0 1 滑动变阻器 R2 最大阻值 10 开关 S 和导线若干 要求设计 个测定电流表 A2 量程 250mA 内阻 r2约为 5 内阻的实验方案 1 在方框中画出测量电路 并在每个仪器旁标上英文代号 2 要直接测出的物理量是 用这些物理量表示待测电流表 A2内阻的计算公式是 20 等势线描绘 如图 5 41 中给出的器材为 电源 E 电动势为 12V 内阻不计 木板 N 板上从下往上依次叠放白纸 复写纸 导电纸各一张 两个金属条 A B 平行放置在导电纸上 与导电纸接触良好 用作电极 滑线变阻器 R 其总电阻值小于两平行电极间导电纸的电阻 直流电压表 量程为 6V 内阻很大 其 V 负接线柱与 B 极相连 正接线柱与探针 P 相连 开关 S 现要用图中仪器描绘两平行金属条 AB 间电场中的等势线 AB 间的电压要求取为 6V 1 在图中连线 画成实验电路原理图 2 下面是重要的实验操作步骤 将所缺的内容填写在横线上方 a 接好实验电路 b c 合上 S 并将探针 P 与 A 相接触 d e 用探针压印的方法把 A B 的位置标记在白纸上 画一线段连接 AB 两极 在连线上选取间距大致相等的 5 个点作为基准点 用 探针把它们的位置压印在白纸上 f 将探针与某一基准点相接触 这一点是此基准点的等势点 用探针把这一点的位置也压印在白纸 上 用相同的方法找出此基准点的其他等势点 g 重复步骤 f 找出其他 4 个基准点的等势点 取出白纸画出各条等势线 21 实验设计 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中 备有下列器材 A 干电池 E 电动势约为 1 5V 内阻小于 1 0 B 电流表 A1 满偏电流 3mA 内阻 r1 10 C 电流表 A2 0 0 6A 内阻 0 1 D 滑线变阻器 R1 0 20 10A E 滑线变阻器 R2 0 100 10A F 定值电阻 R3 990 G 开关和导线若干 1 为方便且能较准确地进行测量 其中应选用的滑线变阻器是 填字母代号 2 请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图 图 5 42 图 5 41 3 如图 5 42 为某一同学根据他所设计的实验给出的 I1 I2图线 I1为 A1的示数 I2为 A2的示数 由图线可求得被测电池的电 动势 E V 内阻 r 22 实验室内有一电压表 量程为 150mV 内阻约为 150 现要将其改成量程为 10 mA 的电流表 并进行校准 为此 实验 mA 室提供如下器材 干电池 E 电动势为 1 5V 电阻箱 R 滑线变阻器 R 电流表 有 1 5mA 15mA 与 150 mA 三个量程 及开关 A S 1 对电表改装时必须知道电压表的内阻 可用如图 5 43 所示的电路测量电压表的内阻 在既不损坏仪器又能使精确度尽可 mA 能高的条件下 电路中的电流表应选用的量程是 若合上 S 调节滑线变阻器后测得电压表的读数为 150mV 电流 A 表的读数为 1 05 mA 则电压表的内阻 RmV为 取三位有效数字 A 图 5 43 2 在对改装成的电流表进行校准时 把作为标准电流表 画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图 滑线变阻器作限流 A 使用 图中各元件要用题中给出符号或字母标注 图中电阻箱的取值是 取三位有效数字 电流表应选用的量程是 A 23 实验设计 一只量程为 1V 内阻 RV约为 900 的电压表是由小量程电流表改装而成的 现在要测量它的内阻并对该表进行校 正 实验室提供了以下供选择的器材 A 待测电压表 B 标准电压表 量程 1 V C 滑动变阻器 最大阻值 1 000 额定电流 1A D 滑动变阻器 最大阻值 10 额定电流 1A E 电阻箱 最大阻值 999 9 最小改变量 0 1 F 电阻箱 最大阻值 99 9 最小改变量 0 1 G 电池组 电动势约 3 V 内阻约 1 H 导线和开关若干 1 为了用半偏法测量该电压表的内阻 某同学设计了两种电路 如图 5 44 甲 乙所示 要使测量较精确 应选择 填 甲 或 乙 电路 在器材的选择上 除了电池组 导线 开关和待测电压表外 还应从提供的器材中选 用 用器材前的序号字母表示 用上述方法测出的电压表内阻的测量值 RV 填 大于 等于 或 小于 电压表内阻的真实值 图 5 44 图 5 45 2 在对该电压表进行校正时 该同学已经选择好器材 如图 5 45 所示 若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正 请你将这 些器材连接成测量电路 并标出所选滑动变阻器的序号字母 24 实验设计 量程为 3V 的电压表 V 内阻约为 3k 要求测出该电压表内阻的精确值 实验中可供选用的器材有 电阻箱 Ra 最大值 9999 9 阻值最小改变量 0 1 滑线变阻器 Rb 最大阻值 1000 允许最大电流 0 2A 电源 E 开路电压约为 5V 内阻可忽略不计 开关 S 及导线若干 1 设计一个易于操作的测量电路 要求画出实验电路图并标出所用器材符号 2 列出测量步骤 并写出计算电压表内阻的最后公式 专题五专题五 物理实验参考答案物理实验参考答案 跟踪练习跟踪练习 1 DGH 2 甲 50 分度的游标卡尺的精度为mm 0 02mm 因此 读数的最后一位数字应是 2 的整数倍或 0 1 5 3 2 40 比较甲 乙两图可知 甲图中弹力大于滑动摩擦力 铁块 P 做匀加速直线运动 乙图中铁块 P 处于平衡状态 弹力大小等于滑动 摩擦力大小 4 1 6 考察平抛物体的水平分运动 结合图给数据可知 两段时间之比为 2 1 若 O 点是平抛的起点 则竖直分位移 y1 y2 4 9 所以 O 点是平抛的起点 根据平抛运动的规律 有 32 0 10 2 v0t 19 6 10 2 联立解得 22 11 2 3 22 gtgt 2 1 2 gt v0 1 6m s 5 1 0 97m s 2 0 48J 3 0 47J 3 重锤下落过程中受到阻力及纸带受到打点计时器的阻力作用 重锤的机械能减 小 6 B A 电压表量程过大 读数误差太大 A B 变阻器阻值太大 额定电流太小 调节时电表读数变化不明显 7 B 点拨 由热敏电阻的 I U 图线知 工作电流 I 40mA 时 电压 U 5 6V 则此时加在电流表两端电压为 9 5 6 V 3 4V 所以 3 3 4 85 40 10 A R 8 1 AB 100 2 AC A 90 10k 9 1 630 360 10 在白纸上另画一条与 y 轴正方向的夹角较小的直线 OA 把大头针 P1 P2竖直的插在所画的直线上 直到在 y 0 的区域内透过玻璃砖 能看到 P1 P2的像 插上 P3后 P3刚好能够挡住 P1 P2的像 sin sin n 11 1 110 2 8 10 6 3 7 10 10 12 0 9906 100 40 22 2 4nL t 13 1 0 420 0 417 2 0 05N BC 14 应测量的物理量有 小物块的质量 m 两小物块的落地点之间的距离 S 桌面的高度 h 桌面的长度 d 2 8 p mg Sd E h 15 实验步骤 1 将 S1闭合 S2断开 电压表直接和电源相连 记下电压表读数 U 就是电源的电动势 2 S1 S2均闭合 记下电压 表读数 U2 即为电阻 R 两端电压 根据闭合电路欧姆定律 有 2 2 U EUr R 即 解得 2 12 U UUr R 12 2 UU rR U 16 1 2 36 48 36 52 0 796 0 799 2 4 x d R l 3 12 12 x UU R II 17 1 如图 5 46 所示 2 增大 17 18 1 首先来分析电路的测量部分 由于电流表 A2量程与待测电流表 A1量程相差太大 从实验测量精度考虑 不能直接将电流表 A2 与电流表 A1串联来测量电流 注意到电压表内阻已知 而允许通过电压表的最大电流为 跟待测电流表的量程接近 3 3V 1000 A 3 10 因此 可将电压表与电流表 A1串联 利用其读数来计算通过电流表 A1的电流 再来分析电路的控制部分 若将滑动变阻器接成限流式 则