高中物理实验月考题含详细解析

卷首语亲爱的同学们，本次月考旨在检验大家近期对物理实验的掌握情况。物理是一门以实验为基础的学科，严谨的实验态度、规范的操作流程以及对数据的精准分析，是学好物理不可或缺的能力。希望大家能沉着冷静，仔细审题，将平时所学充分发挥出来。祝考试顺利！---试题部分一、实验题（共两大题，满分30分）(一)力学实验：研究匀变速直线运动（14分）某实验小组利用如图所示的装置（示意图略，可理解为标准的打点计时器实验装置）“研究小车在斜面上的匀变速直线运动”。所用电源频率为50Hz。1.（2分）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、斜面、毫米刻度尺外，还必须使用的实验器材是下列选项中的哪一个？（）A.秒表B.天平（带砝码）C.低压交流电源D.弹簧测力计2.（4分）该小组同学按正确操作得到一条清晰的纸带。纸带上选取了A、B、C、D、E五个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点未画出。用刻度尺测得各计数点到A点的距离分别为：AB=1.50cm，AC=3.40cm，AD=5.70cm，AE=8.40cm。（1）相邻两个计数点间的时间间隔T=______s。（2）打B点时小车的瞬时速度vB=______m/s（结果保留两位有效数字）。（3）小车运动的加速度a=______m/s²（结果保留两位有效数字，用逐差法计算）。3.（4分）关于本实验，下列说法正确的是（）A.斜面的倾角越大越好，这样小车运动得更快，纸带上的点更稀疏，便于测量B.开始实验时，小车应靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源C.若纸带上的点分布不均匀，可能是小车未做匀变速直线运动D.利用v-t图像求加速度时，应尽量使更多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧4.（4分）若实验中，打点计时器在纸带上打下的点迹如图所示（描述：从清晰到模糊，间距逐渐增大），分析可能的原因是什么？（写出一条合理原因即可）并说明这种情况对测得的加速度大小有何影响？（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）(二)电学实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线（16分）某同学要测绘一个标有“3.8V，0.3A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供了以下器材：A.电源E：电动势4.5V，内阻不计B.电流表A1：量程0~0.6A，内阻约0.5ΩC.电流表A2：量程0~3A，内阻约0.1ΩD.电压表V1：量程0~3V，内阻约3kΩE.电压表V2：量程0~15V，内阻约15kΩF.滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流2AG.滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ，额定电流0.5AH.开关S，导线若干1.（4分）为了尽可能准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，并确保实验安全，电流表应选用______（选填“A1”或“A2”），电压表应选用______（选填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选用______（选填“R1”或“R2”）。2.（4分）实验中，为了使小灯泡两端的电压能够从0开始连续调节，滑动变阻器应采用______（选填“分压式”或“限流式”）接法。请在虚线框内画出该实验完整的电路图（小灯泡的符号用“○”内加“×”表示）。3.（4分）该同学按照正确的电路图连接好电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“最左端”、“最右端”或“中间位置”，请结合你所画的电路图说明判断依据）。4.（4分）实验得到的数据如下表所示，请根据表中数据在答题卡的坐标纸上（此处省略，同学们可在脑海中构建）描点并作出小灯泡的伏安特性曲线。由图像可看出，小灯泡的电阻随电压的增大而______（选填“增大”、“减小”或“不变”），其主要原因是______。U/V0.00.51.01.52.02.53.03.53.8--------------------------------------------------I/A0.00.100.150.190.220.250.270.290.30---详细解析一、实验题(一)力学实验：研究匀变速直线运动1.答案：C解析：打点计时器的工作电源为低压交流电源，故C选项正确。打点计时器本身可以记录时间，无需秒表（A错）；本实验研究匀变速直线运动，无需测量质量，故不需要天平（B错）；也无需测量力的大小，故不需要弹簧测力计（D错）。2.答案：（1）0.1；（2）0.17；（3）0.40解析：（1）电源频率为50Hz，故打点周期为0.02s。每相邻两个计数点间还有四个点未画出，即两计数点间有5个时间间隔，所以T=5×0.02s=0.1s。（2）打B点时的瞬时速度等于AC段的平均速度。AC间距离为3.40cm=0.0340m，时间间隔为2T=0.2s。故vB=AC/(2T)=0.0340m/0.2s=0.17m/s。（3）利用逐差法求加速度。s1=AB=1.50cm，s2=BC=AC-AB=3.40cm-1.50cm=1.90cm，s3=CD=AD-AC=5.70cm-3.40cm=2.30cm，s4=DE=AE-AD=8.40cm-5.70cm=2.70cm。则a=[(s3+s4)-(s1+s2)]/(4T²)。代入数据：s3+s4=2.30cm+2.70cm=5.00cm；s1+s2=1.50cm+1.90cm=3.40cm；Δs=(5.00-3.40)cm=1.60cm=0.0160m；a=0.0160m/(4×(0.1s)²)=0.0160/0.04m/s²=0.40m/s²。3.答案：C、D解析：A选项，斜面倾角过大，小车下滑过快，不利于打点和测量，故A错。B选项，实验开始时，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故B错。C选项，若小车做匀变速直线运动，纸带上点的分布应是间距均匀变化的，若不均匀，则可能未做匀变速直线运动，C正确。D选项，利用v-t图像求加速度时，使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，可减小偶然误差，D正确。4.答案：可能原因：斜面倾角过大，小车下滑速度过快，导致后面的点迹模糊；或者纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力过大，使得小车在运动后期速度变化或打点不清晰。（写出一条即可）影响：若仅考虑点迹从清晰到模糊但间距仍均匀增大，则对加速度测量结果无显著影响，因为只要有清晰的点能用于计算即可；若因阻力过大导致加速度偏小，则测得的加速度会偏小。（根据所写原因对应分析即可，此处以“速度过快，点迹模糊但间距测量准确”为例，则影响为“无影响”；若因阻力导致间距变小，则“偏小”。）(二)电学实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线1.答案：A1；V2；R1解析：小灯泡额定电流为0.3A，故电流表选量程0~0.6A的A1（A2量程过大，读数误差大）；额定电压为3.8V，故电压表选量程0~15V的V2（V1量程3V不够）；描绘伏安特性曲线需要电压从0开始连续可调，滑动变阻器应选用分压式接法，为便于调节，应选总阻值较小的R1（R2阻值太大，分压调节不精细）。2.答案：分压式；电路图：（此处文字描述：电源、开关、滑动变阻器（分压接法）、小灯泡、电流表（外接法）串联。电压表并联在小灯泡两端。）解析：要使电压从0开始连续调节，必须采用分压式接法。由于小灯泡电阻较小（根据额定值估算R=U/I≈12.7Ω），远小于电压表内阻（15kΩ），而与电流表内阻（0.5Ω）相当，故电流表应采用外接法，以减小系统误差。3.答案：最左端（或对应分压电路中，使小灯泡两端电压为零的位置）解析：（结合分压式电路图）为保护电路，闭合开关前，应使小灯泡两端的初始电压为零。对于分压式接法，当滑动变阻器的滑片置于最左端（假设滑动变阻器左端与电源负极相连，滑片与左端电阻并联部分短路）时，小灯泡被短路，其两端电压为零，故滑片应置于此位置。4.答案：增大；灯丝温度升高，电阻率增大，导致电阻增大。解析：根据表中数据描点连线（图像应为过原点的曲线，斜率逐渐增大）。由R=U