2020年高考物理实验题真题集锦
试卷更新日期:2020-07-15 类型:二轮复习
一、实验探究题
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1. 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(b)所示。
已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s,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/s(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。
2. 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h0=0.590 m,下降一段距离后的高度h=0.100 m;由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=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100.0 g和150.0 g,当地重力加速度大小为g=9.80 m/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:。
3. 某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200 mA,内阻Rg1=10.0 Ω),电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。(1)、根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线。(2)、若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U= , 流过小灯泡的电流I=。为保证小灯泡的安全,I1不能超过mA。(3)、实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R=Ω(保留1位小数)。
(4)、如果用另一个电阻替代定值电阻R0 , 其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于Ω(保留1位小数)。4. 某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下:
⑴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;
⑵用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
⑶用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
⑷令滑块在砝码和砝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Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
⑸在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I= , 滑块动量改变量的大小Δp=;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
⑹某次测量得到的一组数据为:d=1.000 cm,m1=1.50 10-2 kg,m2=0.400 kg,△t1=3.900 10-2 s,Δt2=1.270 10-2 s,t12=1.50 s,取g=9.80 m/s2。计算可得I=N·s,Δp= kg·m·s-1;(结果均保留3位有效数字)
⑺定义 ,本次实验δ=%(保留1位有效数字)。
5. 某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx , 所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U–I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题:
(1)、图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。(2)、根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为Ω(保留1位小数)。(3)、考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为Ω(保留1位小数)。6.(1)、做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下:(ⅰ)挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
(ⅱ)取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a;
(ⅲ)改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到 的关系。
①实验获得如图所示的纸带,计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出,则在打d点时小车的速度大小 (保留两位有效数字);
②需要满足条件 的方案是(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”);在作 图象时,把 作为F值的是(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)。
(2)、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
7. 某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。(1)、在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图;(2)、某次测量时电流表和电压表的示数如图所示,则电流 ,电压 ;(3)、实验得到如图所示的两条直线,图中直线Ⅰ对应电路是图1(选填“甲”或“乙”);(4)、该电池的电动势 V(保留三位有效数字),内阻 (保留两位有效数字)。8.(1)、某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上,在桌面上固定一个斜面,斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离,让钢球从斜面顶端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球的落点。①为了正确完成实验,以下做法必要的是。
A.实验时应保持桌面水平
B.每次应使钢球从静止开始释放
C.使斜面的底边ab与桌边重合
D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动 ,在白纸上记录了钢球的4个落点,相邻两点之间的距离依次为 、 、 ,示意如图2。重力加速度 ,钢球平抛的初速度为m/s。
③图1装置中,木板上悬挂一条铅垂线,其作用是。
(2)、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 ,内阻约为 )
电流表 (量程 ,内阻约为 )
滑动变阻器 ( ,额定电流 )
待测电池组 (电动势约为 ,内阻约为 )
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,发现电路中有一条导线连接不当,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 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 图像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为V,内阻为 。(结果均保留两位有效数字)
9. 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1.5 V,内阻小于1 Ω);
电压表V (量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A (量程0.6 A,内阻约1 Ω);
滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω);
定值电阻R1 (阻值2 Ω);
定值电阻R2 (阻值5 Ω);
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下表所示。序号
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.08
0.14
0.20
0.26
0.32
0.36
0.40
U/V
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52
请根据实验数据,回答以下问题:
①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。
②根据实验数据可知,所选的定值电阻为 (填“R1”或“R2”)。
③用笔画线代替导线,请在答题卡上按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路。
10. 2020年5月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:(i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。
(ii)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(iii)该同学选取部分实验数据,画出了 -t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2。
(iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
(1)、当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点,利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为m/s2。(结果均保留2位有效数字)(2)、根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为 m/s2。(结果保留2位有效数字,sin37°= 0.60,cos37°=0.80)11. 疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如题图1所示。(1)、家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是。(2)、下列主要操作步骤的正确顺序是。(填写各步骤前的序号)①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能,开始摄像
(3)、停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 ,刻度尺的分度值是 ,由此测得重力加速度为 。(4)、在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。12. 某同学描绘一种电子元件的 关系图象,采用的实验电路图如题图1所示,V为电压表,mA为电流表,E为电源(电动势约 ),R为滑动变阻器(最大阻值 ), 为定值电阻,S为开关。(1)、请用笔画线代替导线,将题图2所示的实物电路连接完整。(2)、调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表:电压
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的 图线。
(3)、根据作出的 图线可知,该元件是(选填“线性”或“非线性”)元件。(4)、在上述测量中,如果用导线代替电路中的定值电阻 ,会导致的两个后果是_________。A、电压和电流的测量误差增大 B、可能因电流过大烧坏待测元件 C、滑动变阻器允许的调节范围变小 D、待测元件两端电压的可调节范围变小