高考物理实验训练.docx

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高考物理实验训练

一、实验题

1．某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计的实验装置如图。

固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。

（1）实验步骤如下：

①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；

②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，此时弹簧测力计的示数为F1；

③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力=___________；

④比较___________，即可初步验证力的平行四边形定则。

（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是___________。

A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大

2．某同学利用图（a）所示电路测量电压表的内阻。

可供选择的器材有：

电源E，电压表V，电阻箱R（0～9999Ω），滑动变阻器R1（最大阻值10Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。

实验步骤如下：

①按电路原理图（a）连接线路；

②将滑动变阻器的滑片滑至最左端，同时将电阻箱阻值调为0；

③将开关闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表满偏；

④保持滑动变阻器滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数为满偏刻度的，此时电阻箱阻值如图（c）所示。

回答下列问题：

（1）实验中应选择滑动变阻器___________（填“R1”成“R2”）

（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连接___________；

（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为___________Ω，计算可得电压表的内阻为___________Ω

（4）通过上述方法得到电压表的内阻测量值___________（填”大”成“小于”）真实值。

3．如图甲，某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。

实验完成后，该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示。

图中小球半径均相同、质量均已知，且mA>mB，B、B′两点在同一水平线上。

（1）若采用图甲所示的装置，实验中还必须测量的物理量是___________。

（2）若采用图乙所示的装置，下列说法正确的是___________。

A．必需测量B′O、BN、BP和BM的距离

B．必需测量B′N、B′P和B′M的距离

C．若，则表明此碰撞动量守恒

D．若，则表明此碰撞动量守恒

4．在练习使用多用电表的实验中

（1）某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时指针偏转如图1所示．以下是接下来的测量过程：

a.将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔

b.旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔

c.将选择开关旋到“”挡

d.将选择开关旋到“”挡

e.将选择开关旋到“”挡

f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔

以上实验步骤中的正确顺序是______（填写步骤前的字母）．

（2）重新测量后，指针位于如图2所示位置，被测电阻的测量值为______．

（3）如图3所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为，电池电动势为，则该欧姆表的内阻是______，表盘上刻度线对应的电阻值是______．

（4）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值，采用如图4所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．

①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的_____（选填“红”或“黑”）表笔．

②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到的关系如图5所示．不计此时多用电表的内阻．则=_____，电源电压U=______V．

5．为了探究物体质量一定时，物体的加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。

其中M为带有光滑滑轮的小车，放在带有滑轮的长木板上，长木板水平放置在桌面上，小车通过纸带和打点计时器相连；m为装有砂子的砂桶；弹簧测力计左侧固定，右侧勾住通过两滑轮的细线，滑轮质量不计。

①实验时，一定要进行的操作是______；

A．将带有滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

B．调整实验装置，使通过右侧滑轮的两根细线与长木板平行

C．让小车靠近打点计时器附近，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D．改变砂和砂桶的质量，多次试验，打出几条纸带

②该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2（结果保留两位有效数字）；

③以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，若画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量在数值上可表示为______。

A．2tanθ      B．      C．k     D．

6．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。

某同学为研究这一现象，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。

实验可供选择的器材有：

A．小灯泡（规格为“2.5V1.2W　”）

B．电流表A（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）

C．电压表V（量程为0～3V，内阻未知）

D．滑动变阻器　（0～5Ω）

E．滑动变阻器　（0～50Ω）

F．电源　（E=3V，内阻不计）

G．开关一个和导线若干

（1）要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在下面方框图内画出实验电路图；

（2）实验中，应该选用的滑动变阻器是______（填写器材前字母代号）；

（3）按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下，并通过计算得出小灯泡在不同电流下的电压（I是电流表的示数，U是电压表的示数，U灯是小灯泡两端的实际电压），请在方格图中画出小灯泡的伏安特性曲线（即I-U灯曲线）；

I/A

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.48

U/V

0.25

0.40

0.60

0.90

1.30

1.85

2.50

2.98

U灯/V

0.10

0.20

0.35

0.60

0.95

1.45

2.05

2.50

（4）该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及定值电阻R0（R0=6Ω）三者一起串联接在本实验中提供的电源两端，则每个灯泡的实际功率是______W．（结果保留两位有效数字）

7．某实验兴趣小组为了测量物体间的动摩擦因数，设计了如下实验：

（1）如图甲，将轻弹簧竖直悬挂，用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度L1=4.00cm。

（2）如图乙，在弹簧的下端悬挂小木块，用刻度尺测出稳定时弹簧的长度L2=___________cm。

（3）将一长木板平放在水平面上，小木块放置于木板上表面，如图丙，将图乙中的弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端拴接小木块，使弹簧水平，用力F向右拉动长木板，长木板与小木块发生相对运动，当小木块稳定时，测出此时弹簧的长度L3=6.07cm。

（4）根据上面的操作，可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数μ=___________（结果保留两位有效数字）。

（5）若图丙实验中弹簧不水平，左端略高一些，由此而引起的动摩擦因数μ的测量结果___________（填“偏大”或“偏小”）

8．某兴趣小组的同学用下列实验器材设计一个电路来比较精确地测量电阻R（约3kΩ）的阻值。

A．电压表V1，量程为0~4V，内阻为r1=6kΩ

B．电压表V2，量程为0~10V，内阻约为6kΩ

C．滑动变阻器R1（0~100Ω），额定电流1A

D．滑动变阻器R2（0~500Ω），额定电流0.2A

E．定值电阻R0=6kΩ

F．电源电动势E=12V，内阻很小

G．开关S、导线若干

要求实验中电表示数从零调节，可获得多组测量数据，且电表读数不得小于其量程的，测量结果尽量准确，实验操作方便。

（1）由实验要求应选择的实验器材有___________（填器材前面的字母序号）；

（2）在虚线框内画出测量电阻的最合理电路图。

（电路图上标明所用仪器的代号）

（3）用已知量和测量的量表示Rx的表达式RX=___________，说明式中各字母所表示的物理量：

___________。

9．某物理兴趣小组的同学通过实验探究弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系，其实验步骤如下：

A.用如图甲所示的装置测量木块与木板之间的滑动摩擦力，跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木板间的细线保持水平.缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数如图甲所示.

B.如图乙所示，把木板固定在水平桌面上，将所研究的弹簧的一端固定在木板左端的竖直挡板上,O是弹簧处于自然长度时右端所在位置.

C.用木块压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时由静止释放木块，木块向右运动的最大距离是s,用刻度尺测得x和s的值.

D.改变x的大小，按步骤C要求继续实验，测得多组x、s的值，并求得对应的x2和EP的值如下表所示.

实验次数

1

2

3

4

5

x/×10-2m

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

x2//×10-4m2

0.25

1.00

4.00

9.00

16.00

s/×10-2m

5.03

20.02

80.10

180.16

320.10

EP/J

0.14

0.56

EP

5.04

8.96

回答下列问题：

（1）木块与木板之间的滑动摩擦力f=_____N;

（2）上表中EP=_____J；

（3）分析上表中的数据可以得出,弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系是_________.

A．B．C．D．

10．为了测定铅蓄电池的电动势和内阻，实验室中准备了下列器材：

待测铅蓄电池E（电动势约2V,内阻约2Ω）

电流表G（满偏电流3mA,内阻10Ω）

电流表A（量程0~0.60A,内阻约0.1Ω）

滑动变阻器R1（0~20Ω,2A）

滑动变阻器R2（（0~1kΩ,1A）

定值电阻R3=990Ω,开关S和导线若干

（1）为了能较为准确地进行测量和操作方便,实验中选用的滑动变阻器是___（填器材后的字母代号）

（2）在方框中画出实验电路图__________.

（3）在某次实验中电流表A的指针偏转情况如图甲所示，则电流表A的读数为_____A.

（4）李浩同学选取合适的器材通过正确、规范实验,得到了5组电流表G和电流表A的读数IG和IA，并做出了IG-IA图像如图乙所示.请你根据所学知识，依据图像提供的信息,估算图线与IG轴交点P对应的IG的值最接近_____.

A．1.5mAB．2.0mAC．2.5mAD．3.0mA

参考答案

1．F1与F1′的大小D

（1）根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力＝Ftan30°F；比较F1和，即可初步验证力的平行四边形定则。

（2）保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动60°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下：

故绳套1的拉力先减小后增加，故ABC错误，D正确。

2．R1

19873974大于

（1）由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1；

（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（3）由图可知电阻箱阻值为1987Ω，实验过程认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，电压表和电阻箱串联，电流相等，故有，解得；

（4）电阻箱接入电路后电路总电阻变大，电路总电流变小，分压电路分压变大，电压表示数为满偏刻度的时，电阻箱两端电压大于满偏刻度的，电压表内阻小于电阻箱阻值的2倍，因此电压表内阻测量值大于真实值。

3．OM/OP和ON的距离BC

（1）如果采用图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量OM、OP和ON的距离；

（2）采用图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度可以表示出对应的水平速度，故需测量B′N、B′P和B′M的距离，小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M和N，根据动量守恒定律有：

mAv＝mAv1+mBv2，而速度v，根据hgt2可得，t，则可解得：

v，v1，v2；代入动量守恒表达式，消去公共项后，有：

，故选C。

4．adfb220032红1004

（1）由图可知，把选择开关旋到“×10”挡位时，指针偏转角度过小，则可知欧姆档档位选择过低，则应该选择“×100”挡；按照欧姆表的使用规则，可知以上实验步骤中的正确顺序是：

adfb；

（2）如图所示，则被测电阻的测量值为22×100Ω=2200Ω．

（3）该欧姆表的内阻是，由，解得，即表盘上30μA刻度线对应的电阻值是2kΩ．

（4）①用多用电表测电路中的电流，按照“红进黑出”的原则，与a点相连的是多用电表的红表笔．

②根据图所示电路图，由闭合电路欧姆定律可得：

，故由图可得：

，所以，Ry=100Ω，U=4V；

5．ABD1.3D

①该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，应拿走砂桶，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故A正确；实验时应使通过右侧滑轮的两根细线与长木板平行，故B正确；实验时应先接通电源，再释放小车，故C错误；探究加速度与力的关系，需改变合力的大小，则需改变砂和砂桶的质量，故D正确。

②连续相等时间内的位移之差△x=0.5cm，根据△x=aT2，可得。

③小车所受的合力为2F，根据牛顿第二定律得，则图线的斜率，解得小车的质量。

6．D0.18

（1）因为小灯泡两端的电压从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法；电流表内阻已知，为减小实验误差，电流表应采用内接法，实验电路图如图所示：

（2）为方便实验操作，滑动变阻器应选择D。

（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象如图所示：

（4）两相同灯泡串联，每个灯泡两端电压相等，设为U，电源电动势：

E=2U+IR0，在灯泡I-U坐标系内作出E=2U+IR0图象如图所示，

由图示图线可知，灯泡两端电压：

U=0.6V，通过灯泡的电流：

I=0.30A，灯泡实际功率：

P=UI=0.6×0.30=0.18W。

7．

（2）8.65（8.63-8.67）（4）0.44或0.45（5）偏小

解：

（2）刻度尺的分度值为，刻度尺的读数为，即用刻度尺测出稳定时弹簧的长度；

（4）根据平衡条件可得小木块的重力为：

，，用力向右拉动长木板，长木板与小木块发生相对运动，当小木块稳定时，则有：

，可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数：

；

（5）若图丙实验中弹簧不水平，左端略高一些，则有：

，解得小木块与长木板间的动摩擦因数：

，由于左端略高一些，则有，所以：

，由此而引起的动摩擦因数μ的测量结果偏小。

8．

（1）ABCEFG

（2）如图：

（3）U1：

电压表V1的读数；U2：

电压表V2的读数；R0：

定值电阻的阻值；r1：

电压表V1的内阻；

解：

（1）

（2）要求实验中电表示数从零调起，故滑动变阻器采取分压接法，为方便调节选取小阻值即可，即；由于没有电流表，可以将小量程电压表与定值电阻并联，并联后的阻值与待测电阻的阻值相差不大，所以将小量程电压表与定值电阻并联后与待测电阻串联，实验要求应选择的实验器材有：

ABCEFG；实验电路图如图：

（3）根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得：

，其中为电压表的读数；为电压表的读数；为定值电阻的阻值；为电压表的内阻；

9．2.802.24B

（1）弹簧秤最小刻度为0.1N，估读到0.01N，读出绳的拉力为2.80N；木板运动后，木块受到滑动摩擦力和绳拉力而处于静止，由平衡条件得，则木块与木板之间的滑动摩擦力.

（2）弹簧推动滑块向右运动，弹性势能全部转化为滑块的动能，同时借助摩擦力做负功，将动能转化为热能，由能量守恒可知，代入，可得.

（3）结合表格中的数据可以找到；结合弹性势能的表达式可知与成正比；故选B.

10．R1

0.18B

（1）测电源的电动势和内阻时，滑动变阻器应选用限流式接法，方便调节和易于读数，滑动变阻器的阻值比电源的内阻大10倍左右合适，故选R1（20Ω）.

（2）本题缺少电压表，可用内阻已知的表头G和定值电阻R3串联改装为电压表使用，滑动变阻器选用限流式接法，电流表采用内接法可以减小测量的系统误差，故电路如图所示：

（3）电流表的量程为0.6A，最小格为0.02A，估读在0.01A，则读数为0.18A.

（4）由闭合电路的欧姆定律可得：

，变形得：

，则图象的纵截距为，代入数值可得；故选B.