高考名师预测物理试题：知识点11物理实验.doc

2012高考物理预测专题11：物理实验
从近几年对高考试题的统计和分析来看，物理实验的考查重点有些新的变化，但无论是实验设计，还是原理分析，往往都涉及基本仪器的使用。因此，仪器的使用是实验考核的基础内容；掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方法和基本物理原理是解答设计型实验题的基础。
专题预测
1．(10分) 某同学利用如图所示的实验电路来 测量电阻的阻值。
(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器
R’后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组
电压表的示数U与R的数据如下表：

请根据实验数据作出U-R关系图象。
(2)用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。 利用(1) 中测绘的U-R图象可得RX=_________ Ω。

(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？

2．（12分） （1）用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图（a）所示。请你简述接下来的测量过程：
图(b)
① ；
② ；
③ ；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。
（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验 器材如图（b）所示。
其中电压表内阻约为5k ，电流表内阻约为5 。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量 ；当S旋到位置 时，可用来测量电流，其中S旋到位置 时量程较大。

A
B
E
E/
红表笔
黑表笔
1
2
3
4
5
6
图(c)

3. (12分)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：
①待测电流表(，内阻约300Ω)，②电流表 (，内阻约100Ω)，③定值电阻(300Ω)，④定值电阻(10Ω)，⑤滑动变阻器 (Ω)，⑥滑动变阻器 (Ω)，⑦干电池(1.5V)，⑧电键S及导线若干。

(1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。
(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤：
①按电路图连接电路， ；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，；
③ ；
④以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。
(4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。

4．(18分)(1)用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图9甲所示．该金属丝的直径是____ mm；
用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如下图乙所示，则该工件的长度是______ cm.

图9
(2)在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图10所示装置，图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．

图10

图11
①当M与m的大小关系满足__________________时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；
②在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图11所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50 Hz，则小车的加速度大小是________ m/s2.当打点计时器打D点时小车的速度是________ m/s；(计算结果小数点后保留两位数字)
③小张同学用同一装置做实验，他们俩在同一坐标纸上画出了a－F关系图，如图12所示，小张和小王同学做实验，哪一个物理量是不同的________．

图12
(3)某同学在做测定小灯泡功率的实验中，得到如下一组数据.
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.02
0.06
0.10
0.14
0.17
0.19
0.20
0.21
灯泡发
光情况
不亮
低亮
逐渐变亮
正常发光
①从表中数据可以看出：当功率逐渐增大时，灯丝的电阻变化情况是__________；这表明该导体的电阻随温度的升高而________________．
若该同学在实验中选用的器材如下：
A．待测小灯泡一个
B．E＝6 V的直流电源(内阻很小)一个
C．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器一个
D．量程为300 mA的电流表(内阻约为1 Ω)一只
E．量程为3 V的电压表(内阻约为10 kΩ)一只
F．导线若干，开关一只
②请你通过对该同学测量数据的分析和给出的器材，在图13的虚线框中画出合理的实验电路图．

图13
5．(6分)某同学用如图14所示的实验装置探究小车动能变化与合外力
图14
对它所做功的关系，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松
开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．
(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x，计算出它们与0点之间的速度平方差Δv2＝v2－v02，然后在背景方格纸中建立Δv2～x坐标系，并根据上述数据进行如图15所示的描点，若测出小车质量为0.2 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为________ N.

图15
(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
6.(12分)Ⅰ(2分)下列有关高中物理实验的说法中不正确的是 (　　 )
A．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法
B． 电火花打点计时器的工作电压是220 V的交流电
C． 在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点,可求出任意两个计数点之间的平均速度
D． 在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量
Ⅱ.(10分)(1)为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图16所示图象．从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是__________________________．这两根弹簧的劲度系数分别为______ N/m和______ N/m.若要制作一个精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧秤______．

图16
(2)在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是 ( 　　)
A．要用天平称重锤质量
B．选用质量大的重锤可减小实验误差
C．为使实验结果准确，应选择1、2两点间距离接近2 mm的纸带进行分析
D．实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少
7. (6分)(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的 。
(2).高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。
③以下能引起实验误差的是________。
a．滑块的质量
b．当地重力加速度的大小
c．长度测量时的读数误差
d．小球落地和滑块撞击挡板不同时

8.(4分)某同学利用如图18所示的实验装置探究测量重力加速度大小．
(1)该同学开始实验时情形如图18所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
①____________________________________________________；
图18
②____________________________________________________.
(2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图19所示的纸带，取连续六个
点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式vE＝______________；该同学先分别计算出各计数点的速度值，并试画出速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图20所示，则重力加速度g＝____m/s2.

图19

图20
9.(1)(6分)某变压器不能拆解，课外活动小组准备用下列器材测定其原线圈使用的铜丝长
度：多用电表、电流表(0～0.6～3 A)、电压表(0～3～15 V)、开关、滑动变阻器(0～5 Ω)、导线、干电池等．

图21　　　　　 　图22
①用螺旋测微器、多用电表的欧姆“×1”挡分别测量铜丝的直径、阻值，结果如图21、22所示，则铜丝的直径为________ mm、电阻约为________ Ω；
②请在下面虚框中画出测量铜丝电阻的实验原理图，并在下面实物图23中补画出未连接的导线．

图23
(2)(10分)某同学安装如图24甲的实验装置，探究合外力做功与物体动能变化的关系．

甲

乙
图24
①此实验中，应当是让重物做__________运动，________(“需要”、“不需要”)测出重物的质量；
②打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．
求得B点对应的速度vB＝________　m/s，若再求得D点对应的速度为vD，测出重物下落的高度为hBD，则还应计算____________与____________大小是否相等(填字母表达式)；
③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是__________
________________________________；研究纸带时存在的问题是______________________
____________，实验误差可能较大．
答案

1．(1)见右图
(2)20（19-21都算对）
(3)偏小：改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V

2．（1） ①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”档：
②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”；
③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值。
（2）如图所示

（3）电阻 1、2 1

3.(1)③，⑥
(2)见图
(3)①将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分)
③多次移动滑动触头，记录相应的，读数
(4)
4．(1)0.980(2分)　1.025(2分)
(2)①M≫m(或m≪M)(2分) ②0.39(2分),0.20(2分)
③小车及车上砝码的总质量不同(或M不同)(2分)
(3)功率增大，电阻越大(2分)；增大(1分)；见图(3分，其中内、外接法1分，分压式2分)

5.(1)0.25(4分)
(2)未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响)．(2分)
6．Ⅰ　D
Ⅱ.(1)超过弹簧的弹性限度(2分)；66.7(2分)；200(2分)；A(2分)　(2)BCD(2分)
7．① ② ③c d
8．(1)①打点计时器接了直流电；②重物离打点计时器太远．
(2)f　9.4
9．(1)(6分)①1.596(1.593～1.598)(1分)　13 (1分)②共4分，两图各2分．外接、分压各1分，互不关联．实物连线中开关不能控制滑动变阻器或伏特表量程错误(或上两种错误同时出现)，而分压、外接均正确的，只给1分；其他错误使电路无法工作的计0分；

(2)(10分)①自由落体(1分)；不需要(1分)；
②0.19(2分)；(vD2－vB2)(2分)；ghBD(2分)(上两式同乘了m不扣分，若只有其中一式乘m扣该式的2分)；
③重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案)(1分)；B、D两点间时间间隔过短(1分)．