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2011高考物理实验专题


实验专题
1、 如下图(a)所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内 弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验. F/N 8 6 4 2 (a) 0 1 2 3 4 ( b) 5 x/cm

① 为完成实验,还需要的实验器材有: ; ② 实验中需要测量(记录)的物理量有: ; ③ 图(b)是弹簧所受弹力 F 与弹簧伸长长度 x 的

F-x 图线,由此可求出弹簧的劲度系数 为 N/m.图线不过原点的原因是由于 2、 “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中 A 为固定橡皮筋的图钉,O 为橡 皮筋与细绳的结点,OB 和 OC 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 ①做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置 O ,此时需要记录的 是 , 和 ②图乙中的 F 与 F′ 两力中,方向一定沿 AO 方向的 是_____。 ③本实验采用的科学方法是 。 A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法 3、某同学安装如图甲的实验装置,探究外力做功与物体 2 动能变化的关系. (g=10m/s ,结果均保留三位有效数字) ①此实验中,先 ,再让重物 做 运动, (―需要‖、―不需要‖)测出重物的质量; ②该同学选取如图乙所示的一段纸带,对 BD 段进行研究.

单位:mm

图乙 求得 B 点对应的速度 vB = 等(填字母表达式) ; ③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题.安装实验装置时存在的问题是 ,研究纸带时存在的问题是 ,实验误差可能较大. ④若用该装置来验证机械能守恒定律,且重锤质量为 1 kg,纸带中 A 点为打点计时器打下 的第一个点,则验证机械能守恒时应取 段进行研究。此过程重锤减少的重力势能为 J,重锤动能的增量为 J.该实验存在较大误差的原因可能
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m/s,若再求得 D 点对应的速度为 vD ,测 与 大小是否相 图甲

出重物下落的高度为 hBD ,则还应计算



。 m/s ,若此过程所受阻力大小恒定,且重锤
2

⑤从纸带可测得重锤下落的加速度 a= 质量为 1kg,则阻力大小为 N。 4、某同学设计了一个探究加速度 a 与物体所 受合力 F 及质量 m 关系的实验,图(a)为实验 装置简图。 (交流电的频率为 50Hz) (1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据 纸带可求出小车的加速度大小为 _________m/s2 。 (保留二位有效数字) (2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量 m, 分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的 1/m, 数据如下表: 实验次数 小车加速度 a/m· s–2 小车质量 m/kg 1 1.90 0.25 4.00 2 1.72 0.29 3.45 3 1.49 0.33 3.03

电源插头 纸带 小车 电火花计时器

图(a)

4 1.25 0.40 2.50

5 1.00 0.50 2.00

6 0.75 0.71 1.41

7 0.50 1.00 1.00

8 0.30 1.67 0.60

1 / kg ?1 m

纸带运动方向

v

a / m ? s ?1

6.19 6.70

7.21 图(b)

7.72 单位:cm

1 / kg ?1 m
O 图(c) 请在方格坐标纸中画出 a–1/m 图线, 并从图线求出小车加速度 a 与质量倒数 1/m 之间的关系 式是 。 (3)有一位同学通过实验测量作出了图(c)中的 A 图线, 另一位同学实验测出了如图(c) 中的 B 图线.试分析 ①A 图线不通过坐标原点的原因是_______________________________________________; ②A 图线上部弯曲的原因是_____________________________________________________; ③B 图线在纵轴上有截距的原因是_______________________________________________. 5、如图是验证动能定理的装置,除图示器材外, 还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸, 天平和细沙. ①你认为还需要的实验器材有 ②实验时为了保证滑块受到的合力与 沙和沙桶的总重力大小基本相等, 应满足的实验条件是
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. , 实验时首先要

做的步骤是



③图丙是滑块(质量为M)在沙和沙桶的 总质量为 m 条件下做匀加速直线运动的纸 带.测量数据已用字母表示在图中,打点计 时器的打点周期为T. 则本实验最终要验证 的数学表达式为 .(用题中的字母表示) 6、在―测量金属丝的电阻率‖的实验中: (1)已知电阻丝的电阻约为 10 ? ,现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,应选用的 器材有 (只填代号) A、量程是 0~0.6A,内阻是 0.5 ? 的电流表 B、量程是 0~3A ,内阻是 0.1 ? 的电流表 C、量程是 0~3V,内阻是 6K ? 的电压表 D、量程是 0~15V,内阻是 30K ? 的电压表 E、阻值为 0~1K ? ,额定电流为 0.5A 的滑动变阻器 F、 阻值为 0~20 ? ,额定电流为 2A 的滑动变阻器 G、蓄电池(3V) H、开关一个,导线若干 (2)请根据现有器材,为使测量结果更加精确,设 计最佳实验电路,并连接好右图的电路实物图; 丙

(3)实验的主要步骤如下: ①首先他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径, 用螺旋测微器在金属丝不同位置测出金属丝的 直径 d 各三次求平均值。 某次示数如图所示。金属丝的直径是___________mm。 ②用毫米刻度尺测量 的长度,反复测量 3 次, 求出其平均值 l. ③断开开关,将实验器材连接成实验电路, ④闭合开关,调节 ,使电流表和电压表有合适的示数,读 出并记下这组数据。 ⑤改变滑动变阻器的滑键位置,重复进行实验,测出 6 组数据,并记录在表格中。 ⑥断开电键 S,求出导线电阻 R 的平均值. (4)试用测得的 R、l、d 值写出电阻率计算表达式:___________ 7、某同学用伏安法测一节干 电池的电动势 E 和内电阻 r, 所给的其它器材有: A.电压表 V:0~3~15V B.电流表 A:0~0.6~3A C.变阻器 R1:(20Ω,1A) D. 变阻器 R2: (1000Ω, 0.1A) E.电阻箱 R(0~999.9Ω)
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F.电键 S 和导线若干 ①实验中电压表应选用的量程为 (填 0~3V 或 0~15V ) ;电流表应选用的量程为 (填 0~0.6A 或 0~3A) ;变阻器应选用 ; ②根据实验要求连接实物电路图; ③实验测得的 6 组数据已在 U—I 图中标出,如图所示.请你根据数据点位置完成 U—I 图线,并 由图线求出该电池的电动势 E=________V,电阻 r=________Ω. ⑵在实际操作过程中,发现滑动变阻器 R1、电流表 A 已损坏,请用余下的器材测量锂电池 的电动势 E 和内阻 r。 ① 请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号) ; ② 为了便于分析, 一般采用线性图象处理数据, 请写出与线 性图象对应的相关物理量间的函数关系式:
1 = U



(3)在实际操作过程中,发现滑动变阻器 R1、电压表 V 已损坏,请用余下的器材测量锂电 池的电动势 E 和内阻 r。 ③ 请你在方框中画出实验电路图 (标注所用器材符号) ; (4 分) ④ 为了便于分析,一般采用线性图象处理数据, 请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数 关系式:

1 = I



8、有一个小灯泡上标有―4 V 2 W‖的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的 U-I 图线,有下列 器材供选用: A.电压表(0~5 V,内阻 10 kΩ) B.电压表(0~10 V,内阻 20 kΩ) C.电流表(0~0.3 A,内阻 1 Ω) D.电流表(0~0.6 A,内阻 0.4 Ω) E.滑动变阻器(5 Ω,1 A) F.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A) (1)实验中电压表应选用______,电流表应选用______.为使实验误差尽量减小,要求电压表从 零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示) 。 (2)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实 物电路图。 (3)根据 U-I 图象,当灯泡两端所加电压为 1.6V 时,灯泡的电阻为 Ω ,电功率为 W
U/V 5.6 4.8 4.0 3.2 2.4 1.6 0.8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A 图a

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9、 (1)有一游标卡尺,主尺的最小分度是 1mm,游标上有 20 个小的等分刻度。用它测量一小 球的直径,如图 1 所示的读数是 mm。 (2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图 2 所示的读数是 mm。

(3)该电阻丝 R 的额定电压为 3V,为测量其电阻值, ○ 1 某同学先用多用电表粗测其电阻.用 已经调零且选择开关指向欧姆挡―×10‖档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他 应将选择开关换成欧姆挡的― ‖档位(选填―×100‖或―×1‖),然后进行 ,再次测 量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右图所示,则此段电阻丝的电阻为 Ω.

2 现要进一步精确测量其阻值实验室提供了下列可选用的器材 ○ A:电流表 A1(量程 300mA,内阻约 1Ω) B:电流表 A2(量程 0.6A,内阻约 0.3Ω) C:电压表 V1(量程 3.0V,内阻约 3kΩ) D:电压表 V2(量程 5.0V,内阻约 5kΩ) E:滑动变阻器 R1(最大阻值为 10Ω) F:滑动变阻器 R2(最大阻值为 500Ω) G:电源 E(电动势 4V,内阻可忽略) H:电键、导线若干。 (1)为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需添器材前面的字母即可) 电流表_________.电压表___________.滑动变阻器_____________. (2)下列给出的测量电路中,最合适的电路是_ __。
V
R

V

V

V

A

R

A

R

A

R

A

A

B
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C

D

10、某同学在做多用电表测电阻的实验中: (1)测量某电阻时,用―×10?‖档时发现指针偏转角度过大,他应该换用_____档(填―×1?‖ 或―×100?‖) ,换档后,在测量前先要______________。 (2)如图所示,A、B、C 是多用表在 进行不同测量时,转换开关分别指示的位 置,D 是多用表表盘指针在测量时的偏转 位置。 ①若是用 A 档测量,指针偏转如 D, 则读数为________; ②若是用 B 档测量,指针偏转如 D, ?100? 10mA 50V 则读数为_______; ③若是用 C 档测量,指针偏转如 D,则读数为_______。
A B C

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实验专题参考答案
1、① 刻度尺; ---------------------------(2 分) ② 弹簧的原长、悬挂钩码个数 以及 与弹力(外力)对应的弹簧长度;--(4 分) ③ 200N/m; 实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重 或 在弹簧没有处于竖直悬挂状态 时测量它的原长。 2、① O 点位置(2 分) , 两弹簧秤的读数 (2 分) ,两细绳套的方向 (2 分) ②F′ (2 分) ③B(1 分) 3、①自由落体(1 分) 、不需要(1 分) ; ②0.19(2 分) 、

1 2 2 、 ghBD (2 分) (上两式同乘了 m 不扣分,若只有 ? vD ? vB ? (2 分) 2

其中一式乘 m 扣该式的 2 分) ; ③重物会落在桌面上(或―纸带打点过短‖等与此类似的答案) (1 分) 、BD 两点间隔过短(1 分) 。 4、 (1)3.2(3 分) (2) a ?

1 (2 分) 2m

图象如图所示(2 分) (3) (每空 2 分) ①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够 ②未满足沙和沙桶质量远小于小车的质量 ③平衡摩擦力时,长木板倾角过大(平衡摩擦力过度) 5、①刻度尺(2 分) ②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量;平衡摩擦力.(每空 2 分) ③mg xAB= xB2-xA2 1 M( ) (4 分) 2 4T2

V RX R S A

6、 (1)ACFGH (2 分) (2)如右图 (3 分) (3)①0.200mm (2 分) ②接入电路中的被测金属导线 (2 分) ④ 滑动变阻器(1 分) (4) ? ?

? d 2R
4l

(2 分)

7、①0~3V(1 分) ;0~0.6A(1 分) ; R1(1 分) ②图 (2 分) ③完成 U-I 图线(1 分) ④ 1.50(2 分) ;0.50(2 分) 8、答案: (1)A D E(每空 2 分) (2)如图 9、答案: (1) 13.55 mm(2 分) (2) 0.680 mm(2 分) (3) 1 ○ (2 分) 10、答案: (1) ?1 , 重新调零 (2) 1.3 ? 10 ? , 6.4mA , 32.0 V
3

× 1

欧姆调零 12 或 12.1Ω

2 ○

A

C

E

B

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