高考时事热点系物理大纲要求的18个实验复习重要试题详解.docx
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高考时事热点系物理大纲要求的18个实验复习重要试题详解
2008年高考时事热点系列：
物理大纲要求的18个实验复习重要试题详解
一、复习基本策略
物理是一门以实验为基础的学科，物理高考历来重视考查实验。
近年来，为了克服教学中较普遍存在的以“纸面实验”代替实际实验的倾向，高考试题中适当增加了形式上脱离《考试大纲》中明确规定的18个学生实验的较灵活的实验试题，以考查学生对所学过、用过的实验仪器、实验方法、实验原理的理解和灵活运用的能力。
总复习的最后阶段，必须利用一定的时间复习实验，而且要充分利用学校后期的实验室开放的机会，自己动手重做一部分重要的实验，至少要重做力学中的使用打点计时器的实验、电学中的使用电流表和电压表的实验以及热学和光学中具有代表性的实验。
实验复习要把握以下几个方面：
1．对于基本仪器的使用、测量工具的使用和读数等基本问题要切实掌握，弄清基本仪器的使用和读数方法，如游标卡尺、螺旋测微器、万用电表等测量工具的使用和读数，包括读数中有效数字的问题。
2．对于《考试大纲》所要求的18个实验的实验原理、实验方法、主要实验步骤等要做到真正理解，不能满足于死记硬背实验步骤和结论。
高考的实验试题，一部分就是考查这18个实验本身，另一部分则是考查运用在这些实验中学过的原理和方法，解决其他一些未做过的实验问题，这部分题目虽然难度较大，其基础仍是这18个实验。
3．实验数据的处理是重要问题，要真正掌握一些处理实验数据的方法，例如处理打点计时器纸带的方法、用图像方法处理实验数据的方法等都应重视，要学会用有效数字表示实验的结果。
4．创新、质疑，强调联系实际，强化实验。
在重做实验的过程中，尝试用新视角重新观察已做过的实验，要有新的发现和收获。
同时要求在实验中做到“一个了解，五个会”。
即了解实验目的、步骤和原理，会控制条件（控制变量）、会使用仪器、会观察分析、会解释结果得出相应结论，并会根据原理设计简单的实验方案。
在解答实验题时要学会正确、简练地表述实验现象、实验过程和结论，特别是书面的表述。
二、具体内容复习：
（一）长度的测量
1、游标卡尺主尺的最小分度是_______，十等分的游标尺上的每一个小等分的长度是_______，精度为_______。
另一种卡尺的精度为0.05mm，它的游标尺有_______个等分刻度，这些刻度的总长度是_______，每一刻度与主尺最小刻度相差_______mm。
答案：
1mm0.9mm0.1mm2019mm0.05
2、用游标卡尺（图1－1甲）测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图乙和图丙所示.这根金属管的内径读数是_______cm，外径读数是_______cm，管壁厚是_______cm.
图1－1
答案：
2.373.050.34
3、用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图1－3，可读出圆筒的内径为_______mm.
图1－3
答案：
54.14（54.12～54.14均可）
4、图1－4给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为_______mm.
图1－4
答案：
6.124（6.123～6.125均可）
（二）验证力的平行四边形定则
1、在该实验中，其中的三个实验步骤：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.
（2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.
（3）只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F′和细绳的方向.
以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里?
（1）中是__________________________________________________;
（2）中是__________________________________________________;
（3）中是__________________________________________________.
答案：
（1）未记下细线的方向
（2）应根据F1和F2的大小和方向作图（3）应将橡皮条与线的结点拉至同一位置O点
2、在该实验中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差
A、两个分力F1、F2间的夹角要适当大些
B、两个分力F1、F2的大小要适当大些
C、拉橡皮条的细绳要稍长一些
D、实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同
解析：
在两个分力大小一定的情况下，夹角越大合力就越小，橡皮筋的形变量越小，相对误差越大，故不选A。
答案：
BCD
3、在做该实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点.下列操作中错误的是
A、同一次实验过程中，O点位置允许变动
B、实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C、实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D、实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小
答案：
ACD
（三）研究匀变速直线运动
1、电磁打点计时器是一种使用_______电源的计时仪器，它的工作电压是_______.当电源频率是50Hz时，它每隔_______s打一次点.
答案：
交流4V～6V0.02
2、一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为
A、打点计时器错接在直流电源上B、电源电压不稳定
C、电源的频率不稳定D、振针压得过紧
答案：
Ｄ
3.在测定匀变速运动的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图3－1所示，在纸带上选择标为0～5的6个计数点，相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出.纸带旁并排摆放着最小刻度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图3－1可以读出1、3、5三个计数点跟“0”点的距离d1、d3、d5，将它们填入表格中.
图16－3－1
距离
d1
d3
d5
测量值（cm）
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为_______m/s，通过计数点“4”的瞬时速度为_______，小车的加速度是_______m/s2.
答案：
1.205.4012.000.210.330.60
4、在该实验中，图3－4所示为一次记录小车运动情况的纸带.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔T＝0.1s.
图3－4
（1）根据_______可判定小车做_______运动.
（2）根据_________计算各点瞬时速度，且vA＝_______m/s，vB＝_______m/s，vC＝_______m/s，vD＝_______m/s，vE＝_______m/s.
（3）在图3－4所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝_______.
图3－4
（4）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_______，此速度的物理意义是_______.
答案：
（1）Δs=恒量匀加速直线
（2）vn＝
和vt＝v0＋at0.121.382.643.905.16
（3）图略12.6m/s2（4）0.12m/s表示计数点A对应的速度
（四）研究平抛物体的运动
1、该实验中每一次都应使小球从斜槽上_______的位置无初速滑下，目的是保证_______.
答案：
同一固定小球平抛时有相同的初速度
2、下列哪些因素会使该实验的误差增大
A、小球与斜槽间有摩擦
B、安装斜槽时其末端切线不水平
C、建立坐标系时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直
D、根据曲线计算平抛运动初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远
解析:
只要小球是从同一位置滚下，即使小球与斜槽之间有摩擦，由于每次小球滚下时摩擦的情况是相同的，所以小球平抛的初速度也是相同的.斜槽末端不水平，小球的运动就不是平抛运动；y轴必须竖直，不然在y轴方向的运动就不是自由落体运动.
答案：
BC
3、某同学在做该实验时得到了如图16－4－1中的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出.则：
图16－4－1
（1）小球平抛的初速度为_______m/s.（g取10m/s2）
（2）小球开始做平抛运动的位置坐标为：
x＝_______cm，y＝_______cm.
解析：
（1）设时间间隔为T，则
x方向：
0.2=v0T
y方向由Δs=aT2有0.2－0.1＝gT2
解得v0＝2m/s，T=0.1s.
（2）物体在b点时竖直分速度vy=
m/s=1.5m/s
而vy＝gtb，tb＝0.15s.
小球开始做平抛运动的位置坐标：
x=－2×（0.15－0.1）m=－0.1m=－10cm
y=－
×10×（0.15－0.1）2m=－0.0125m=－1.25cm.
答案：
（1）2
（2）－10－1.25
（五）验证动量守恒定律
1、在该实验中，用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度，其理论根据是_____________.
答案：
飞行时间相同，水平位移与初速度成正比
2、实验时应注意的事项：
（1）入射球的质量必须_______被碰球的质量，两球的半径应___________________________________________________________.
（2）安装仪器时，应使斜槽末端保持_____________，并使两球的球心_________，且发生_________碰撞.
（3）入射球每次从_______滚下.
（4）找小球落地点时，一定要重复多次，找出小球落地点的平均位置，其方法是_________.
答案：
（1）大于相等
（2）水平等高正碰（3）同一位置（4）用尽可能小的圆将落点圈在圆内，其圆心就是落点的平均位置
3、在该实验中，需要用的测量工具有
A.秒表B.毫米刻度尺
C.天平D.弹簧秤
答案：
BC
4、某同学用图5－1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图5－1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图5－2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.
图5－1图5－2
（1）碰撞后B球的水平射程应取为_______cm.
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量?
答：
_________（填选项号）.
A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C、测量A球或B球的直径
D、测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E、测量G点相对于水平槽面的高度
解析：
使用此实验装置，两小球抛出点相同，都从R处抛出，故不用测量两小球的半径，C选项不选。
答案：
（1）64.7
（2）ABＤ
（六）验证机械能守恒定律
1、利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下列叙述正确的是
A、应该用天平称出物体的质量
B、应该选用点迹清晰、特别是第一点没有拉成长条的纸带
C、操作时应先放纸带再通电
D、打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上
答案：
B
2、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：
铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，其中不必要的器材是_______；缺少的器材是___________________.
答案：
低压直流电源、天平、秒表低压交流电源、刻度尺
3、该实验中，如果以v2／2为纵轴，以h为横轴，据实验数据作出v2／2——h图线应是_______，图线的斜率表示________。
答案：
通过原点的一条直线重力加速度
4、在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g＝9.8m/s2.测得所用的重物的质量为1.00kg。
实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图6－1所示。
把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_______J，动能的增加量等于_______J。
（取三位有效数字）
图6－1
答案：
7.627.56
（七）用单摆测定重力加速度
1、对于该实验，下列说法正确的是
A、摆长应为摆线长加上小球直径
B、小球应在同一竖直平面内振动，摆角不大于10°
C、计时起点应选小球通过平衡位置时
D、用秒表测30～50次全振动的时间，计算出平均周期
答案：
BCD
2、一位同学用单摆做测定重力加速度的实验，他将单摆挂起后，进行了如下步骤：
A、测摆长l：
用米尺量出摆线的长度.
B、测周期T：
将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T=
.
C、将所测得的l和T代入单摆的周期公式T=2π
，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中。
指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正.
______________________________________________________________________.
答案：
A：
要用游标卡尺测摆球直径d，摆长l应等于摆线长加上d/2；B：
T=
；C：
应多测量几次g，然后取g的平均值作为实验最后结果。
（八）用油膜法估测分子的大小
1、实验中为什么要待容器中的水稳定后再进行实验?
答案：
因水不稳定时易发生波动及振动，不易形成完整准确的膜，从而导致测量误差较大.
2、某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于
A、油酸未完全散开
B、油酸中含有大量酒精
C、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D、求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多计了10滴
答案：
AC
3、将1cm3的油酸溶于酒精，制成500cm3的酒精油酸溶液，已知1滴该溶液的体积是
cm3.现取1滴该溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子油膜层，油膜面积为0.4m2，由此估算分子直径。
答案：
1.3×10－10m
4、在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，设油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器量得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图8－1所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，求：
图8－1
（1）油酸膜的面积是多少？
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径..
答案：
（1）224cm2
（2）1.2×10—5mL（3）5.4×10—10m
（九）用描迹法画出电场中平面上的等势线
1、在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验时，在下列所给出的器材中，应该选用的是_______（用器材前的字母表示）.
A、6V的交流电源
B、6V的直流电源
C、100V的直流电源
D、量程0～0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表
E、量程0～300μA，零刻度在刻度盘中央的电流表
在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）是
①_______，②_______，③_______.
在实验中，按下电键，接通电路，若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到实验所需要的两点a、b（如图9－1），则当此探针与a点接触时，电表的指针应_______（“左偏”“指零”或“右偏”）；当此探针与b点接触时，电表的指针应_______（“左偏”“指零”或“右偏”）.
图9－1
答案：
BE导电纸复写纸白纸指零指零
5、
（1）图9－2中给出的是螺旋测微器测量一金属板厚度时的示数，读数应为_______mm.
图9－3
（2）图中给出的器材为：
电源E（电动势为12V，内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑动变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表
（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关K.
现要用图9－3中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线.AB间的电压要求取为6V.
图9－3
（Ⅰ）在图中连线，画成实验电路原理图；
（Ⅱ）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方.
a.接好实验电路.
b._____________________.
c.合上K，并将探针P与A相接触.
d._____________________.
e.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上.画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上.
f.将探针与某一基准点相接触，______________，这一点是此基准点的等势点.用探针把这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其他等势点.
g.重复步骤f，找出其他4个基准点的等势点.取出白纸画出各条等势线.
答案：
（1）7.324（7.323～7.325均给分）
（2）（Ⅰ）连接线路如图.
（Ⅱ）把变阻器的滑动触头移到靠近D端处，调节R，使电压表读数为6V
记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点.
（十）描绘小电珠的伏安特性曲线
1、灯丝的电阻率随温度的升高而_______，所以，在电珠不发光时与正常发光时相比较，_______时电阻大。
一个电珠接入电路后，从不发光逐渐增加亮度，直到正常发光的过程中，灯丝的电阻将怎样变化?
_______。
答案：
增大发光逐渐变大
2、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。
某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
I/A
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U/V
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
（1）在下框中画出实验电路图。
可用的器材有：
电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干。
图10－1
（2）在图10－1中画出小灯泡的U－I曲线；
（3）如果一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω，将本题中的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少?
（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第
（2）小题的方格图中）
答案：
（1）见左下图
（2）见右下图
（3）作出U=E－Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35A，工作电压为0.80V，因此小灯泡实际功率为0.28W
（十一）测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器及伏安法测电阻）
1、用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图11－1（a）和图11－1（b）所示。
图（a）的读数是_______mm，图（b）的读数是_______mm.
图11－1
答案：
8.4758.586
2、在“测定金属的电阻率”实验中，下列操作中错误的是
A、用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值
B、用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C、用伏安法测电阻时应采用电流表内接线路，多次测量后算出其平均值
D、实验中应保持金属丝的温度不变
解析：
因在“测定金属电阻率”的实验中，所用电阻阻值一般为几个欧姆；电压表一般用0～3V挡，内阻几千欧；电流表0～0.6A挡，内阻零点几欧姆；所以测电阻时应采用电流表外接线路，所以C是错误的。
答案：
C
3、如图11－2所示是测量待测电阻Rx的电路图，由于电压表、电流表有内阻对实验产生影响，使测量值出现误差，为使测量值更准确，分别测有两组数据：
S接a时，电压表、电流表示数分别为U1、I1；S接b时，电压表、电流表示数分别为U2、I2.
图11－2
（1）在如图11－3所示实物图上用导线连接好电路；
（2）如果电压表示数几乎不变，电流表示数变化较大，待测电阻Rx＝_______；
（3）如果电流表示数几乎不变，电压表示数变化较大，待测电阻Rx＝_______.
图11－3
答案：
（1）如下图
（2）U2／I2（3）U1／I1
4、用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；
电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω；
电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；
滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；
单刀单掷开关K，导线若干.
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）；
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图11－4上画出连线.
图11－4
（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_______.
答案：
（1）
（2）
或
（3）Rx=
或Rx=
r1
（十二）把电流表改装为电压表
1、图12－1是测定电流表内阻的电路图，接通开关S，调节电阻箱R的电阻值为R1，使电流表指针偏转到满刻度；再把电阻箱R的电阻值调至R2，使指针偏转到满刻度的一半.在电池内阻略去不计的情况下，电流表的内阻Rg等于
图16－12－1
A.R2－2R1B.
R2－R1
C.R2－R1D.2（R2－R1）
答案：
A
2、两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们的量程分别为5V、15V，为了测量15V～20V的电压，把甲、乙串联使用，则两表的
A.读数相同B.指针偏转角度相同
C.读数正比于表的内阻D.指针偏转角度正比于表的内阻
解析：
电流表改装成电压表以后，表头的内阻rg并没有变化，其量程也没有发生变化，两电压表中因电流相同，故两表指针偏转角度相同；而读数是整个电表内阻分压所决定，表盘是改装后的刻度值，故读数正比于表的内阻（表头内阻Rg与分压电阻之和）.
答案：
BC
3、在测定电流表内阻的实验中，备用的器材有：
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