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高中物理实验专题
高中物理实验
第1讲 力学实验
1.(2012年湛江一模)
(1)用游标卡尺(卡尺的游标有20等分)测量一物块的长度,测量结果如图6-1-11所示,由此可知物块的长度是________cm.
图6-1-11
(2)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图6-1-12甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细线的结点,OB和OC为细线.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.
图6-1-12
①做好实验准备后,先用两把弹簧测力计把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时需要记录的是______________,________________,____________.
②图乙中的F与F′两个力中,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
2.(2012年深圳一模)某同学利用如图6-1-13甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持________状态.
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由此图线可得该弹簧的原长x0=________cm,劲度系数k=________N/m.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x=________cm.
甲乙丙
图6-1-13
3.(2012年浙江卷)在“探究求合力的方法”的实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F/N
伸长量x/(×10-2m)
用作图法求得该弹簧的劲度系数k=________N/m.
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图6-1-14所示,其读数为________N;同时利用
(1)中的结果可得弹簧上的弹力值为2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合.
(3)由图得到F合=________N.
图6-1-14
4.某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验时,从打下的假设干纸带中选出了如图6-1-15所示的一条(每两点间还有四个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离.打点计时器的电源频率
由这些已知数据计算:
(1)该匀变速直线运动的加速度a=__________m/s2
.图6-1-15
(2)与纸带上D点相对应的瞬时速度v=__________m/s.(结果均保留三位有效数字)
5.(2012年佛山一模)某同学用如图6-1-16所示的装置来研究自由落体运动.
1)以下有关操作的表达正确的选项是( )
A.安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B.将打点计时器与直流低压电源连接
C.释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器
D.应先释放纸带,然后接通电源
(2)实验得到一条纸带,测得各点之间的距离如图6-1-17所示.已知电源频率为50Hz,则纸带中相邻两点间的时间间隔是________s.从该纸带可知,重物在做__________(填“匀速”、“匀变速”或“非匀变速”)运动,加速度大小a=________m/s2(保留三位有效数字).
图6-1—17图6-1-16
6.(2012年肇庆一模)
(1)某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m的关系的实验,图6-1-18甲为实验装置简图.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为以下说法中正确的选项是________(填字母代号).
A.实验时要平衡摩擦力B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力D.实验进行时应先释放小车再接通电源
(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4C点时小车的速度为______m/s,小车的加速度是______m/s2.(结果均保留三位有效数字)
图6-1-18
7.(2011年广州联考)某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:
F/N
a/(m·s-2)
(1)根据表中的数据在图6-1-19所示的坐标中作出a-F图象;
(2)图象的斜率的物理意义是________________________________________;
(3)图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是________________________;
(4)小车和砝码的总质量为________kg.
8.(2012年深圳二模)图6-1-20中的甲、乙都是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置图.
图6-1-20
(1)较好的装置是________(填“甲”或“乙”).
(2)打点计时器必须接________(填“高压”或“低压”)交流电源.
(3)丙图是采用较好的装置进行实验获得的,如果发现第1、2两点之间的距离大约为4mm,这是因为实验时__________________________;如果出现这种情况,则打第6点时重物的重力势能与动能的关系为:
______(填字母代号).
A.mgl=
B.mgl>
C.mgl<
9.(2012年珠海一模)某探究学习小组欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图6-1-21所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小沙桶,滑块处于静止状态.假设你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
图6-1-21
(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,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是________________________,实验时首先要做的步骤是____________________.
(3)在
(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M,往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1 10.(2012年惠州三模)图6-1-22为验证碰撞中动量守恒的实验装置示意图. (1)设小球A的质量为mA,小球B的质量为mB,为保证实验成功,必须保证mA________(填“大于”、“等于”或“小于”)mB. (2)实验中小球的落点情况如下图,P为不放小球B时,将小球A从斜槽某一高度静止释放后的落点,M、N分别为小球A从同一高度静止释放到达斜槽水平端与小球B相碰后它们的落点,现已测得O到M、P、N的距离分别为s1、s2、s3,假设关系式____________________成立,则验证了A、B相碰时动量守恒. 图6-1-22 第2讲 电学实验 1.图6-2-12为一正在测量中的多用电表表盘. (1)如果是用×10Ω挡测量电阻,则读数为________Ω. (2)如果是用直流10mA挡测量电流,则读数为______mA.(3)如果是用直流5V挡测量电压,则读数为________V 图6-2-13 图6-2-122.(2012年惠州三模)如图6-2-13所示,请读出螺旋测微器和游标卡尺的读数.读数甲: ____________cm;读数乙: ____________cm. 3.用螺旋测微器测量一金属丝的直径,如图6-2-14甲所示.该金属丝的直径是________mm;用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如图乙所示,则该工件的长度是________cm. 图6-2-14 4.(2012年惠州三模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除了一个标有“6V 1.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有: A.直流电源6V(内阻不计) B.直流电流表0~3A(内阻0.1Ω以下) C.直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω) D.直流电压表0~10V(内阻约为15kΩ) E.滑动变阻器10Ω,2A F.滑动变阻器1kΩ,0.5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量. (1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(用字母代号表示) (2)在方框内画出实验电路图. (3)试将图6-2-15所示未完成的连接器材连成实验电路. 图6-2-15 5.(2012年肇庆一模) (1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图6-2-16所示,则它们的读数值依次是________mm、________A、________V. 图6-2-16 2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E=4.5V,内阻较小.则以下电路图中,________(填字母代号)电路为本次实验应当采用的最正确电路,但用此最正确电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏________(填“大”或“小”). (3)假设已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝的电阻Rx的最正确电路应是上图中的________(填字母代号)电路.此时测得的电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=__________. 6.(2012年清远模拟)有一根圆台状合金棒如图6-2-17所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验: (1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图6-2-18中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=________cm. 图6-2-17 图6-2-18 (2)测量该合金棒电阻的实物电路如图6-2-19所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几欧姆,图中有一处连接不当的导线是________(用标注在导线旁的数字表示). 图6-2-19 (3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻Rρ、长度为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.发现: 在误差允许范围内,电阻R满足R2=RdRD.由此推断该圆台状合金棒的电阻R=________(用ρ、L、d、D表示). 7.(2012年广州一模)用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节干电池的电动势和内阻. (1)将图6-2-20甲的实物连接成可完成实验的电路. (2)完成以下步骤的相关内容: A.将多用电表的选择开关旋转至__________________挡.(填“×1Ω”、“直流电压2.5V”或“直流电流100mA”) B.调节电阻箱,示数如图乙所示,读得电阻值R1=______Ω. C.合上开关,从多用表上读得数值为x1. D.重复B、C,收集多组R和x的数据. …… (3)某同学根据他设计的实验以及收集到的数据,作出了如图丙所示 (4) (5)的R- 图线,由此可知,干电池的电动势E=________V(结果保留三位有效数字);图线纵轴截距的绝对值代表____________________的电阻之和. 甲乙丙 图6-2-20 8.(2012年佛山一模)某同学测定一根金属丝的电阻率. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图6-2-21所示,该金属丝的直径为________mm. 图6-2-21 图6-2-22 (2)先用多用电表粗测其电阻.将选择开关调到欧姆挡“×10”挡位并调零,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该: ①将选择开关换成欧姆挡的“__________”(填“×100”或“×1”)挡位. ②将红、黑表笔短接,调节________调零旋钮,使欧姆表指针指在______________处.再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图6-2-22所示,则此段电阻丝的电阻为__________Ω. (3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了以下各种器材,4V的直流电源、3V量程的直流电压表、电键、导线等.还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用: A.电流表A1(量程0.3A,内阻约1Ω) B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω) C.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω) D.滑动变阻器R2(最大阻值为50Ω) 为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大.电流表应选________,滑动变阻器应选________(都填器材前面的字母).请在图6-2-23中补齐连线以完成本实验. 图6-2-23 9.(2012年深圳一模)在测定一根粗细均匀的合金丝Rx的电阻率的实验中: (1)利用螺旋测微器测定合金丝的直径,示数如图6-2-24甲所示,则可读得合金丝的直径为________mm. (2)待测合金丝Rx的电阻约为5Ω.提供的仪器有: A.电压表V(量程0~3V,内阻约10kΩ) B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约3Ω) C.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.1Ω) D.滑动变阻器R(总阻值5Ω,最大允许电流2A)甲乙 E.电源E(电动势为5V,内电阻为1Ω)图6-2-24 F.一个开关、假设干导线 ①要求较准确地测出其阻值,电流表应选______(填序号). ②某同学根据以上仪器,按图乙连接实验线路,在实验中发现电流表示数的变化范围较窄,现请你用笔在图乙中画一条线对电路进行修改,使电流表示数的变化范围变宽. ③修改后的电路其测量结果比真实值偏______(填“大”或“小”). 10.(2012年湛江一模)某同学做“测定电源的电动势和内阻”的实验. (1)他采用如图6-2-25甲所示的实验电路进行测量,图乙给出了实验所需要的各种仪器,请你按电路图把实物连成实验电路. 甲 乙 图6-2-25 (2)这位同学测量时记录了5组数据,并将数据填入在以下表格中.请你根据这些数据在坐标系6-2-26中画出U-I图线.根据图线求出电池的电动势E=______V,内阻r=______. 次数 1 2 3 4 5 I/A U/V 图6-2-26 (3)这位同学对以上实验的系统误差进行了分析.其中正确的选项是________. A.误差主要是由电压表的分流引起的 B.误差主要是由电流表的分压引起的 C.电动势的测量值小于真实值 D.内阻的测量值大于真实值 第3讲 改良型和设计型实验 1.某物理兴趣小组采用如图6-3-13所示的装置深入研究平抛运动.质量分别为mA和mB的A、B两个小球处于同一高度,M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影.用小锤打击弹性金属片,使A球沿水平方向飞出,同时松开B球,B球自由下落.A球落到地面N点处,B球落到地面P点处.测得mA=0.04kg,mB=0.05kg,B球距地面的高度是1.225m,M、N两点间的距离为1.500m,则B球落到P点的时间是________s,A球落地时的动能是________J.(忽略空气阻力,取g=9.8m/s2) 图6-3-13 2.某同学利用如图6-3-14所示的实验电路来测量电阻的阻值. (1)将电阻箱接入a、b之间,闭合开关.适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变.改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据如下表: 电阻R/Ω 电压U/V 请根据实验数据在图6-3-15中作出U-R关系图象. 图6-3-14 图6-3-15 (2)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表的示数为2.00V.利用 (1)中测绘的U-R图象可得Rx=________Ω. (3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大.假设仍用本实验装置和 (1)中测绘的U-R图象测定某一电阻,则测定结果将________(填“偏大”或“偏小”).现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和 (1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 3.(2012年江苏模拟)某变压器不能拆解,课外活动小组准备用以下器材测定其原线圈使用的铜丝长度: 多用电表、电流表(0~0.6~3A)、电压表(0~3~15V)、开关、滑动变阻器(0~5Ω)、导线、干电池等. 图6-3-16 图6-3-17 (1)用螺旋测微器、多用电表的欧姆“×1”挡分别测量铜丝的直径、阻值,结果如图6-3-16、6-3-17所示,则铜丝的直径为________mm、电阻约为________Ω. (2)请在下面虚框中画出测量铜丝电阻的实验原理图,并在下面实物图6-3-18中补画出未连接的导线. 图6-3-18 4.(2011年山东卷) (1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图6-3-19所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪短细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略) (1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________. (2)滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________. (3)以下能引起实验误差的是________. A.滑块的质量 B.当地重力加速度的大小 C.长度测量时的读数误差图6-3-19 D.小球落地和滑块撞击挡板不同时 5.(2012年重庆卷)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘做了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响.实验器材如图6-3-20所示. (1)测量E和r的实验方案为: 调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式________,利用测量数据作出U-I图象,得出E和r. (2)将电压表视为理想表,要求防止电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路. (3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图6-3-21中a、b、c、d所示,由此可知: 在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势__________(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”). 曲线(c)对应的电源电动势E=____________V,内阻r=__________Ω,当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出功率P=__________mW.(均保留三位有效数字) 图6-3-20 图6-3-21
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