最新高三物理二輪復(fù)習(xí)：專題二物理實驗

第二南開中學(xué)高三物理學(xué)案出題人wn審核人yjmPAGEPAGE9專題二：物理實驗1.在研究彈簧的形變與外力關(guān)系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的，用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出F－x圖線如下圖，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為k＝______N/m，圖線不過原點的原因是由于______________________。2.某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。打點計時器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80m/s2。實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示,紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量,圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值。答復(fù)以下問題(計算結(jié)果保存3位有效數(shù)字):(1)打點計時器打B點時,重物速度的大小vB=m/s;(2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù),他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律?簡要說明分析的依據(jù)。3.在“探究單擺的周期和擺長的關(guān)系〞實驗中。(1)以下說法正確的是和(填選項序號字母);A.懸線越短越好B.懸線上端固定且擺角要小C.擺球應(yīng)在豎直平面內(nèi)擺動D.擺球擺至最高點時開始計時(2)以擺球通過平衡位置時開始計時,用停表記下擺球通過平衡位置N次所用的時間t,那么單擺周期T=;用米尺量出懸線的長度L0,用游標(biāo)卡尺量出擺球的直徑d,那么擺長L=;(3)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上以T為縱軸,L為橫軸,作出T-L圖像,發(fā)現(xiàn)圖線是曲線;然后嘗試以T2為縱軸,L為橫軸,作出T2-L圖像,發(fā)現(xiàn)圖線是一條過原點的傾斜直線,由此得出單擺做簡諧運動的周期和擺長的關(guān)系是()A.T∝1L B.T2∝C.T∝L D.T2∝L4.在“驗證力的平行四邊形定那么〞的實驗中,某同學(xué)的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)圖乙中的是力F1和F2的合力的理論值;是力F1和F2的合力的實際測量值。(2)在實驗中,如果將細繩也換成橡皮筋,那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化?答:(選填“會〞或“不會〞)。為什么?答:。(3)本實驗采用的科學(xué)方法是()A.理想實驗法B.控制變量法C.等效替代法 D.建立物理模型法5.如圖甲所示,某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系〞的相關(guān)實驗思想、原理及操作,進行“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系〞的實驗:(1)為到達平衡阻力的目的,取下細繩及托盤,通過調(diào)整墊片的位置,改變長木板傾斜程度,根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做運動。(2)連接細繩及托盤,放入砝碼,通過實驗得到圖乙所示的紙帶。紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點,選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G。實驗時小車所受拉力為0.2N,小車的質(zhì)量為0.2kg。請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化ΔEk,補填表中空格(結(jié)果保存至小數(shù)點后第四位)。O—BO—CO—DO—EO—FW/J0.04320.05720.07340.0915ΔEk/J0.04300.05700.07340.0907分析上述數(shù)據(jù)可知:在實驗誤差允許的范圍內(nèi)W=ΔEk,與理論推導(dǎo)結(jié)果一致。(3)實驗前已測得托盤質(zhì)量為7.7×10-3kg,實驗時該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為kg(g取9.8m/s2,結(jié)果保存至小數(shù)點后第三位)。6.某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B,滑塊P上固定一寬度為d的遮光條,假設(shè)光線被遮光條遮擋,光電傳感器會輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動,遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時,通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖線。(1)實驗前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的Δt1Δt2(選填“>〞“=〞或“<〞)時,說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。(2)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖像如圖乙所示,假設(shè)Δt1、Δt2、m和d,要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒,還應(yīng)測出和(寫出物理量的名稱及符號)。7.在“探究功與速度變化的關(guān)系〞的實驗中:(1)利用甲圖裝置,小車在橡皮筋的作用下運動,以下4條紙帶中最符合實驗要求的是。(2)某同學(xué)對該實驗進行了更改,如圖乙,把橡皮筋的固定點改為A點,操作如下:a.將打點計時器固定在一塊平板上,讓紙帶的一端夾在小車后端,另一端穿過打點計時器,將平板安裝有打點計時器的一端適當(dāng)墊高,調(diào)整高度,直至輕推小車后小車。b.將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處,記下小車位置。接通打點計時器電源,釋放小車。c.用2條、3條、4條、5條、6條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實驗。d.在上述實驗中打出的6條紙帶中,分別找出小車開始近似做勻速運動的點,并分別測出勻速運動時的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6。相關(guān)數(shù)據(jù)見下表實驗次數(shù)條數(shù)速度/m·s-1速度平方/m2·s-2111.281.64221.753.06332.104.41442.265.11552.687.18662.968.76①請把操作步驟a補充完整。②用W0表示一條橡皮筋做的功,請在坐標(biāo)紙上畫W-v2圖像。③根據(jù)你畫的W-v2圖像,你認為該同學(xué)第次實驗操作出現(xiàn)了問題,問題在于該次實驗時小車釋放的位置距離較(選填“遠〞或“近〞)。8.在“用雙縫干預(yù)測光的波長〞實驗中(實驗裝置如圖):(1)以下說法哪一個是錯誤的。(填選項前的字母)A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時,應(yīng)放上單縫和雙縫B.測量某條干預(yù)亮紋位置時,應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距Δx=a(2)測量某亮紋位置時,手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為mm。9.一塊玻璃磚有兩個相互平行的外表,其中一個外表是鍍銀的〔光線不能通過此外表〕.現(xiàn)要測定此玻璃的折射率,給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚〔P1、P2、P3、P4〕、帶有刻度的直角三角板、量角器.實驗時,先將玻璃磚放到白紙上,使上述兩個相互平行的外表與紙面垂直.在紙面上畫出直線aa′和bb′,aa′表示鍍銀的玻璃外表,bb′表示另一外表,如下圖.然后,在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2〔位置如圖〕.用P1、P2的連線表示入射光線.ⅰ.為了測量折射率,應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？試在題圖中標(biāo)出P3、P4的位置.ⅱ.然后,移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角1與折射角θ2.簡要寫出作圖步驟.ⅲ.寫出用θ1、θ2表示的折射率公式為n=.10.在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻〞的實驗中,有以下器材:A.待測干電池組E(電動勢約為4.5V,內(nèi)阻r約2Ω)B.電壓表(量程3V、內(nèi)阻很大)C.電流表(量程0.5A、內(nèi)阻很小)D.滑動變阻器(0～20Ω)E.電阻箱R0(0～999.9Ω,用作定值電阻)F.電鍵、導(dǎo)線假設(shè)干(1)圖甲中,電阻箱面板顯示其阻值R0=Ω。(2)圖乙為用以上器材連接的不完整的電路,為完成實驗,請在乙圖中補畫出一根導(dǎo)線構(gòu)成完整實驗電路。(3)利用實驗測得的多組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù),繪出了如圖丙所示的U-I關(guān)系圖線,假設(shè)圖線在U軸的截距為U0,在I軸的截距為I0,那么可以求得電池組電動勢E=,內(nèi)阻r=。(用給定的物理量符號表示)。11.實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯(lián)。測量一只量程的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:①待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測)一只,②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只,③電池組(電動勢約為3V,內(nèi)阻約1Ω),④滑動變阻器一個,⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0～9999Ω)一個,⑥開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干。某同學(xué)利用上面所給器材,進行如下實驗操作:(1)該同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認為其中相比照擬合理的是(選填“甲〞或“乙〞)電路。(2)用你選擇的電路進行實驗時,閉合開關(guān)S,改變阻值,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和(填上文字和符號)。(3)選擇下面的坐標(biāo)軸,作出相應(yīng)的直線圖線,其中合理的是。A.U-IB.U-1IC.1(4)設(shè)直線圖像的斜率為k、截距為b,請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式RV=。12.某同學(xué)想用如圖甲所示的電路描繪某一熱敏電阻的伏安特性曲線,實驗室提供以下器材:A.電壓表V1(0～5V,內(nèi)阻約5kΩ)B.電壓表V2(0～15V,內(nèi)阻30kΩ)C.電流表A(0～25mA,內(nèi)阻約0.2Ω)D.滑動變阻器R1(0～10Ω,額定電流1.5A)E.滑動變阻器R2(0～1000Ω,額定電流0.5A)F.定值電阻R0G.熱敏電阻RTH.直流電源(電動勢E=6.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω)I.開關(guān)一個、導(dǎo)線假設(shè)干(1)為了保證實驗的平安,滑動變阻器的滑片在開關(guān)閉合前應(yīng)置于(選填“a端〞“中央〞或“b端〞)。(2)該同學(xué)選擇了適當(dāng)?shù)钠鞑慕M成描繪伏安特性曲線的電路,得到熱敏電阻電壓和電流的7組數(shù)據(jù)(如表),請你在坐標(biāo)紙上作出熱敏電阻的伏安特性曲線。電壓U/V0.01.02.02.43.03.64.0電流I/mA0.01.85.88.011.816.020.0(3)由此曲線可知,該熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而(選填“增大〞或“減小〞)。該同學(xué)選擇的電壓表是(選填“A〞或“B〞),選擇的滑動變阻器是(選填“D〞或“E〞)。(4)假設(shè)將該熱敏電阻RT與一定值電阻R0和電源組成如圖乙所示電路,現(xiàn)測得電路中電流為15mA,那么定值電阻的阻值R0=Ω。13.某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。(1)現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻可不計),滑動變阻器(0～50Ω,額定電流2A),開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干以及以下電表A.電流表(0～3A,內(nèi)阻約0.025Ω)B.電流表(0～0.6A,內(nèi)阻約0.125Ω)C.電壓表(0～3V,內(nèi)阻約3kΩ)D.電壓表(0～15V,內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差,在實驗中,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用(選填器材前的字母);實驗電路應(yīng)采用圖中的(選填“甲〞或“乙〞)。(2)如圖是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了局部導(dǎo)線。請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補充完成圖中實物間的連線。(3)接通開關(guān),改變滑動變阻器滑片P的位置,并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如下圖,可得該電阻的測量值Rx=UI=Ω(4)假設(shè)在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是;假設(shè)在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是。(選填選項前的字母)A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值(5)在不損壞電表的前提下,將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,以下反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是。14.使用多用電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線假設(shè)干。實驗時,將多用電表調(diào)至“×1Ω〞擋,調(diào)好零點;電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成以下填空:(1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。假設(shè)兩電表均正常工作,那么表筆a為(選填“紅〞或“黑〞)色;(2)假設(shè)適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖乙(a)、(b)、(c)所示,那么多用電表的讀數(shù)為Ω,電流表的讀數(shù)為mA,電阻箱的讀數(shù)為Ω;(3)將圖甲中多用電表的兩表筆短接,此時流過多用電表的電流為mA;(保存3位有效數(shù)字)(4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為V。(保存3位有效數(shù)字)15.某同學(xué)要測量一電阻Rx(阻值約18Ω)的阻值,實驗室提供如下器材:電池組E(電動勢3V,內(nèi)阻約1Ω);電流表(量程0～0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω);電壓表(量程0～3V,內(nèi)阻約5kΩ);電阻箱R(阻值范圍0～