2024年高考物理考纲解读与热点难点突破专题16实验题解题方法与技巧热点难点突破

PAGEPAGE1专题16试验题解题方法与技巧1．某试验小组欲测定一块电池的电动势E和内阻r，现有以下器材：A．待测电池：电动势约为2V，内阻约为1ΩB．电压表V1：量程为0～500mV，阻值为1kΩC．电压表V2：量程为0～5V，阻值为1kΩD．定值电阻R2＝3kΩE．定值电阻R3＝7kΩF．电阻箱R(0～999Ω)G．开关一个、导线若干(1)为了消退电表内阻对试验的影响，作出图线的斜率更大，较精确测出此电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图，除已选定器材，电压表应选择________，R0应选择________．(选填器材前的字母序号)(2)依据正确选择的电压表，试验中示数如图乙所示，则该电压表的读数为________．(3)某同学依据上述器材，得到一组电压表和电阻箱示数，并作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图线如图丙所示，(R为电阻箱的示数，U为电压表V的示数)，由该图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留三位有效数字)【答案】(1)B(1分)D(1分)(2)440mV(1分)(3)1.6(1.58～1.62V)(1分)1.04(1分)【解析】(1)电压表V2量程太大，电压表V1量程太小，应将电压表V1与定值电阻R2＝3kΩ，串联改装成一个量程为0～2V的电压表．2．用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系．试验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.(1)关于试验操作，下列说法正确的是________．A．试验前应调整滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C．每次变更小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D．试验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2)图乙为试验中打出纸带的一部分，从比较清楚的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离．已知所用电源的频率为50Hz，打B点时小车的速度v＝________m/s，小车的加速度a＝______m/s2.(3)变更细线下端钩码的个数，得到a－F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的缘由可能是__________________________________________________________________________.【答案】(1)AD(2分)(2)0.316(2分)0.93(2分)(3)随着所挂钩码质量m的增大，不能满意M≫m(4分)【解析】(1)在调整木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，选项B错误；因为平衡摩擦力之后有Mgsinθ＝μMgcosθ，故tanθ＝μ，所以无论小车的质量是否变更，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面方向的分力，变更小车所受的拉力，不须要重新平衡摩擦力，选项C错误．(3)随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满意M≫m，因此图线上部出现弯曲现象．3．某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒．在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调整激光束与球心等高，斜槽末端水平．地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印．重复试验多次，测得小球通过光电门的平均时间为2.50ms.(当地重力加速度g＝9.8m/s2)(1)用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d＝________mm，由此可知小球通过光电门的速度vB＝________m/s；(2)试验测得斜槽末端离地面的高度h＝0.441m，小球的平均落点P到斜槽末端正下方O点的距离x＝0.591m，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0＝________m/s；(结果保留三位有效数字)(3)在误差允许范围内，试验结果中小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满意________关系，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的．【答案】(1)5.00(1分)2(1分)(2)1.97(2分)(3)vB＝v0(1分)4．(1)某同学选择多用电表的“×1”挡测量一电阻的阻值．正确操作后得到如图甲所示的指针状况．则电阻的阻值约为________Ω.(2)为了精确测量该电阻Rx的阻值，该同学从试验室找来了下列器材：电流表A1(0～40mA，内阻r1＝11.5Ω)电流表A2(0～100mA，内阻r2≈5Ω)滑动变阻器R(0～10Ω)电源E(电动势1.5V，有内阻)开关、导线若干①试验中要求调整范围尽可能大，在方框内画出符合要求的电路图，并在图中注明各元件的符号．②用I1、I2分别表示电流表A1、A2的示数，该同学通过描点得到了如图乙所示的I1－I2图象，则电阻的阻值为________Ω.【答案】(1)12(2分)(2)①如图所示(4分)②11.5(4分)5．(1)在“探究求合力的方法”试验中，下列器材中必须要用的是________、________。(2)下列两个学生试验中，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(3)电磁打点计时器用的电源为________，电火花打点计时器用的电源为________。A．直流4～6V B．直流220VC．沟通4～6V D．沟通220V【答案】(1)BD(2)B(3)CD【解析】(1)做共点力合成的规律试验须要的试验器材有：方木板、白纸、刻度尺、绳套、弹簧测力计、图钉、三角板、橡皮条，不须要秒表、打点计时器，选项B、D正确。(2)用打点计时器测速度不须要测量质量，探究速度与力、质量的关系的试验须要测量质量、时间和位移，选项B正确。(3)电磁打点计时器用的电源为沟通电4～6V，选项C正确；电火花打点计时器用的电源为沟通220V，选项D正确。6．某物理爱好小组利用如图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。运用的器材有：多用电表、电压表：量程5V，内阻为RV、滑动变阻器：最大阻值5kΩ、导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点。(2)将图1中多用电表的黑表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，红表笔连接另一端。图1图2图3(3)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个志向电流表和一个电阻串联而成的电路，如图2所示，设此多用电表内电池的电动势为E，电阻“×1k”挡内部电路的总内阻为r。调整滑动变阻器，测得多组多用电表的读数R和电压表读数U，由测得的数据，绘出如图3所示的eq\f(1,U)－R图线，已知图中斜率为k，纵轴截距为b，则电源电动势E＝________，电阻r＝________(用k，b，RV表示)。【答案】(2)2(3)eq\f(1,kRV)eq\f(b,k)7．《探究碰撞中的不变量》试验有多种试验方案，如图4所示的是一个常用方案。设入射球质量为mA，靶球质量为mB，试验前两球质量最佳的配置是mA________mB(填“大于”“小于”或“等于”)。在所记录的落点M、N、P中________段距离(填“OM”“ON”或“OP”)可用于测量入射球碰撞前的平抛速度；在误差允许的范围内，只要验证了某个关系式成立，便可确定在碰撞中存在守恒的物理量，需验证的关系式是________(用题中所列物理量及图中所标的字母表示)。图4【答案】大于OPmA·OP＝mA·OM＋mB·ON8．某同学在进行“探究加速度与力和质量的关系”试验时，经验了以下过程：(1)在试验打算过程中，发觉试验室有两种打点计时器，如图1甲所示。该同学确定运用电火花打点计时器，该打点计时器对电源的要求是________。A．沟通220V B．直流220VC．沟通4～6V D．直流4～6V(2)该同学欲通过图乙所示装置打出的纸带(图丙)来推断是否已经平衡摩擦力。依据纸带的点迹可以推断：为进一步平衡摩擦力，图乙中垫块应向________(选填“左”或“右”)移一些。(3)在利用此装置做试验时，试验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图丁。从比较清楚的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离(单位cm)。则打下计数点3时小车的瞬时速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2。(以上两空均保留两位有效数字)丁图1【答案】(1)A(2)左(3)0.380.169．小明同学在测定电源电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5Ω)试验中，试验室中的器材有：量程为3V的志向电压表，量程为0.6A的电流表A(具有肯定内阻)，固定电阻R0，滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω)，开关K，导线若干。(1)固定电阻R0应选用________(填“A”或“B”)。A．阻值9Ω，额定电流3.6AB．阻值1Ω，额定电流1.5A(2)在虚线框内画出试验电路原理图(图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出)。(3)图2是某次测量中的电压表示数为________V。(4)试验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可求出E＝________，r＝________。(用I1、I2、U1、U2及R0表示)图2【答案】(1)A(2)见解析图(3)1.00(1.00±0.01都对)(4)eq\f(I2U1－I1U2,I2－I1)eq\f(U1－U2,I2－I1)－R0【解析】(1)因电源电动势4.5V，电压表量程为3V，则在电源内阻和定值电阻R0上至少要分得1.5V电压可知，定值电阻要选择A。(2)电路图如图。10．(1)在“探究电磁感应的产生条件”试验中，如图3所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合的瞬间，发觉电流表指针向右偏转，能使电流表指针向左偏转的试验操作是________。图3A．拔出线圈AB．快速向右移动滑动变阻器的滑片C．断开开关D．在线圈A中插入铁芯(2)在“插针法”测定玻璃折射率试验中，某同学在操作时不当心使玻璃砖向上平移如图4所示，则他测出的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；该同学发觉问题后刚好做出调整后试验，如图5所示，他插第四枚大头针的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________。图4图5【答案】(1)AC(2)不变眼睛在另一侧看大头针，第4枚大头针把P1、P2、P3处的大头针都拦住(2)如图所示。实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采纳的光路图，通过比较发觉，入射角和折射角没有变更，则由折射定律n＝eq\f(sini,sinγ)可知，测得的折射率将不变。依据光路的可逆性可知，他插第四枚大头针的依据是眼睛在另一侧看大头针，第4枚大头针把P1、P2、P3处的大头针都拦住。11．某同学采纳如图1甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”试验。图1(1)除了图甲装置中的器材之外，还必需从图乙中选取试验器材，其名称是________；(2)指出图甲装置中不合理的地方(一处)__________________________；(3)小明同学得到了如图丙的一条纸带，读出0、4两点间的距离为________cm；(4)已知打点计时器的电源频率为50Hz，打下计数点5时纸带速度的大小为________m/s(保留2位有效数字)。【答案】(1)刻度尺(2)重锤离打点计时器太远(3)3.10(4)0.9112．小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”试验中，为了更精确选取电压表和电流表的合适量程，确定先用多用电表测量小灯泡的阻值。(1)在运用前发觉电表指针位置如图2甲所示，该同学应当调整哪个位置________(选“①”或者“②”)；(2)小明运用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更精确地进行测量，小明应当旋转开关至欧姆挡________(填“×100”挡或“×1”挡)两表笔短接并调整________(选“①”或者“②”)。(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙位置，则小灯泡阻值的测量值为________Ω。图2【答案】(1)①(2)×1②(3)28Ω(25～30范围内都可)【解析】(1)运用前指针不指零，应调机械调零旋钮①。(2)示数太小，应换小倍率，所以小明应旋转开关至欧姆挡“×1”，两表笔短接，欧姆调零，应调欧姆调零旋钮②。(3)电阻表读数规则是“示数×倍率”，读数应为28×1Ω＝28Ω13．(1)某同学用如图3所示的试验装置“探究电磁感应的产生条件”，发觉将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时，甲图中的电流表发生明显偏转，乙图中的小灯泡始终不发光(检查电路没有发觉问题)，试分析小灯泡不发光的缘由________________________________。图3(2)下列关于“用双缝干涉测量光的波长”试验的操作，正确的是________。A．光具座上从光源起先依次摆放凸透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头和目镜B．将单缝向双缝靠近，相邻两亮条纹中心的距离减小C．将滤光片从红色换成绿色，视察到的条纹间距增大D．单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调整【答案】(1)感应电流太小(2)D【解析】(1)依据感应电流产生条件，结合题意，将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时，甲图中的电流表发生明显偏转，乙图中仍有电流，而小灯泡始终不发光缘由是电流的值太小。14．(1)小王同学用如图1甲所示的装置做“探究合力做功与物体速度变更关系”的试验，小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。图1在试验打算过程中，小王整理了一些试验器材(导线未画出)如图乙所示，还缺少两种器材是________。试验中，该同学发觉纸带有如图丙所示的两种穿法，________(填“A”或“B”)的穿法更合理。(2)小张同学用如图2所示装置，尝试通过测得细绳拉力(悬挂重物重力近似等于拉力)做的功和小车获得的速度的值进行探究，则图2①下列说法正确的是________。A．该方案须要平衡摩擦力B．该方案须要重物的质量远小于小车的质量C．该方案操作时细线应当与木板平行D．该方案处理数据时应选择匀速时的速度②某次获得的纸带如图3所示，小张依据点迹标上了计数点，计数点2在刻度尺上的读数为________cm，并求出计数点2的速度为________m/s(计算结果保留3位有效数字)。图3【答案】(1)低压沟通电源(或学生电源)刻度尺B(2)①ABC②4.36(4.35～4.39)0.410(0.405～0.415)【解析】(1)除了图中已有的试验器材以外，要计算小车的速度v＝eq\f(x,t)，其中t由打点计时器给出，还须要刻度尺来测量长度，因此还缺少低压沟通电源(或学生电源)和刻度尺。纸带应当放在复写纸下面，故选项B正确。15.(1)用如图4所示的电路，做测定电池的电动势和内阻试验并用图象法处理数据过程中，下列说法正确的是________。图4A．用旧电池比新电池效果好B．试验中滑动变阻器不能短路，若当滑动变阻器短路时，通过电源的短路电流无穷大，导致电源损坏C．用图象法处理数据时选择坐标轴的标度，应使表示试验数据