2021届高考冲刺物理实验最后一练10

2021届高考冲刺物理实验最后一练10

i.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:

（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm.

（2）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是.（填选项前的字母）

A.把单摆从平衡位置拉开30。的摆角，并在释放摆球的同时开始计时

B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为」一

100

C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值

偏大

D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

（3）为了提高实验精度，在实验中可改变儿次摆长1并测出相应的周期T,从而得出一组

对应的1与T的数据，再以1为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，

并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g=（用k表示）.

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为9mm,游标读数为0.1x7mm=0.4mm,则最终读数

为9.7mm=0.97cm；

（2）用单摆的最大摆角应小于5。，故A错误；一个周期的时间内，摆球通过最低点2

次，故应为丁=上，故B错误：由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式

4储L

可知，用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，摆长偏大，则代入单摆周期公

式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；为减小实验误差因，应选择密度较大的摆

球，故D错误.故选C.

g可得:T?

(3)由单摆周期表达式T=2兀

故以1为横坐标、T?为纵坐标得到的图象的斜率为：k=——

解得：g=—

k

2.在“探究加速度与物体质量.物体受力的关系'’实验中：实验装置如图所示：一木块

放在水平长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重

物相连.木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做

①如图①所示，是甲同学用以上装置，通过打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，

它们之间的距离分别为吊、S2、S3、S4、S5、S6,打点计时器所用交流电周期为T,根

据给以上数据求：木块的加速度M=

②乙同学用同一套装置，根据测量数据画出了如图②所示的a-F图线，原因可能是：

③丙、丁两位同学用同一套装置，画出了各自得到的a-F图线如图③所示，说明这两个

同学做实验时的哪一个物理量取值不同？

并比较其大小：用的较大(填“丙”或者"丁”)

④当M和m的大小关系满足时，才可以认为绳子对木块的拉力等于重物的

重力.

试卷第2页，总16页

（答案］（S4+S5+S6）二侮+S广SJ没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力时斜面倾角太小

9T2

（答案意思关键：平衡摩擦力不足）木块的质量丙M»m

2

【解析工①为了减小偶然误差，采用逐差法处理数据，有：56-53=3«7，

22

S5-S2=3aJ,S4-Sl=3aJ,为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度

取平均值得：«+«2+«3）

解得：〃=一+5『+「》）.

9T2

②图中当产工。时，。=0.也就是说当绳子有拉力时，小车的加速度为o,说明没有

平衡摩擦力或平衡的不够.

③对a-产图来说，图象的斜率的倒数表示物体质量，C图中斜率不同，说明两个同学

做实验时小车质量不同，乙的斜率大于丙的斜率，则乙的质量小于丙的质量.

④当木块质量远远大于重物质量即M>>加时，可以近似认为木块受到的拉力等于重物

的重力.

3.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

电压表（量程0~3V,内阻约为3kC）

电流表（量程0~0.6A,内阻约为1。）

滑动变阻器（。〜20。，额定电流1A）

待测电池组（电动势约为3V,内阻约为1。）

开关、导线若干

①该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，

这条导线对应的编号是；

②正确连线后实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不

明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5Q的电阻，之后

该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数/,并作出U-/图像，如图乙所

示。根据图像可知，电池组的电动势为V,内阻为Q；（结果均保留两位

有效数字）

UN

乙

③这位同学对最后的实验数据进行了误差分析。其中正确的是o

A.实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用

B.实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用

C.实验测出的内阻大于真实值

D.实验测出的电动势小于真实值

【答案】52.90.80BD

【解析】①电源内阻较小，为减小实验误差，相对于电源来说电流表应采用外接法，由

图示实物电路图可知，连线5连接错误。

②由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压

U=E-I(r+R)

由图示图象可知，图象纵轴截距

h=E=2.9V

图象斜率的绝对值

k=r+R=A£="C=5.8C

A/0.5

电源内阻

尸0.8C

③在测量电源的电动势和内阻时，电压表测量电源的外电压准确，电流表测量通过电

源的电流偏小，因为电压表起分流作用。作出U-/图线实际图线和测量图线，如图所示

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知电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小，故选BD。

4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，实验装置示意图如图所示.砂和砂桶

的总质量为"?，小车和祛码的总质量为实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对

小车拉力的大小.

（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要将带有定滑轮的木板（选

填“A”或"B”）端适当垫高，使小车在________（选填"挂”或“不挂”）砂桶时做匀速直线

运动.

（2）实验中要进行质量机和M的选取，以下最合理的一组是.

A.M=200g,m=10g、15g>20g、25g>30g、40g

B.M=200g,m=20g、40g>60g>80g、100g、120g

C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D.M=400g,m=20g、4()g、60g、80g、100g、120g

⑶下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻

的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为：XAB=4.22

cm、XBC=4.65cm、XCD=5.08cm>XDE=5A9cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,

则打C点时小车的速度v=m/s.（结果保留2位有效数字）

）

ABCDEFG（

【答案】B不挂C0.49

【解析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，

则应该用重力的沿斜面的分力来平衡摩擦力，可以将长木板B端垫高，不挂砂和砂桶,

轻推小车，使小车做匀速直线运动即可；

（2）重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T,根据牛

顿第二定律，

对砂和砂桶m：有：mg-T=nw

对小车M：有：T-Ma

解得：7=如空=工

M+mi,加

1n-----

M

故当时，宿Tamg,故C符合要求；

③相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=O.ls，

小车通过C点的速度为：V,=X"c+XCD=465+508*]0-2祖/S=0.49/〃/s。

c2T0.2

点睛：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的

处理都与实验原理有关，知道平衡摩擦力的方法。

5.实验时有一个标签看不清的旧蓄电池和定值电阻凡，为测定旧蓄电池的电动势和定

值电阻R。的阻值，实验时提供如下器材，

A、电压表V（量程6V,内阻约为4kC）

B、电流表A（量程1A,内阻RA=10Q）

C、滑动变阻器用（最大阻值20C,额定电流2A）

D、电阻箱R（阻值范围0〜9999C）

（1）为了测定电阻尺的阻值，甲同学选用了上述器材设计了一个能较准确测出其阻值

的电路，如图甲是其对应的实物图，请你将实物连线补充完整

（2）为测出旧蓄电池的电动势E,乙同学选用了上述器材设计了如图乙所示的电路图，

下表是该同学测得的相关数据，请利用测得的数据在图丙的坐标纸上画出合适的图像

,并根据画出的图像求得该蓄电池的电动势E=V,（结果保留2位有效

数字）

图甲图乙

实验次数2345

R/Q5.010.015.020.025.0

Z/A0.830.500.360.260.22

7/A，1.22.02.83.74.5

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(3)丙同学直接用电压表接在该蓄电池两极读出电压表的读数，其结果与乙同学测得

相等或者偏小)

图丙

6.IV偏小

【解析】(1)因不知道定值电阻的电阻值，所以可以使用电流表内接法，此时：

R定+对=告，所以定值电阻等于电压表和电流表示数的比值减去电流表的内阻-这

样测量比较精确.电路图如图所示.

R=；E—r,图线的斜率表示电动势，所以横轴表示

（2）根据£=〃?+〃得,

28-0

则后=®6.1V.

5.0—0.4

(3)如图所示；电压表直接接在电源的两端，由于电压表本身有内阻，测量的仍然是

电源的外电压，所以测量值偏小.

6.某同学用气垫导轨做探究加速度与力关系的实验。装置如图所示。该同学在气垫导

轨上安装了两个光电门：光电门1、光电门2,在滑块上固定了一个遮光条，用绕过气

垫导轨左端的定滑轮的细线一端连接在滑块上，另一端与力传感器相连（力传感器可测

得细线上的拉力大小），力传感器下方悬挂钩码。滑块与遮光条的总质量为

光电门2光电门I

Vi遮光条

r-HIJ,」二I」」i口1I：II[IIIIIII「1111

Lb方警空二气源

佝刚||

（1）关于实验的要点，下列说法正确的是。

A.将气垫导轨的右端适当垫高，以平衡摩擦力

B.调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与气垫导轨平行

C.钩码的质量必须远小于滑块与遮光条的总质量

D.两光电门间的距离应适当大些

（2）按实验要求调节好装置，接通气源，让滑块从光电门1右侧气垫导轨上某一位置由静

止释放。与两光电门相连的光电计时器，记录遮光条通过光电门1、2的挡光的时间分

别为八、12,若测得遮光条的宽度为d,要计算滑块运动的加速度，还需要测量的物理

量是（写出物理量的名称），若该物理量用x表示，则由测得的物理量求

得滑块的加速度所（用测得的物理量表示）；

（3）保持两光电门的位置不变，多次改变悬挂钩码质量，每次让滑块从光电门1右侧的气

垫导轨上由静止释放。记录每次力传感器的读数下及遮光条通过光电门1、2的遮光时

11

间九、t2,求出每次;7一7•并记为A,作出A—F图像，如果图像是一条过原点的斜的

’2'I

直线，且图像的斜率为,表明加速度与合外力成正比。

2/\

【答案】BD两光电门间的距离———~I2：

【解析】（1）A.该实验由于气垫导轨摩擦很小，因此不需要平衡摩擦力，只需要调节气

垫导轨水平即可，故A错误；

B.调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与气垫导轨平行，以保证细线的拉力等于滑

块受到的合外力，故B正确；

C.由于细线的拉力由力传感器测出，因此不需要满足使钩码的质量远小于滑块与遮光

条的总质量，故c错误；

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D.两光电门间的距离应适当大些，以减小距离测量的误差，故D正确。

故选BDo

(2)还需要测量的物理量是两光电门间的距离。根据

———=2ax

V27VI7

解得

d2(\1)

2乂d—名------中---------------

⑶由

F=Ma

联立可得

lx

A=—TF

Md-

当图像的斜率为工时，表明加速度与合外力成正比。

Md-

7.如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。

甲乙

(1)图中①是小灯泡光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是、单缝

和双缝。

(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离:

A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离

C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离

(3)在某次实验中，己知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,

单缝到双缝之间的距离是100mm.某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的

分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图甲所示•然

后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙

所示，这两次示数依次为mm和mm,由此可以计算出这次实验中所测得的

单色光的波长为nm.(lnm=lO-m)(结果保留整数位)

【答案】滤光片B0.640-0.64110.293-10.295536

【解析】(1)为了得到单色相关光源，需在灯泡光源后加装滤光片得到单色光源，所以

②是滤光片。

(2)根据/x=可知：

a

A.增大单缝到到双缝的距离，并不能增大亮纹间距，A错误。

B.增大双缝到屏的距离L,可以增大亮纹间距，B正确。

C.红光波长大于绿光波长，所以将滤光片换成绿光，会减小亮纹间距，C错误

D.增大双缝间距d,会减小亮纹间距，D错误。

(3)图甲的示数：主尺刻度0.5mm,螺旋分尺刻度：X14.0=0.140mm,所以图

甲的示数为0.640mm(0.640-0.641)；图乙主尺刻度：10mm,螺旋分尺刻度:筌X29.5=

0.295mm,所以图乙的示数为10.295mm(10.293-10.295)；根据题意可知,亮纹间距:

Ax=10-295-0-640x10-3m=1.609x10-3m,根据=可得：A==

7-1aL

1.609x10-3x0.2x10-3

。

600x10-3x109nm=536nm

8.(1)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为

50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计

时点，在这点下标明A,第六个点下标明8,第十一个点下标明C,第十六个点下标明

。，第二十一个点下标明反测量时发现B点已模糊不清，于是他测得4c长为14.56cm,

CO长为11.15cm,DE长为13.73cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为m/s，

小车运动的加速度大小为m/s2o(保留三位有效数字)

(2)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所用器材有：方木板一块，白纸,

量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干

个)。

“具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是o

A.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

B.同一次实验中，先后两次拉橡皮条时，结点O的位置可以不同

C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度

D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力

试卷第10页，总16页

尻该小组的同学按照正确的操作完成了实验，白纸上留下的标注信息有结点位置0,分

力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示。请你：先确定一个合适的标度，再

画出相应各力的图示，完成实验剩余的验证任务。（要求用黑色水笔作图）

F=4.0N

2F'=6.3N

耳=2.8N

【答案】0.9862.58AC见解析

【解析】（1）由第六个点下标明B,第十一个点下标明C,可以看出相邻的计数点间的时

间间隔为T=0.1s。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可

以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为

XAF0.1456+0.1115+0.1373,n,

vr==----------------------m/s=0.986m/s

tAE4x0.1

根据逐差公式，可得小车运动的加速度大小为

x-x0.1115+0.1373-0.1456-

—CE——AC=--------------：-------m/s=2.58m/s2

(2T>(2x0.1)2

（2）A.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故A正确；

B.同一次实验中，先后两次拉橡皮条时，为了控制作用效果相同，结点。的位置要相

同，故B错误；

C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度，故C正

确；

D,用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不必小于只用一个测力计时的拉力，故D

错误，故选AC。

依据题意，作图如下图所示

9.如图所示，是用光电计时器等器材做“验证系统机械能守恒定律”的实验，在滑块上

安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处，滑块通过绕过定滑轮的细绳

与钩码相连，光电计时器安装在B处，测得滑块（含遮光条）质量为〃、钩码总质量

为机、遮光条宽度为"、遮光条前端到光电门中心的距离为乙，当地的重力加速度为g,

将滑块在图示A位置由静止释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为Af；

(1)在滑块从A处运动到B处的过程中，滑块的机械能增加量测量值AE尸,钩码

的机械能减少量测量值△£?=。在误差允许的范围内，如果AE产AJ,则滑块

和钩码组成的系统机械能守恒；

(2)若实验数据表明滑块的机械能增加量测量值△片明显大于钩码的机械能减少量测量

值可能的原因是。

打点计时a

u甲u

【答案】-M(—)2mgL--m(—)2气垫导轨没有调节水平，左端高，右端

22Ar

低

【解析】(1)滑块的瞬时速度

d

u=一

△t

滑块增加的机械能为增加的动能

2Ar

钩码的机械能减少量等于钩码减少的重力势能减去钩码增加的动能

Af,=mgL-—ZM(—)2

2Z

(2)若实验数据表明滑块的机械能增加量测量值A&明显大于钩码的机械能减少量测量

值A七,可能的原因是气垫导轨没有调节水平，左端高，右端低。

10.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组的实验装置如图所示。实验

时先平衡小车所受的摩擦力，然后用重物通过细线拉动小车，位移传感器(发射器)随

试卷第12页，总16页

小车一起沿轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道左端实验中把重物的重力作为

拉力先后用不同质量的小车做了两组实验，每组实验中取了重物重力六个不同的值，取

得实验数据并标在了a-E坐标中。

（1）在坐标系中分别作出小车加速度a和拉力F的关系图线；

（2）请根据做出的图线进行分析评价，实验误差比较大的是第（选填“1”或"2”）

组实验，造成误差较大的主要原因是：.

4mH）小车质量3/=0.4kg

Ii

案一绢

a(mH)小车质量M=02kg

【解析】（I）根据坐标系中描出的各点作出a-尸图象如图所示:

第一绢

a（nvs3）小车质量M=02kg

（2）在小车质量一定的情况下，小车加速度与拉力（合外力）成正比，a—E图象是

一条直线，由图象可知，第一组实验数据尸图象是一条直线，小车质量远大于重物

质量，符合实验要求；第2组实验数据尸图象发生弯曲，原因是小车质量没有远大

于重物的质量，实验误差较大.

试卷第14页，总16页

(1)物体从A到B所用的时间T=—s

(2)物体抛出时的初速度为—m/s

(3)物体经过B点时速度为m/s

(4)物体抛出点到A点的水平距离为一m

【答案】0.1s2m/s2.5m/s0.1m

【解析】(1)根据

2

h2-h]=gT

得

T=

(2)初速度为

Av0.2...

v=—=——m/s=2m/s

0nT0.1

(3)8点竖直分速度为

%+4

=1.5m/s

02T

则B点的速度为

v=3说+片=2.5m/s

(4)从抛出点到8点的时间为

t———s=0.15s

'R10

从抛出点到A点的时间为0.05s,所以物体抛出点到4点的水平