2021年高考物理实验复习二

2021年高考物理实验专题复习二

1.用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1。）。其中R为电阻

箱，电流表的内电阻约为0」。，电压表的内电阻约为3k。。

（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚

线框所示“等效电源”的电动势E和内电阻r,.若电流表内电阻用RA表示，请你用E、

r和RA表示出E\r',并简要说明理由。

（2）某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，

实线是根据实验数据（图甲：U—IR,图乙：1=，）描点作图得到的U-I图象；虚线是

该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图象（没有电表内电阻影响的理想情况）。在

图3中，对应图甲电路分析的U-I图象是：：对应图乙电路分析的U-I图象

是：O

（3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的

（填"甲"或"乙”）。

2.实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”

的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于1。）；

电压表V（量程3V,内阻约3kQ）；

电流表A（量程0.6A,内阻约m）；

滑动变阻器R（最大阻值为20Q）；

定值电阻Ri（阻值2Q）；

定值电阻R2（阻值5。）；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐

接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，

如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是。

（单选，填正确答案标号）

A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小

D.电流表内阻较小

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实

验方案，重新测量得到的数据如表所示。

序号1234567

I/A0.080.140.200.260.320.360.40

U/V1.351.201.050.880.730.710.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①图丁的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出前4组数据对应

的坐标点并画出U-I图象。

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为（填“RJ或“R2”）。

③用笔画线代替导线，请在图丙上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。

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3kQ）

电流表（量程。〜0.6A,内阻约为1Q）

滑动变阻器（0〜20Q,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所示，经仔细检查，发现电路中有1条导线连接不当，这

条导线对应的编号是。

②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻

器的端。（填“a”或者“b”）

③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I,并作出U-I图象，如图所示。根据图象可知，

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

4.（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是

（多选）

A、有闭合铁芯的原副线圈

B、无铁芯的原副线圈

C、交流电源

D、直流电源

E、多用电表（交流电压档）

F、多用电表（交流电流档）

用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器，实验测量数据如表：

Ud/V1.802.803.804.90

"/v4.006.018.029.98

根据测量数据可判断连接电源的线圈是（填/或/）

（2）用如图1所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁铁从靠近线圈的上方

静止下落，当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从（填”a

到b”或“b到a”）.在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流i随时间t的图象

（图2）应该是

5.滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测

轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下：

①用手机查得当地的重力加速度g;

②找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机

测出它完成n次全振动的时间t,算出滑板车做往复运动的周期1=；

③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式口=（用T、g

表示）计算出轨道半径。

6.某同学用单摆测量重力加速度，

①为了减少测量误差，下列做法正确的是（多选）；

A.摆的振幅越大越好

B.摆球质量大些、体积小些

C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些

D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处

②改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地重

力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是。

A.测周期时多数了一个周期

B.测周期时少数了一个周期

C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长

D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长

（1）A.1.2m的细线

B.2m的弹性绳

C.带孔的小铁球

D.带孔的软木球

E.光电门传感器

应选用哪种绳,应选用哪种球,光电门的摆放位置为（选填“最

高点”或“最低点”）

（2）如图为光电门传感器电流强度I与t的图象，则周期为_______

_

A.t]B.t2t]C.~tjD.t4-tj

（3）用秒表做该实验，所得的重力加速度比光电门实验得到的重力加速明显偏大，则实

8.小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时，发现只有3枚大头针，他把大头针A、B、

C插在如图所示位置，并测出了玻璃的折射率。请在画出光路图，标出入射角i和折射角

r,并写出折射率n的计算式。

9.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，

白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度o

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如

图1所示，其中实验操作正确的是O

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点0为圆心作

圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN的垂线，垂足分

装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、祛码盘和祛码等。

实验步骤如下：

（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时

间时，可认为气垫导轨水平；

（2）用天平测祛码与祛码盘的总质量mi、滑块（含遮光片）的质量tn2；

（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与祛码盘连接，并让细线水平拉动滑块;

（4）令滑块在祛码和祛码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出

遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间△、、At2及遮光片从A运动到B所用的时

间3；

（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将祛码和祛码盘所受重力视为滑块

所受拉力，拉力冲量的大小1=,滑块动量改变量的大小7=;（用题中

给出的物理量及重力加速度g表示）

2

（6）某一次测量得到的一组数据为：d=1.000cm,mi=1.50X10kg,m2=0.400kg,△

□=3.900X10-2s,At2=1.270X102S,t12=1.50s,取g=9.80m/s2.计算可得1=N

,s,Ap=kg・m・s-i；（结果均保留3位有效数字）

（7）定义△=l1-：P|X100%,本次实验4=%（保留1位有效数字）。

11.小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为1

的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发

生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动。

（1）小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d=mm.又测得了小球A

质量mi，细线长度1,碰撞前小球A拉起的角度a和碰撞后小球B做平抛运动的水平位

移X、竖直下落高度h。为完成实验，还需要测量的物理量有：o

（2）若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期（选填“小于”、“等于"

或“大于”）粘合前单摆的周期（摆角小于5。）。

12.用如图所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实验。装有祛码的盘用绕过滑轮的细

线牵引小车，盘和祛码的重力可当作牵引力。小车运动的位移和速度可以由打点纸带测

出，以小车为研究对象，改变祛码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速度变化的关

系。

小车的船打点计时器

In

盘和祛码

m।

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图2

①关于这个实验，下列说法正确的是。

A.需要补偿小车受到阻力的影响

B.该实验装置可以“验证机械能守恒定律”

C.需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行

D.需要满足盘和祛码的总质量远小于小车的质量

②如图2所示是两条纸带，实验时打出的应是第条（填写“I”或“II3纸带;

③根据实验数据，在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线，据此图象

（填“能”或“不能”）求出小车的质量。

13.图（a）是用DIS研究机械能守恒的装置。

（1）图（a）定位挡片的作用是。

（2）实验中测得C点的机械能偏大的原因是

A.光电门在C的下方

B.摆锤释放时绳子松弛

C.摆锤在摆动的过程中由空气阻力

D.摆锤释放时在A的上方

（3）为了验证单摆的机械能守恒，某同学测量了摆下摆时动能Ek与偏角e的函数关系,

如图（b）所示。当偏角6=30°时，摆的重力势能为J,若摆的质量为0.0075kg,

则摆长为mo

定位挡片

14.某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩

码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图6）所

示。已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图（b）给出的数据中可以得到,

打出B点时小车的速度大小VB=m/s,打出P点时小车的速度大小vP=

m/so（结果均保留2位小数）若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量

外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为o

（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:

A.电磁打点计时器

B.电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填"A”或"B”）。

（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，

为消除摩擦力的影响，在祛码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动。同学甲认为此时

摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到

小车做匀速运动。看法正确的同学是（选填“甲”或"乙”）。

（3）消除摩擦力的影响后，在祛码盘中加入祛码。接通打点计时器电源，松开小车，小

车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸

带上A点的速度vA=m/so

图2

（4）测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可

用△E]£=，MVA2算出。祛码盘中祛码的质量为m,重力加速度为g。实验中，小车的质

量应（选填“远大于”“远小于”或“接近与祛码、祛码盘和沙子的总质量，小

车所受合力做的功可用W=mgL算出。多次测量，若W与AEk均基本相等则验证了动

能定理。

16.某同学用如图（a）所示的装置测量重力加速度.实验器材：有机玻璃条（白色是透光

部分，黑色是宽度均为d=1.00cm的挡光片），铁架台，数字计时器（含光电门），刻度

尺。主要实验过程如下：

①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；

②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图（b）所示，读出两挡光片间的距

离L=cm；

③手提玻璃条上端使它静止在方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分

通过；

④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为t]=10.003ms和t2=5.000ms；

⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度g=m/s2（结果保留三位有效数字）。

a（/）阳s

17.（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是_____（多选）

A.在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行

B.每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可

C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上

D.描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些

（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上,

前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和

动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图1所示。实验要求小盘和重物所

受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。

①请指出图2中2个错误之处：

②调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是X］和X2,则两车的加速度之比

为o

18.某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数，跨过光滑定滑轮的细

线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置磋码,

缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和祛码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹

簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在

下表中给出，其中的值可从图（b）中弹簧秤的示数读出。

祛码的质量0.050.100.150.200.25

m/kg

滑动摩擦力2.152.362.55f42.93

回答下列问题：

⑴f4=N；

（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线；

（3）£与111、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小g之间的

关系式为£=，f-m图线（直线）的斜率的表达式为k=；

（4）取g=9.80m/s2,由绘出的f-m图线求得=（保留2位有效数字）

19.一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装

置测量小球B运动的加速度。令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释

放时的高度ho=O.59Om,下降一段距离后的高度h=0.100m；由%下降至h所用的时间

T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小为2=m/s2（保留3位有效数字）。从

实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g,当地重力加速度大

小为g=9.80m/s2.根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a'=____m/s2

（保留3位有效数字）。可以看出，a，与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出

一条可能产生这一结果的原因：。

A

20.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是O

a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点3为坐标原点，测

量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线

的是o

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，。为平抛的起点，在轨迹上任

取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y］为5.0cm,y2为45.0cm,A、B两点水平

间距为40cm,则平抛小球的初速度v°为______m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,

则小球在C点的速度Vc为m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）o

答案

/

1.(1)E'=E,r=r+RA,将电源和电流表视为等效电源，电源电动势是电源本身具有

的属性，电流表不具有产生电动势的本领，所以等效电源的电动势仍然为E，=E

而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻，即：r,=r+RA；(2)C,A；(3)

乙。

2.(1)B；(2)①图象如图所示;②R］；③实物电路图

3.①5；②a；③2.9,0.80o

4.(1)ACE；nb；(2)b至!Ja；A.

5主.

22

n47Tn

6.①BC；②C。

7.(1)A；C；最低点；(2)C；(3)开始计时时，秒表太迟按下，测量时间偏短，周期偏

小。

8.光路图如图所示:

根据折射定律可知:

sinr

光路图及入射角i和折射角r的标注如上图所示；折射率n的计算式