最新高三物理二轮复习：专题二物理实验

第二南开中学高三物理学案出题人wn审核人yjmPAGEPAGE9专题二：物理实验1.在研究弹簧的形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线如下图，由图可知弹簧的劲度系数为k＝______N/m，图线不过原点的原因是由于______________________。2.某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。答复以下问题(计算结果保存3位有效数字):(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据。3.在“探究单摆的周期和摆长的关系〞实验中。(1)以下说法正确的是和(填选项序号字母);A.悬线越短越好B.悬线上端固定且摆角要小C.摆球应在竖直平面内摆动D.摆球摆至最高点时开始计时(2)以摆球通过平衡位置时开始计时,用停表记下摆球通过平衡位置N次所用的时间t,那么单摆周期T=;用米尺量出悬线的长度L0,用游标卡尺量出摆球的直径d,那么摆长L=;(3)根据记录的数据,在坐标纸上以T为纵轴,L为横轴,作出T-L图像,发现图线是曲线;然后尝试以T2为纵轴,L为横轴,作出T2-L图像,发现图线是一条过原点的倾斜直线,由此得出单摆做简谐运动的周期和摆长的关系是()A.T∝1L B.T2∝C.T∝L D.T2∝L4.在“验证力的平行四边形定那么〞的实验中,某同学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)图乙中的是力F1和F2的合力的理论值;是力F1和F2的合力的实际测量值。(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:(选填“会〞或“不会〞)。为什么?答:。(3)本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法 D.建立物理模型法5.如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系〞的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系〞的实验:(1)为到达平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做运动。(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg。请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保存至小数点后第四位)。O—BO—CO—DO—EO—FW/J0.04320.05720.07340.0915ΔEk/J0.04300.05700.07340.0907分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致。(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为kg(g取9.8m/s2,结果保存至小数点后第三位)。6.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一宽度为d的遮光条,假设光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1Δt2(选填“>〞“=〞或“<〞)时,说明气垫导轨已经水平。(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,假设Δt1、Δt2、m和d,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出和(写出物理量的名称及符号)。7.在“探究功与速度变化的关系〞的实验中:(1)利用甲图装置,小车在橡皮筋的作用下运动,以下4条纸带中最符合实验要求的是。(2)某同学对该实验进行了更改,如图乙,把橡皮筋的固定点改为A点,操作如下:a.将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调整高度,直至轻推小车后小车。b.将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车位置。接通打点计时器电源,释放小车。c.用2条、3条、4条、5条、6条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验。d.在上述实验中打出的6条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6。相关数据见下表实验次数条数速度/m·s-1速度平方/m2·s-2111.281.64221.753.06332.104.41442.265.11552.687.18662.968.76①请把操作步骤a补充完整。②用W0表示一条橡皮筋做的功,请在坐标纸上画W-v2图像。③根据你画的W-v2图像,你认为该同学第次实验操作出现了问题,问题在于该次实验时小车释放的位置距离较(选填“远〞或“近〞)。8.在“用双缝干预测光的波长〞实验中(实验装置如图):(1)以下说法哪一个是错误的。(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干预亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx=a(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为mm。9.一块玻璃砖有两个相互平行的外表,其中一个外表是镀银的〔光线不能通过此外表〕.现要测定此玻璃的折射率,给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚〔P1、P2、P3、P4〕、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的外表与纸面垂直.在纸面上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃外表,bb′表示另一外表,如下图.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2〔位置如图〕.用P1、P2的连线表示入射光线.ⅰ.为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4？试在题图中标出P3、P4的位置.ⅱ.然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角θ2.简要写出作图步骤.ⅲ.写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n=.10.在“测定电源的电动势和内阻〞的实验中,有以下器材:A.待测干电池组E(电动势约为4.5V,内阻r约2Ω)B.电压表(量程3V、内阻很大)C.电流表(量程0.5A、内阻很小)D.滑动变阻器(0～20Ω)E.电阻箱R0(0～999.9Ω,用作定值电阻)F.电键、导线假设干(1)图甲中,电阻箱面板显示其阻值R0=Ω。(2)图乙为用以上器材连接的不完整的电路,为完成实验,请在乙图中补画出一根导线构成完整实验电路。(3)利用实验测得的多组电压表示数和对应的电流表示数,绘出了如图丙所示的U-I关系图线,假设图线在U轴的截距为U0,在I轴的截距为I0,那么可以求得电池组电动势E=,内阻r=。(用给定的物理量符号表示)。11.实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程的电压表的内阻,器材如下:①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只,②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只,③电池组(电动势约为3V,内阻约1Ω),④滑动变阻器一个,⑤变阻箱(可以读出电阻值,0～9999Ω)一个,⑥开关和导线假设干。某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相比照拟合理的是(选填“甲〞或“乙〞)电路。(2)用你选择的电路进行实验时,闭合开关S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和(填上文字和符号)。(3)选择下面的坐标轴,作出相应的直线图线,其中合理的是。A.U-IB.U-1IC.1(4)设直线图像的斜率为k、截距为b,请写出待测电压表内阻表达式RV=。12.某同学想用如图甲所示的电路描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供以下器材:A.电压表V1(0～5V,内阻约5kΩ)B.电压表V2(0～15V,内阻30kΩ)C.电流表A(0～25mA,内阻约0.2Ω)D.滑动变阻器R1(0～10Ω,额定电流1.5A)E.滑动变阻器R2(0～1000Ω,额定电流0.5A)F.定值电阻R0G.热敏电阻RTH.直流电源(电动势E=6.0V,内阻r=1.0Ω)I.开关一个、导线假设干(1)为了保证实验的平安,滑动变阻器的滑片在开关闭合前应置于(选填“a端〞“中央〞或“b端〞)。(2)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如表),请你在坐标纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线。电压U/V0.01.02.02.43.03.64.0电流I/mA0.01.85.88.011.816.020.0(3)由此曲线可知,该热敏电阻的阻值随电压的增大而(选填“增大〞或“减小〞)。该同学选择的电压表是(选填“A〞或“B〞),选择的滑动变阻器是(选填“D〞或“E〞)。(4)假设将该热敏电阻RT与一定值电阻R0和电源组成如图乙所示电路,现测得电路中电流为15mA,那么定值电阻的阻值R0=Ω。13.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0～50Ω,额定电流2A),开关和导线假设干以及以下电表A.电流表(0～3A,内阻约0.025Ω)B.电流表(0～0.6A,内阻约0.125Ω)C.电压表(0～3V,内阻约3kΩ)D.电压表(0～15V,内阻约15kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的(选填“甲〞或“乙〞)。(2)如图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了局部导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线。(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如下图,可得该电阻的测量值Rx=UI=Ω(4)假设在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是;假设在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是。(选填选项前的字母)A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,以下反映U-x关系的示意图中正确的是。14.使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线假设干。实验时,将多用电表调至“×1Ω〞挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成以下填空:(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)。假设两电表均正常工作,那么表笔a为(选填“红〞或“黑〞)色;(2)假设适当调节电阻箱后,图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙(a)、(b)、(c)所示,那么多用电表的读数为Ω,电流表的读数为mA,电阻箱的读数为Ω;(3)将图甲中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为mA;(保存3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为V。(保存3位有效数字)15.某同学要测量一电阻Rx(阻值约18Ω)的阻值,实验室提供如下器材:电池组E(电动势3V,内阻约1Ω);电流表(量程0～0.6A,内阻约0.5Ω);电压表(量程0～3V,内阻约5kΩ);电阻箱R(阻值范围0～