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高考物理实验word解析版.docx
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高考物理实验word解析版
2016·北京卷(物理)
21.J9 E5[2016·北京卷]
(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中.图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图.由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”).
图1
(2)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验.
①为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的________.
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量和势能变化量
C.速度变化量和高度变化量
②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是________.
A.交流电源B.刻度尺
C.天平(含砝码)
图1
③实验中,先接通电源,再释放重物,得到图1所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.
已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=________,动能变化量ΔEk=________.
图1
④大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是________.
A.利用公式v=gt计算重物速度
B.利用公式v=
计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
⑤某同学用下述方法研究机械能是否守恒:
在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2h图像,并做如下判断:
若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒,请你分析论证该同学的判断依据是否正确.
21.[答案]
(1)增强 敏感
(2)①A ②AB ③-mghB
m
④C
⑤该同学的判断依据不正确.在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,有mgh-fh=
mv2-0解得v2=2
h.由此可知,v2h图像就是过原点的一条直线.要想通过v2h图像的方法验证机械能是否守恒,还必须看图像的斜率是否接近2g
[解析]
(1)由题目图像可知,随温度升高热敏电阻的阻值明显减小,所以导电能力增强.又由图像可知,随温度变化,热敏电阻的电阻变化更明显,所以更加敏感.
(2)①由机械能守恒定律可知,动能的减少量和重力势能的增加量相等,选项A正确.
②需要用低压交流电源接电磁打点计时器,需要用刻度尺测量纸带上点迹间距离.选择A、B.
③ΔEp=-mghB,
ΔEk=
mv
由匀变速直线运动规律可知,vB=
代入可得,ΔEk=
m
.
④由于空气阻力和摩擦阻力的影响,有一部分重力势能会转化为热能.选项C正确.
2016·江苏卷(物理)
10.J10[2016·江苏卷]小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω,R随t的升高而增大.实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度.
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,….然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,….
图1
(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用________.
A.量程0~100mA,内阻约2Ω
B.量程0~0.6A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9Ω调节至10.0Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”,正确的操作顺序是________.
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表:
温度t(℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R(Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据,在方格纸上作出Rt图线.
图1
由图线求得R随t的变化关系为R=________Ω.
10.[答案]
(1)A
(2)①②③(或①③②)
(3)(见下图)
0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算对)
[解析]
(1)当滑动变阻器取最大阻值10Ω时,再加上金属电阻常温下阻值为10Ω,总电阻为20Ω,则电流I=
=
=0.075A=75mA<100mA,故选量程为0~100mA的电流表比较精确,即选A.
(2)调电阻箱时要注意的是不能使电流超过电流表的量程,也就是不能先将b、c旋钮先旋转至“0”,因为此时电阻箱相当于导线,电流表可能会烧坏.因此必须先将a旋钮由“0”旋转至“1”,再将b、c旋钮旋转至“0”.
(3)根据表中数据,在方格纸上描点,并根据点的分布特点作出Rt图像,如上图,且使直线尽可能通过更多的点,把两个在直线上的点的数据代入直线方程R=kt+b,列出方程组,求出k=0.04,b=8.8,即R=0.04t+8.8.
11.E5[2016·江苏卷]某同学用如图1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=
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,就能验证机械能是否守恒.
图1
(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=
mv2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1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=________m/s.
图1
(3)下表为该同学的实验结果:
ΔEp/(10-2J)
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
ΔEk/(10-2J)
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
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.
11.[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′=
v.
[解析]
(2)读数时要注意最小分度是1毫米,要估读到最小分度的下一位,速度v=
=
=1.50m/s.
(3)因为空气阻力会使动能的增加量ΔEk小于重力势能的减少量ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp,所以不同意他的观点.
(4)据图可看出,光电门计时器测量的是遮光条经过光电门的挡光时间,而此时遮光条经过光电门时的速度比小球的速度大,因为它们做的是以悬点为圆心的圆周运动,半径不等,所以速度不能等同,而这位同学误以为相同,从而给实验带来了系统误差.改进方法:
根据它们运动的角速度相等,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′=
v.
2016年高考上海卷物理试题
五。
实验题(共24分)
26.(3分)在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中,用到的传感器是传感器。
若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏。
(选填:
“大”或“小”)。
27.(6分)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中
(1)(多选题)用多用电测电流或电阻的过程中
(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。
若选择开关处于“10V”挡,其读数为V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为200Ω(选填:
“大于”,“等于”或“小于”)。
28.(7分)“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。
(1)(单选题)该实验描绘的是
(A)两个等量同种电荷周围的等势线
(B)两个等量异种电荷周围的等势线
(C)两个不等量同种电荷周围的等势线
(D)两个不等量异种电荷周围的等势线
(2)(单选题)实验操作时,需在平整的木板上依次铺放
(A)导电纸、复写纸、白纸
(B)白纸、导电纸、复写纸
(C)导电纸、白纸、复写纸
(D)白纸、复写纸、导电纸
(3)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点(f、d连线与A、B连线垂直)时,示数小于零。
为使示数为零,应保持红色探针与d点接触,而将黑色探针向右)移动。
29.(8分)某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计。
一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动,管长0.5m。
将一量程足够大的力传感器调零,细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上,使细管保持水平、细线沿竖直方向。
在气体温度为270K时,用一段水银将长度为0.3m的气柱封闭在管内。
实验时改变气体温度,测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)。
(1)管内水银柱长度为m,为保证水银不溢出,该温度计能测得的最高温度为K。
(2)若气柱初始长度大于0.3m,该温度计能测量的最高温度将(选填:
“增大”,“不变”或“减小”)。
(3)若实验中大气压强略有升高,则用该温度计测出的温度将(选填:
“偏高”,“不变”或“偏低”)。
26.光电门;大27.
(1)A,D
(2)5.4;小于28.
(1)B
(2)D(3)向右
29.
(1)0.1;360
(2)减小(3)偏低
2016·四川卷(物理)
8.[2016·四川卷]Ⅰ.用如图1所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连.先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,由静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x.
图1
(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________.
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量________.
A.弹簧原长
B.当地重力加速度
C.滑块(含遮光片)的质量
(3)增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将________.
A.增大B.减小
C.不变
8.[答案]
(1)v=
(2)C (3)B
[解析]
(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动,与BC间的速度相同,故v=
.
(2)弹簧的弹性势能全部转化成了滑块的动能,所以还需要测量滑块(含遮光片)的质量,故C对.
(3)增大A、O之间的距离x,滑块获得的动能增大,速度增大,故计时器显示的时间t将减小,B对.
Ⅱ.用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材:
待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干.
实验主要步骤:
(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(iii)以U为纵坐标,I为横坐标,作UI图线(U、I都用国际单位);
(iv)求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.
图1
回答下列问题:
(1)电压表最好选用________;电流表最好选用________.
A.电压表(0~3V,内阻约15kΩ)
B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(0~200mA,内阻约2Ω)
D.电流表(0~30mA,内阻约2Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大.两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________.
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=________,r=________,代入数值可得E和r的测量值.
[答案]
(1)A C
(2)C (3)ka k-R2
[解析]
(1)电压表内阻越大,分得的电流越小,误差也就越小,所以选内阻较大的A电压表;当滑动变阻器接入电路阻值最小时通过电流表电流最大,此时通过电流表电流大小约为I=
≈176mA,所以选量程为200mA的C电流表.
(2)由电路分析可知,滑片从左向右滑动,电压表示数变大,意味着滑动变阻器接入电路部分的阻值增大,一导线接金属杆左端,一导线接电阻丝左端,则滑片从左向右滑动时阻值增大,符合题意.
(3)由E=U+I(r+R2),得U=-I(r+R2)+E,对比UI图线可知,图像斜率的绝对值k=r+R2,所以电源内阻r=k-R2;令U=0,得I=
=
,图线在横轴上的截距为a,所以a=I=
,则E=ka.
2016·天津卷(物理)
9.[2016·天津卷]
(1)F4 如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为________,滑块相对于盒运动的路程为________.
图1
[答案]
[解析]设滑块的质量为m,则盒的质量为2m.对整个过程,由动量守恒定律可得mv=3mv共
解得v共=
由能量关系可知μmgx=
mv2-
·3m·
解得x=
(2)A7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________.
图1
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1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)
图1
[答案]①AB ②0.80 0.40
[解析]①实验时细线必须与长木板平行,否则小车不做匀变速运动,A正确;实验开始时要先接通电源,待打点稳定后再释放小车,B正确;此实验中只需保证小车做匀加速运动,不用考虑小车与钩码的质量关系及平衡摩擦力的问题,C、D错误.
②两点的时间间隔为0.1s,由逐差法可以得出a=
=0.80m/s2,打点计时器在打B点时小车的速度vB=
=0.40m/s.
(3)J4 J6某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除了开关、导线外,还有:
电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻等于15kΩ)
电流表A1(量程0~200mA,内阻等于10Ω)
电流表A2(量程0~3A,内阻等于0.1Ω)
滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流0.5A)
定值电阻R3(阻值等于1Ω)
定值电阻R4(阻值等于10Ω)
定值电阻R5(阻值等于1kΩ)
电源E(E=6V,内阻不计)
①请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.
②该同学描绘出的IU图像应是图中的________.
图1
[答案]①电路如图1所示 ②B
图1
[解析]①电压表V1和定值电阻R5串联,可改装成量程为0~4V的电压表,电流表A1与定值电阻R4并联,可改装成量程为0~0.4A的电流表,待测小灯泡的电阻很小,故电流表采用外接法.
②小灯泡的电阻随着温度的升高而变大,所以B正确.
2016·全国卷Ⅰ(物理)
22.E5 C5[2016·全国卷Ⅰ]某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示.
图1
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算.
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:
在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度大小为________.
(2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当地重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为________Hz.
[答案]
(1)
(s1+s2)f
(s2+s3)f
(s3-s1)f2
(2)40
[解析]
(1)B点对应的速度vB=
=
,C点对应的速度vC=
=
,加速度a=
=
.
(2)由牛顿第二定律得mg(1-1%)=ma,则频率f=
=40Hz.
23.J9 J10[2016·全国卷Ⅰ]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的升高而减小,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.
图1
(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)①650.0 b 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
[解析]
(1)电路如图所示.
(2)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,可知外电阻的取值范围是
Ω=900Ω≤R≤
Ω=1800Ω.
报警器的电阻是650.0Ω,所以滑动变阻器阻值的取值范围在250Ω到1150Ω之间,所以滑动变阻器应该选R2.
(3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻,阻值应为650.0Ω,滑动变阻器刚开始应置于b端,若置于另一端,接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏;实验调试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直至报警器开始报警.
2016·全国卷Ⅱ(物理)
22.E4[2016·全国卷Ⅱ]某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:
轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
图1
(1)实验中涉及下列操作步骤:
①把纸带向左拉直
②松手释放物块
③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号).
(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为____________m/s.比较两纸带可知,________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.
图1
22.[答案]
(1)④①③②
(2)1.29 M
[解析]
(2)脱离弹簧后物块应该做匀速直线运动,则v=
×10-2m/s=1.29m/s.
由能量守恒定律可知,物块脱离弹簧时动能越大,则弹簧被压缩时的弹性势能越大,故EpM>EpL.
23.J10[2016·全国卷Ⅱ]某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表V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:
图1
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.
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1
(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.250μA
C.500μAD
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