河北省衡水市高考物理 专题十二 实验专项练习.docx

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河北省衡水市高考物理专题十二实验专项练习

专题十二实验

考点37实验一：

研究匀变速直线运动（1、2、5）

考点38实验二：

探究弹力和弹簧伸长的关系（6）

考点39实验三：

验证力的平行四边形定则（3）

考点40实验四：

验证牛顿运动定律（4、8、9）

考点41实验五：

探究动能定理（10）

考点42实验六：

验证机械能守恒定律（7）

考点43电阻的测量（14、15）

考点44实验七：

测定金属的电阻率（12）

考点45实验八：

描绘小电珠的伏安特性曲线（11）

考点46实验九：

测定电流源的电动势和内阻（13）

考点47实验十：

练习使用多用电表（16）

考点48实验十一：

传感器的简单使用

非选择题共110分

共15小题，共110分，按题目要求作答

1．（6分）【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】考点37中

某实验小组研究小车的匀变速直线运动，他们使用50Hz交流电源为电磁打点计时器供电。

实验时得到一条纸带。

某位同学在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，并在这个点下标明A，在第6个点下标明B，在第11个点下标明C，在第16个点下标明D，在第21个点下标明E.但测量时发现B点已模糊不清，于是只测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm、DE长为13.73cm，根据以上测得的数据，计算C点时小车的瞬时速度大小为________m/s，小车运动的加速度大小为_________m/s2，AB的距离应为____________cm.（计算结果均保留三位有效数字）

2．（10分）【2017·山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】考点37中

某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E．测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm．

（1）为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数      （填字母序号）

A．偏少B．偏多C．合适

（2）若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：

打C点时小车的瞬时速度vC=     m/s，小车的加速度a=      m/s2，AB的距离应为      cm，条A点时小车的瞬时速度vA=      m/s．（计算结果保留三位有效数字）

3．（4分）【2017·安徽省合肥市第一中学高三第三阶段考试】考点39中

在“验证力的平行四边形定则”实验中，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F与

中，____填（“F”或“

”）一定与AO共线。

（2）为了便于操作并能提高测量的精度，我们应注意的是

A．固定橡皮筋时，应用图钉尖把橡皮筋钉在木板上

B．用两个弹簧秤拉橡皮筋时，要尽量将两个弹簧秤拉伸到相同刻度

C．标记同一细绳方向时，要用笔顺着细绳仔细地画出直线

D．两次拉橡皮筋，要将橡皮筋和细绳的结点拉到相同位置

4．（8分）【2017·株洲市高三教学质量统一检测】考点40难

如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置，他将光电门固定在导轨上的B点，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，滑块上固定一遮光条并放有若干金属片，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d（沿滑块运动方向的长度）如图乙所示，则d=_______mm；

用螺旋测微器测量遮光条的厚度h如图丙所示，则h=_______mm。

若光电计时器记录遮光条通

过光电门的时间为

，则滑块经过光电门时的速度v=_______（用所测物理量的符号表示）.

（2）若滑块（含遮光条和金属片）和吊盘（含金属片）组成的系统的总质量为M，吊盘及其中

的金属片的质量为m，则滑块从A处释放后系统的加速度大小为a=_______.（已知重力加速度为g）

（3）现保持系统的总质量不变，通过____________________改变m，测出多组m、v数据，在坐标纸上以m为横轴，以__________纵轴描点作出图象，若图线是一条过坐标原点的直线，则系统的加速度大小与所受合力大小成正比.

5．（4分）【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】考点37难

某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。

物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。

从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。

①通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点和之间某时刻开始减速。

②物块减速运动过程中加速度的大小为，若用

来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值（填“偏大”或“偏小”）。

6.（5分）【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】考点37难

在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究.

（1）用厘米刻度尺测量如图乙所示，指针示数为________cm。

（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表.用表数据计算弹簧I的劲度系数为_______N/m（g=10m/s2）（计算结果保留小数点后两位）.由表数据_____（填“能”或“不能”）计算出弹簧II的劲度系数.

7．（6分）【2017·辽宁省铁岭市协作体高三上学期第三次联考】考点42难

在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：

如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验．此方案验证机械能守恒定律方便快捷．

（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=　　　　mm；

（2）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象　　　　

A．

图象B．

图象C．

图象D．

图象

（3）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量

总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会　　　　（填“增大”、“缩小”或“不变”）．

8.（8分）【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】考点40难

某同学利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示．实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：

图（a）图（b）

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________（选填“线性”或“非线性”）关系．

（2）由图（b）可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是________．

（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________．

9.（6分）【2017届湖南省株洲市高三上学期教学质量检测一物理试卷】考点40难

如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置，他将光电门固定在导轨上的B点，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，滑块上固定一遮光条并放有若干金属片，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d（沿滑块运动方向的长度）如图乙所示，d=_______mm；用螺旋测微器测量遮光条的厚度h如图丙所示，则h=_______mm。

若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为

，则滑块经过光电门时的速度

_______（用所测物理量的符号表示）.

（2）若滑块（含遮光条和金属片）和吊盘（含金属片）组成的系统的总质量为

，吊盘及其中的金属片的质量为

，则滑块从A处释放后系统的加速度大小为

_______.已知重力加速度为g。

（用所给物理量的符号表示）

（3）现保持系统的总质量不变，通过____________________改变

，测出多组

、

数据，在坐标纸上以

为横轴，以__________为纵轴描点作出图象，若图线是一条过坐标原点的直线，则系统的加速度大小与所受合力大小成正比.

10.（6分）【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷正式版）】考点41难

利用如题10-1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g，钩码的质量为m=10.0g，打点计时器的电源为50Hz的交流电.

（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________.

（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10-2图所示.选择某一点为O，一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离

，记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s.

（3）将钩码的重力视位小车受到的拉力，取g=9.80m/s，利用W=mg

算出拉力对小车做的功W.利用

算出小车动能，并求出动能的变化量

.计算结果见下表.

2.45

2.92

3.35

3.81

4.26

2.31

2.73

3.12

3.61

4.00

请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出

图象.

（4）实验结果表明，

总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________.

11．（7分）【2017·山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】考点45难

太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件.某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的I—U特性.所用的器材包括：

太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干.

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图________（填“a”或“b”）。

（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I—U图像.由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻_________（填“很大”或“很小”）：

当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为_________

.

（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为___________V若把它与阻值为

的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是___________％。

（结果保留三位有效数字）

12．（9分）【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点44难

在测定金属的电阻率的实验中，某种待测材料金属丝接入电路部分的长度约为50cm，所用测量仪器均已校准.

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为______mm（该值接近多次测量的平均值.

（2）某实验小组用伏安法测金属丝的电阻Rx，记录实验数据如下表：

次数

1

2

3

4

5

6

7

U／V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I／A

0.02

0.06

0.16

0.22

0.34

0.46

0.52

由以上实验数据可知：

①本实验的电流表选用的是____、电压表选用的是___、滑动变阻器选用的是____（填写以下器材前的字母）.

A．电流表A1（0～100mA，内阻约为10Ω）

B．电流表A2（0～0.6A，内阻约为0.1Ω）

C．电压表V1（0～3V，内阻约为3kΩ）

D．电压表V2（0～15V，内阻约为15kΩ）

E．滑动变阻器R1（0～1000Ω，0.2A）

F．滑动变阻器R2（0～20Ω，2A）

②测量Rx是采用下图中的____（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）电路图。

③可以估算出金属丝电阻率约为____（填选项前的字母）.

A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m

13.（7分）【2017·辽宁省铁岭市协作体高三上学期第三次联考】考点46难

随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：

（A）电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知

（B）直流电流表量程300mA，内阻很小

（C）电阻箱R，阻值范围为0～999.9Ω

（D）定值电阻R0，阻值为10Ω

（E）导线和开关

（1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：

①断开电源开关S，②将多用表选择开关置于×1Ω档，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10Ω，③将多用表选择开关置于×10Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好．由以上操作可知，发生故障的元件是．

（2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路．

（3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10Ω的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是（选填方案编号1、2或3）．

（4）根据实验数据描点，绘出的

图象是一条直线．若直线的斜率为k，在

坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=，内阻r=（用k、b和R0表示）．

14．（6分）【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】考点43难

某同学设计了如图所示的电路来测量一个量程为3V的电压表的内电阻（几千欧），实验室提供直流电源的电动势为6V，内阻忽略不计；

（1）请完成图戊的实物连接；

（2）在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，

两点间

的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：

________；

A．变阻器A（0-2000Ω，0.1A）B．变阻器B（0-20Ω，1A）C．变阻器C（0-5Ω，1A）

（3）连接好线路后，先将变阻器滑片P调到最____端，并将电阻箱阻值调到_____（填“0”

或“最大”），然后闭合电键S，调节P，使电压表满偏，此后滑片P保持不动；

（4）调节变阻箱的阻值，记录电压表的读数；最后将电压表读数的倒数

与电阻箱读数R

描点，并画出图所示的图线，由图象得，待测电压表的内阻值为_______Ω。

（保留两位有效数字）

15.（9分）【江苏省东台市2017届高三5月模拟物理试题】考点43难

某学习小组欲测量电阻Rx的阻值，有下列器材供选用：

A．待测电阻Rx（约300Ω）

B．电压表V（3V，内阻约3kΩ）

C．电流表A1（10mA，内阻约10Ω）

D．电流表A2（20mA，内阻约5Ω）

E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流2A）

F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，额定电流0.5A）

G．直流电源E（3V，内阻约1Ω）

H．开关、导线若干

（1）甲同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路，并能满足Rx两端电压能从0开始变化进行多次测量，则电流表应选择_______（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”）；电流表采取________（填“外”或“内”）接法．

（2）乙同学利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，

具体操作如下：

①如图所示连接好实验电路，闭合开关S1前调节动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；

②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数为电流表A2的示数的一半；

③闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数分别为U和I；

④待测电阻的阻值Rx＝_____________．

（3）两种测量电阻Rx的方法中，______（填“甲”或“乙”）同学方法更有利于减小系统误差．

16.（9分）【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国3卷正式版）】考点47难

图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。

图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头

的满偏电流为250μA，内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别于两表笔相连.该多用电表有5个挡位，5个挡位为：

直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。

（1）图（a）中的A端与___________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）关于R6的使用，下列说法正确的是__________________（填正确答案标号）.

A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得R1+R2=________Ω，R4=_____________Ω.

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。

若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为_____________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为_____________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为____________.（结果均保留3为有效数字）

参考答案

1.【答案】

AB=5.99cm（每空2分）

【解析】在这个点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E；可以看出相邻的计数点间的时间间隔为：

T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为：

设A到B之间的距离为x1，设B到C之间的距离为x2，设C到D之间的距离为x3，设D到E之间的距离为x4，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：

x3-x1=2a1T2，x4-x2=2a2T2

为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：

【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。

2.【答案】

（1）A

（2）0.986；2.58；5.99；（3）0.470（每空2分）

【解析】

（1）本实验根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，应多取一些数据，根据作差法求出加速度，再求平均值，而该同学只取两组数据，计数点偏少，故A正确；

（2）由于第1个计数点，在该点下标明A，第6个点下标明B，第11个点下标明C，第16个点下标明D，第21个点下标明E，可知相邻的计数点间的时间间隔t=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：

由于AC间的时间间隔T=0.2s，CE间的时间间隔也为T=0.2s，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，xDE-xCD=△x=aT2，a=2.58m/s2；

（3）根据匀变速直线运动的推论公式xm-xn=（m-n）aT2，xDE-xCD=△x=2.58cm，xCD-xAB=2△x，所以：

xAB=xCD-2△x=5.99cm；根据匀变速直线运动速度时间公式得：

vC=vA+2aT，解得：

vA=0.986-0.2×2.58=0.470m/s；

考点：

研究匀变速直线运动

【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，会根据作差法求出加速度，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。

3.【答案】

（1）

（2）D（每空2分）

【名师点睛】本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别．

4.【答案】

（1）11.70；4.226~4.228；（每空2分）

（1分）

（2）

（1分）（3）减吊盘和滑块中的金属片，（1分）

（1分）

【解析】

（1）游标卡尺的读数为

，螺旋测微器的读数为

，由于遮光条的宽度非常小，所以通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，故

（2）根据牛顿第二定律可得

，解得

（M必须远远大于m）

（3）实验中通过增减吊盘和滑块中的金属片来改变质量m，该实验中保持小车质量M不变，因此有：

，（s表示AB之间的距离）由题意可知，M、s不变，画出

图象，若图象为过原

5.【答案】

（1）6、7；（2分）

（2）偏大（2分）

【解析】

（1）从纸带上的数据分析得知：

在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；

（2）在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大。

考点：

研究匀变速直线运动

【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。

6.【答案】

（1）16.00cm（2分）

（2）（12.20～12.80）N/m；（2分）能（1分）

【名师点睛】解决本题的关键掌握胡克定律，知道

，x表示形变量，以及知道其变形式

，△x为形变量的变化量．

7.【答案】

（1）17.804~17.806mm

（2）D（3）增大（每空2分）

【解析】

（1）螺旋测微器的固定刻度为17.5mm，可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm，

所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm；

考点：

验证机械能守恒定律

【名师点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。

8.【答案】

（1）非线性　

（2）存在摩擦力　（3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量（每空2分）

【解析】

（1）根据该同学的结果得出a-m图线是曲线，即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系；

（2）从上图中发现直线没过原点，当a=0时，m≠0，即F≠0，也就是说当绳子上拉力不为0时，小车的加速度为0，所以可能的原因是存在摩擦力．

（3）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是：

①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，即使得绳子上拉力等于小车的合力．

②根据牛顿第二定律得，整体的加速度

，则