（江苏专用）2017届高考物理二轮复习 专题五 物理实验（课件+试题）（打包4套）.zip

1专题五 物理实验第 1 讲 力学实验1．(2016·淮安三模)在“探究求合力的方法”的实验中，王同学用了两个量程为 5 N、最小刻度为 0.1 N 的弹簧测力计来测量拉力，实验之前他先检查了弹簧测力计，然后进行实验。先将橡皮条的一端固定在水平放置的木板上，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置 O，记录下 O 点的位置和拉力 F1、 F2的大小及方向；然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，仍将结点拉到 O 点，再记录拉力 F 的大小及方向；最后取下白纸作图，研究合力与分力的关系。(1)实验前必须对弹簧测力计进行检查，以下检查项目必需的是________。A．对弹簧测力计进行调零B．将弹簧测力计用力拉，看是否能达到最大量程C．将两只弹簧测力计水平互钩对拉，检测两弹簧测力计读数是否相同(2)如图 1 是王同学研究合力与分力关系时在白纸上画出的图，根据物理实验读数和作图要求与规范，请指出图中存在的三种错误。图 1①_____________________________________________________________；②_____________________________________________________________；③_____________________________________________________________。解析 (1)实验前必须对弹簧测力计进行检查，需要对弹簧测力计进行调零，将两只弹簧测力计水平互钩对拉，检查两弹簧测力计读数是否相同，选项 A、C 正确。(2)画力的合成矢量图时，力是用带箭头的线段表示，按照弹簧测力计的读数规则记录数据，辅助线用虚线，据此可以指出图中存在的三种错误。答案 (1)AC (2)①矢量 F1、 F2、 F 未画上箭头 ②记录力的大小的有效数字有错误 ③ F 与 F1、 F2末端连线应该用虚线2．(2016·扬泰南三模)“验证机械能守恒定律”实验装置如图 2 甲所示，某小组完成了一系列实验操作后，得到了一条纸带如图乙所示，选择纸带上某个清晰的点标为 O，然后每2两个打点取一个计数点，分别标为 1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6 与 O 点的距离分别为 h1、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6。图 2(1)已知打点计时器的打点周期为 T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1、 v2、 v3、 v4、 v5，其中 v5的计算式为 v5＝________。(2)若重锤的质量为 m，取打点 O 时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能 Ep和动能 Ek，则打计数点 3 时对应重锤的势能 Ep3＝________；接着在 E-h 坐标系中描点作出如图丙所示的 Ek-h 和 Ep-h 图线，求得 Ep-h 图线斜率的绝对值为k1， Ek-h 图线斜率为 k2，则 k1与 k2满足________关系时，重锤机械能守恒。(3)关于上述实验，下列说法中正确的是________。A．实验中可用干电池作为电源B．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些C．若纸带上打出的点被拉长为短线，应适当调高电源电压D．图丙 Ek-h 图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能(4)关于该实验操作，你还能提出哪些注意事项？请写出 1 条：___________________________________________________________。答案 (1) (2)- mgh3 k1＝ k2 (3)BDh6－ h44T(4)重锤从靠近打点计时器处释放或调节打点计时器限位孔在同一竖直线上3．(2016·镇江一模)某同学在探究“质量一定时，物体的加速度与受力的关系”实验时，设计了如图 3 甲所示的实验装置，实验过程中主要步骤如下：①在水平放置的长木板上 A、 B 两点处各安装一个速度传感器，测出 A、 B 两点间距离 L。②将拉力传感器固定在小车的左端，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连。③将小车从速度传感器 A 的右侧无初速度释放，小车在细线的拉力作用下运动，通过拉力传感器和速度传感器记录细线拉力 F 的大小以及小车经过 A、 B 两点处的速率 vA、 vB。④改变所挂钩码的数量，重复操作③，测量多组数据。⑤进行数据处理，画出如图乙所示的 a-F 关系图线。3图 3(1)小车加速度的表达式 a＝____________。(用 vA、 vB和 L 表示)(2)理论上，小车的 a-F 图象是经过原点的一条直线，而本次实验得到的图线却如图乙所示，其中可能的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)在本实验中，下列不必要的实验要求是________。A．要保持小车(含拉力传感器)的总质量不变B．要保证小车(含拉力传感器)的总质量远大于所挂钩码的总质量C．要测出所挂钩码的质量D．要保持细线方向与木板平面平行E．两个速度传感器间的距离要适当大些(4)在处理数据时，某同学又记录了每次所挂钩码的总重力，并以它作为小车所受到的合力F，画出小车的 a-F 图象如图丙所示，则造成该图线上端发生弯曲的可能原因是_______________________________________________________________________________________________________________。解析 (1)根据运动学公式有 v -v ＝2 aL，2B 2A得 a＝ 。(2)F＝0 时小车有加速度，说明平衡摩擦力过度，长木板倾角过大。(3)该实验探究“质量一定时，物体加速度与受力的关系” ，故要保持小车的质量不变，A项正确；小车前端有力传感器，故不要求小车的总质量远大于所挂钩码的总质量，也不要求测出所挂钩码的质量，B、C 选项错误；实验要保证细线的拉力不能影响小车受到的支持力，故细线方向要与木板平面平行，D 项正确；两个速度传感器间的距离适当大些，经过两位置时速度变化大些，实验误差会小一些，E 项正确。(4)以钩码的总重力作为小车所受合力时，就要求钩码质量远小于小车质量，随着钩码质量变大，图线上端会发生弯曲。4答案 (1) (2)长木板倾角过大，平衡摩擦力过度(3)BC (4)随着所挂钩码数的增加，小车及拉力传感器的总质量未远大于所挂钩码的总质量4．(2016·全国卷Ⅲ，23)某物理课外小组利用图 4 中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N＝5 个，每个质量均为 0.010 kg。实验步骤如下：图 4(1)将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。(2)将 n(依次取 n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余 N-n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻 t 相对于其起始位置的位移 s，绘制 s-t 图象，经数据处理后可得到相应的加速度 a。(3)对应于不同的 n 的 a 值见下表。 n＝2 时的 s-t 图象如图 5 所示；由图 5 求出此时小车的加速度(保留 2 位有效数字)，将结果填入下表。n 1 2 3 4 5a/m·s-2 0.20 0.58 0.78 1.00图 5(4)利用表中的数据在图 6 中补齐数据点，并作出 a-n 图象。从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。5图 6(5)利用 a-n 图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留 2 位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s -2)。(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)A． a-n 图线不再是直线B． a-n 图线仍是直线，但该直线不过原点C． a-n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大解析 (3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将图(b)中点(2，0.78)代入 s＝ at212可得， a＝0.39 m/s 2。(4)根据描点法可得如图所示图线。(5)根据牛顿第二定律可得 nmg＝( M＋5 m)a，则 a＝ n，图线斜率 k＝ ＝ ，可mgM＋ 5m mgM＋ 5m 1.005得 M＝0.45 kg(6)若不平衡摩擦力，则有 nmg-μ [M＋(5- n)m]g＝( M＋5 m)a，则 a＝ n-mg＋ μ mgM＋ 5m，所以 a-n 图线仍是直线，但直线不过原点，斜率变大，故 B、C 正确。μ Mg＋ 5μ mgM＋ 5m答案 (3)0.39 (4)见解析图 (5)0.45 (6)BC1第 2 讲 电学实验1．(2016·苏锡常镇三模)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图 1 甲所示，现已完成部分导线的连接。(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接。图 1(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________ A。(3)该小组描绘的小电珠的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为 3 V、内阻为 1 Ω 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________ W(保留两位小数)。解析 (1)实物图如图所示。(2)由图知电流表量程为 0.6 A，所以读数为 0.44 A。(3)电源内阻为 1 Ω，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，外电路消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于 1.5 V，由图知当小电珠电压等于 1.5 V 时电流约为 0.38 2A，此时电阻约为 R＝ ＝3.95 Ω，并联后的总电阻为 1 Ω，所以需要 4 个小电珠，小电珠UI消耗的总功率为 P＝ ＝ W＝2.25 W。U2R外 1.521答案 (1)如图所示 (2)0.44 (3)4 2.252．要测量某种合金的电阻率。(1)若合金丝长度为 L，直径为 D，阻值为 R，则其电阻率 ρ ＝________。用螺旋测微器测合金丝的直径如图 2 甲所示，读数为________ mm。(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S 2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整。图 2(3)闭合 S1，当 S2处于位置 a 时，电压表和电流表的示数分别为 U1＝1.35 V， I1＝0.30 A；当 S2处于位置 b 时，电压表和电流表的示数分别为 U2＝0.92 V， I2＝0.32 A。根据以上测量数据判断，当 S2处于位置________(选填“ a”或“ b”)时，测量相对准确，测量值Rx＝________ Ω。(结果保留两位有效数字)答案 (1) 0.650π RD24L(2)如图(3)b 2.93．[2016·四川理综·8(Ⅱ)]用如图 3 所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约 3 V，内阻约 2 Ω)，保护电阻 R1(阻值 10 Ω)和 R2(阻值 5 Ω)，滑动变阻器 R，电流表 A，电压表 V，开关 S，导线若干。3实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I；(ⅲ)以 U 为纵坐标， I 为横坐标，作 U-I 图线( U、 I 都用国际单位)；(ⅳ)求出 U-I 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距 a。图 3回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________。A．电压表(0～3 V，内阻约 15 kΩ)B．电压表(0～3 V，内阻约 3 kΩ)C．电流表(0～200 mA，内阻约 2 Ω)D．电流表(0～30 mA，内阻约 2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用 k、 a、 R1和 R2表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式E＝________， r＝________，代入数值可得 E 和 r 的测量值。解析 (1)电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表 A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为 I＝≈176 mA，所以选量程为 200 mA 的电流表 C。ER1＋ R2＋ r(2)由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项 C 符合题意。(3)由 E＝ U＋ I(r＋ R2)，得 U＝- I(r＋ R2)＋ E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对值k＝ r＋ R2，所以电源内阻 r＝ k-R2；令 U＝0，得 I＝ ＝ ，由题意知与横轴截距为 a，Er＋ R2 Ek所以 a＝ I＝ ，则 E＝ ka。Ek4答案 (1)A、C (2)C (3) ka k-R24．(2016·泰州二模)为了测量某电流表 A 的内阻(量程为 50 mA)：(1)首先选用多用电表欧姆“×1”挡，粗测电流表的电阻，则欧姆表________(填“黑”或“红”)表笔应接待测电流表正接线柱；测量结果如图 4 所示，则测得的电阻约为________ Ω图 4(2)为了准确测量其电阻，提供的实验器材有：A．直流电压表 V(0～3 V，内阻约 6 kΩ)B．定值电阻 R1(5.0 Ω，1 A)C．定值电阻 R2(40.0 Ω，0.1 A)D．滑动变阻器 R(0～5 Ω，2 A)E．直流电源 E(3 V，内阻很小)F．开关、导线若干图 5 为实验原理图的一部分，某同学在实验中测出 6 组对应的数据见表格。次数 1 2 3 4 5 6U/V 0.80 1.18 1.68 1.98 2.36 2.70I/mA 14.0 20.0 24.0 34.0 40.0 46.0①实验中定值电阻 R0应选用________(填“ R1”或“ R2”)。②将实物图 6 中缺少的一根导线补齐。图 5 图 6③在图 7 中描点作出 U-I 图线，并根据图象求得电流表的内阻为________ Ω。(计算结果保留两位有效数字)5图 7解析 (1)多用电表当欧姆表使用时，红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，用来测电阻时对红、黑表笔的触点无要求。但用来测电流表内阻，需满足电流表的正常偏转，电流表的正接线柱应接电源正极，负接线柱应接电源负极，故黑表笔接电流表正接线柱；刻度 15 和刻度 25 间一格表示 2，精度读到 ，倍率挡为“×1” ，电阻读数为 22 Ω。12(2)①电流表满偏时，有电流表的这条支路的电阻最小为 ＝60 Ω，为了保护电流表，3 V50 mA定值电阻选 R2。②为了使电压表和电流表示数能从零开始调节，测量范围大一些，滑动变阻器采用分压式。③所画的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点尽量均匀分居两侧。图线的斜率表示电流表和 R0的电阻之和，实际计算时可取表格中电压和电流较大时的数据，运用欧姆定律计算，可列出 RA＋ R0＝ ＝58.7 Ω，得 RA＝18.7 Ω≈19 Ω。2.70 V46.0 mA答案 (1)黑 21～22(2)① R2 ②电路如图所示③ U-I 图象如图所示 18 或 19 或 20