高三物理二轮复习专题二物理实验.docx
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高三物理二轮复习专题二物理实验
专题二：
物理实验
1.在研究弹簧的形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为k＝______N/m，图线不过原点的原因是由于______________________。
2.某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
已知
打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。
实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。
回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）:
（1）打点计时器打B点时,重物速度的大小vB= m/s;
（2）通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?
简要说明分析的依据。
3.在“探究单摆的周期和摆长的关系”实验中。
（1）下列说法正确的是 和 （填选项序号字母）;
A.悬线越短越好B.悬线上端固定且摆角要小
C.摆球应在竖直平面内摆动D.摆球摆至最高点时开始计时
（2）以摆球通过平衡位置时开始计时,用停表记下摆球通过平衡位置N次所用的时间t,则单摆周期T= ;用米尺量出悬线的长度L0,用游标卡尺量出摆球的直径d,则摆长L= ;
（3）根据记录的数据,在坐标纸上以T为纵轴,L为横轴,作出T-L图像,发现图线是曲线;然后尝试以T2为纵轴,L为横轴,作出T2-L图像,发现图线是一条过原点的倾斜直线,由此得出单摆做简谐运动的周期和摆长的关系是（ ）
A.T∝
B.T2∝
C.T∝LD.T2∝L
4.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的 是力F1和F2的合力的理论值; 是力F1和F2的合力的实际测量值。
（2）在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?
答:
（选填“会”或“不会”）。
为什么?
答:
。
（3）本实验采用的
科学方法是（ ）
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法D.建立物理模型法
5.如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
（1）为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做 运动。
（2）连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带。
纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。
实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg。
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）。
O—B
O—C
O—D
O—E
O—F
W/J
0.0432
0.0572
0.0734
0.0915
ΔEk/J
0.0
430
0.0570
0.0734
0.0907
分析上述数据可知:
在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致。
（3）实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为
kg（g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位）。
6.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。
在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一宽度为d的遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。
滑块在
细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。
（1）实验前,接通气源,将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1 Δt2（选填“>”“=”或“<”）时,说明气垫导轨已经水平。
（2）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若Δt1、Δt2、m和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出
和 （写出物理量的名称及符号）。
7.在“探究功与速度变化的关系”的实验中:
（1）利用甲图装置,小车在橡皮筋的作用下运动,下列4条纸带中最符合实验要求的是 。
（2）某同学对该实验进行了更改,如图乙,把橡皮筋的固定点改为A点,操作如下:
a.将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调整高度,直至轻推小车后小车 。
b.将橡皮筋固定在小车前端。
拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车位置。
接通打点计时器电源,释放小车。
c.用2条、3条、4条、5条、6条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验。
d.在上述实验中打出的6条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6。
相关数据见下表
实验次数
条数
速度/m·s-1
速度平方/m2·s-2
1
1
1.28
1.64
2
2
1.75
3.06
3
3
2.10
4.41
4
4
2.26
5.11
5
5
2.68
7.18
6
6
2.96
8.76
①请把操作步骤a补充完整。
②用W0表示一条橡皮筋做的功,请在坐标纸上画W-v2图像。
③根据你画的W-v2图像,你认为该同学第 次实验操作出现了问题,
问题在于该次实验时小车释放的位置距离较 （选填“远
”或“近”）。
8.在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）:
（1）下列说法哪一个是错误的 。
（填选项前的字母）
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx=
（2）测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为 mm。
9.一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的（光线不能通过此表面）.现要测定此玻璃的折射率,给定的器材还有：
白纸、铅笔、大头针4枚（P1、P2、P3、P4）、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸面上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2（位置如图）.用P1、P2的连线表示入射光线.
ⅰ.为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4？
试在题图中标出P3、P4的位置.
ⅱ.然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角
1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
ⅲ.写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n=.
10.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,有以下器材:
A.待测干电池组E（电动势约为4.5V,内阻r约2Ω）
B.电压表（量程3V、内阻很大）
C.电流表（量程0.5A、内阻很小）
D.滑动变阻器（0～20Ω）
E.电阻箱R0（0～999.9Ω,用作定值电阻）
F.电键、导线若干
（1）图甲中,电阻箱面板显示其阻值R0= Ω。
（2）图乙为用以上器材连接的不完整的电路,为完成实验,请在乙图中补画出一根导线构成完整实验电路。
（3）利用实验测得的多组电压表示数和对应的电流表示数,绘出了如图丙所示的U-I关系图线,若图线在U轴的截距为U0,在I轴的截距为I0,则可以求得电池组电动势E= ,内阻r= 。
（用给定的物理量符号表示）。
11.实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。
测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
①待测电压表（量程3V,内阻约3kΩ待测）一只,
②电流表（量程3A,内阻0.01Ω）一只,
③电池组（电动势约为3V,内阻约1Ω）,
④滑动变阻器一个,
⑤变阻箱（可以读出电阻值,0～9999Ω）一个,
⑥开关和导线若干。
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。
为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是 （选填“甲”或“乙”）电路。
（2）用你选择的电路进行实验时,闭合开关S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:
电压表的读数U和 （填上文字和符号）。
（3）选择下面的坐标轴,作出相应的直线图线,其中合理的是 。
A.U-I B.U-
C.
-R D.U-R
（4）设直线图像的斜率为k、截距为b,请写出待测电压表内阻表达式RV= 。
12.某同学想用如图甲所示的电路描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材:
A.电压表
V1（0～5V,内阻约5kΩ）
B.电压表V2（0～15V,内阻30kΩ）
C.电流表A（0～25mA,内阻约0.2Ω）
D.滑动变阻器R1（0～10Ω,额定电流1.5A）
E.滑动变阻器R2（0～1000Ω,额定电流0.5A）
F.定值电阻R0
G.热敏电阻RT
H.直流电源（电动势E=6.0V,内阻r=1.0Ω）
I.开关一个、导线若干
（1）为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑片在开关闭合前应置于 （选填“a端”“中央”或“b端”）。
（2）该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的7组数据（如表）,请你在坐标纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线。
电压U/V
0.0
1.0
2.0
2.4
3.0
3.6
4.0
电流I/mA
0.0
1.8
5.8
8.0
11.8
16.0
20.0
（3）由此曲线可知,该热敏电阻的阻值随电压的增大而 （选填“增大”或“减小”）。
该同学选择的电压表是 （选填“A”或“B”）,选择的滑动变阻器是 （选填“D”或“E”）。
（4）若将该热敏电阻RT与一定值电阻R0和电源组成如图乙所示电路,现测得电路中电流为15mA,则定值电阻的阻值R0= Ω。
13.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
（1）现有电源（4V,内阻可不计）,滑动变阻器（0～50Ω,额定电流2A）,开关和导线若干以及下列电表
A.电流表（0～3A,内阻约0.025Ω）
B.电流表（0～0.6A,内阻约0.125Ω）
C.电压表（0～3V,内阻约3kΩ）
D.电压表（0～15V,内阻约15kΩ）
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电
压表应选用 （选填器材前的字母）;实验电路应采用图中的 （选填“甲”或“乙”）。
（2）如图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。
请根据在
（1）问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线。
（3）接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。
某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx=
= Ω（保留两位有效数字）。
（4）若在
（1）问中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ;若在
（1）问中选用乙电路,产生误差的主要原因是 。
（选填选项前的字母）
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx
两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
（5）在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映U-x关系的示意图中正确的是 。
14.使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。
现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:
待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。
实验时,将多用电表调至“×1Ω”挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。
完成下列填空:
（1）仪器连线如图甲所示（a和b是多用电表的两个表笔）。
若两电表均正常工作,则表笔a为 （选填“红”或“黑”）色;
（2）若适当调节电阻箱后,图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙（a）、（b）、（c）所示,则多用电表的读数为 Ω,电流表的读数为
mA,电阻箱的读数为 Ω;
（3）将图甲中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为 mA;（保留3位有效数字）
（4）计算得到多用电表内电池的电动势为 V。
（保留3位有效数字）
15.某同学要测量一电阻Rx（阻值约18Ω）的阻值,实验室提供如下器材:
电池组E（电动势3V,内阻约1Ω）;电流表
（量程0～0.6A,内阻约0.5Ω）;电压表
（量程0～3V,内阻约5kΩ）;电阻箱R（阻值范围0～99.99Ω,额定电流1A）;开关S,导线若干。
（1）为使测量尽可能准确,应采用下面图甲给出的 所示电路进行测量。
（2）如表中记录了电阻箱阻值R及对应电流表
、电压表
的测量数据I、U,请在图乙坐标纸上作出
-
图像,根据图像得出
电阻Rx的测量值为 Ω。
次数
1
2
3
4
5
R/Ω
8
12
16
20
24
I/A
0.44
0.36
0.32
0.29
0.25
U/V
2.3
0
2.40
2.57
2.60
2.70
/Ω-1
0.19
0.15
0.12
0.11
0.09
/Ω-1
0.13
0.08
0.06
0.05
0.04
（3）此实验中电阻Rx的测量值与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
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