2021届高考冲刺物理实验最后一练12

2021届高考冲刺物理实验最后一练12

i.某同学在做“探索弹力和弹簧伸长的关系''的实验中，组成了如图所示的装置，所用的每

个钩码的质量都是30g.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹

簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中.（弹簧认为是轻弹簧,

弹力始终未超出弹性限度，取g=10m/s2）

祛码质量（g）0306090120150

弹簧总长

6.007.158.349.4810.6411.79

（cm）

（1）试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之

间的函数关系的图线.

（2）该图线跟横轴的交点表示的物理意义是.

（3）该弹簧的劲度系数k的大小是N/m.

【答案】（1）如图所示

（2）弹簧的原长（3）25.86N/m

“4681012Mo々m

【解析】（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上.可以判定F

和L间是一次函数关系.画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的

点均匀地分布在直线两侧，如图：

F/N

1.6iiiiiiHiim，

1.2三二二二二二二?二

0.8二三三三工三三

0.44■二三二三三二

4681012MoTm

（2）图线与坐标轴交点即表示弹簧所受弹力大小F=0时，弹簧的长度.所以其物理意

义：表示弹簧的原长.

（3）根据胡克定律得：由k=9£可得k=25.86N/m.

△X

2.在把电流表改装成电压表的实验中，把量程L=2mA,内阻约为100C的电流表A改

装成电压表G.测定电流表的内阻时，备有如下器材：

A.滑动变阻器（阻值范围0〜50Q,额定电流1.5A）

B.电阻箱（阻值范围0〜999.9C）

C.电位器（相当于全阻值很大的滑动变阻器，阻值范围（0~10kQ）

D.电源（电动势2.0V,有内阻）

E.电源（电动势6.0V,有内阻）

F.另外有开关和导线若干

（1）如果采用图1所示的电路测电流表的内阻，为提高测量精度，在以上备用器材上

中，电源应该选择，可变电阻Ri应该选择，可变电阻R2应该选择.（填

入选用器材的字母代号）

（2）实验时要进行的步骤有：

A.按右上图所示的电路连接好电路

B.将&的阻值调至最大

C.合上Si

D.调节Ri的阻值，使电流表指针偏转到满刻度

E.合上S2

试卷第2页，总15页

F.调节Ri和R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半

G.记下Rj的阻值

上述实验步骤中，有错误的步骤是,改正为.

（3）若步骤G中记录的R2阻值为150Q,将此电流表改装成量程为3V的电压表，应

串联一个阻值RQ的电阻.

（4）在对改装后的电压表进行校准时，发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表

的测量值小一些，造成这个现象的原因是.

A.电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R的阻值偏大

（5）若将此电流表改装成量程为10mA的电流表，应并联一个阻值。的电阻.

（6）若将此电流表改装成量程较大的两个电流表，现有两种备选电路，如图2中的甲、

乙所示，图一更为合理，另一电路不合理的理由是

【答案】ECBF调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半1350C

37.5甲若是图乙，则当开关切换时，电压全加在表头两端，会导致表头烧毁。

【解析】（1）由“半偏法测量电流表内阻原理”$2打开与闭合，近似认为干路中电流不

变，前提是用,故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大，②"尽可能大.所

以用选用大量程的电位器C,A2选用量程跟电流表内阻差不多的即可，选B,电源选

用电动势较大的，选E.（2）根据半偏法测量原理，则操作步骤为：按图所示的电路图

连接好电路；将Ri的阻值调到最大；合上S1；调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满

刻度；合上S2；调节&的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，记下A2的阻值，

故有错误的步骤是F,应改为调节&的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半.（3）

电流表改装成电压表要串联•个大电阻分压，由U=4(&+R),得：

3=2x10-3。50+R),解得R=1350C；(4)根据“半偏法”测电阻的原理可知，应用

U-IR

半偏法所测的电流表内阻偏小，由火=....1,可知电流表内阻R"扁小，则计算出

4

的电压表串联电阻R阻值偏大,改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一

些，故C正确.选C.(5)改装成电流表是要扩大电流的量程，使用并联电路的分流原

理，则并联的阻值为A='&=；*1。：*15?Q=37.53；(6)当电流表改装成一

/_/«(10-2)x10-3

只双量程电流表时，图甲合理，若是图乙，则当开关切换时，电压全加在表头两端，会

导致表头烧毁.

3.做《验证力的平行四边形定则》实验时，

(1)下列叙述正确的是()

A.同一次实验过程，结点的位置必须都拉到同一位置。点，不能随意变动；

B.用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角总为90。，以便于算出合力的大

小；

C.力的值适当大些好；

D.实验时仅需要记录力的大小和方向

(2)如果实验中只有一个弹簧秤，当用两根线拉橡皮条时，线中的力需要分两次分别测量,

第一次将弹簧秤接在B绳子上，第二次把弹簧秤接在C绳子上时忘了记下上次C绳子

的方向位置，下列说法正确的是()

A.必须重新做上一步，测B绳上拉力时除记下B绳的位置外还记下C绳子的位置；

B.不需要重做上一步，只须用秤拉C绳时把橡皮条的位置保持在上次完全一样的位置

状态，B绳在原方向直线上即可；

C.用一根弹簧秤不可能完成这个实验。

【答案】ACB

【解析】(1)A.同一次实验过程，结点的位置必须都拉到同一位置。点，这样力的作

用效果才等效。A正确；

B.用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角为任意角，这样的实验结果才具

有普遍意义。B错误；

C.为了减小拉弹簧时其他摩擦阻力的影响，在弹簧弹性范围内，拉力适当大点有助于

减小实验误差。c正确；

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D.实验时不仅需要记录力的大小和方向，还需要记录结点。的位置。D错误。

故选AC。

（2）不需要重做上一步，只须用秤拉C绳时把橡皮条的位置保持在上次完全一样的位置

状态，B绳在原方向直线上即可。因为橡皮条的位置保持在上次完全一样的位置状态,

表示两次拉动的效果相同，B绳在原方向直线上时，用秤拉C绳时的力的大小和方向是

唯一确定的。故选B。

4.某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。实验器材有:电磁打点

计时器、一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细线、托盘、祛码、刻度尺、导线、交

流电源等。

少”纸带

目点jI•时器

A

跌码UL

（1）该同学在实验桌上安装好所需的器材后（如图所示）准备进行实验，下面操作必须要

的是；

A.把附有滑轮的长木板的一端适当垫高，平衡小车运动过程中所受的摩擦力

B.调节拉小车的细线使细线与长木板板面平行

C.拉小车运动的托盘和祛码的质量远小于小车的质量

D.实验时，先释放小车，再接通电源

（2）该同学在得到的纸带上选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出）：

如图所示,图中si=4.81cm,$2=5.29cm,S3=5.76cm,S4=6.25cm,S5=6.71cm,56=7.21cm0

已知电源频率为50Hz,则加速度的大小为m/s2（结果保留两位有效数字）。

}ABCDEFG

/••••/

+

卜父卜>"卜小,卜S,~~Sb

【答案】B0.48

【解析】（1）A.该实验不需要调节木板的倾斜度以平衡摩擦力，因研究测量小车做匀

变速直线运动的加速度，只要小车受到作用力恒定即可，A错误；

B.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，保证小车运动过程中受到

的合力不变，B正确；

C.该实验不需要知道小车的合力，即不需要应使钩码质量远小于小车质量，C错误；

D.实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使

打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，D错误。

故选B。

（2）两个相邻的计数点的时间间隔

T=5x0.02s=0.Is

根据逐差法

A.v=aT2

加速度的大小

=&+$5+$6_\一$2_$3=0.48m/s2

(37)2

5.某同学想要测量一只电压表V的内阻，实验室提供的器材如下:

A.电池组（电动势约为3V,内阻不计）；

B.待测电压表V（量程3V,内阻约3kC）；

C.电流表A（量程3A,内阻15。）；

D.滑动变阻器用（最大阻值为15kQ）

E.变阻箱A2（0-9999）；

F.开关和导线若干

（1）该同学设计了如下四个电路，为了较准确地测出该电压表内阻，你认为合理的是

A.B.

----------

（2）用你选择的电路进行实验时，为了能作出相应的直线图线、方便计算出电压表的

内阻，你认为应该选为纵坐标，为横坐标建立坐标轴进行数据处理

（填所测物理量的名称或符号）.

（3）根据前面所做的选择，利用实验数据所作图像的斜率为左、截距为6,则待测电压

表丫内阻的表达式&=—.

【答案】C—R-

UK

【解析】（1）A、图A所示电路滑动变阻器与电压表串联接入电路，电源电动势约为

3V,电压表内阻约为3k。，由于电压表内阻太大，电路电流很小几乎为零，电流表无

法准确读数，A电路不合理；

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B、图B电路中由于滑动变阻器最大阻值为15kn,电路电流较小，改变阻值过程中，

电流表读数变化范围太小，因此B电路不合理；

C、图C电路，由于电阻箱电阻最大阻值为9999。，改变电阻箱阻值可以改变电压表示

数，测出多组实验数据，因此比较合理的实验电路是图C；

D、图D电路中当电阻箱电阻较大时，电压表便于读数，但电流表示数很小不便读数,

当电阻箱电阻小较小时，电流表读数不超过五分之一满偏，故D电路不合理；

（2）选用图C所示实验电路，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和电阻箱的阻值R,由于电源内阻可以忽略不计，由闭合电路欧姆定律

可得：

E=U+—R

与

此式可改写为：

以R为横坐标，，•为纵坐标，作出R图象，用图象法处理实验数据:

⑶由」十

1则---R图象的斜率为:

山UEERVU

ERV

截距为：

则电压表内阻为:

6.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸

面插大头针P、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心。，在玻璃砖（图中实线部分）

另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P、P2的像，连接。P3.图中为分界面,

虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CO均垂

直于法线并分别交法线于A、。点.设AB的长度为八，A。的长度为/2,CC的长度为

h,的长度为人为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量__________

（用上述所给物理量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为.

【答案】八、hh/h

【解析】设圆的半径为K,由几何知识得入射角的正弦为

4R/

sinz=sinNAOB--------—

BOR

折射角的正弦为

nrI

sinr=sinZDOC=-----=—

OCR

根据折射率公式〃=*，解得

77=—

所以需要测量的量是K/3；

7.某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有:

A.电流表Ai（内阻R=100C,满偏电流/g=3mA）

B.电流表A2（内阻约为0.4。，量程为0.6A）

C.定值电阻R）=900C

D.滑动变阻器R（5C,2A）

E.干电池组（6V,0.05。）

F.一个开关和导线若干

G.螺旋测微器，游标卡尺

（1）如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径为mm；如图乙用20分度游标卡尺测金

属棒长度为cm。

（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“xlOC”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换

用挡（填“xlC”或“X100C"），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图丙

试卷第8页，总15页

所示，则金属棒的阻值约为

(3)请根据提供的器材,在图丁中设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值。

(4)若实验测得电流表Ai示数为九，电流表4示数为/2,则金属棒电阻的表达式为

&=o(用/”/2,Ro,Rg表示)

【解析】(1)由图知，螺旋测微器固定刻度为6mm,可动刻度为

12.4x0.01mm=O.124mm

故金属棒直径为

6mm+0.124mm=6.124mm

游标卡尺主尺读数为10.2cm,又游标尺第6条刻度与主尺对应最齐，故游标尺读数为

6x0.05mm=0.30mm=0.030cm

故金属棒长度为

10.2cm+0.030cm=10.230cm

(2)指针偏转角度过大，说明选取倍率太大，故应换用xlC挡，由图象可知，刻度读数

为10.0C；

(3)实验电路图如图；因为没有电压表，用已知内阻的电流表Ai与定值电阻串联测电压

(4)由实验原理图，根据串并联电路特点，有

d)&=M&+RJ

整理得

R/(—

*A-A

8.目前实验室用的打点计时器有打点计时器和计时器两种，它

们的原理基本一样，所接电源均为频率为50Hz的交流电源，每隔打一次点。

【答案】电火花电磁0.02s

【解析】打点计时器有电火花打点计时器和电磁打点计时器，都是一种使用交流电源的

计时仪器，实验室中计时器的交流电源的频率为50Hz,则计时器将每隔0.02s打一次点。

9.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,有以下器材：

A.小灯泡L(3VQ.6A)

B.滑动变阻器R(0-10Q)

C.电压表Vi(0-3V)

D.电压表V2(0〜15V)

E.电流表Ai(0-0.6A)

F.电流表A2(0〜3A)

G.铅蓄电池、开关各一个，导线若干

(1)为了减小误差，实验中应选电流表，电压表.

(2)在图虚线框内按要求设计实验电路图.

()

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在/-U坐标系中，描绘出如图

所示的小灯泡的伏安特性曲线•根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P

为小灯泡的功率)()

试卷第10页，总15页

u

【解析】（1）由小灯泡额定电流为0.6A,可知选电流表A「［2］由小灯泡额定电压为3V,

可知选电压表V］o

（2）根据（3）中图像可知实验选用了分压式接法，由于灯泡电阻较小，满足尺*2<&居，.

所以采用外接法设计电路，如图所示

P=FR

可知尸_。2斜率逐渐变小，p_/2斜率逐渐变大，其原因是实验随着时间推移，小灯

泡电阻会随温度的升高而变大，所以BD正确。

故选BD。

10.小明同学做“研究匀变速直线运动，，的实验.

（1）释放小车时，实验装置如图所示，指出该装置或操作中的错误：（）

A.电磁打点计时器接在直流电源上了

B.小车质量没有远大于钩码质量

C.小车离打点计时器过远

D没有平衡小车的摩擦力

（2）如图为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的

四个点.由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究.从图上可以读得A点在

刻度尺上位置的读数为cm,在打下C点时小车的速度为m/s（此空结果保

留三位有效数字）.

（3）在第（2）问中，设相邻计数点的时间间隔为T,小明设计了测量小车加速度的几

种方法，你认为可行的是：（）

_1，

A.测量出AB的距离XAB,利用XAB=]aT-求出加速度

B.测出AB的距离XAB和BD的距离XBD,算出AB与BD段的平均速度VAB与VBD,

利用a=VBD"AB求出加速度

T

C.测出AB的距离XAB和BD的距离XBD,利用求出加速度

3T2

Y_Y

D.测出AB的距离XAB和B到C模糊处中点的距离XBC利用a=BCAB估测小车的

T2

加速度

【答案】AC2.951.40CD

【解析】（1）电磁打点计时器应接在交流电源上，选项A正确；小车离打点计时器过

远，选项C正确；此实验不需平衡摩擦力，也不需小车质量远大于钩码质量.（2）A

点在刻度尺上位置的读数为2.95±0.05cm；在打下C点时小车的速度为

(9.55-3.95)x10-2〃?

匕1.40/72/5（3）因为A点的速度不一定是零，所以用

2x0.02s

试卷第12页，总15页

XAB=^aT2求出加速度不正确，选项A错误；AB段的平均速度等于AB中间时刻的

瞬时速度，BD段的平均速度等于C点的瞬时速度，此过程的时间应为1.5T,所以利用

2

a=VBDVAB求加速度不正确,选项B错误；因为XBC-XAB=aT?,B|J2xBc-2xAB=2aT,又

T

x-2x

xcD-XBc=aT?,两式相加可得：XCD+XBC-2XAB=3aT2,即a