2020高考物理名师练习卷专题十二《实验》

2020衡名师原创物理专题卷专题十二实验考点实验：研究匀变速直运动考点实验：探弹力和弹簧伸长的关系考点实验：验证力的平行边形定则考点实验：验证牛顿运动律考点实五：探究动能定考点实验：验证机械能守定律考点实验：定金属的电阻率考点实验：描绘小电珠的安特性曲线考点实验：测电阻考点实验：测定电流源的动势和内阻考点实验一：练使用多用电表考点实验二：传感器的简使用非选择题共110分共小题，110分，按题目求作答1、某同学用如图甲所示的装置究匀变速直线运动的规律，得到一条纸带如图乙所示，并在其上取了A共7个数点每相邻两个计数点间还有4个没有画出。1.实开始前_____(选填“需”或“木需要衡摩擦力，实验______(选“需要”或“不需要)保证悬挂的钩码质量要远小于小车的质量。2.经测最并计算得到打下、C、E、F各时小车的瞬时速，如表所示：

对应点

B

C

D

E

F速度/

m

0.141

0.180

0.218

0.262

0.301电火花打点计时器的周期为T0.02s

，则计算

v

的公式为

v

=______(用母表示。3.根2中到的数据，以打下A点对应的时刻为t理地选择标度，作出图象。

时刻,试图丙所示坐标系中合4.利图丙求得小车的加速度a=______

m/s2

。（结果保留两位有效数字）5.当流电源的频率低于50，若仍按50Hz计，则测量的速度数值与真实的速度数值相比____(选填“偏大”或“小”）。2、物体下落时总是要受到空气阻力作,且在物体速率较小,可为阻力与速率大小成正比,即,其中叫做空气阻力系.某实验小组想通过实验粗略测定空气阻力系,他们从资料上査得质为m的物体从时刻开始由静止下落,经过时间t速变为v,若重力加速度为g则空气阻力系数

vln.gt用图中所示装罝进行实验,将小吸在电磁铁上光电门A靠近磁,以使小球刚下落光电计时器即开始计.完成以下实验步:1.(1)用标卡尺测小球直,如乙所,小球直径=__________cm.(2)用天平测得小球质量m=8.4×10

vv(3)电磁铁断电释放小球测出小由静止下落到光电门B所用时t;关闭光电门A重新释放小球测小球通过光电门B的光时间t;(4)重复步骤(三次,测得的数记录在下表.实验次数123平均值

时间/ms367.79367.86367.78367.81

时间/ms2.402.402.402.402.(5)处数据得空气阻力系数.算过程,ln0.98=-0.02,重力加速度g=9.8m/s

,1s=10

ms,结果均保留两位小数.小球经过光电门B时度大小=__________m/s:数据带入公式

中算时,时间t=__________ms;气阻力系数tgtk=__________kg/s.3、某同学做“验证力的平行四形定则”的实验的装置如图甲所示，点为固定橡皮筋的图钉的位置，点橡皮筋与细绳的结点位置和为细绳1图是根据实验结果在白纸上画出的力的图示情况1.图中的F与F，方一定沿方向的是____.2.关此实验，下列描述正确的_。A．两弹簧测力计的拉力一定比皮筋的拉力大B.橡筋的拉力是合力，两个弹测力计的拉力是分力

C.如将两条细绳换成两个橡皮，那么实验结果将不同D.两将橡皮筋与细绳的结点拉同一位置的的是确保弹簧测力计两次拉力的效果相同3.另同学在“验证力的平行四形定则”的实验中，将橡皮筋一端固定于，另一端连接两个弹簧测力计分别用力

1

与

2

拉两个弹簧测力计将结点拉至O点如丙所示。现增大

2

,方不变，要使结点仍位于O点，对

1

进行的操作可能是（初始时

90A.增同时增大角1B.减同时减小角1C.增D.减

11

的同时减小角的同时增大角4、如图a)、图b)所示分别为、乙两位同学探究加速度与力的关系的实验装置示意,他们在气垫导轨上安装了一个光电门B滑块上固定一宽度为d的光,由数字计时器(图中未画出可读出遮光条通过光门的时间。中同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来如(a)],乙学用细线绕过定滑轮把滑块与力传感器相,传感器下方悬挂钩码[如图b)],每次滑块都从A处静止释放。1.实时应先调节气垫导轨下面螺使气垫导轨水在不增加其他实验器材的情况,如何判定调节到?_________________________________2.实时两学首先将滑块从位由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过电门B的时间,若要得到滑的加速还需要测量的物理量是_________________________

003.甲两同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力同在实验时还需要测量记录的物理量_______________________________,验时必须满足的条件是________________,在实验时需测量记录的物理量______________。4.乙学在完成实验时,下列不要的实验要求()A.应滑块质量远大于钩码和力感器的总质量B.应A位与光电门间的距离适当大些C.应气垫导轨调节水平D.应细线与气垫导轨平行5、某实验小组的同学用如图所的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数μ。每次滑块都从斜面上由静止开始下滑滑每次下滑时遮光板到光电门所在位置的距离L及相应遮光时间t的值。1.用标卡尺测量遮光板的宽度d，如图乙所示，则=______cm。2.为出滑块与斜面间的动摩擦数，本实验还需要测出或知的物理量()(下列序号A．滑块和遮光板的总质量m

B．斜面的倾角θ

C．当地的重力加速度g3.实中测出了多组和的，若要通过线性图象来处理数据求μ值，则应作出的图象为)A．t图B．t

1图象．L图D．图象Lt6、弹簧的劲度系数与弹簧的材、弹簧丝的粗细、单位长度内的匝数及弹簧的原长等因素有关,为了探究弹簧劲度系数与簧原长的关,某同学设计了如下实验:1.实器:铁架台长30cm轻弹簧一根量当且相同的钩码5个刀一把用来剪断弹簧,除以上器材外还要的器材_。2.简实验步骤如,请完成相填空a.将弹簧A悬在铁架台上,测量弹簧的原长

b.在簧的下端挂上钩,记下码的个数分别取1、2、3、4、5),并待钩码静止时测出_____,计算出弹簧的伸长量x;c.改钩码个数,重复实验步骤b;d.将一根与A完全同的弹簧剪成长度不同的两段B和C,出B和C的长之比为分别用和C代重复验步骤a、b、c3.根实验测量的数据,以所挂码个数为横标以弹簧伸长量x为纵标得到述A、B、C三弹簧的x-n图象如根据图象可得出的实验结论为_____________,图线A的上部发生弯曲的原因是________________。7、气垫导轨上相隔一定距离的处安装两个光电传感器A

、B

,滑块

上固定一遮光条若光线被遮光条遮挡光传感器会输出高电,两光电传感器采集数据后与计算机相连块在细线的牵引下向左加速运,遮光条经过光电传感器A图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

、B

时通计算机可以得到如1.实前按气源,将滑块不钩)置于气垫导轨,推滑块当乙中的1

__________

2

(选填“”、“=”或“<”),说明气垫导轨已经水平。2.用旋测微器测遮光条宽度d量结果如图丙所示，则d=___________mm3.将块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码相,滑块由甲所示位置释,通过计算机得到的图象如图乙所若、、m和d已,要验证滑块12和钩码组成的系统机械能是否守还应测出两光电门间距离L和__________(写物理量的名称及符)。

4.若述物理量间满足关系__________,则明在上述过程,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。重加速度为g)8、加速度传感器如图甲所.较的滑块可在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;为滑动变阻,4是片它与滑动变阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比.工作时将框架固定在被测体,使弹簧及滑动变阻器均物体的运动方向平.当被测物体加速运动时滑将在弹簧的作用以同样的加速度运动.通过电路中电压表的读数可得知加速度的大.电表为指针式直流电压可视为理想电压)1.电表零刻度在表盘中(即可显示正负电)当端电势高于Q端时,指针向零点左侧偏转.当物体具有阁示方向的加度时电压表的指针将向零点____________(填“左”或“右”侧转2.若电压表的表盘换成直接表加速度大小及方向的刻度,则表盘的刻度___________(填均匀”或“非均匀”分.3.电表是由灵敏电流计改装而,灵敏电流汁表盘如图乙所.当被测物体具有图示方向、大小为m/s2的速度时滑片MN的央向某侧平移的距离为MN总长的

16

,且滑片4在M或端时灵电流计示数最.以图示方向为加速度正方,若将灵电流计的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度,则灵敏电流计表盘-30刻处对应的加速度为_____________.9、在“探究加速度与力、质量关系”实验,同学使用了图甲所示的装,木板放在水平桌面上打点计时器打点频率50Hz.

1.实中得到图乙所示的一段纸每五个点取一个计时,测得AB,10.17cm保留2位数;

,则验测出小车的加速度大小___________(结果2.若接按图甲所示装置进行实以沙和沙桶的总重力产生的拉力F为横坐,通过纸带分析得到的加速度a为坐以下画出的a图像合理的是()A.B.C.D.3.实中沙沙桶的总重___________(“大于”“小于”或“等于”绳对小车的拉力,为了让沙和沙桶的总重力小更接近绳子对小车的拉,让沙和沙桶的总质量__________(填远大于”或“远小于”小车的质;4.若2问四个图像中的图(包括B、C的直线部)的斜率为,则小车的质量M=__________.10、同学测量一段长度已知的阻丝的电阻率．实验操作如下：1.螺测微器如图所示量阻丝直径时电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动（填A”“”或“C”），直到见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．

2.选电阻丝的（填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．3.如中R，待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入如图实物电路中的正确位置．4.为量R利用如图所示的电路，调节滑动变阻器测5组电压

U1

和电流

I1

的值，作出的U–I1

关系图象如图所示．接着，将电压表改接在、b两，测得5组压

U

2

和电流

I

2

的值，数据见下表：U

/V

0.50

1.02

1.54

2.05

2.55I

2

/mA

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U–I2

图象．5.由，可求得电阻丝的=Ω根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．11、某小组要测量电源的电动势E(3V)内电阻r(1Ω)电阻R(约5Ω)阻值。已经提供的器材有：待测电源E，测电阻电压量程，内阻R=1500Ω)，电阻箱R(0~99.99，开关S，单双开关S，导线若干。

2222(1)实验时需要将电压表的量程扩大一倍，应该再选用一个阻值为___________Ω的值电阻与电压表__________(选填“联”或“并联”)；设计好的电路如图甲所示，图中V为改装后的电压表以下实验中可看成理想电压表。(2)为了测量的电，闭合S，S与a连接调节电阻箱，读出其电阻值R和压表的示数U；持电阻箱阻值不变，与b接，读出电压表的示数U；则阻R的达式为；(3)为了测量电源的电动势和内电阻，闭合S，S与a连接，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和应的电压表示数由测得的数据，绘出如图乙所示的图像，若图R像的斜率为k，纵轴截距为，则电动势E的达为内电阻r的表达式为___________用k、和表示12、同学利用如图所示的电路量一微安表程为00内阻为几千Ω的阻，可使用的器材有：两个电阻箱R（大阻值为99999.9）(最大阻值为)电源E(电动势约为1.5V，内阻不计：单刀开关和S，成下列实验骤中的填空：①为了保护微安表，开始时将电阻箱阻值调至最大；②闭合，逐步减小电阻箱A的阻值使微安表满偏此时电阻箱的读为12000.6Ω；

22③断开S，电阻箱A的数调整为4.000.2，将电阻箱阻值调______选填最大”或“最小”，闭合和S，然后调整电阻箱B的阻，使微表重新达到满偏，这时电阻箱两端电压与②中相______选填“改变”或“不变；④此时电阻箱B的数为1450.6，则由此可知待测微安表的内阻为______Ω，电源的电动势为_____电动势的结果保三位有效数字。13同用伏安法测量待测电的阻值器材:待测电阻阻值约为5

),电源电动势3V),滑动变阻器(阻值范0~10电表量程0.6A,3A),压(量程3V,15V),开关,导线若干实验要求在测电路中将电流表外,滑动变阻器起限流作用答列问题1.按实验要求在(a)中画出物连线图。2.若按实验要求接线,闭合开后移动滑动变阻器的滑,电压表的示数始终约为3V,电流表的示数始终接近0。写出产生这种现象的一个原:__________。3.在线正确后,闭合开关。电表和电流表的示数分别如(b)和图(c)所示。由图可知电压表读数__________V,电表读数__________A由此可得待测电阻的阻值为__________(结保留3位有效数)14、图(为同学组装完成的易多用电表的电路,图中E

是电池

R、RR、134

和5

是固定电阻是可变电表头6

的满偏电流为250μA,内阻为480虚线方框内为

RR换挡开关A端和B端分别与两表笔相连,该多用表有挡,5个挡直流电压1V挡和挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡欧姆×100Ω挡1.图a)中的A端与__________(填“红”或“黑)色表笔相连接。2.关R的用下列说法正确的__________(填正确答案标)。6A.在用多用电表之前,调整使表指针指在表盘左端电流“”置6B.使欧姆挡时,先将两表笔短接调整

6

使电表指针指在表盘右端电阻“0位置C.使电流挡时,调整使表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置63.根题给条件可得

1

__________R。44.某测量时该多用电表指针位如(b)所,若此时B端与1”相连,则多用电表读数为_______;若时端与“3”相连,则读数为____________;若此时B端与“5”相连的则读数_______________。(果均保留3有效数字)15、要求回答下列小题。1.某验小组为了测量某一电阻的阻他们先用多用电表进行粗,测量出的值xx约为Ω现要进一步精确测量其阻,验室有以下器:A.电表最量程15mA,内未)

SISII,闭合开关B.电表最量程0.6A,内未)C.电箱0～99.99D.电箱0～999.9E.电源(电动势约3V,内阻约Ω)F.单单掷开关2只G.导若干甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器,照以下步骤完成实:a.先电阻箱阻值调到最大,闭,断,调节电阻箱阻值使电阻箱有合适的阻值12此时电流表指针有较大的偏转且示数为;0b.保开关闭,再闭合开关调节电阻箱的阻值为,使电流表的示数仍为。1220①根据实验步骤和实验器材规格可,流表应选___________,电阻箱应选择___________选器材前的字)②根据实验步骤可知待电阻___________(所测得的物理量表)。x2.同乙认为该电路可以用来测源的电动势和内阻。若已知所选电流表的内阻箱

1

,RA1

和,调节电阻箱,读出多组阻R2

和电流

I

的数据由验数据绘出的图如图乙所示由此可求得电源电动势E__________V,内Ir

__________Ω。(计算结果保留两位有效数)

1答及解析：答案：不要不需要2.

d6410

答案以及解析3.如图所示4.0.405.偏大解析本验只要保证小车能做匀变速运动即可要节木板的倾斜度来平衡摩擦力，不需要知道小车所受的合力，即不需要使钩码质量远小于小车质量2.每相邻两个计数点间还有4个没有画出，所以相邻个计数点间的时间间隔

,根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得vF

d64T

。3.根2中到的数据以下A时对应的时刻为t

时刻作

图象如所示。4.由度一时间图线的斜率表示速度，得a

Δ0.301Δ0.5

/s2/

2

.5.当源频率低于50Hz时实打点周期将变大，而进行计算时仍然用0.02s，因此测出的速度数值将比真实的速度数值偏大。2答及解析：答案：1.0.845;2.3.52;367.81;-4解析游卡尺的主尺刻度为0.8cm,游尺刻度为9×0.005cm=0.045cm,所小球的直径为0.8cm+0.045cm=0.845cm;

d0.845Bd0.845B2.通光电门B的度t

;带入公式ln算tgt时时t指的是从开始下落到光电门所的时间,所以=367.81ms;代入公式得k

0.36781

ln

3.529.8

kg/s。3答及解析：答案：F

2.D3.BC解析：是过作图的方法得的合力的理论值，而

是通过一个弹簧测力计沿方向拉橡皮筋使结点到O点拉力故方向一定沿方向的是

由误差的存在和

的方向并不重合。2.两簧测力的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可比橡皮前的拉力大也可以比橡皮筋的拉力小错误两簧力计拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，故误。只要保证结点位置相同，是否换成橡皮筋不影响实验结果误次橡皮筋时了两次达到的效果相同，橡皮筋与细绳的结点必须拉到同一位置，故确。3.根题意，对结点进行受力分如图1所，由此可知减小F的时减小角可以实现题1意要求，故B正；同理对结点行受力分析如图2所示由此可知增大F同时减小角1也可以实现题意要求，故C正确；根据力的平行四边形定则可知β角可能增，故AD错误。4答及解析：答案：在挂钩码时,滑块能在任意位置静止不动

2.位与光电门间的距离L3.所钩码的质量m和块的质;

=

;传感器的读数和滑块的质量4.A解析：判调节到位的依据是在不挂钩码,滑块能在任意位置静止不动。2.两情况下滑在导轨上均匀加速直线运滑块的初速度为,到达光电门的瞬时速度v

d

,根据初速度为零的匀加速直线动公式v

ax

可知,只测出位与光电门间的距离L可求得滑块的加速度。3.甲学所做实验中滑(设质为)和钩码设质量为)所受的合外力等于钩码的重力mg

,则有

)

,所以甲同学还需要测所挂钩码质量m和滑块的质量,在实验时认滑块所受合外力等于钩码的重为了尽量减小实验误差应足条件

=

;乙同学所做实验中,力传感器测出力就是细线对滑块的真实拉(设为可直接读出,则有TMa

,所以需要记录传感器的读数和量滑块的质量。4.力感器测出的力就是细线对块的真实拉,存在系统误差无满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质;测距离适当增大测量距离可以减小测量误;实验时要满足气垫导轨水平且细线与导轨平行。5答及解析：答案：0.225cm；2.；3.B解析：1.d=0.2cm+0.05mm×5=0.225cm.2.设面的倾角为释放滑块时遮光条到光电门间的距离x块经过光电门时的速度为v体斜面上受到重力力摩擦力的作用面的方向μmgcosθ=ma，由导出公式2=-0于遮光片经过光电门的时间比较小以以用遮光片过光电门d的平均速度表示瞬时速度，即，立解得tant

gLtcos

，从公式中可以看出，摩擦因数与斜面的倾角θ遮光片的宽度、重力加速度g、遮光时间t以及释放滑块时遮光片到光电门间的距离有，以还需要测量的物理量为：斜面的倾角和释放滑块时遮光条到光电门间的距离、当地的重力加速度，故选项BC正确3.实中测出了多组及的有t

2g

d

1作的图象为t图L

31d1d211231d1d2112象；故选B.6答及解析：答案：刻尺2.弹簧的长度劲度系数与弹簧原长成反;弹簧弹力超过其弹性限度解析：因探究弹力与弹簧原长的关,以要用刻度尺测量弹簧长度2.实中一定要在钩码静止,最弹簧长,进而出其伸长量3.设个钩码重力为G,由题图,当弹力一均为4G)三根簧的劲度系数之比1为3:6,而A、B、C三弹的原长之比为L:L:L2:1

,所弹簧劲度系数与弹簧原长成反比,图线A的上发生弯曲的原因是弹簧弹力超过其弹性限,胡克定律不再成立。7答及解析：答案：2.8.476（8.475-8.477之间）23.滑质量M;4.mgL221解析：在垫导轨水平,滑在水平方向上受力平做匀速直线运动,所以

1

22.螺测微器的读数为

8mm47.68.476

。4.系的机械能守,则钩码减的重力势能等于钩码与滑块的动能增加,所以有

11v22

d,其中vv1

2

,带可得1ddmgLmM2218答及解析：

答案：右2.均匀3.

3m/s

解析：当体具有题图所示方向的加速度a时滑左,滑片与之间的电阻,故端的电势降,所以P端的电势低于Q端则电压表的指针将向零点右侧偏.2.设速度为a时电表的读为,则

2ma

,

mm又U

xL

,联立解得U

mEkL

a

,由于U与成比所表盘的刻度均匀分布.3.由

mELUa可知,a2时,,则时Um,则U时,akL

,即灵敏电流计表盘上30刻处应的加速度为9答及解析：

.答案：2.C3.于远小于4.

1k解析：小的加速度大小为

x7.65)BCAB20.1

m/s

2

2.52m/s

2

;2.若接按图甲所示装置进行实没有平衡摩擦,则当力F到某一值时小车才有加速度可画出的

图像合理的是C;3.实中我认为细绳拉力的小等于沙和沙(其总质量为)总重力的大,而实际上细绳的拉力Tmg

故细绳的拉力小于沙和沙桶的重为了让沙和沙桶的总重力大小更接近细绳对小车的拉力大应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质4.若2问四个图像中的图包括中的直线部)的斜率为,则根据牛顿第二定律得

FF,车的质量MMMk

.10答案及解析：答案：2.同3.图4.图25.23.5（23.0~24.0都对）

解析：在量时为不损坏测物体后也改用微调方旋钮即C直到听见“喀喀”的响声；2.为减小测量误差，应选用电丝不同位置进行多次测量；3.按原理图，将实物图连线如：；4.将格中各组数据在坐标纸上出，再连成一条直线，如图：

x211gv1211m1A1x211gv1211m1A1；5.当压表按甲图连接时电表测的电压为电压表测的电压为R的电压，由图可得：

,R0

的电压之和当电压表接在a间，1.96R25.5，以0.040.0811答案及解析：

。答案：1500串(2)

UU

R

1(3);ll解析：(1)实时需要将电压表量程扩大一倍，应串联一个定值电阻，它的阻值为R

g

1500；R(2)当电压表接a时，电压表测阻箱R两的电压；当接，电压表测R及电箱R两端的电压；则R两的电压为：

U，此时流过R的流为，欧姆定律可得：RR

UUU

R；(3)由题意可知，此实验中可测量出电阻箱的示数，而电压表则电阻箱R两的电压，由闭合电路欧姆定律可知：

U

(Rr

r1，变形可得，数学知识可URE得l

Rr,E

1，即为r；ll12答案及解析：答案：最小

不变2901.21.45解析③闭合时R时电表满偏有：EI()再合S和，且电阻箱调到R'4000.2

时，电阻减小，则其两端的电压减小，则电流表两端

AmAmRmAmAmRm的电压增大，则只能减小