（课标专用 5年高考3年模拟A版）高考物理 专题十四 实验试题-人教版高三物理试题

专题十四实验探考情悟真题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法力学实验实验中纸带的处理2019课标Ⅰ,22,5分3纸带法测加速度运动与相互作用观念★★☆2019课标Ⅱ,22,5分3牛顿第二定律运动与相互作用观念逐差法2017课标Ⅰ,22,5分4纸带法测加速度运动与相互作用观念逐差法2015课标Ⅱ,22,6分4纸带法测加速度、动摩擦因数运动与相互作用观念逐差法基本力学实验2018课标Ⅰ,22,5分3游标卡尺读数、胡克定律证据2018课标Ⅱ,23,9分3测力计读数、动摩擦因数证据2017课标Ⅲ,22,6分3测力计读数、平行四边形定则运动与相互作用观念2018天津理综,9(2)3平行四边形定则运动与相互作用观念2019北京理综,21,18分3平抛运动运动与相互作用观念2016课标Ⅰ,22,5分4纸带法测速度、牛顿第二定律运动与相互作用观念2016课标Ⅱ,22,6分4纸带法测速度运动与相互作用观念2017天津理综,9(2)4机械能守恒定律能量观念2016课标Ⅲ,23,10分4牛顿第二定律运动与相互作用观念电学实验基本仪器的原理及使用2019课标Ⅰ,23,10分3并联分流、串联分压科学推理★★★2019课标Ⅱ,23,10分4闭合电路欧姆定律科学推理2019课标Ⅲ,23,10分4闭合电路欧姆定律科学推理2018课标Ⅱ,22,6分4并联分流、串联分压科学推理2015课标Ⅰ,23,9分4故障分析科学推理2015广东理综,34(2),10分3U-I图线、测电动势和内阻证据测量电阻和描绘小灯泡的伏安特性曲线2018课标Ⅰ,23,10分4R-t图像证据替代法2017课标Ⅰ,23,10分4I-U图像证据2017课标Ⅱ,23,9分4实物图连线交流2016课标Ⅱ,23,9分4实物图连线科学推理半偏法2015课标Ⅱ,23,9分4测电压表内阻证据半偏法2019江苏单科,11,10分4U-I图像证据2015福建理综,19(2),12分4U-I图像证据测电源的电动势和内阻2017天津理综,9(3)4I-I图像证据伏安法2016四川理综,8Ⅱ,11分4U-I图像科学推理伏安法分析解读物理是以实验为基础的学科,实验能力是物理学科的重要能力,高考物理历来重视考查实验能力,从近几年的高考试题可以看出高考命题有以下几个特点:1.基本仪器的使用是考查的热点。如刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等的使用,都是高考的热点。2.实验的实际操作是考查的重点。近几年来的物理实验试题所考查的实验步骤的排序以及纠错、补漏、电路连接、实验仪器的选择等都与实验的实际操作过程紧密相关,真正地考查了考生的实际操作能力。3.设计实验是考查的难点。从近几年的试题来看,高考加强了对实验探究能力的考查。4.实验的基本原理和思想方法是考查的核心。从近几年的高考试题可以看出,所有试题的考查均源于课本实验,但已从简单的背诵实验形式向分析、理解实验等方面转变,因此理解课本实验原理、体会实验思想是实验复习的核心。5.实验数据处理在试题中逐年体现,是实验的一个重要环节。实验数据处理中认识误差问题非常重要。要了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差,会分析误差来源,知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差,会用有效数字表达直接测量的结果,间接测量的有效数字运算不作要求。【真题探秘】破考点练考向【考点集训】考点一力学实验1.如图所示,在水平放置的气垫导轨(能大幅度地减小摩擦阻力)上有一带有方盒的滑块,质量为M,气垫导轨右端固定一定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有6个钩码,设每个钩码的质量为m,且M=4m。(1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图所示,则宽度d=cm;

(2)某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为(用题中所给字母表示);

(3)开始实验时,细线另一端挂有6个钩码,由静止释放后细线上的拉力为F1,接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中,当只剩3个钩码时细线上的拉力为F2,则F12F2(选填“大于”、“等于”或“小于”);

(4)若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块,设挡光片距光电门的距离为L,悬挂着的钩码的个数为n,测出每次挡光片通过光电门的时间为t,测出多组数据,并绘出n-1t2图像,已知图线斜率为k,则当地重力加速度为答案(1)0.520(2)dt(3)小于(4)2.[2018天津理综,9(2)]某研究小组做“验证力的平行四边形定则”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)。①具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有。

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同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②该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是。

答案①BC②B3.(2020届安徽四校联考,23)(1)某同学在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图甲所示,图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(分度值是1毫米)上位置的放大图,示数l1=cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是。作出F-x图线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。

丙(2)该同学更换弹簧,进行重复实验。得到如图丙所示的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线,由此可求出该弹簧的劲度系数为N/m。图线不过原点的原因是。

答案(1)25.85弹簧原长(2)200弹簧有自重4.[2017天津理综,9(2)]如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是。

A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有。

A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度答案①AB②BC考点二电学实验1.(2017课标Ⅱ,23,9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。图(a)图(b)(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。(2)完成下列填空:①R1的阻值为Ω(填“20”或“2000”)。

②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)。

④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位)。

(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:

。

答案(1)如图所示(2)①20②左③相等④2550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程2.(2018课标Ⅱ,22,6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100μA,内阻900Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99999.9Ω);导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。(2)电阻箱的阻值应取R1=Ω,R2=Ω。(保留到个位)

答案(1)如图所示(2)10029103.[2015广东理综,34(2),10分]某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等。图1①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图1(a)所示,读数为Ω。据此应选择图1中的[填“(b)”或“(c)”]电路进行实验。

②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。

③图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件(填“X”或“Y”)是非线性元件。

(a)(b)图2④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图2(b)所示,闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V。利用图2(a)可算得E=V,r=Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。

答案①10.0(b)②增大③Y④3.20.50炼技法提能力【方法集训】方法1测速度的方法1.利用图1实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下,请将步骤B补充完整:A.按实验要求安装好实验装置;B.使重物靠近打点计时器,接着先,打点计时器在纸带上打下一系列的点;

C.图2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出三个连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3。已知打点计时器的打点周期为T,重物质量为m,重力加速度为g,结合实验中所测得的h1、h2、h3,可求得纸带从O点下落到B点的过程中,重物增加的动能为,减少的重力势能为。

答案B.接通电源再释放纸带C.m(h2.(2018江西萍乡摸底,13)在验证动量守恒定律的实验中,实验装置如图所示。(1)按照以下步骤进行操作:①用天平测出两个大小相同的小球的质量分别为m1和m2,且m1m2(填“<”、“>”或“=”)。

②按照如图所示的示意图,安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的。将一斜面BC连接在斜槽末端。

③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置。④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置。⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为y1、y2、y3。(2)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的点,m2的落点是图中的点。

(3)要想验证动量守恒定律,以下物理量必须测量的有。

A.小球m1开始释放的高度hB.斜面的倾角θC.两个小球的质量m1、m2D.B点到D、E、F三点的距离分别为y1、y2、y3(4)若(3)中所给选项的物理量均用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明球碰撞中动量是守恒的。只要再满足关系式,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。

答案(1)①>(1分)②切线水平(1分)(2)D(1分)F(1分)(3)CD(2分)(4)m1y2=m1y1+m2y3(2分)m1y2=m1y1+m23.(2018安徽皖南八校联考,13)某实验小组的同学利用落体法验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,该小组的同学完成了如下的操作:(1)首先利用螺旋测微器测出了小球的直径,其示数如图乙所示,则该小球的直径d=cm;

(2)将该小球由光电门1的正上方无初速度释放,测得小球先后通过光电门1和光电门2所用的时间为Δt1和Δt2,则小球通过两光电门的速度分别为v1=,v2=;(用所测量的物理量符号表示)

(3)该小组的同学测出了两光电门之间的距离为H,重力加速度用g表示,若小球的机械能守恒,则需要验证的关系式为。(结果用所测量的物理量符号表示)

答案(1)0.3800(2分)(2)dΔt1(3)2gH=dΔt2方法2测加速度的方法1.某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动,计时器每隔T=0.02s打出一点,从如图所示纸带上已测得的连续8个时间间隔T内的位移大小分别为:xAB=5.62cm、xBC=5.23cm、xCD=4.85cm、xDE=4.47cm、xEF=4.08cm、xFG=3.70cm、xGH=3.31cm、xHI=2.92cm。(1)这是不是匀变速运动?,根据何在?。

(2)若是匀变速直线运动,则物体的加速度a=m/s2(保留三位有效数字)。

答案(1)是连续两个T内位移差为常数(2)-9.632.(2018安徽A10联盟联考)在“验证牛顿运动定律”的实验中,某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验。甲乙丙(1)用20分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示,则宽度d=cm。

(2)接通气源,调节气垫导轨水平,让滑块从不同位置由静止释放,记录挡光片通过光电门的挡光时间t,测出释放点到光电门的间距为s,以s为纵轴,1t2为横轴作图,得到的图像是一条过原点的倾斜直线,且斜率为k,则滑块的加速度a=(3)若以测得的滑块加速度a为纵轴,所挂钩码的重力代替拉力F,作出如图丙中图线1。为了减小误差,该兴趣小组将一个力传感器安装在滑块上(传感器的质量可忽略不计),从力传感器中得出拉力F,作出a-F图像是图丙中的图线(填“2”或“3”)。

答案(1)0.940(2)d23.(2020届内蒙古集宁一中摸底,12)如图是某同学研究小球下落时的频闪照片,频闪仪每隔0.1s闪光一次并进行拍照。照片中小球静止时在位置1,某时刻释放小球,下落中的小球各位置与位置1的距离如图中所标的数据(单位:cm)。实验过程并没有错误,但该同学发现图中数据存在以下问题:根据h=12gt2=12×9.8×0.12m=4.90cm,而图中标出的位置1和位置2的距离为1.23cm,比4.90cm小很多,你对此问题的解释是下落中小球在位置3的速度为m/s,小球做自由落体运动的加速度为m/s2。(计算结果保留3位有效数字)

答案小球在位置2时下落的时间小于0.1s1.479.80方法3控制电路的选择方法1.某同学通过实验研究LED灯的伏安特性曲线,可用的器材如下:电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的LED灯两组、开关、导线。甲乙(1)该同学将灯L1连接成如图甲所示的实验电路。开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于端(填“左”或“右”)。各元件检查正常,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现电压表有示数,而电流表始终无示数,且灯L1不亮。则一定断路的导线是(填导线的标号)。

(2)更换导线后,移动滑动变阻器滑片,得到灯L1的I-U图像如图乙中的图线L1,则可知灯L1的电阻随电压增大而(填“变大”“变小”或“不变”)。

(3)换灯L2重做实验,得到其I-U图像如图乙中的图线L2。现将滑动变阻器的滑片移到合适位置固定,同时撤去导线2,接灯L2时电流表的读数为0.16A,接灯L1时电流表的读数为0.14A,灯被短路时,电流表的读数就为A(结果保留两位有效数字)。

答案(1)左6(2)变小(3)0.222.研究一个小灯泡L(2.8V1.8W)的伏安特性,同时测定小灯泡在额定电压下的电阻,检验其标示的准确性。(1)若实验中所用电流表内阻为几欧,电压表内阻为几千欧,选出下列电路图中既能满足实验要求,又能减小误差的实验电路图:。(选填“A”“B”“C”或“D”)

(2)请按(1)中所选电路图连接好图甲所示的实物图。(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在端。(选填“a”或“b”)

(4)根据实验得到的数据作出小灯泡的I-U图像,如图乙所示,则小灯泡在额定电压下工作时的电阻RL=Ω。(保留两位有效数字)

答案(1)C(2)如图所示(3)a(4)5.63.(2018宁夏银川4月质检,10)现有一电流表A1,最大电流值IA1=300mA,内阻r电流表A2:最大电流值IA2=600mA,内阻约为r电压表V:量程0~15V,内阻约为3Ω;定值电阻:R0=5Ω;滑动变阻器R1:最大电阻值10Ω,额定电流为1A滑动变阻器R2:最大电阻值250Ω,额定电流为0.3A电源E:电动势为3V,内阻较小开关和导线若干。(1)有同学根据提供的器材,设想把电压表直接和电流表并联测量电流表A1的内阻,如图甲所示,仔细分析后发现是不可行的,其原因是。

(2)请你选择合适的器材,设计一个测量电流表A1内阻的电路原理图,要求电流表A1的示数从零开始变化,且能多测几组数据,尽可能减少误差。(3)若测得电流表A1的内阻r1=5.0Ω,就可以将A2改装成0~0.6A和0~3A两个量程的电流表。如图乙所示,则电阻Ra=Ω,Rb=Ω。

答案(1)电压表的量程为0~15V,而电流表满偏时两端电压只有1.5V,显然测量误差较大,不能达到测量准确值的目的。(2)如图所示(3)14方法4测电源电动势(E)和内阻(r)的常见方法1.(2018安徽A10联盟联考)某实验小组成员要测量一节干电池的电动势和内阻,已知该干电池的电动势约为1.5V,内阻约为0.50Ω;实验室提供了电压表V(量程为0~3V,内阻约3kΩ)、电流表A(量程0~0.6A,内阻为0.70Ω)、滑动变阻器R(10Ω,2A)、开关和导线若干。(1)为了尽可能减小实验误差,请在图1方框中画出实验电路图。(2)在图2中按设计的电路图完善实物图的连接。(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图3中画出了U-I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E=V(保留3位有效数字),内阻r=Ω(保留2位有效数字)。

图3(4)实验过程中,发现电流表发生了故障,于是小组成员又找来一个电压表和一个定值电阻,组成了如图4所示的电路,移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图像如图5所示,图线斜率为k,与横轴的截距为a,则电源的电动势E=,内阻r=。(用k、a、R0表示)

答案(1)由于电流表内阻已知,则应采用电流表相对电源的内接法,电路图如图所示。(2)对照电路图,实物图完善后如图所示。(3)1.45(1.44~1.46之间均可)0.60(0.58~0.62之间均可)(4)kak-12.(2019百校联盟TOP20三月联考Ⅱ卷,10)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为0~3V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。甲乙(1)先测电阻R1的阻值,请将该同学的操作补充完整:A.闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1;B.保持电阻箱示数不变,,读出电压表的示数U2;

C.则电阻R1的表达式为R1=。

(2)该同学已经测得电阻R1=3.2Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值,其做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的1U-1R图线,则电源电动势E=V,电阻R2=答案(1)将S2切换到bU2-(2)20.83.(2019江西盟校一联,23)某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。A.待测电压表(量程0~3V,内阻为几千欧)B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)C.电池组(电动势约3V,内阻可忽略)D.滑动变阻器R0E.电阻箱R(0~9999Ω)F.开关和导线若干(1)图甲是某同学设计的电路,大家讨论后一致认为此电路不可行,你认为原因是;

A.R0阻值较小B.电流表存在内阻C.电压表无法准确读数D.电流表无法准确读数(2)同学们改用图乙电路进行测量,设电阻箱的阻值为R,电压表的示数为U,为了根据图像能求得电压表的内阻,应该作图线(选填“1U-R”“U-R”“U-1(3)请根据你选择的坐标轴对应的物理量和表的数据,在坐标图中标上合适的标度并作出相应图线;R/kΩ0.61.52345U/V2.521.81.51.31.131R/kΩ1.670.670.50.330.250.201U/V0.400.500.560.670.780.88(4)根据你所画出的图线,求出电源的电动势E=V,电压表内阻RV=kΩ(保留两位有效数字)。

答案(1)D(2)1U(4)3.0(2.8~3.2)3.0(2.8~3.5)【5年高考】A组基础题组1.(2019课标Ⅰ,22,5分)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是点。在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字)。

答案A0.2330.752.(2019课标Ⅲ,23,10分)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度,可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω;滑动变阻器选(填“R1”或“R2”)。

图(a)(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、。

图(b)(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为Ω。

图(c)答案(1)连线如图900R1(2)455(3)035000.03.(2019课标Ⅱ,23,10分)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中和为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线。回答下列问题:图(a)(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表的示数为U1=mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻(填“变大”或“变小”),电压表示数(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向(填“A”或“B”)端移动,以使示数仍为U1。

(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为ΔUΔt=图(b)答案(1)5.00变小增大B(2)2.84.(2019北京理综,21,18分)用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上,由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球。如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。图1(1)下列实验条件必须满足的有。

A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。图2a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重垂线平行。

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则y1y2

1(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案。其中可行的是。

A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体。

A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因。答案(1)BD(2)a.球心需要b.大于xgy(5)物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看做恒力——重力,物体做平抛运动;随着物体初速度增大,运动范围变大,引力不能再看做恒力;当物体初速度达到第一宇宙速度时,它就围绕地球做圆周运动而成为地球卫星。5.(2019江苏单科,11,10分)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:(1)螺旋测微器如题图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。

图1(2)选择电阻丝的(选填“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)图2甲图中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙图实物电路中的正确位置。图2甲图图2乙图(4)为测量Rx,利用图2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像如图3所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图像。图3(5)由此,可求得电阻丝的Rx=Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。

答案(1)C(2)不同(3)见图甲(4)见图乙(5)23.5(23.0~24.0都算对)图甲图乙6.(2018课标Ⅱ,23,9分)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,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即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f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。图(a)砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93图(b)图(c)回答下列问题:(1)f4=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)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=,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μ=。(保留2位有效数字)

答案(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M+m)gμg(4)0.407.(2017课标Ⅰ,22,5分)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图(a)图(b)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。

(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为m/s,加速度大小为m/s2。(结果均保留2位有效数字)

答案(1)从右向左(2)0.190.0378.(2015课标Ⅱ,22,6分)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。(1)物块下滑时的加速度a=m/s2,打C点时物块的速度v=m/s;

(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是(填正确答案标号)。

A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角答案(1)3.25(2分)1.79(2分)(2)C(2分)9.(2018课标Ⅲ,23,9分)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0Ω);可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;图(a)图(b)(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2;(4)待测电阻阻值的表达式Rx=(用R0、U1、U2表示);

(5)重复步骤(3),得到如下数据:12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.49U3.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得U2U1的平均值,求得Rx答案(1)实物连线如图所示:(4)U2U(6)48.210.(2016课标Ⅱ,23,9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干。实验步骤如下:①按电路原理图(a)连接线路;②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;③调节滑动变阻器,使电压表满偏;④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。图(a)回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。

(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。图(b)(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为Ω(结果保留到个位)。

(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号)。

A.100μAB.250μAC.500μAD.1mA答案(1)R1(2)如图所示(3)2520(4)D11.(2015课标Ⅰ,23,9分)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。图(a)图(b)(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA。由题给条件和数据,可以求出R1=Ω,R2=Ω。

(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为Ω的电阻,R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器。

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R'为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱(填“b”或“c”)相连。判断依据是:。

答案(1)1535(4分,每空2分)(2)3003000(2分,每空1分)(3)c(1分)闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2(2分)12.(2018课标Ⅰ,23,10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。图(a)实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃。实验得到的R2-t数据见下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端;

(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线;图(b)图(c)(3)由图(b)可得到RT在25℃~80℃范围内的温度特性。当t=44.0℃时,可得RT=Ω;

(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为Ω,则手心温度为℃。

答案(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.0B组提升题组1.(2019课标Ⅱ,22,5分)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题:图(a)(1)铁块与木板间动摩擦因数μ=(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。

(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°。接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为(结果保留2位小数)。

图(b)答案(1)gsin2.(2019课标Ⅲ,22,5分)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是。(填正确答案标号)

A.米尺B.秒表C.光电门D.天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答:。

(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm,则该地的重力加速度大小为g=m/s2。(保留2位有效数字)

答案(1)A(2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺(3)9.73.(2019课标Ⅰ,23,10分)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。图(a)图(b)(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)

图(c)A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=。

答案(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)994.[2019天津理综,9(3)]现测定长金属丝的电阻率。①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是mm。

②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100Ω,画出实验电路图,并标明器材代号。电源E(电动势10V,内阻约为10Ω)电流表A1 (量程0~250mA,内阻R1=5Ω)电流表A2 (量程0~300mA,内阻约为5Ω)滑动变阻器R (最大阻值10Ω,额定电流2A)开关S及导线若干③某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=。从设计原理看,其测量值与真实值相比(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。

答案①0.200(0.196~0.204均可)②如图③I15.(2018课标Ⅲ,22,6分)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下:(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为(用L、L1和g表示)。

(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反应时间为s。(结果保留2位有效数字)

(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:。

答案(2)2(L6.(2015课标Ⅰ,22,6分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为kg;

(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;小车通过最低点时的速度大小为m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,计算结果保留2位有效数字)

答案(2)1.40(2分)(4)7.9(2分)1.4(2分)7.(2016课标Ⅰ,23,10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。在室温下对系统进行调节。已知U约为18V,Ic约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60℃时阻值为650.0Ω。(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。

(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。

②将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至。

(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。答案(1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏②c报警器开始报警8.(2016课标Ⅲ,22,5分)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。(1)在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是(填入正确选项前的标号)。

答案(1)如图所示(2分)(2)AC(3分。选对一个给2分,选对两个给3分,有选错的不给这3分)9.(2015课标Ⅱ,23,9分)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。(2)根据设计的电路,写出实验步骤:

。

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV相比,RV'RV(填“>”、“=”或“<”),主要理由是

。

答案(1)实验电路图如图所示(2分)(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小(1分);闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏(1分);保持滑动变阻器滑片的位置不变(1分),断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏(1分);读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻(1分)(3)>(1分)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV'>RV(1分,其他合理说法同样给分)10.[2018天津理综,9(3)]某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)①为使测量尽量准确,电压表选用,电流表选用,电源选用。(均填器材的字母代号)

②画出测量Rx阻值的实验电路图。③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会其真实值(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是。

答案①BCF②如图所示③大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)C组教师专用题组1.(2015浙江理综,15,6分)如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用ΔxΔtA.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角答案A2.(2015海南单科,11,6分)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为cm,高度为mm。

图(a)图(b)答案1.2206.8603.(2018江苏单科,11,10分)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下:①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;②在重锤1上加上质量为m的小钩码;③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。请回答下列问题:(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的(选填“偶然”或“系统”)误差。

(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了。

A.使H测得更准确B.使重锤1下落的时间长一些C.使系统的总质量近似等于2MD.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0。用实验中的测量量和已知量表示g,得g=。

答案(1)偶然(2)B(3)在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1后松手,能观察到其匀速下落。(4)24.(2018北京理综,21,18分)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。图1主要实验步骤如下:a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。图2c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。图3结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有和(填选项前的字母)。

A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是。v-t图像斜率的物理意义是。

(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对Δt的要求是(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。图4答案(1)AC(2)如图所示(3)小车的速度随时间均匀变化加速度(4)越小越好有关(5)如果小球的初速度为0,其速度v∝t,那么它通过的位移x∝t2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。5.[2016天津理综,9(2)]某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。①实验中,必要的措施是。

A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。则小车的加速度a=m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=m/s。(结果均保留两位有效数字)

答案①AB②0.800.406.[2015福建理综,19(1),6分]某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为cm;

②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是;(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是。

答案①6.93②A③超过弹簧的弹性限度7.[2015广东理综,34(1),8分]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。①请完成以下主要实验步骤:按图(a)安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物(填“靠近”或“远离”)计时器下端;,,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验。

②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带,应选取[填“(b)”或“(c)”]来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和。

答案①靠近接通电源释放纸带②(b)纸带与限位孔间的摩擦8.(2015山东理综,21,10分)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:图甲F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O',橡皮筋的拉力记为FOO'。④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。图乙完成下列作图和填空:(1)利用表中数据在图丙中画出F-l图线,根据图线求得l0=cm。

图丙(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为N。

(3)根据给出的标度,作出FOA和FOB的合力F'的图示。图丁(4)通过比较F'与的大小和方向,即可得出实验结论。

答案(1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)图甲(2)1.80(1.70~1.90均正确)(3)如图乙所示图乙(4)FOO'9.[2015安徽理综,21Ⅰ]在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:①用铅笔描下结点位置,记为O;②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,

;

④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;⑥比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。

答案③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线。⑥F和F310.(2016江苏单科,11,10分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取v=dt作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk图甲(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到之间的竖直距离。

A.钢球在A点时的顶端B.钢球在A点时的球心C.钢球在A点时的底端(2)用ΔEk=12mv2计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为cm。某次测量中,计时器的示数为0.0100s,则钢球的速度为v=图乙(3)下表为该同学的实验结果:ΔEp(×10-2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10-2J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点?请说明理由。(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。答案(1)B(2)1.50(1.49~1.51都算对)1.50(1.49~1.51都算对)(3)不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp。(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算ΔEk时,将v折算成钢球的速度v'=lL11.[2015重庆理综,6(1)]同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度读数为x,则乙同学的反应时间为(重力加速度为g)。

基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量范围为0~0.4s,则所用直尺的长度至少为cm(g取10m/s2);若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线,则每个时间间隔在直尺上对应的长度是的(选填“相等”或“不相等”)。

答案2x12.(2015浙江理综,21,10分)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材;乙同学需在图中选用的器材。(用字母表示)

图1(2)乙同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。纸带的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为。

图2答案(1)ABBDE(2)①(2.5±0.2)m/s213.(2015江苏单科,11,10分)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图1所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电。图1(1)下列实验操作中,不正确的有。

A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,…,8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图2所示。图2计算相邻计时点间的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表。请将表中的数据补充完整。位置12345678v(cm/s)24.533.837.8

39.539.839.839.8(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是;磁铁受到阻尼作用的变化情况是。

(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。请问实验②是为了说明什么?对比实验①和②的结果可得到什么结论?答案(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8cm/s逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用14.(2014浙江理综,22,10分)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值。(1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图2所示。在图中,由电流表外接法得到的数据点是用(填“○”或“×”)表示的。

图2(3)请你选择一组数据点,在图2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为Ω。

答案(1)如图所示(2)×(3)由U=IR知U-I图线的斜率对应于R的测量值。选择“×”或“○”连线,求出图线的斜率即可。用“×”连线时R=(1.1~1.3)Ω,用“○”连线时R=(1.5~1.7)Ω。15.[2014重庆理综,6(2)]为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如图甲所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>PQ)。图甲他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP和TQ。随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P到C点的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长PC的关系曲线如图乙所示。由实验可知:①曲线Ⅱ中拉力最大时,C与P点的距离为cm,该曲线为(选填:TP或TQ)的曲线。

②在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是(选填:P或Q)点所在的立柱。

③在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T0=N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0=。

图乙答案①60(56~64之间的值均可)TP②Q③4.30(4.25~4.35之间的值均可)mgL16.(2017北京理综,21,18分)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。图1(1)打点计时器使用的电源是(选填选项前的字母)。

A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是(选填选项前的字母)。

A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=,打B点时小车的速度v=。

(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2-W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是。

图3(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2-W关系的是。

图4答案(1)B(2)AB(3)mgx2x(4)v2=kW,k=(4.5~5.0)m2·s-2·J-1质量(5)A17.(2017江苏单科,10,8分)利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电。图甲(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到。

(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图乙所示。选择某一点为O,依次每隔4个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx,记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=m/s。

图乙(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgΔx算出拉力对小车做的功W。利用Ek=12Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔEkW/×10-3J2.452.923.353.814.26ΔEk/×10-3J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据,在方格纸上作出ΔEk-W图像。(4)实验结果表明,ΔEk总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=N。

答案(1)小车做匀速运动(2)0.228(3)如图所示(4)0.09318.(2018江苏单科,10,8