《（北京專用）2020版高考物理大一輪復習 專題十七 物理實驗練習》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（北京專用）2020版高考物理大一輪復習 專題十七 物理實驗練習（60頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、專題十七物理實驗挖命題【考情探究】考點考向5年考情預測熱度考題示例學業(yè)水平關聯考點素養(yǎng)要素力學實驗實驗中紙帶的處理2018北京理綜,21,18分3實驗步驟及數據處理科學探究模型建構基本力學實驗2017北京理綜,21,18分2016北京理綜,21(2)2015北京理綜,21(2)4實驗原理、器材選擇、數據處理能量觀念科學態(tài)度電學實驗基本器材的使用2018課標,22,5分2胡克定律科學本質伏安法測量電阻和描繪小燈泡的伏安特性曲線2017課標,23,10分3電阻率、電功率科學推理測量電源的電動勢和內電阻2014北京理綜,21,18分4實驗中器材的選擇科學探究熱學和光學實驗油膜法估測分子直徑插針法測量
2、玻璃磚折射率2015北京理綜,21(1)2科學本質雙縫干涉測光的波長2015課標,34(1),5分2不同色光的波長科學本質分析解讀實驗能力是物理學科的重要能力,高考物理歷來重視對實驗能力的考查,從近幾年的高考試題可以看出高考命題有以下幾個特點:1.基本儀器的使用是考查的熱點。如刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器的使用,都是高考的熱點。2.實驗的實際操作是考查的重點。近幾年來的物理實驗試題所考查的實驗步驟的排序和實驗儀器的選擇等都與實驗的實際操作過程緊密相關,真正地考查了考生的實際操作能力。3.實驗的基本原理和思想方法是考查的核心。從近幾年的高考試題可以看出,所有
3、試題的考查均源于課本實驗,因此理解課本實驗原理、體會實驗思想是實驗復習的核心。4.實驗數據處理在試題中逐年體現,是實驗的一個重要環(huán)節(jié)。實驗數據處理中認識誤差問題非常重要。要了解誤差的概念,知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差的區(qū)別,會分析誤差來源,知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差,會用有效數字表達直接測量的結果。【真題典例】破考點【考點集訓】考點一力學實驗1.某同學設計了兩個實驗方案,用彈簧測力計直接測量正方形木塊與木板之間的滑動摩擦力大小。方案一:將一木塊和木板疊放于水平桌面上,彈簧測力計與木塊相連,保持木板靜止,向右水平拉動木塊,如圖1所示。方案二:將一木塊和木板疊放于水平桌面上,彈簧測力計左端
4、固定,另一端與木塊水平相連,水平向右拉動木板,如圖2所示。圖1圖2(1)上述兩種方案中,你認為更容易測出準確數據的方案是(選填“方案一”或“方案二”)。(2)請簡要說明選擇的理由:。答案(1)方案二(2)兩方案都要求木塊處于平衡狀態(tài),使測力計對木塊的拉力等于木塊所受的摩擦力。方案一中要求水平勻速拉動木塊,實際操作很難控制;方案二中可以水平變速拉動木板,實際操作容易實現。方案一中的彈簧測力計是運動的,不易讀準示數;方案二中的彈簧測力計是靜止的,容易讀準示數。2.同學們分別利用圖甲、乙所示的兩種裝置采用不同方案進行“探究物體運動的加速度與所受合外力關系”的實驗,其中小車A的質量約為350g,并與紙
5、帶相連,B為打點計時器,托盤C內裝有砝碼,托盤自身的質量為5g,D為無線測力傳感器。兩種方案的不同在于:方案一采用托盤和砝碼的重力值作為小車受到的拉力,方案二則用傳感器D直接測量繩子對小車的拉力。(1)關于器材的選取,下列說法正確的是。A.方案一必須選取單個質量盡量小的砝碼,如5克/個B.方案一可以選取單個質量較大的砝碼,如50克/個C.方案二必須選取單個質量盡量小的砝碼,如5克/個D.方案二可以選取單個質量較大的砝碼,如50克/個(2)兩種方案都必須進行的實驗操作是。A.需要將導軌的右端墊高以平衡摩擦力B.應先接通打點計時器電源,再釋放小車C.為了減小誤差,每次小車應從同一位置釋放D.需要記
6、錄托盤中砝碼的質量(3)某組同學利用方案一進行了實驗,并將所獲得的6組數據對應地繪制在圖丙所示的a-F圖中,請你根據圖中點跡,繪制一條可以反映加速度和拉力關系的圖線。丙(4)根據第(3)問中你所繪制的圖線,可反映出該組同學在實驗操作中的不妥之處是。(5)若某組同學利用方案一進行實驗時忘記了將軌道右端墊高平衡摩擦力,一直使軌道處于水平狀態(tài),請根據牛頓運動定律,通過推導說明由這種操作和正確操作分別獲取的數據所繪制的a-F圖線的斜率和縱軸截距。答案(1)AD(2)AB(3)如圖(4)右端墊得過高(或平衡摩擦過度)(5)由牛頓第二定律可得:未平衡摩擦:F-f=Ma得a=F-fM=1MF-fM平衡摩擦:
7、F=Ma得a=1MF兩次對比可知,忘記右端墊高,對圖像斜率無影響,但在縱軸上會產生fM的負截距。3.用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。對測量原理的理解正確的是(選填選項前的字母)。A.由g=42lT2可知,T一定時,g與l成正比B.由g=42lT2可知,l一定時,g與T2成反比C.單擺的振動周期T和擺長l可用實驗測定,由g=42lT2可算出當地的重力加速度若測量結果得到的g值偏大,可能是因為。(選填選項前的字母)A.組裝單擺時,選擇的擺球質量偏大B.測量擺長時,將懸線長作為單擺的擺長C.測量周期時,把n次全振動誤認為是(n+1)次全振動表是某同學記錄的實驗數據,并做了部分處理。組次123
8、456擺長l/cm40.0050.0060.0080.00100.00120.0050次全振動時間t/s63.074.077.589.5100.0109.5周期T/s1.261.481.551.792.19周期的平方T2/s21.592.192.403.204.80請計算第5組實驗中的T2=s2。將表中數據輸入計算機,可得到如圖所示的l-T2圖像,圖線經過坐標原點,斜率k=0.25m/s2。由此求得重力加速度g=m/s2。(2=9.87,此空答案保留3位有效數字)答案CC4.009.874.如圖所示,在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中,下列說法正確的是。A.應當在鉤碼靜止時讀取數據B.應當
9、在彈簧處于水平自然狀態(tài)時測量彈簧的原長C.應當在彈簧處于自然下垂狀態(tài)時測量彈簧的原長D.若以彈簧長度為橫坐標,以彈簧彈力為縱坐標,根據各組數據所繪制圖線的斜率即該彈簧的勁度系數答案ACD5.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學按照如下步驟進行操作:a.在桌上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;b.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩形成結點,細繩的另一端系著繩套;c.如圖甲,用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使結點到達某一位置O,記錄結點位置和兩個彈簧測力計的示數、兩根細繩的方向;d.按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作
10、出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,畫出它們所夾的對角線F;e.只用一個彈簧測力計通過細繩套拉橡皮條,;并按同一標度作出這個力F的圖示;f.比較F和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結論。請把步驟e中的內容補充完整。本實驗中步驟c和e兩次拉橡皮條的過程,主要體現了下列哪種科學方法。A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法下列操作有利于減小實驗誤差的是(填字母代號)。A.實驗前將兩彈簧測力計調零后水平互鉤對拉,選擇兩個讀數相同的測力計B.拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長,并且要盡量長一些C.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行D.用兩彈
11、簧測力計同時拉橡皮條時,兩彈簧測力計的示數之差應盡可能大E.在記錄力的方向時,標記同一細繩方向的兩點要遠些圖乙是該同學在白紙上根據實驗數據用同一標度畫出的圖示,如果沒有操作失誤,圖乙中的F與F兩力中,方向一定沿AO方向的是。若小明和小剛兩位同學在家中想驗證力的平行四邊形定則,他們手中有一些彈性橡皮條(彈力滿足胡克定律,勁度系數為k)。如圖丙所示,他們將三根橡皮條的一端系在一起,另一端分別系上細線,仍保證橡皮條原長相同,測得原長L0=5.40cm。接下來把貼有白紙的木板放在水平桌面上,兩人合作平行于紙面分別通過細線拉三根橡皮條至某一長度(在彈性限度內),保持狀態(tài)不變;如圖丁所示,記錄此時結點位置
12、和三個橡皮條另一端的位置,量出三個端點到結點O的距離分別為L1=9.20cm、L2=8.40cm、L3=7.50cm。請根據他們的實驗過程和記錄的數據作出驗證力的平行四邊形定則的圖示,并說明是如何驗證的。答案把橡皮條的結點拉到同一位置O,讀出彈簧測力計的示數,記下細繩的方向BACEF如圖所示,圖示中表示各力的線段的長度F1F2F3=(L1-L0)(L2-L0)(L3-L0)分析說明:將任意一個力反向延長至等大,由平衡條件可知這就是另外兩力的合力;比較它與用平行四邊形定則作出的另外兩個力的合力的大小和方向,若近似相同即可驗證平行四邊形定則。6.物理課上同學們通過實驗“研究平拋運動”。甲組同學利用
13、圖甲所示的實驗裝置,通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。以下是實驗過程中的一些做法,其中合理的有。A.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平B.斜槽軌道必須光滑C.每次小球應從同一位置由靜止釋放D.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接甲實驗得到平拋小球的運動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標原點,測量它們的水平坐標x和豎直坐標y,圖中y-x2圖像能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是。驗證軌跡是符合y=ax2的拋物線后,根據圖乙中y-x圖像M點的坐標值,可以求出a=m-1,小球平拋運動的初速度v0=m/s。(重力加速度為g=10m/s2)乙乙組同學為了得到平拋運動軌跡采用圖丙所示裝置,為了得到
14、穩(wěn)定的細水柱,不受瓶內水面高低的影響,應選擇。丙丙組同學用手機數碼攝像功能來記錄平拋運動的軌跡,每秒可拍攝幾十幀照片,用它拍攝小球從水平軌道飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片。用數學課上畫函數圖像的方格黑板做背景,通過圖像處理,就可以記錄小球在運動過程中每隔相同時間的位置,如圖丁所示。請從圖片中獲取數據,分析、論證平拋運動在水平方向和豎直方向的運動規(guī)律。丁答案ACC5.01.0A以方格的左上頂點為坐標原點,以水平向右為x軸正方向,豎直向下為y軸正方向建立坐標系,各點坐標分別為1(2,1)、2(6,4)、3(10,11)、4(14,22)。相鄰兩點間水平位移相等,可知水平分運動為勻速直線運動。相鄰兩
15、點間豎直位移差相等,可知豎直分運動為勻加速直線運動?？键c二電學實驗7.用如圖所示的多用電表進行如下實驗。將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接,發(fā)現指針偏轉角度過大。為了得到比較準確的測量結果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按(填選項前的字母)的順序進行操作,再將兩表筆分別與待測電阻相接,進行測量。A.將K旋轉到電阻擋“1k”的位置B.將K旋轉到電阻擋“10”的位置C.將兩表筆短接,旋動部件T,對電表進行校準測量二極管的正向導通電阻時,紅表筆應接二極管的(填“正極”或“負極”)。答案BC負極8.在常溫下“測定金屬電阻率”的實驗中,所用測量儀器均已校準。用米尺測量金屬絲的長度,如圖甲所
16、示,測量值為cm;用螺旋測微器測金屬絲的直徑,如圖乙所示,測量值為mm。甲用圖丙所示電路測量電阻絲的電阻Rx時,以下滑動變阻器應選擇(用滑動變阻器前面的字母表示)。A.滑動變阻器R1(0200,額定電流2A)B.滑動變阻器R2(05,額定電流2A)實驗測得電阻的阻值為2.4,該測量值比實際值偏(填“大” 或“小”),由于圖丙所示的電流表外接而導致的測量電阻的誤差,屬于(填“偶然誤差” 或“系統(tǒng)誤差”)。根據以上數據可知被測電阻是表中的哪種材料。表:幾種導體材料常溫時的電阻率材料銀銅鎢鐵鎳鉻合金(m)1.610-81.710-85.310-81.010-71.010-6若按圖丁所示的電路進行測量
17、,可以消除由于電表內阻造成的誤差。利用該電路進行實驗的主要操作過程是:第一步:先將R2的滑動觸頭調到最左端,單刀雙擲開關S2向1閉合,閉合開關S1,調節(jié)滑動變阻器R1和R2,使電壓表和電流表的示數盡量大些(不超過量程),讀出此時電壓表和電流表的示數U1、I1丁第二步:保持兩滑動變阻器的滑動觸頭位置不變,將單刀雙擲開關S2向2閉合,讀出此時電壓表和電流表的示數U2、I2請寫出由以上記錄數據計算被測電阻的表達式Rx=。答案49.9549.980.495(0.4920.497)B小系統(tǒng)誤差鎳鉻合金U1I1-U2I29.在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,選用的小燈泡規(guī)格為“3.8V,0.3A”
18、。除了導線和開關外,有以下一些器材可供選擇:電流表:A1(量程3A,內阻約0.1)、A2(量程0.6A,內阻約0.3);電壓表:V(量程5V,內阻約5k);滑動變阻器:R1(阻值范圍010)、R2(阻值范圍02k);電源:E(電動勢為4V,內阻約為0.04)。為了調節(jié)方便,測量準確,實驗中應選用電流表,滑動變阻器。(填器材的符號)為盡量精準地描繪小燈泡的伏安特性曲線,應選用的實驗電路為圖中的(填“甲”或“乙”)。甲乙某同學記錄了多組數據,并且將這些數據的對應點標在了圖丙中的坐標紙上,請根據這些點在圖中畫出I-U圖線。丙從圖線可知,當燈泡兩端電壓為2.6V時,小燈泡的功率等于W(保留兩位有效數字
19、)。將實驗所用小燈泡接入如圖丁所示的電路中,其中A是電流傳感器。當開關S閉合前后,結合以上所作的I-U圖線,分析判斷通過小燈泡的電流隨時間變化的圖像,應該是圖戊所示四個圖像中的。丁戊答案A2R1乙如圖所示0.68B10.利用如圖1所示的電路可以測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻。現有電壓表(03V)、開關和導線若干,以及下列器材:A.電流表(00.6A)B.電流表(03A)C.滑動變阻器(020)D.滑動變阻器(0100)實驗中電流表應選用;滑動變阻器應選用(選填相應器材前的字母)。圖1圖2在圖2中用筆畫線代替導線,按圖1將電路連線補充完整。實驗中,某同學記錄的6組數據如表所示,其中5組數據的對應
20、點已經標在圖3的坐標紙上,請標出余下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線。序號123456電壓U(V)1.351.301.251.201.151.10電流I(A)0.120.140.240.300.360.42圖3根據圖3可得出干電池的電動勢E=V,內電阻r=。小明同學學習了電源的相關知識后,制作了如圖4所示的水果電池。為了測量該電池的電動勢,他從實驗室借來了靈敏電流表(內阻未知,且不可忽略)、電阻箱、開關以及若干導線,設計了如圖5所示的電路圖。你認為小明同學能否準確測出水果電池的電動勢,并說明理由。圖4圖5答案AC如圖所示如圖所示1.45(1.431.47)0.83(0.800.86)可以準確
21、測出水果電池的電動勢。根據閉合電路歐姆定律有E=I(R+r+Rg),變形可得1I=1ER+r+RgE。實驗中,改變電阻箱的阻值R,可讀出靈敏電流表相應的讀數I,得到多組對應R、I數據,并畫出1I-R圖像。在1I-R圖像中,圖線的斜率k=1E,所以E=1k。11.如圖所示為示波器的面板,將衰減旋鈕旋至“ ”時,在屏上顯示出一個完整的波形。但波形亮度低。若要增大波形的亮度,應調節(jié)旋鈕;若要使波形在豎直方向的幅度增大,應調節(jié)旋鈕(填圖中旋鈕旁標注的數字)。答案1812.現要測量一電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V,電池內阻和待測電阻阻值都為數十歐?？蛇x用的實驗器材有:電流表A
22、1(量程030mA);電流表A2(量程0100mA);電壓表V(量程06V);滑動變阻器R1(阻值05);滑動變阻器R2(阻值0300);開關S一個,導線若干。某同學的實驗過程如下:.設計如圖1所示的電路圖,正確連接電路。圖1.將滑動變阻器R的阻值調到最大,閉合開關,逐次調小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄。以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖2所示的圖線。圖2.斷開開關,將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變。重復步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0),與縱軸U的交點坐標為(0,U0)?；卮鹣铝袉栴}:電流表應選用,滑動變阻器應選用;由圖2的圖線,得電
23、源內阻r=;用I0、U0和r表示待測電阻的關系式Rx=,代入數值可得Rx;若電表為理想電表,Rx分別接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數變化范圍,電壓表示數變化范圍。(選填“相同”或“不同”)答案A2R225U0I0-r相同不同13.在測定電容器電容值的實驗中,將電容器、電壓傳感器、阻值為3k的電阻R、電源、單刀雙擲開關按圖甲所示電路圖進行連接。先使開關S與1端相連,電源向電容器充電,充電完畢后把開關S擲向2端,電容器放電,直至放電完畢。實驗得到的與電壓傳感器相連接的計算機所記錄的電壓隨時間變化的u-t曲線如圖乙所示,圖丙為由計
24、算機對圖乙進行數據處理后記錄了“峰值”及曲線與時間軸所圍“面積”的圖。甲乙丙根據圖甲所示的電路,觀察圖乙可知:充電電流與放電電流方向(選填“相同”或“相反”),大小都隨時間(選填“增加”或“減小”);該電容器的電容為F;(結果保留2位有效數字)某同學認為:仍利用上述裝置,將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端,也可以測出電容器的電容值。請你分析并說明該同學的說法是否正確。答案相反減小1.010-2正確。因為當開關S與2連接,電容器放電的過程中,電容器C與電阻R上的電壓大小相等,所以通過對放電曲線進行數據處理后記錄的“峰值Um”及曲線與時間軸所圍“面積S”,仍可應用C=QU=SRUm計算電容。
25、考點三熱學和光學實驗14.在“油膜法估測分子大小”的實驗中,某同學用滴管吸取體積濃度為的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入量筒,記下體積為V的油酸酒精溶液的滴數為N。之后的操作步驟如下:A.將帶有方格的玻璃板放在淺盤上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上B.將痱子粉均勻地撒在淺盤內的水面上,用滴管吸取體積濃度為的油酸酒精溶液,從低處向水面中央滴入一滴C.根據方格數目,估算出油酸薄膜的面積為S以上操作步驟正確的順序是(填序號)。計算油酸分子直徑的表達式為。答案BACd=VNS15.某同學利用“雙縫干涉實驗裝置”測定紅光的波長。已知雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為L,將測量頭的分劃
26、板中心刻線與某一亮條紋的中心對齊,并將該條紋記為第1亮條紋,其示數如圖所示,此時的示數為mm。然后轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第5亮條紋的中心對齊,讀出示數,并計算第5亮條紋與第1亮條紋的中心線間距離為x。由此可得該紅光的波長表達式為(用字母表達)。答案2.430(2.4282.432)=d4Lx16.如圖甲所示,在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中,將實驗儀器按要求安裝在光具座上,并選用縫間距d=0.20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。然后,接通電源使光源正常工作。甲已知測量頭上主尺的分度值是1毫米,副尺(游標尺)上有20分度。某同學調整手輪后,從測量頭
27、的目鏡看去,使分劃板中心刻線與某條紋A中心對齊,如圖乙所示,此時測量頭上主尺和副尺的示數情況如圖丙所示,此示數為mm;接著再轉動手輪,使分劃板中心刻線與某條紋B中心對齊,測得A到B條紋間的距離為8.40mm。利用上述測量結果,經計算可得經濾光片射向雙縫的色光的波長=m(保留2位有效數字)。另一同學按實驗裝置安裝好儀器后,觀察到光的干涉現象效果很好。若他對實驗裝置做了一下改動后,在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數目有所增加。以下改動可能實現這個效果的是。A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間B.僅將單縫遠離雙縫移動少許C.僅將單縫與雙縫的位置互換D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片答案0.254.8
28、10-7D煉技法【方法集訓】方法1測速度的方法1.如圖1所示,用半徑相同的A、B兩球的碰撞可以驗證“動量守恒定律”。實驗時先讓質量為m1的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下,進入水平軌道后,從軌道末端水平拋出,落到位于水平地面的復寫紙上,在下面的白紙上留下痕跡。重復上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把質量為m2的B球放在水平軌道末端,讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下,A球和B球碰撞后,分別在白紙上留下各自的落點痕跡,重復操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置,未放B球時,A球的落點是P點,O點是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點,如圖2所示。圖1圖2(1)在這個實驗中,為了盡量減小實驗
29、誤差,兩個小球的質量應滿足m1m2(選填“”或“BC(2)C(3)m1OP=m1OM+m2ONm1OP2=m1OM2+m2ON2(4)OPOM和ON(5)連接O、P,O、M,O、N,作出M、N在OP方向上的投影點M、N,如圖所示。分別測量出OP、OM、ON的長度。若在實驗誤差允許范圍內,滿足關系式m1OP=m1OM+m2ON,則可以認為兩小球碰撞前后在OP方向上動量守恒。2.如圖1所示,將打點計時器固定在鐵架臺上,用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可“驗證機械能守恒定律”。圖1已準備的器材有:打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還必需的器材是(只有一
30、個選項符合要求,填選項前的符號)。A.直流電源、天平及砝碼B.直流電源、刻度尺C.交流電源、天平及砝碼D.交流電源、刻度尺安裝好實驗裝置,正確進行實驗操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖2所示(其中一段紙帶圖中未畫出)。圖中O點為打出的起始點,且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、B、C、D、E、F、G作為計數點。其中測出D、E、F點距起始點O的距離如圖2所示。已知打點計時器打點周期為T=0.02s。由此可計算出打E點時重物的瞬時速度vE=m/s(結果保留三位有效數字)。圖2答案D3.04方法2測加速度的方法3.在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中,用打點計時器記錄紙帶運動的時間,計
31、時器所用電源的頻率為50Hz,圖為做勻變速直線運動的小車帶動的紙帶上記錄的一些點,在每相鄰的兩點中間都有四個點未畫出。按時間順序取0、1、2、3、4、5六個點,用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離分別是(單位:厘米)8.78、16.08、21.87、26.16、28.94。由此可得出小車的加速度大小為m/s2,方向,經過2點時的速度為m/s。答案1.50與速度方向相反0.654.如圖,為測量做勻加速直線運動小車的加速度,將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上,測得二者間距為d。(1)當小車勻加速經過光電門時,測得兩擋光片先后經過的時間t1和t2,則小車加速度a=。(2)(多選)為減小實驗
32、誤差,可采取的方法是()A.增大兩擋光片寬度bB.減小兩擋光片寬度bC.增大兩擋光片間距dD.減小兩擋光片間距d答案(1)b22d1(t2)2-1(t1)2(2)BC5.圖1是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數點。加速度大小用a表示。圖1O、D間的距離為cm。圖2是根據實驗數據繪出的s-t2圖線(s為各計數點至同一起點的距離),斜率表示,其大小為m/s2(保留三位有效數字)。圖2答案1.181.2212a0.4580.464方法3替代法和互測法測量電阻的阻值6.電學實驗中經常需要測量電阻的阻值:(1)測電阻的方法有很多種,現在有一只標“220V4
33、0W”的燈泡,它正常工作時的電阻為。若用多用電表歐姆擋來測量這只燈泡的電阻,則測出的電阻值(填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時的電阻值。(2)用下列器材設計一個實驗,測量該燈泡正常工作時的電阻值。A.220V交流電源B.單刀雙擲開關一只C.電阻箱一只(0999.9,額定電流0.5A)D.定值電阻一只(0.5k,額定電流0.3A)E.交流電流表一只(00.3A)請在方框內畫出電路原理圖。答案(1)1210小于(2)應用替代法。因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作電阻值,故應串聯一定值電阻,電路原理圖如圖。7.現有一只電壓表有刻度但無刻度值,提供以下可選用的器材及導線若干,要求盡可能精確地
34、測量一個電壓表的滿偏電壓Ug。A.待測電壓表V1,滿偏電壓約3V,內阻RV1=3000,刻度均勻、總格數為N;B.電流表A:量程為0.6A、內阻RA約0.1;C.電壓表V2:量程為15V、內阻RV2約15k;D.標準電阻R1=10;E.標準電阻R2=10k;F.滑動變阻器R:最大阻值200。G.學生電源E,電動勢15V,內阻不計。H.開關一個。方框中已畫出部分實驗電路圖,請你完成剩余的部分電路圖,并標上題目中所給儀器的字母代號。測出多組數據,其中一組數據中待測電壓表V1的指針偏轉了n格,可計算出滿偏電壓Ug為(用字母表示),式中除題目已給的物理量外,其他字母符號表示的物理量物理意義是。答案如圖
35、所示NURV1n(RV1+RV2)U為標準電壓表V2的讀數過專題【五年高考】A組基礎題組1.(2018北京理綜,21,18分)用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。圖1主要實驗步驟如下:a.安裝好實驗器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當做計時起點O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點,如圖2中A、B、C、D、E、F所示。圖2c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E點時小車的速度,分別記做v1、v2、v3、v4、v5d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。圖3結
36、合上述實驗步驟,請你完成下列任務:(1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有和(填選項前的字母)。A.電壓合適的50Hz交流電源B.電壓可調的直流電源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝碼)(2)在圖3中已標出計數點A、B、D、E對應的坐標點,請在該圖中標出計數點C對應的坐標點,并畫出v-t圖像。(3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是。v-t圖像斜率的物理意義是。(4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度xt表示各計數點的瞬時速度,從理論上講,對t的要求是(選填“越小越好”或“與大小無關”);從實驗的角度看,選取的x大小與速度測量的誤差(選填“有關”或
37、“無關”)。(5)早在16世紀末,伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖4所示的“斜面實驗”,反復做了上百次,驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。圖4答案(1)AC(2)如圖所示(3)小車的速度隨時間均勻變化加速度(4)越小越好有關(5)如果小球的初速度為0,其速度vt,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。2.(2017北京理綜,21,18分)如圖1所示,用質量為m的重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動
38、,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。圖1(1)打點計時器使用的電源是(選填選項前的字母)。A.直流電源B.交流電源(2)實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是(選填選項前的字母)。A.把長木板右端墊高B.改變小車的質量在不掛重物且(選填選項前的字母)的情況下,輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響。A.計時器不打點B.計時器打點(3)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O。在紙帶上依次取A、B、C若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T。測得A、B、C各點到O點
39、的距離為x1、x2、x3如圖2所示。圖2實驗中,重物質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功W=,打B點時小車的速度v=。(4)以v2為縱坐標,W為橫坐標,利用實驗數據作出如圖3所示的v2-W圖像。由此圖像可得v2隨W變化的表達式為。根據功與能的關系,動能的表達式中可能包含v2這個因子;分析實驗結果的單位關系,與圖線斜率有關的物理量應是。圖3(5)假設已經完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件,則從理論上分析,圖4中正確反映v2-W關系的是。圖4答案(1)B(2)AB(3)mgx2x3-x12T(4)v2=k
40、W,k=(4.55.0)m2s-2J-1質量(5)A3.2016北京理綜,21(2)利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。圖1為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間的。A.動能變化量與勢能變化量B.速度變化量與勢能變化量C.速度變化量與高度變化量除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是。A.交流電源B.刻度尺C.天平(含砝碼)實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到圖2所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g,打點計時器打點的周
41、期為T。設重物的質量為m。從打O點到打B點的過程中,重物的重力勢能變化量Ep=,動能變化量Ek=。圖2大多數學生的實驗結果顯示,重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是。A.利用公式v=gt計算重物速度B.利用公式v=2gh計算重物速度C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D.沒有采用多次實驗取平均值的方法某同學想用下述方法研究機械能是否守恒:在紙帶上選取多個計數點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應計數點的重物速度v,描繪v2-h圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒。請你分析論證該同學的判斷依據是否正確。答案AAB-mghB12mhC-hA2T2C該同學的判斷
42、依據不正確。在重物下落h的過程中,若阻力f恒定,根據mgh-fh=12mv2-0v2=2(g-fm)h可知,v2-h圖像就是過原點的一條直線。要想通過v2-h圖像的方法驗證機械能是否守恒,還必須看圖像的斜率是否接近2g。4.2015北京理綜,21(2)用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖1所示。圖1組裝單擺時,應在下列器材中選用(選填選項前的字母)。A.長度為1m左右的細線B.長度為30cm左右的細線C.直徑為1.8cm的塑料球D.直徑為1.8cm的鐵球測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t,則重力加速度g=(用L、n、t表示)。下表是某同學記錄的3組實驗數據,并做
43、了部分計算處理。組次123擺長L/cm80.0090.00100.0050次全振動時間t/s90.095.5100.5振動周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms-2)9.749.73請計算出第3組實驗中的T=s,g=m/s2。用多組實驗數據作出T2-L圖像,也可以求出重力加速度g。已知三位同學作出的T2-L圖線的示意圖如圖2中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過原點,圖線b對應的g值最接近當地重力加速度的值。則相對于圖線b,下列分析正確的是(選填選項前的字母)。圖2A.出現圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB.出現圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C
44、.圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值某同學在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖,制成一個單擺,如圖3所示。由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺,于是他在細線上的A點作了一個標記,使得懸點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標記以下的細線長度不變,通過改變O、A間細線長度以改變擺長。實驗中,當O、A間細線的長度分別為l1、l2時,測得相應單擺的周期為T1、T2。由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示)。圖3答案AD42n2Lt22.019.76B42(l1-l2)T12-T225.(2014北京理綜,21,18分)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻。要求盡量
45、減小實驗誤差。(1)應該選擇的實驗電路是圖1中的(選填“甲”或“乙”)。圖1(2)現有電流表(00.6A)、開關和導線若干,以及以下器材:A.電壓表(015V)B.電壓表(03V)C.滑動變阻器(050)D.滑動變阻器(0500)實驗中電壓表應選用;滑動變阻器應選用。(選填相應器材前的字母)(3)某位同學記錄的6組數據如表所示,其中5組數據的對應點已經標在圖2的坐標紙上,請標出余下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線。序號123456電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10電流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖2(4)根據(3)中所畫圖線可
46、得出干電池的電動勢E=V,內電阻r=。(5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。圖3的各示意圖中正確反映P-U關系的是。圖3答案(1)甲(2)BC(3)如圖所示(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)CB組提升題組1.(2018課標,22,5分)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標尺由游標和主尺構成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針?，F要測量圖(a)中彈簧的勁度系數。當托盤內沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對準指針,此時標尺讀數為1.950cm
47、;當托盤內放有質量為0.100kg的砝碼時,移動游標,再次使其零刻度線對準指針,標尺示數如圖(b)所示,其讀數為cm。當地的重力加速度大小為9.80m/s2,此彈簧的勁度系數為N/m(保留3位有效數字)。答案3.77553.72.(2018課標,22,6分)甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下:(1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準備用手指夾住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應
48、時間為(用L、L1和g表示)。(3)已知當地的重力加速度大小為g=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反應時間為s。(結果保留2位有效數字)(4)寫出一條能提高測量結果準確程度的建議:。答案(2)2(L-L1)g(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時乙的手指盡可能接近尺子3.(2018課標,23,9分)某同學用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數?？邕^光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時,彈簧秤的示數即木塊受到的滑動摩擦力的大
49、小。某次實驗所得數據在下表中給出,其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數讀出。圖(a)砝碼的質量m/kg0.050.100.150.200.25滑動摩擦力f/N2.152.362.55f42.93圖(b)圖(c)回答下列問題:(1)f4=N;(2)在圖(c)的坐標紙上補齊未畫出的數據點并繪出f-m圖線;(3)f與m、木塊質量M、木板與木塊之間的動摩擦因數及重力加速度大小g之間的關系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k=;(4)取g=9.80m/s2,由繪出的f-m圖線求得=。(保留2位有效數字)答案(1)2.75(2)如圖所示(3)(M+m)gg(4)0.404.(2017課標,22
50、,6分)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。(1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數如圖(b)所示,F的大小為N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N。
51、()用5mm長度的線段表示1N的力,以O為作用點,在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合;圖(a)圖(b)()F合的大小為N,F合與拉力F的夾角的正切值為。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內,則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所示()4.00.055.(2016課標,23,10分)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼
52、共有N=5個,每個質量均為0.010kg。實驗步驟如下:圖(a)(1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內;用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖像,經數據處理后可得到相應的加速度a。(3)對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數字),將結果填入表中。n12345a/ms-20.200.580.781.0
53、0(4)利用表中的數據在圖(c)中補齊數據點,并作出a-n圖像。從圖像可以看出:當物體質量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。圖(b)圖(c)(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質量為kg(保留2位有效數字,重力加速度取g=9.8ms-2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填入正確選項前的標號)。A.a-n圖線不再是直線B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大答案(3)0.39(2分。在0.370.49范圍內都給分)(4)如圖所示(3分)(5)0.45(3分。在0.430.47范圍內都給分)(6)BC(2分。選對
54、一個給1分,有選錯的不給這2分)6.(2016課標,22,5分)某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其中打點計時器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。圖(a)圖(b)該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實驗數據和其他題給條件進行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點計時器打出B點時,重物下落的速度大小為,打出C點時重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。(2)已測得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;當地重力加速度大小為9.8
55、0m/s2,實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為Hz。答案(1)12(s1+s2)f12(s2+s3)f12(s3-s1)f2(2)407.(2018課標,22,6分)某同學組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有:微安表頭(量程100A,內阻900);電阻箱R1(阻值范圍0999.9);電阻箱R2(阻值范圍099999.9);導線若干。要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表,在此基礎上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋?；卮鹣铝袉栴}:(1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。(2)電阻箱的阻值應取R1=,R2=。(保留到個位)答案(1)如圖所示(2)10029108.(2018課標,23,9分)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0);可視為理想電壓表;S1為單刀開關,S2為單刀雙擲開關;E為電源;R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗:(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線;圖(a)圖(b)(2)將滑動變阻器滑動端置于適當的位置,閉合S1;(
（北京專用）2020版高考物理大一輪復習 專題十七 物理實驗練習
