高考物理二轮复习专题检测十二分门别类掌握实验基础.docx

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高考物理二轮复习专题检测十二分门别类掌握实验基础

【2019最新】精选高考物理二轮复习专题检测十二“分门别类”掌握实验基础

1．（2015·海南高考）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。

解析：

游标卡尺读数为

d＝12mm＋4×mm＝12.20mm＝1.220cm

螺旋测微器的读数为

h＝6.5mm＋36.1×0.01mm＝6.861mm。

答案：

1.220　6.861

2．在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中，某同学获得的一条纸带如图所示。

（1）已知打点计时器的电源频率为50Hz，则打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为____________。

（2）A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________m。

（3）C点对应的速度是________m/s，小车运动的加速度为________m/s2。

（计算结果保留两位有效数字）

（4）若实验后发现，实际所用交流电的频率高于50Hz，则第（3）问中计算结果与实际值相比________。

（填“偏大”“偏小”或“不变”）

解析：

（1）打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔t＝s＝0.02s。

（2）由于每两个相邻计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1s，A、B间的距离x＝0.30cm＝0.0030m。

（3）根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度，可以求出打下C点时小车的瞬时速度大小vC＝＝m/s＝0.060m/s。

根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得

a＝＝0.20m/s2。

（4）如果实验中实际所用交流电的频率高于50Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式得第（3）问中计算结果与实际值相比偏小。

答案：

（1）0.02s　

（2）0.0030　（3）0.060　0.20

（4）偏小

3.（2016·浙江高考）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。

如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验，在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下：

（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为________N。

（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________（填“变大”“变小”或“不变”）。

解析：

（1）根据胡克定律，弹簧OC伸长1.00cm时弹簧的弹力Fc＝kΔx＝500×1.00×10－2N＝5.00N；由题图可知弹簧秤a的读数Fa＝3.00N，根据勾股定理，Fa2＋Fb2＝Fc2，解得Fb＝4.00N。

（2）改变弹簧秤b与OC的夹角时，由于保持弹簧伸长1.00cm不变，因而Fa与Fb的合力F保持不变，根据平行四边形定则，Fa、Fb合成的平行四边形如图所示（▱OAC′B），当弹簧秤b与OC的夹角变小时，其力的合成的平行四边形为▱OA′C′B′，由图可知a、b两弹簧秤的示数都将变大。

答案：

（1）3.00（3.00～3.02）　4.00（3.90～4.10）（有效数字不作要求）　

（2）变大　变大

4.（2015·安徽高考）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。

解析：

③用铅笔描出绳上的几个点，用刻度尺把这些点连成直线（画拉力的方向），目的是画出同两分力产生相同效果的这个力的方向。

⑥F与F3作比较，即比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果的实际的力是否相同，即可验证力的平行四边形定则的正确性。

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与F3

5．用如图甲所示的装置探究加速度与合外力和质量的关系，现有如下一些操作：

（1）在实验中，要进行“平衡摩擦力”的操作，下列关于“平衡摩擦力”的说法正确的是（　　）

A．平衡摩擦力的目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到绳子的拉力

B．平衡摩擦力的目的是为了使小车受到绳子的拉力等于所挂砂桶的总重力

C．平衡摩擦力时，绳子上不挂砂桶，也不挂纸带，只通过改变斜面的倾角，使小车在斜面上能匀速下滑

D．平衡摩擦力时，不改变斜面的倾角，绳子挂上质量适当的砂桶，使小车在斜面上能匀速下滑

（2）选择适当的小车和砝码的总质量、砂和砂桶的总质量，让小车由靠近打点计时器位置无初速释放，得到如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E为5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。

用刻度尺测量计数点间的距离如图所示。

已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a＝________m/s2（结果保留2位有效数字）。

（3）保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车和砝码的总质量，重复上述实验操作，得到对应的加速度，这是为了探究“________________不变，加速度与________________的关系”。

解析：

（1）平衡摩擦力的目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到绳子的拉力，选项A正确，B错误；平衡摩擦力时，绳子上不挂砂桶，通过改变斜面的倾角，使小车拖着纸带在斜面上能匀速下滑，选项C、D错误。

（2）根据Δx＝aT2可知：

－＝2a1T2，－＝2a2T2，解得：

a＝（a1＋a2）＝＝m/s2＝0.40m/s2。

（3）这是为了探究“合外力不变，加速度与小车和砝码的总质量的关系”。

答案：

（1）A　

（2）0.40　（3）合外力　小车和砝码的总质量

6．（2018届高三·桂林六校联考）某同学做“探究合力做的功和物体速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行。

用1条橡皮筋时弹力对小车做的功记为W，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________。

A．橡皮筋仍处于伸长状态

B．橡皮筋恰好恢复原长

C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处

D．小车已超过两个铁钉的连线处

（2）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，最根本的目的是________。

A．防止出现小车不能被橡皮筋拉动的情况

B．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功

C．便于小车获得较大的弹射速度

D．防止纸带上点迹不清晰

（3）关于该实验，下列说法正确的是________。

A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6V

B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等

C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出

D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm…的图像，得出合力做功与物体速度变化的关系

（4）如图乙所示是某次在正确操作的情况下，用50Hz交变电流作电源的打点计时器记录的一条纸带，为了得到小车获得的速度，应选用纸带的________（填“AF”或“FI”）部分进行测量，速度大小为________m/s。

解析：

（1）当小车速度最大时，加速度应等于零，即弹力与摩擦力平衡，所以橡皮筋仍处于伸长状态，选项A正确。

（2）平衡摩擦力的根本目的是保证橡皮筋对小车做的功等于小车动能的变化量，即合外力做的功，选项B正确。

（3）要保证每根橡皮筋做功相同，实验中使用的若干根橡皮筋的原长必须相等，每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出，选项C、D正确。

（4）为了得到小车获得的速度，应选匀速运动的一段纸带即FI部分进行测量。

速度的大小v＝m/s＝0.76m/s。

答案：

（1）A　

（2）B　（3）CD　（4）FI　0.76

7.某同学用图示装置来验证机械能守恒定律。

质量均为M的物体A、B通过细绳连在一起，物体B上放置质量为m的金属片C，在其正下方h处固定一个圆环，P1、P2是相距为d的两个光电门。

释放后，系统由静止开始运动，当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，数字计时器测出物体B通过P1、P2的时间为t。

（1）物体B刚穿过圆环后的速度v＝________。

（2）实验中验证下面________（填正确选项的序号）等式成立，即可验证机械能守恒定律；

A．mgh＝Mv2　　　　　　　B．mgh＝Mv2

C．mgh＝（2M＋m）v2D．mgh＝（M＋m）v2

（3）本实验中的测量仪器除了图中器材和刻度尺、电源外，还需要________。

解析：

（1）物体B刚穿过圆环后做匀速直线运动，速度v＝。

（2）由题意可知，系统A、B、C减小的重力势能转化为系统增加的动能，得：

mgh＋Mgh－Mgh＝（2M＋m）v2，

得：

mgh＝（2M＋m）v2，故选C。

（3）由mgh＝（2M＋m）v2知除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要天平测出各物体的质量。

答案：

（1）　

（2）C　（3）天平

8．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________，间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度h

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的射程

（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。

实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。

然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是________。

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________[用

（2）中测量的量表示]。

（4）经测定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。

碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________。

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________。

解析：

（1）小球离开轨道后做平抛运动，由H＝gt2知t＝，即小球的下落时间一定，则初速度v＝可用平抛运动的水平射程来表示，选项C正确。

（2）本实验要验证的是m1·OM＋m2·ON＝m1·OP，因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们的水平射程OM和ON，而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点，没有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H。

故应完成的步骤是A、D、E。

（3）若动量守恒，应有m1v1＋m2v2＝m1v0（v0是m1单独下落离开轨道时的速度，v1、v2是两球碰后m1、m2离开轨道时的速度），又v＝，则有m1·＋m2·＝m1·，即m1·OM＋m2·ON＝m1·OP。

（4）碰前m1的动量p1＝m1v0＝m1·，碰后m1的动量p1′＝m1v1＝m1·，则p1∶p1′＝OP∶OM＝14∶11；碰后m2的动量p2′＝m2v2＝m2·，所以p1′∶p2′＝（m1·OM）∶（m2·ON）＝11∶2.9；碰撞前、后总动量的比值＝≈1.01。

答案：

（1）C　

（2）ADE

（3）m1·OM＋m2·ON＝m1·OP　（4）14　2.9　1.01

[教师备选题]

1．图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________（填“A”“B”或“C”）进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm。

解析：

测量尺寸较小管件的内径时用游标卡尺的内测量爪A进行测量；测量尺寸较小管件的外径时用游标卡尺的外测量爪B进行测量；测量深度时用游标卡尺的深度尺C进行测量。

钢笔帽的内径为：

11mm＋6×0.05mm＝11.30mm。

答案：

A　11.30

2.某校同学们在学习自由落体运动之后的一次课外兴趣活动中，利用频闪照相方法研究小球的自由落体运动。

如图所示是其中一小组拍出的照片，他们所用的是每隔s时间拍一次的相机，从某个适当的位置开始测量，用1、2、…、6表示第一、第二……第六段相邻间隔，第一段和第六段相邻间隔的距离已标在图中。

（1）由图中信息求出小球加速度的测量值a＝________；

（2）由图中数据，求出小球在位置A时的瞬时速度vA＝________m/s。

解析：

（1）根据逐差法有x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2，可得xn－x1＝（n－1）aT2，故x6－x1＝5aT2，解得a＝＝9.72m/s2。

（2）对于第一段间隔，其中间时刻的速度大小为v1＝，而vA＝v1＋a·，代入数据解得vA＝2.472m/s。

答案：

（1）9.72m/s2　

（2）2.472

3．（2015·福建高考）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___________________________________________。

解析：

（1）弹簧伸长后的总长度为14.66cm，则伸长量Δl＝14.66cm－7.73cm＝6.93cm。

（2）逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧。

（3）AB段明显偏离OA，伸长量Δl不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的。

答案：

（1）6.93　

（2）A　（3）弹簧受到的拉力超过了其弹性限度

4．某同学用如图甲所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。

弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。

分别读出弹簧测力计A和B的示数。

并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图乙中A的示数为________N。

（2）下列的实验要求中不必要的是________。

A．细线应尽可能长一些

B．应测量重物M所受的重力

C．细线AO与BO之间的夹角应尽可能大于90°

D．改变拉力的大小与方向，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

（3）图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法正确的是________。

A．图中的F是力F1和F2合力的理论值

B．图中的F′是力F1和F2合力的理论值

C．F是力F1和F2合力的实际测量值

D．本实验将细线都换成橡皮条，同样能达到实验目的

（4）本实验采用的科学方法是________。

A．理想实验法　　　　　　B．等效替代法

C．控制变量法D．建立物理模型法

解析：

（1）题图中弹簧测力计A的读数为3.80N。

（2）本实验中两弹簧测力计合力的大小和方向是一定的，与重物M的重力等大反向，故应测量重物M的重力，但没有必要保持O点位置不变，细线长些便于更准确地确定两拉力的方向，但没必要一定使夹角大于90°，故不必要的为C、D。

（3）题图中的F′是F1和F2两力的合力的理论值，而F为F1和F2的合力的实际值，A错误，B、C正确；本实验将细线换成橡皮条并不影响实验进行，D正确。

（4）本实验采用的科学方法为等效替代法，B正确。

答案：

（1）3.80N（3.79～3.81N均正确）　

（2）CD

（3）BCD　（4）B

5．某实验小组采用如图所示装置探究做功与动能变化的关系。

小车经平衡摩擦力后，挂上橡皮筋，在橡皮筋的作用下小车弹出，脱离橡皮筋沿木板滑行。

（1）实验时打点计时器与学生电源按下图连接，正确的连接是________（填“A”或“B”）。

（2）实验中，甲、乙同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功。

甲同学：

改变相同橡皮筋的条数，小车每次拉到同一位置释放；

乙同学：

保持橡皮筋的条数不变，小车每次拉到不同位置释放。

你认为________（填“甲”或“乙”）同学的方法更合理。

（3）从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程，小车的运动可能是________。

A．匀加速运动　　　　　　　B．匀减速运动

C．加速度增大的加速运动D．加速度减小的加速运动

（4）实验中测得小车质量为1.0kg，某次实验得到的纸带及测量数据如图所示，测得小车获得的动能为______J（保留两位有效数字）。

打点计时器工作频率为50Hz。

解析：

（1）打点计时器应接低压交流电源，故A正确。

（2）改变相同的橡皮筋的条数，且拉到同一位置释放，橡皮筋对小车做的功与橡皮筋条数成正比，故甲同学方法合理。

（3）随着橡皮筋的拉力减小，小车的加速度逐渐减小，D正确。

（4）小车的末速度v＝m/s＝2m/s，故小车获得的动能Ek＝mv2＝2.0J。

答案：

（1）A　

（2）甲　（3）D　（4）2.0

6.如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱。

实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高。

将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上。

释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点。

测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。

现已测出A点离水平桌面的距离为a，B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c。

此处，

（1）还需要测量的量是__________________、__________和__________。

（2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为__________________________。

（忽略小球的大小）

解析：

（1）要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律还需要测出立柱高h和桌面高H，就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要再测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化。

（2）根据

（1）的解析可以写出动量守恒的方程

2m1＝2m1＋m2。

答案：

（1）弹性球1、2的质量m1、m2　立柱高h　桌面高H

（2）2m1＝2m1＋m2