经典高考物理实验题
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专题06力学实验2—验证牛顿第二定律及动摩擦因数的求解(2012-2021)目录题型一、摩擦因数的求解 (1)题型二、验证牛顿第二定律及其拓展类问题 (5)题型三、实验器材的读数及验证牛顿第二定律 (7)题型一、摩擦因数的求解1.(2021全国甲)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为α的斜面(已知sinα=0.34,cosα=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示。
该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔∆T=0.20s)内小铜块沿斜面下滑的距离s i(i=1,2,3,4,5),如下表所示。
s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。
(结果均保留2位有效数字,重力加速度大小取9.80m/s2)【答案】(1).0.43(2).0.32【解析】(1)根据逐差法有()()()2254212222(12.7411.02)10(7.58 5.87)10m/s 0.43m/s 60.206s s s s a T --+-++⨯-+⨯==≈⨯∆(2)对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有sin cos mg mg maαμα-=代入数据解得0.32μ≈2.(2020年北京).某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。
实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。
水平向左拉木板,传感器记录的F t -图像如图乙所示。
下列说法正确的是()A .实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数【答案】C【解析】AB .为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,故物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡,图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线,故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线,由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用,所以不需要让木板保持匀速运动,故AB 错误;C .由图可知,最大静摩擦力约为10N ,滑动摩擦力约为7N ,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C 正确;D .结合滑动摩擦力的公式:f N F F μ=,N F mg=可知,由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故D 错误。
高中物理《物理实验》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有六个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是()A.②单缝③双缝⑥目镜B.①滤光片②双缝③遮光筒C.①单缝③双缝⑥毛玻璃D.②凸透镜③双缝④遮光筒2.关于数字计时器的说法正确的是()A.数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间B.数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移C.数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间D.数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间请阅读下述文字,完成下列小题。
频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。
在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。
如图所示是小球从零时刻开始自由下落的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。
照片中的数字是闪光时刻小球所处的位置坐标值,单位是厘米。
3.下列物理量中,可以用来描述小球运动快慢的物理量是()A.位移B.速度C.路程D.时间4.小球在前0.08s内的平均速度大小为()A.0.3m/s B.0.4m/s C.0.8m/s D.0.16m/s5.小球在向下运动的过程中,小球的速度( )A .先增大后减小B .逐渐减小C .保持不变D .逐渐增大6.小球在向下运动的过程中,小球的重力势能( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .保持不变D .先增大后减小7.小球在向下运动的过程中,小球的机械能( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .保持不变D .先增大后减小8.某物体的长度在12 cm 到13 cm 之间,若用最小分度为1 mm 的刻度尺来测量,记录的结果的有效数字位数是( )A .4位B .3位C .2位D .1位 9.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到如图所示的纸带,其中A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T ,1x 、2x 、3x 、4x 、5x 、6x 分别为AB 、BC 、CD 、DE 、EF 、FG 的长度,下列用来计算打D 点时小车速度的表达式中误差最小的是( )A .34x x T + B .342x x T + C .23454x x x x T +++ D .162x x T+ 10.在用单摆测量重力加速度的实验中,下面的叙述正确的是( )A .摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且适当长一些B .摆球尽量选择质量小些、体积大些的C .为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角较大D .用刻度尺测量摆线的长度l ,这就是单摆的摆长11.小明用如图的电路测量一节干电池的电动势和内阻,实验测量得到的电动势E '和内阻r '与电动势的真实值E 和内阻的真实值r 之间的大小关系,正确的是( )A .E E '<,r r '<B .E E '=,r r '>C .E E '<,r r '>D .E E '=,r r '<12.如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法正确的是( )A .滤光片应置于单缝和双缝之间B .拨杆的作用是为了调节缝的宽度C .把单缝与双缝的距离增大,干涉条纹间距减小D .把毛玻璃屏与双缝的距离增大,干涉条纹间距增大二、多选题13.关于打点计时器和打出的纸带,下列叙述中正确的是( )A .电火花打点计时器使用交流电,电磁打点计时器使用直流电B .纸带上点迹均匀,说明物体做匀速运动C .纸带上点迹变稀疏,说明物体做加速运动D .在做打点计时器测量速度的实验时,应先释放纸带,再接通电源14.如果打点计时器用50Hz 的交流电,下列说法中正确的是( )A .打点计时器的打点周期是0.02sB .每隔2个点取一个计数点,则计数周期为0.04sC .每隔5个点取一个计数点,则计数周期为0.1sD .每5个点取一个计数点,则计数周期为0.1s15.当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹,下列说法正确的是()A .点迹记录了物体运动的时间B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移大小C.点迹在纸带上的分布情况十分准确地记录了物体的运动情况D.点迹在纸带上的分布情况能准确反映物体的运动情况16.在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验(如图)后,某同学得出下列几种结论中,说法正确的是()A.玻璃砖的宽度适当选大些B.入射角应尽量小些,防止在另一侧面发生全反射C.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些D.入射角越大越好,这样测量误差能尽可能的减小E.玻璃砖的折射率与入射角有关,入射角越大,测得折射率越大F.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数G.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的比值是一个常数三、填空题17.如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm 长50等分,它们的读数依次为____mm、____mm、____mm。
高三物理学科中的常见实验题目及解析在高三物理学科中,实验是学生理论知识的重要应用和巩固方式之一。
通过实验,学生能够直观地观察现象、测量数据,进而理解物理原理和提高实验操作能力。
本文将介绍高三物理学科中常见的实验题目,并给出解析。
一、测量小球自由落体加速度实验目的:测量小球自由落体的加速度,并验证其是否等于重力加速度g。
实验装置:小球、直尺、计时器、架子等。
实验步骤:1. 将直尺竖直固定在架子上,使其底部与地面平行。
2. 从直尺的上端释放小球,并同时启动计时器。
3. 当小球从直尺下端通过时,记录计时器的时间t,并测量直尺高度h。
4. 重复以上步骤多次,取平均值。
实验解析:根据自由落体运动的公式:h = 1/2 * g * t^2,可以得到 g = 2h/t^2。
通过测量得到的h和t,可以计算出g的大小。
将实验得到的g与标准地球表面重力加速度9.8 m/s^2进行比较,如果两者接近,则说明实验结果正确。
二、测量光的折射率实验目的:测量光的折射率,并验证光在不同介质中传播的规律。
实验装置:光照源、直尺、半透明玻璃板、直角三棱镜等。
实验步骤:1. 将直尺固定在平面上,并将半透明玻璃板放在直尺上。
2. 将光照源放在玻璃板的一侧,使光线从一侧垂直射入玻璃板内。
3. 在光线射入玻璃板和射出玻璃板的方向上分别放置直角三棱镜,使光线通过三棱镜后水平射出。
4. 测量光线离玻璃板边缘的距离以及玻璃板的厚度。
5. 利用折射率公式 n = sin(i)/sin(r),其中i为入射角,r为折射角,计算出光的折射率n。
实验解析:通过测量得到的入射角、折射角以及玻璃板的厚度,可以根据折射率公式计算出光的折射率。
将实验得到的折射率与标准折射率进行比较,如果两者接近,则说明实验结果正确。
三、测量电阻的变化与电流、电压的关系实验目的:测量电阻的变化与电流、电压的关系,验证欧姆定律。
实验装置:电源、电阻器、导线、电流表、电压表等。
实验步骤:1. 将电源的正极和负极分别与电流表和电压表连接。
2024年高考物理实验真题集锦高考物理实验部分一直是考生备考的重要内容之一。
通过实验真题的学习与练习能够帮助考生更好地理解物理实验原理、掌握实验操作技巧,并且提前熟悉考试题型与要求。
本篇文章将为大家整理2024年高考物理实验真题集锦,为考生提供备考参考。
第一部分:力学实验1. 当前世界上已发现的最大的恒星-A型超巨星-R136a1的质量达到了太阳质量的265倍。
请你通过实验测量,计算出它的体积。
2. 目前的航天技术已经可以实现人类登月,但月球上的重力与地球上的重力存在很大差异。
通过实验比较,探究月球上的重力加速度与地球上的重力加速度之间的差异,并给出合理解释。
3. 甲乙两种运动的小球由水平面上分别沿直道同时竖直向上抛掷,小球在上升时因受到重力影响逐渐减速,达到最高点后开始下落。
实验测量并分析两个小球从离地面相同的高度抛掷到达最高点所需的时间,并解释产生差异的原因。
第二部分:光学实验1. 光的传播具有直线传播和折射传播的特性。
请通过光的折射定律进行实验,验证光的折射现象,并绘制出光线通过不同介质时的传播路线图。
2. 平面镜是光学实验中常用的物品,通过实验观察平面镜的成像特点,并分析成像的原理与过程,掌握平面镜成像规律。
3. 凸透镜和凹透镜是常见的光学实验器材,通过实验分析透镜的成像特点,并利用透镜成像规律解释实验结果。
第三部分:电学实验1. 电阻是电路中常见元件。
请通过实验测量不同长度的导线材料的电阻大小,并绘制出电阻与导线长度之间的关系曲线。
2. 电流的大小与电压、电阻之间有一定的关系,请通过实验测量不同电压下通过相同电阻的电流值,并绘制出电流与电压之间的关系曲线。
3. 利用电磁感应的原理,可以实现发电机的工作。
请通过实验观察电磁感应现象,并通过实验结果解释电磁感应产生电流的原理。
总结:本文总结了2024年高考物理实验部分的真题集锦,涵盖了力学、光学和电学三个模块的实验题目。
通过认真学习与实践这些实验题目,考生可以更好地掌握物理实验知识与技巧,提高解题能力。
高考考前训练题二.实验题部分(力学实验题编题者:谢 璞 杜守建)1.现要测定一根尼龙丝能承受的最大拉力F ,手头只有一个质量为m 的砝码(已知F >mg )和一个米尺.请回答:(1)画出实验方案的示意图;(2)其中需测量的物理量是__________;(3)尼龙丝能承受的最大拉力F 的表达式是_________.答案:(1)实验方案的示意图如图所示.(2)需要测量的量是:尼龙丝的长L 和刚好拉断时两悬点间的距离l .(3)尼龙丝能承受的最大拉力的表达式是222l L mgL F -=2.一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图(a )所示.图(b )是打出的纸带的一段.(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ,利用图(b )给出的数据可求出小车下滑的加速度a =_____.(2)为了求出小车与斜面间的动摩擦因数μ,还需要测量的物理量有________________________.用测得的量及加速度a 表示小车与斜面间的动摩擦因数μ=_______________. 答案:(1)4.00m/s 2(2)斜面上任两点处间距l 及对应的高度差h .)(122l ga h h l -- (若测量的是斜面的倾角θ,则θθμcos tan g a -=)3.在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离糟口平移距离x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;又将木板再向远离槽口平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C .若测得木板每次移动距离x =10.00cm ,A 、B 间距离78.41=y cm ,B 、C 间距离82.142=y cm .(g 取80.9 m/s 2)(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度为=0v _________(用题中所给字母表示).(2)小球初速度的测量值为_____________m/s .答案:(1)12y g x (或:122y y g x +,或:12y y g x -,或:21122y y gy x +) (2)1.00±0.024.如图(乙)所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断挂圆柱的线后,圆柱竖直自由落下,毛笔就在圆柱白纸上划出记号,图(甲)所示,测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106mm ,已知马达铭牌上有“1440r /min ”字样,请说明如何由此验证机械能守恒.答案:其方法如下:①由马达铭牌“1440 r /min ”算出毛笔画的线距时间间隔了04.01440601≈==n T (s )②根据Ts s v n n n 21++=算出任意选取的相邻两条线的瞬时速度. 25.104.0210)5842(3=⨯⨯+=-C v (m/s ) 65.104.0210)7458(3=⨯⨯+=-D v (m/s )∴ 22210582121-⨯=-=∆m mv mv E C D k (J ) 而 21058-⨯==∆m CD mg E p (J ) 验证完毕.说明:就实验所得数据还可验证当地的重力加速度g 值.5.用如图所示的装置进行验证动量守恒的以下实验:(1)先测出滑块A 、B 的质量M 、m 及滑块与桌面的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速度g ;(2)用细线将滑块A 、B 连接,使A 、B 间的弹簧处于压缩状态,滑块B 紧靠在桌边;(3)剪断细线,测出滑块B 做平抛运动落地时的水平位移为s 1,滑块A 沿桌面滑行距离为s 2.为验证动量守恒,写出还须测量的物理量及表示它的字母___________.如果动量守恒,须满足的关系是_________________.答案: 桌面离地面高度h hg ms gs M 2212=μ 说明:这是一个可以用来验证动量守恒定律的验证性实验.该题构思新颖,从验证动量守恒的实验出发,考查了平抛运动、动量定理、动能定理、动量守恒定律等高考热点.烧断细绳后在弹簧的弹力作用下,B 、A 以一定的水平速度分别向左、右运动.A 在水平桌面上向右作匀减速滑动时,克服摩擦做功,由动能定理可得2221Mgs Mv A μ=,得22gs v A μ=;B 向左作平抛运动,必须测得抛出时桌面离地面高度h ,由平抛运动规律可知:t s v B 1=,gh t 2=,即h g s v B 21=.测算得A v 、B v 后,如果动量守恒,必须满足关系式:B A mv Mv =,即h g ms gs M 2212=μ. 6.假设我们已经进入了航天时代,一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X 星球,准备用携带的下列器材测量X 星球表面的重力加速度g ,这些器材是:A .钩码一盒,质量未知且各钩码质量不等B .重锤一个,质量未知C .带孔金属小球一个,直径已知为dD .太阳能电池板一块,输出直流电压可满足任何要求E .无弹性的丝线若干根F .导线,开关若干G .刻度尺1把H .测力计1个I .天平1台(含砝码1盒)J .打点计时器1台(含复写纸片、纸带)K .电子秒表1个L .带有光控计时器的实验平板一块.在平板两端各有一个光控门,同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块,该器材可用来测量物体从—个光控门运动到另—个光控门的时间M .支架:能满足实验所需的固定作用到达X 星球后,三个学生从以上器材中选择各自所需的器材(同一器材可以重复选用),用不同的方法各自独立地测出了重力加速度g 的值.现请你完成他们所做的实验:实验一:(已经完成)(1)器材有:A 、H 、I(2)主要的实验步骤是:①选取一个合适的钩码,用天平测出质量m②用测力计测出该钩码的重力F③计算重力加速度的表达式为mF g = 实验二:(1)选用的器材有_________________(2)写出主要的实验步骤(简明扼要).______________________________________________________________实验三:(1)选用的器材有_________________(2)写出主要的实验步骤(简明扼要).______________________________________________________________答案:实验二:(1)C 、E 、G 、K 、M(2)①组装并安装好单摆,测出摆线长度L②测出n 次全振动的时间t ,算出周期nt T = ③计算重力加速度的表达式为22)2(2td L n g +=π 实验三:(1)G 、L 、M(2)①将带光控计时器的平板用支架竖直架稳②测量两个光控门之间的距离s③把滑块从上面的一个光控门处自由释放,读出下落时间t ④计算重力加速度的表达式为22ts g = 说明: 这是一道开放性实验试题,在中学阶段已经学到了多种测重力加速度g 的实验方法.该试题提供了X 星球表面作为实验场所,要求考生应用所学的知识在试题所提供的器材中选择合适的器材组合,进行测量.由题述的实验一的完成过程,又为要求考生完成的实验二、实验三的解答提供了解答模式.试题设计巧妙,难度不大,既考查了教材要求的测匀变速直线运动的加速度、用单摆测重力加速度的实验,更考查了学生的综合能力,实属值得为之叫好的开放性能力型实验题.根据题给器材可知,携带的既有利用公式G=mg测重力加速度g的器材,又有可测匀变速直线运动的加速度的器材,还有组装成利用单摆测重力加速度g的器材.显然后两个实验测g的方法正是该题的答案.(电学实验题编题者:史献计黄皓燕王峰)7.描绘电场等势线的实验中,在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸.在导电纸上平放两个圆柱形电极A与B,分别与直流电源的正、负极接好,如图所示.若以A、B连线为x 轴,A、B连线的中垂线为y 轴.将一个探针固定在y 轴上的某一点,沿x轴移动另一个探针,发现无论怎样移动,灵敏电流计的指针都不偏转,若电源及连线都是完好的,可能的故障是____________.将实验故障排除后,探针从BO间某处沿x 轴向电极A移动的过程中,电流表中指针偏转的情况是________.思路分析与参考答案:导电纸的涂导电物质的一面朝下了,偏角逐渐减小到零,再反向偏转,偏角逐渐增大8.如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图.其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下:(1)按电路图接好实验电路.(2)接通电键S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度.记下这时的电压表读数U0=6.2V和微安表读数I0=490μA.(3)断开电键S并同时开始计时,每隔5s或10s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中.(4)根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点(在图中用“×”表示).根据以上实验结果和图象,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为C,从而算出该电容器的电容约为F.思路分析与参考答案:用一条光滑曲线将坐标系中的点依次相连,得到放电曲线,曲线跟横轴所围的面积就表示放电过程放出的电荷量.每小方格代表的电荷量为q = 2.5×10-4 C.用四舍五入的方法数得小方格有32个,因此Q0 = 8×10-3 C.根据C = Q0/U0,得电容为C =1.3×10-3F.9.有一内阻未知(约25kΩ ~ 35kΩ)、量程未知(约25V ~ 35V),共有30个均匀小格的直流电压表○V.(1)某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势,他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30.A .请你将他们的实验电路连接起来.他们在实验过程中,欧姆档的选择开关拨至倍率“×_______” .B .在实验中,同学读出电压表的读数为U ,欧姆表指针所指的刻度为n ,并且在实验过程中,一切操作都是正确的,请你导出欧姆表电池的电动势表达式.(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为30kΩ,为了测出电压表的量程,现有下列器材可供选用,要求测量多组数据,并有尽可能高的精确度.标准电压表○V1:量程3V ,内阻3kΩ 电流表○A :量程0~3A ,内阻未知 滑动变阻器:总阻值1kΩ稳压电源E :30V ,内阻不能忽略电键、导线若干A .在右边方框中画出实验电路图B .选用记录数据中任一组,写出计算量程的表达式U g = ______________.式中各字母的意义是:____________________________________________.思路分析与参考答案:(1)A .电路如图所示,测电阻时应尽量使指针指在中间值附近,所以应选“×1k ”.B .欧姆表中值电阻为R 中 = 30×1k Ω=30000Ω,欧姆表指n 刻度,则电压表内电阻R V = 1000n ,流过电压表电流I V =U /R V = U /(1000n ),根据闭合电路欧姆定律电池电动势E = U + I V R 中 = n n 30+U . (2)A .如图所示.mA R u I v 13000030===,所以不能用电流表;又电压表的量程较小于电源电动势,所以滑动变阻器应用分压接法.B .U g = N U 1300,其中N :○V 表指针所指格数,U 1:○V1表读数. 10. 电源的输出功率P 跟外电路的电阻R 有关.下左图是研究它们的关系的实验电路.为了便于进行实验和保护蓄电地,给蓄电池串联了一个定值电阻R 0,把它们一起看作电源(图中虚线框内部分).于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R 0之和,用r 表示.电源的电动势用E 表示.(1)写出电源的输出功率P 跟E 、r 、R 的关系式: .(电流表与电压表都看作理想电表)(2)在下右图的实物图中按照下左图画出连线,组成实验电路.V V 1S电源 多用表 红表笔 黑表笔 电压表 多用表 红表笔黑表笔 电压表(3)下表中给出了6组实验数据,根据这些数据.在图中的方格纸中画出P -R 关系图线.根据图线可知,电源输出功率的最大值是_____________W ,当时对应的外电阻是_____________Ω.(4)由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R 0= 4.5Ω,还可以求得该电源的电动势E = _________V ,内电阻r 0 = __________Ω.思路分析与参考答案:(1)P = E 2R / (R +r )2 (2) 图略 (3) 图略,0.80 5.0(4)4.0 0.511.现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧),要求:(1)在下边方框中画出实验电路图(2)简要写出完成接线后的实验步骤(3)用测得的量计算电源内阻的表达式r = ________.思路分析与答案:(1)如图所示(2)①断开电键,记下电压表偏转的格数N 1②合上电键,记下电压表偏转的格数N 2 ③221N N N R r -= 12.现要求测量一个阻值较大的电阻R x 的阻值.从实验能够找到的实验器材如下:电动势与内电阻均未知的直流电源E滑动变阻R 1(全电路为300Ω)V标准电阻R 0(阻值已知)电压表2只,V 1、V 2(量程均能满足实验要求)开关(单刀开关、单刀双掷开关各一个)导线若干某同学通过实验研究发现R x 的阻值数值级与R 0及电压表内电阻相当,于是他设计了一种电路,其控制电路出图所示.(1) 请你在图中补全测量电路.(要求标出实验器材符号)(2) 简要写出实验的测量原理及电阻R x 的计算表达式.(表达式中的物理量需要加以说明).思路分析与答案:(1)电路图如图所示.(2) 将S 2与1接通,读出电压表V 2示数U 1,并读出电压表V 1示数U ;再将S 2与2接通,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为U (即电压表V 1示数不变),读出电压表V 2示数U 2.在R 0、R x 串联电压保持不变时,根据欧姆定律及串、并联电路性质可知U 1:U 2 = R 0:R x ,故R x = 012R U U . (热学实验题编题者:孙道华 魏 昕)13.在用油膜法粗测分子直径的实验中,在哪些方面作了理想化的假设_____________________________________________________________________.下面是一次实际测量的数据。
2024全国高考真题物理汇编简谐运动的描述一、单选题1.(2024浙江高考真题)如图1所示,质量相等的小球和点光源,分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上,间距为l,竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l,小球和光源做小振幅运动时,在观测屏上可观测小球影子的运动。
以竖直向上为正方向,小球和光源的振动图像如图2所示,则()A.1t时刻小球向上运动B.2t时刻光源的加速度向上C.2t时刻小球与影子相位差为 D.3t时刻影子的位移为5A2.(2024福建高考真题)某简谐振动的y t 图像如图所示,则以下说法正确的是()A.振幅2cm B.频率2.5HzC.0.1s时速度为0D.0.2s时加速度方向竖直向下3.(2024河北高考真题)如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端悬挂一紫外光笔,转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上就画出了描述光点振动的x t 图像.已知轻杆在竖直面内长0.1m,电动机转速r.该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的路程分别为()为12/minA.0.2rad/s,1.0m B.0.2rad/s,1.25m C.1.26rad/s,1.0m D.1.26rad/s,1.25m4.(2024北京高考真题)图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。
手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向上为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。
下列说法正确的是()A .0t 时,弹簧弹力为0B .0.2s t 时,手机位于平衡位置上方C .从0t 至0.2s t ,手机的动能增大D .a 随t 变化的关系式为24sin(2.5)m/s a t 二、实验题5.(2024湖南高考真题)在太空,物体完全失重,用天平无法测量质量。
如图,某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案,主要实验仪器包括:气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体,主要步骤如下:(1)调平气垫导轨,将弹簧左端连接气垫导轨左端,右端连接滑块;(2)将滑块拉至离平衡位置20cm 处由静止释放,滑块第1次经过平衡位置处开始计时,第21次经过平衡位置时停止计时,由此测得弹簧振子的振动周期T ;(3)将质量为m 的砝码固定在滑块上,重复步骤(2);(4)依次增加砝码质量m ,测出对应的周期T ,实验数据如下表所示,在图中绘制T 2—m 关系图线;m /kgT /s T 2/s 20.0000.6320.3990.0500.7750.6010.1000.8930.7970.1501.001 1.0020.2001.105 1.2210.250 1.175 1.381(5)由T2—m图像可知,弹簧振子振动周期的平方与砝码质量的关系是(填“线性的”或“非线性的”);(6)取下砝码后,将待测物体固定在滑块上,测量周期并得到T2=0.880s2,则待测物体质量是kg (保留3位有效数字);(7)若换一个质量较小的滑块重做上述实验,所得T2—m图线与原图线相比将沿纵轴移动(填“正方向”“负方向”或“不”)。
2024高考物理实验历年题目大盘点2004年高考物理实验题目:实验一:测定直流电源电压实验内容:利用恒定电阻、电流表和电压表,测定直流电源的电压。
实验二:用简易光电效应测定光的功率实验内容:利用简易光电效应实验装置,测定不同功率的光源的辐射功率。
实验三:测定木块在水中的浮力实验内容:利用浮力平衡原理,测定木块在水中的浮力。
实验四:测定玻璃棒与硅胶橡胶之间的摩擦系数实验内容:利用滑动摩擦实验装置,测定玻璃棒与硅胶橡胶之间的摩擦系数。
2008年高考物理实验题目:实验一:用示波器测量交流信号电压和频率实验内容:利用示波器,测量交流信号的电压和频率。
实验二:测长度公差实验内容:利用千分尺,测量铜丝的长度,计算长度公差。
实验三:测计时器的示数与时间关系实验内容:利用计时器的示数和时间关系,测量计时器的精度。
实验四:测时间常数实验内容:利用带有电阻和电容的电路,测量电路的时间常数。
2012年高考物理实验题目:实验一:测定垂直磁场与水平磁场的夹角实验内容:利用磁力计,测定垂直磁场与水平磁场的夹角。
实验二:测定皮肤的电阻率实验内容:利用电阻计和导电液体,测定皮肤的电阻率。
实验三:测量声音的频率和强度实验内容:利用声音频率计和声级计,测量声音的频率和强度。
实验四:测量杨氏模量实验内容:利用弹性体的悬挂和测力计,测量杨氏模量。
2016年高考物理实验题目:实验一:测量电源电压和电流的关系实验内容:利用电阻、电源和电流表,测量电源电压和电流的关系。
实验二:测量弹簧振子的周期与振幅关系实验内容:利用弹簧振子,测量振子的周期和振幅关系。
实验三:测量光的折射率实验内容:利用光杆和光条,测量光的折射率。
实验四:测量电池的内阻实验内容:利用电流表和电压表,测量电池的内阻。
2020年高考物理实验题目:实验一:测定电流大小实验内容:利用电流表和电阻,测定电流的大小。
实验二:测量金属材料的线膨胀系数实验内容:利用金属膨胀实验装置,测量金属材料的线膨胀系数。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!《实验:测定电源的电动势和内阻》针对训练1.某实验小组利用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 (1)请在虚线框中画出实验的电路图。
(2)实验的主要步骤如下:①检查并调节电压表指针指零,将开关S 断开,按照电路图连线。
②调节电阻箱R 的阻值至________。
③将开关S 闭合,逐渐调节电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转,记下此时电阻箱的阻值R 和电压表的示数U 。
④改变电阻箱的阻值,测出几组U 及R 的数据,作出1R -1U的图线如图所示(单位为国际单位制单位)。
(3)由作出的1R -1U 图线可求得电动势E =________V ,内阻r =________Ω。
(结果保留两位有效数字)【答案】(1)见解析(2)最大值(3)3.3 V 【解析】(1)(2)为了保护电路,电阻箱的阻值应调为最大值。
(3)由闭合电路欧姆定律E =U +U R r ,得到1R =E r ·1U -1r ,由图象在纵轴上截距的绝对值得内阻r =1.0 Ω,由图象斜率可得电动势E =3.3 V 。
2.用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻,它的电动势E 约为8 V ,内阻r 约为30 Ω,已知该电池允许输出的最大电流为40 mA 。
为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个定值电阻充当保护电阻,除待测电池外,可供使用的实验器材还有:A.电流表A 0 Ω、额定电流为1 A);G.导线和单刀单掷开关若干。
(1)为了电路安全及便于操作,定值电阻应该选________;滑动变阻器应该选________。
(填写器材名称)(2)接入符合要求的用电器后,闭合开关S,调滑动变阻器的阻值,读取电压表和电流表的示数。
取得多组数据,作出了如图所示的图线。
根据图线得出该电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω。
(结果保留两位有效数字)(3)若所给电压表已被损坏,其他器材均可使用。
测定电源的电动势和内阻一.选择题(共1小题)1.(2016•北京)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( ) A .一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B .一个伏特表和多个定值电阻C .一个安培表和一个电阻箱D .两个安培表和一个滑动变阻器 二.填空题(共1小题)2.(2014•上海)在“用DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图(a )所示,图中未接导线的A 端应接在 点(选填“B ”、“ C ”、“ D ”或“E ” )。
(2)实验得到的U I -关系如图(b )中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为 V ,内电阻的阻值为 Ω。
(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图(a )中将“A ”端重新连接到 点(选填:“B ”、“ C ”、“ D ”或“E ” ),所得到的U I -的关系如图(b )中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为 Ω。
三.实验题(共13小题)3.(2020•北京)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1)Ω。
其中R 为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1Ω,电压表的内电阻约为3k Ω。
(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E 和内电阻r ,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E 和内电阻r '.若电流表内电阻用A R 表示,请你用E 、r 和A R 表示出E '、r ',并简要说明理由。
(2)某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。
在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U IR ==,图乙:)UI R=描点作图得到的U I -图象;虚线是该电源的路端电压U 随电流I 变化的U I -图象(没有电表内电阻影响的理想情况)。
实验专题(力学、电学、其他)1、力学实验1.[2024·甘肃卷] 用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系.(1)以下操作正确的是 . A .使小车质量远小于槽码质量 B .调整垫块位置以补偿阻力C .补偿阻力时移去打点计时器和纸带D .释放小车后立即打开打点计时器(2)保持槽码质量不变,改变小车上砝码的质量,得到一系列打点纸带.其中一条纸带的计数点如图乙所示,相邻两点之间的距离分别为S 1,S 2,…,S 8,时间间隔均为T.下列加速度算式中,最优的是 . A .a =17S 8-S 7T 2+S 7-S 6T 2+S 6-S 5T 2+S 5-S 4T 2+S 4-S 3T 2+S 3-S 2T 2+S 2-S 1T2B .a =16S 8-S 62T 2+S 7-S 52T 2+S 6-S 42T '2+S 5-S 32T 2+S 4-S 22T 2+S 3-S 12T 2C .a =15S 8-S 53T 2+S 7-S 43T 2+S 6-S 33T 2+S 5-S 23T 2+S 4-S 13T 2D .a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标,加速度的倒数1a为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的1a -M 图像如图丙所示.由图可知,在所受外力一定的条件下,a 与M 成 (填“正比”或“反比”);甲组所用的 (填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大.1.(1)B (2)D (3)反比 槽码[解析] (1)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故A 错误;为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故B 正确;补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故C 错误;根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故D 错误.(2)根据逐差法可知S 5-S 1=4a 1T 2,S 6-S 2=4a 2T 2,S 7-S 3=4a 3T 2,S 8-S 4=4a 4T 2,联立可得小车加速度表达式为a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2,此方法用到了纸带上的所有数据,故选D .(3)根据图像可知1a 与M 成正比,故在所受外力一定的条件下,a 与M 成反比;设槽码的质量为m ,则由牛顿第二定律得mg =(m +M )a ,化简可得1a =1mg ·M +1g ,故斜率越小,槽码的质量m 越大,由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大.2.[2024·广东卷] 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算.(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图.图中木板右端垫高的目的是 .图乙是实验得到的纸带一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出.打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为 m/s 2(结果保留3位有效数字).(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏.遮光筒不可调节.打开并调节 ,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头.调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 .2.(1)平衡摩擦力 2.86 (2)4.122 (3)光源 清晰的干涉条纹[解析] (1)“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,图中木板右端垫高的目的是平衡摩擦力;打点计时器打点的周期T =1f =150 s=0.02 s,因为纸带上每相邻两计数点间有四个点未画出,故纸带上每相邻两计数点间的时间间隔为Δt =5T =0.1 s,由逐差法可得小车的加速度大小为a =Δx (Δt )2=[(16.29+13.43+10.59)-(7.72+4.88+2.01)]×10-2(3×0.1)2m/s 2≈2.86 m/s 2.(2)根据游标卡尺读数规则,读数为41 mm+11×0.02 mm=41.22 mm=4.122 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,安装完元件后,应打开并调节光源,使光束沿轴线照亮光屏.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到清晰的干涉条纹.3.[2024·海南卷] 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图甲所示,图乙为俯视图,测得圆盘直径D =42.02 cm,圆柱体质量m =30.0 g,圆盘绕过盘心O 的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止.甲乙丙为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤: (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的角速度ω= rad/s(π取3.14).(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图丙所示,该读数d = mm,多次测量后,得到平均值恰好与d 相等.(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = (用D 、m 、ω、d 表示),其大小为 N(保留2位有效数字).3.(1)1 (2)16.1 (3)mω2·(D -d )26.1×10-3[解析] (1)圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的周期为T =62.810s=6.28 s,根据角速度与周期的关系有ω=2πT =1 rad/s .(2)根据游标卡尺的读数规则有1.6 cm+1×0.1 mm=16.1 mm . (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r =D -d2,则小圆柱体所需向心力表达式F =mω2·(D -d )2,代入数据得F ≈6.1×10-3 N .4.[2024·海南卷] 为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验:a.用图钉将白纸固定在水平木板上;b.如图甲、乙所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;撤去拉力F1和F2,改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N.请完成下列问题:(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'.(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因.4.(1)如图所示(2)①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计[解析] (1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示.(2)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力量计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计.5.[2024·江西卷] 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系.实验装置如图1所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码.(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力.(2)小车的质量为M1=320 g.利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a.钩码所受重力记为F,作出a-F图像,如图2中图线甲所示.(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比.为了进一步探究,将小车的质量增加至M2=470 g,重复步骤(2)的测量过程,作出a-F像,如图2中图线乙所示.(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间,非线性区间.再将小车的质量增加至M3=720 g,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如下表所示(表中第9~14组数据未列出).序号12345钩码所受重力0.0200.0400.0600.0800.100F/(9.8 N)小车加速度0.260.550.821.081.36a/(m·s-2)序号6789~1415钩码所受重力0.1200.1400.160…0.300F/(9.8 N)小车加速度1.671.952.20…3.92a/(m·s-2)(5)请在图2中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙.(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量 时,a 与F 成正比.结合所学知识对上述推断进行解释:.5.(4)较大 较小 (5)如图所示(6)远大于钩码的质量 对钩码根据牛顿第二定律有F -F T =ma ,对小车根据牛顿第二定律有F T =Ma ,联立解得F =(M +m )a ,变形得a =1M+mF ,当m ≪M 时,可认为m +M ≈M ,则a =1MF ,即a 与F成正比[解析] (4)根据题图2分析可知,与图线甲相比,图线乙的线性区间较大,非线性区间较小.(5)在坐标系中进行描点,结合其他点用平滑的直线连接各点,使尽可能多的点在线上,不在线上的点均匀地分布在线的两侧.作出图线丙如图所示.2、电学实验1.[2024·安徽卷] 某实验小组要将电流表G(铭牌标示:I g=500 μA,R g=800 Ω)改装成量程为0~1 V和0~3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚线框内为改装电路.(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到(填“M”或“N”)端.(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1200 Ω,则R2的阻值应调至Ω.(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G 的内阻可表示为.(结果用U、I、R1、R2表示)(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要即可.(填正确答案标号)A.增大电阻箱R1的阻值B.减小电阻箱R2的阻值C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图乙所示,此示数对应的改装电压表读数为V.(保留2位有效数字)1.(1)M(2)4000(3)U-R1-R2(4)A(5)0.86I[解析] (1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了保护仪表安全,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端;(2)当开关S2接b时,电压表量程为0~1 V,根据欧姆定律有U1=I g(R g+R1),当开关S2接a时,电压表量程为0~3 V,根据欧姆定律有U2=I g(R g+R1+R2),其中R1=1200 Ω,联立解得R2=4000 Ω; (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律有U=I(R g+R1+R2),则电流表G的内阻可表示为R g=U-R1-R2;I(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律知,可以增大两电阻箱的阻值.故选A. (5)根据闭合电路欧姆定律可得U V=I A(R g+R1)=430×10-6×(800+1200) V=0.86 V.2.[2024·甘肃卷] 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响.可用器材有:电压表(量程0~1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0~0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干.某小组开展了以下实验.甲乙(1)考虑电流表内阻影响①用图甲所示电路测量电流表的内阻.从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻R A=Ω(保留2位有效数字).②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻.电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和R A表示.则干电池电动势E=U+(用I、r和R A表示).③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的U-I图像.则待测干电池电动势E= V(保留3位有效数字)、内阻r=Ω(保留1位小数).丁(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成.原因是.A.电路设计会损坏仪器B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数D.电流太小无法读数2.(1)①1.0②I(r+R A)③1.401.0(2)D[解析] (1)①由图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为R A=UI =0.600.58Ω≈1.0 Ω;②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+R A);③根据E=U+I(r+R A)变形得到U=-(r+R A)I+E,根据图像可知,纵截距b=E=1.40 V,斜率的绝对值|k|=r+R A=1.40-1.000.20-0Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,内阻为r=1.0 Ω.(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数,故选D.3.[2024·广东卷] 某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源.图甲是光照方向检测电路.所用器材有:电源E(电动势3 V);电压表V1和V2(量程均有0~3 V 和0~15 V,内阻均可视为无穷大);滑动变阻器R;两个相同的光敏电阻R G1和R G2;开关S;手电筒;导线若干.图乙是实物图.图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上.控制单元与检测电路的连接未画出.控制单元对光照方向检测电路无影响.请完成下列实验操作和判断.(1)电路连接.图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线.(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试.①将图甲中R的滑片置于端,用手电筒的光斜照射到R G1和R G2,使R G1表面的光照强度比R G2表面的小.②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置.V1的示数如图丙所示,读数U1为V,V2的示数U2为1.17 V.由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值(选填“较大”或“较小”).③断开S.(3)光源跟踪测试.①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R G1和R G2.②闭合S,并启动控制单元.控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动.此时两电压表的示数U1<U2,图乙中的电动机带动电池板(填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至时停止转动,电池板正对手电筒发出的光.3.(1)如图所示(2)①b②1.63(1.61~1.65均可)较大(3)②逆时针U1=U2(或R G1=R G2)[解析] (1)由题图甲可知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,滑动变阻器采用分压式接法,由题图乙可知,此时V2已并联在R G2两端,V1未并联在电路中,故应将V1的“3”接线柱连到滑动变阻器右上接线柱处,滑动变阻器分压式接入电路中.(2)①从安全性角度考虑,一开始应将题图甲中R的滑片置于b端,使两个电压表的示数均为零.②由题图丙知电压表的分度值为0.1 V,根据读数原则需估读到0.1 V的下一位,读数为1.63 V.由串联电路中电流相等,电阻之比等于电压之比,可知电压较大时对应的电阻较大.由题图甲知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,且U1>U2,则R G1>R G2,由①可知R G1表面的光照强度比R G2表面的小,说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大.(3)②U1<U2,说明R G1电阻小,对应光照强度大,而R G2电阻大,对应光照强度小,因此光是从左上方斜向右下方照射,所以应逆时针转动电池板,使光线和太阳能电池板垂直,直至U1=U2时停止转动,此时R G1=R G2,两板对应光照强度相同,电池板正对手电筒发出的光.4.[2024·广西卷] 某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路.器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干.实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000 Hz,则采样周期为s;(2)闭合S 1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I -t 曲线如图乙,由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为 mA(结果保留3位有效数字);(3)保持S 1闭合,再闭合S 2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为 V;(4)实验得到放电过程的I -t 曲线如图丙,I -t 曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C 为 μF .图丙中I -t 曲线与横坐标、直线t =1 s 所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t =1 s 时电容器两极板间电压为 V(结果保留2位有效数字). 4.(1)15000(2)15.0 (3)2 (4)4.7×103 5.2[解析] (1)采样周期为T =1f =15000 s .(2)由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为15.0 mA .(3)放电结束后电容器两极板间电压等于R 2两端电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为U C =ER 1+R 2·R 2=2 V . (4)充电结束后电容器两端电压为U C '=E =6 V,故可得ΔQ =(U C '-U C )C =0.018 8 C,解得C =4.7×103 μF;设t =1 s 时电容器两极板间电压为U C ″,得(U C '-U C ″)C =0.003 8 C,代入数值解得U C ″≈5.2 V .5.[2024·海南卷] 用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E 、电容器C 、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R 、单刀双掷开关S 1、开关S 2、导线若干.(1)闭合开关S 2,将S 1接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3 V .在此过程中,电流表的示数 .(填选项标号) A .一直稳定在某一数值 B .先增大,后逐渐减小为零C .先增大,后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S 2、S 1,将电流表更换成电流传感器,再将S 1接2,此时通过定值电阻R 的电流方向为 (选填“a →b ”或“b →a ”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的I -t 图像,如图乙,t =2 s 时I =1.10 mA,图中M 、N 区域面积比为8∶7,可求出R = kΩ(保留2位有效数字).5.(1)B (2)a →b 5.2[解析] (1)电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0增大至某一最大值,后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于断路,电流为0,故选B .(2)根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将S 1接2,电容器放电,此时通过定值电阻R 的电流方向为a →b ;t =2 s 时,I =1.10 mA,可知此时电容器两端的电压为U 2=IR ,电容器开始放电前两端电压为12.3 V ,根据I -t 图像与横轴围成的面积表示放电荷量可得,0~2 s 的放电荷量为Q 1=ΔU ·C =(12.3-1.10×10-3·R )C ,2 s 后到放电结束放电荷量为Q 2=ΔU'·C =1.10×10-3·RC ,根据题意Q 1Q 2=87,解得R ≈5.2 kΩ.6.[2024·河北卷] 某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤.某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农.该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R 1(0~50 kΩ)、发光二极管LED 、光敏电阻R G 、NPN 型三极管VT 、开关和若干导线等. (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻.如图甲所示,当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(见图乙);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b 位置(见图乙).由此判断M 端为二极管的 (选填“正极”或“负极”).(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成.要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始.导线L 1、L 2和L 3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”).②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅰ和Ⅰ对应光敏电阻受到的光照由弱到强.由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而(选填“增大”或“减小”).(3)组装光强报警器电路并测试其功能图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路.组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光.6.(1)负极(2)①A A C(或D)[或者三空分别为:C(或D)A B]②减小(3)增大[解析] (1)使用多用电表欧姆挡测二极管电阻时,电流也是“红进黑出”,即表内电源正极与黑表笔相连,电源负极与红表笔相连,且测二极管正向电阻时阻值很小,测二极管反向电阻时阻值无穷大.当黑表笔与接线柱M接触、红表笔与接线柱N接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(电阻无穷大),而对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(电阻很小),说明黑表笔(连接电源正极)与接线柱N接触时测的是二极管正向电阻,即N端为二极管的正极.(2)①要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始,所以滑动变阻器应采用分压式接法,导线L2应连接A接线柱,导线L1和导线L3应“一上一下”连接滑动变阻器的接线柱,可以导线L1连接A接线柱,导线L3连接C或D接线柱,或者导线L3连接B接线柱,导线L1连接C或D接线柱.②伏安特性曲线上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,由所给伏安特性曲线图可知,曲线Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ对应的电阻在减小,说明随着光照由弱到强,光敏电阻的阻值减小.(3)在测试过程中发现,当照射在光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,说明三极管未被导通,这是因为b、e间电压较小,未达到是三极管导通的值,为使报警器正常工作,应调大R1两端分得的电压直至发光二极管发光,由于R1与R G串联后总电压一定,所以要调大R1的阻值.7.[2024·江苏卷] 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;B.电流表A:量程0~100 mA,内阻约为5 Ω;C.电压表V:量程0~3 V,内阻为3 kΩ;D.滑动变阻器:最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A;E.开关、导线等.(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L=0.820 m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为mm.(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为Ω.(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R=10.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为Ω·m.(结果保留两位有效数字)7.(1)0.787(0.785~0.788均可)(2)9.0(3)5.9×10-6[解析] (1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为d=0.5 mm+28.7×0.01 mm=0.787 mm.(2)根据欧姆挡的读数规律,该读数为R x=9.0×1 Ω=9.0 Ω.(3)根据电阻定律有R=ρLS =ρLπ(d2)2=4ρLπd2,解得ρ=πd2R4L,代入数据得ρ=5.9×10-6 Ω·m.8.[2024·江西卷] 某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计.(1)如图1所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m.(2)现有实验器材:电流表(量程0~300 μA,内阻R A=2500 Ω)、电压表(量程0~3 V或0~15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线.请在图1中画线完成电路实物连接.(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值R x.将水温升到65 ℃,重复测量.绘出26 ℃和65 ℃水的R x-l图线,分别如图2中甲、乙所示.(4)若R x-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=(用k、d、h表示).实验结果表明,温度(选填“高”或“低”)的水更容易导电.(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置.为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3m的水管.若人体的安全电流为1.0×10-3A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m.(保留2位有效数字)8.(2)如图所示(4)kdh高(5)0.46[解析] (2)由于电流表阻值已知,因此电流表采用内接法时,水的电阻R =U I-R A ,可消除伏安法测电阻的系统误差;因电源电动势为3 V ,则电压表选用0~3 V 量程.实物连线如图所示. (4)根据电阻定律有R x =ρl S ,又S =dh ,联立可得R x =ρdℎl ,故R x -l 图像的斜率k =ρdℎ,解得ρ=kdh ;根据题图2可知,65 ℃水的R x -l 图像的斜率比26 ℃水的R x -l 图像的斜率小,说明温度高的水的电阻率较小,更容易导电.(5)根据欧姆定律和电阻定律有R =UI =ρl 'πD 24,其中ρ=kdh ,由题图2可知,65 ℃水的R x -t 图像的斜率k =80.7×103 Ω/m,代入数据解得l'≈0.46 m,故该水管长度的最小值为0.46 m .9.[2024·辽宁卷] 某探究小组要测量电池的电动势和内阻.可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R 0)、金属夹、刻度尺、开关S 、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按照图甲连接电路,金属夹置于电阻丝的 (选填“A ”或“B ”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U ,断开开关S,记录金属夹与B 端的距离L ;③多次重复步骤②,根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ;④按照图乙将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ.(2)由图线得出纵轴截距为b ,则待测电池的电动势E = .(3)由图线求得Ⅰ、Ⅰ的斜率分别为k 1、k 2,若k2k 1=n ,则待测电池的内阻r = (用n 和R 0表示).9.(1)A (2)1b(3)R 0n -1[解析] (1)为了保护电路,避免通过电源的电流过大,闭合开关前,金属夹应置于使电阻丝接入电路的阻值最大处,即应该置于A 端.(2)对于图甲电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -Ir ,设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S ,根据欧姆定律和电阻定律有I =UR ,R =ρLS ,联立可得U =E -USρL r ,整理可得1U =1E +Sr Eρ·1L ,对于图乙电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -I (r +R 0),根据欧姆定律和电阻定律有I =UR,R =ρL S,联立并整理可得1U =1E+S (r+R 0)Eρ·1L ,所以图线的纵轴截距b =1E ,解得E =1b .(3)由题意可知k 1=SrEρ,k 2=S (r+R 0)Eρ,又k2k 1=n ,联立解得r =R0n -1. 10.电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化.在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标.一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标.实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%).(1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整,使其能对传感器定标; (2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(选填“a ”或“b ”),闭合开关;。
2019 年全国高考物理实验题(5分)( 2019 年全国 1 卷 22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加快下滑时的运动进行研究。
物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分以下图。
已知打点计时器所用交流电的频次为 50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出。
在ABCDE 五个点中,打点计时器最初打出的是点,在打出 C 点时物块的速度大小为m/s(保存3位有效数字);物块下滑的加快度大小为m/s2 2 (A(保存位有效数字)。
0.75)23.( 2019 年全国 1 卷 23)( 10 分)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA 的电流表。
该同学测得微安表内阻为 1 200Ω,经计算后将一阻值为R 的电阻与微安表连结,进行改装。
而后利用一标准毫安表,依据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
( 1)依据图( a)和题给条件,将(b)中的实物连结。
( 2)当标准毫安表的示数为16.0 mA 时,微安表的指针地点如图(c)所示,由此可以推断出改装的电表量程不是预期值,而是。
(填正确答案标号)A . 18 mA A . 21 mAC.25mA D. 28 mA( 3)产生上述问题的原由可能是。
A .微安表内阻丈量错误,实质内阻大于 1 200ΩB.微安表内阻丈量错误,实质内阻小于 1 200ΩC.R 值计算错误,接入的电阻偏小D. R 值计算错误,接入的电阻偏大( 4)要达到预期目的,不论测得的内阻值是都正确,都不用从头丈量,只要要将阻值为R 的电阻换为一个阻值为 kR 的电阻即可,此中k=。
(1)连线以下图(2)C(3)AC(4)997922.( 2019 年全国 2 卷 22)( 5 分)如图( a),某同学设计了丈量铁块与木板间动摩擦因数的实验。
所用器械有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频次 50Hz 的沟通电源,纸带等。
选修1高中物理高考物理实验:用双缝干涉测量光的波长试题经典一、实验:用双缝干涉测量光的波长实验题1.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,某同学安装实验装置如图甲所示,调试好后能观察到清晰的干涉条纹.(1)根据实验装置知,②、③、④依次是______、______、______.(2)某次实验时,该同学调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心,如图乙所示,此时螺旋测微器的读数为______mm.(3)转动手轮,使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置,再次从螺旋测微器上读数.若实验测得4条亮纹中心间的距离为∆x1=0.960mm,已知双缝间距为d=1.5mm,双缝到屏的距离为L=1.00m,则对应的光波波长λ=______mm.2.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为CE________A.(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图2所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数__________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm.(3)为了增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离,可以________.A.增大单缝和双缝之间的距离 B.增大双缝和光屏之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离3.利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象,安装好仪器,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。
放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样,在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。
用米尺测出双缝到屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或 ,换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波暗)纹间的距离x长。
高考物理实验题真题汇编高考物理实验题是对学生物理知识综合运用能力和实践操作能力的重要考查方式。
在历年的高考中,物理实验题的形式多样,涵盖了力学、电学、光学等多个领域。
以下为大家整理了一些具有代表性的高考物理实验题真题,并进行详细的分析和解答。
一、力学实验(一)探究加速度与力、质量的关系例:某同学用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
实验中,保持小车质量不变,通过改变砝码的质量来改变小车所受的拉力。
打点计时器所用电源的频率为 50Hz。
(1)实验时,下列操作正确的是()A 先接通电源,再释放小车B 先释放小车,再接通电源C 释放小车的同时接通电源(2)实验中打出的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每 5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离(单位:cm)。
则小车的加速度为______m/s²。
(3)改变砝码的质量,多次测量,得到多组数据。
根据实验数据作出 a F 图像,发现图像不过原点,其原因可能是______。
分析与解答:(1)实验时应先接通电源,待打点计时器稳定工作后再释放小车,这样能保证在纸带上打出更多的点,便于数据处理。
所以选择A 选项。
(2)根据逐差法,\(a =\frac{(x_4 + x_5 + x_6) (x_1 +x_2 + x_3)}{9T^2}\),\(T = 01s\),代入数据可得加速度约为\(160m/s²\)。
(3)图像不过原点,可能是平衡摩擦力不足,或者是测量拉力时没有计入砝码盘的重力。
(二)验证机械能守恒定律例:利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
实验所用的电源为学生电源,输出电压为 6V 的交流电和直流电两种。
重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点。
(1)下列关于实验的说法正确的是()A 应选择质量大、体积小的重锤B 重锤下落的高度应从纸带上第一个点开始测量C 打点计时器应接直流电(2)某同学根据实验测得的数据,以重锤下落的高度 h 为横轴,以\(\frac{1}{2}v^2\)为纵轴,作出的图像如图所示。
高考物理实验题
某物理实验室进行了一项关于电磁感应的实验。
实验器材包括一个螺线管,一台万用表和一块磁铁。
实验过程如下:将螺线管的两端接入万用表的两个插口中,并确保螺线管和万用表的连接正确无误。
接下来,将磁铁从螺线管的一端快速通过,然后再从另一端迅速拔出。
在这个过程中,观察万用表上的示数变化。
实验结果表明,当磁铁通过螺线管时,万用表上会出现一个瞬间的电流示数。
当磁铁迅速拔出时,万用表上会有一个相反方向的瞬间电流示数。
实验分析:根据法拉第电磁感应定律,当磁场与导线相互作用时,会在导线中产生感应电动势。
这个感应电动势会驱动电荷在导线中流动,从而形成电流。
在实验中,磁铁的运动会在螺线管中产生一个变化的磁场。
由于螺线管是一个导线圈,所以在磁场变化的过程中,会在螺线管中产生感应电动势。
当磁铁通过螺线管时,感应电动势的方向和磁场变化的方向一致,从而在万用表上产生正向的电流示数。
当磁铁迅速拔出时,感应电动势的方向与磁场变化的方向相反,所以在万用表上出现相反方向的电流示数。
实验结论:在变化磁场的作用下,螺线管中会产生感应电动势,从而产生电流。
当磁铁通过螺线管时,感应电动势的方向与磁场变化的方向一致,所以产生正向的电流。
当磁铁迅速拔出时,
感应电动势的方向与磁场变化的方向相反,所以产生相反方向的电流。
高考物理实验题高考物理实验题是高中物理教学中非常重要的一环,也是考查学生实际动手能力和物理实验设计能力的一种方式。
在高考中,物理实验一般占据一定的比重,所以对于学生来说掌握并熟练运用实验知识非常重要。
下面将介绍几个常见的高考物理实验题及其解答过程。
【实验一】题目:利用杠杆原理测量未知质量的物体。
实验步骤:1. 准备一个横杆,一端固定在墙上或桌子上,另一端可活动。
2. 在活动的一端挂一个称,称量时让它保持水平。
3. 将需要测量质量的物体挂在称的另一端,使称保持平衡。
4. 用杠杆原理计算得出未知质量的物体的质量。
解答过程:1. 杠杆的平衡条件是左力矩等于右力矩,即M1d1 = M2d2,其中M1表示左侧力矩,M2表示右侧力矩,d1为M1的杠杆臂长,d2为M2的杠杆臂长。
2. 在本实验中,M1是质量较大一端产生的力矩,M2是质量较小一端产生的力矩,d1为质量较大一端到支点的距离,d2为质量较小一端到支点的距离。
3. 测量d1和d2的长度,将它们代入杠杆原理中,即可得出未知质量的物体的质量。
【实验二】题目:用迈克耳孙电桥测定电阻的值。
实验步骤:1. 准备一个迈克耳孙电桥,将需要测量的电阻R置于未知位置(示意图中的Rx),将已知电阻(示意图中的R1)置于已知位置,调节电位器中的滑动触点,使得电桥平衡。
2. 用万用表分别测量已知电阻和未知电阻两端的电压,记录下来。
3. 根据电压的比例关系计算未知电阻的值。
解答过程:1. 在电桥平衡时,满足桥臂电压之比等于各桥臂电阻之比,即U1/U2=R1/Rx,其中U1表示已知电阻两端的电压,U2表示未知电阻两端的电压。
2. 测量U1和U2的数值,将它们代入上式中,用已知电阻的值代入R1,即可求出未知电阻的值。
以上是两个常见的高考物理实验题及其解答过程。
希望通过这些例子能够帮助大家更好地理解和掌握高考物理实验题的解题思路和方法。
高考物理实验题的解答过程主要是运用物理理论和实验原理进行推导和计算,需要对物理知识掌握扎实,并且具备一定的实验设计和分析能力。
高中物理(物理实验)练习题含答案学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.某人用刻度尺去测量一个物体的长度,共测量4次,测得数据分别为1.42cm、1.43cm、1.42cm、1.44cm,物体长度的测量结果应为()A.1.4275cm B.1.427cm C.1.43cm D.1.4cm2.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:用游标为20分度的卡尺测量其长度如图所示,由图可知其长度L为()A.50.30mm B.50.15mm C.50.25mm D.50.2mm3.数字0.0010有几位有效数字A.1 B.2 C.3 D.44.用10分度的游标卡尺测量某物体长度,测得的读数如图所示,则该物体的长度为()A.1.7mm B.1.37mm C.1.2mm D.13.7mm5.某同学测量一个圆柱体工件的电阻率,分别使用游标卡尺、螺旋测微器测量圆柱体工件的长度、直径,某次测量的示数分别如图甲,乙所示,下列各选项中读数都正确的是()A.4.83cm、5.313mm. B.5.03cm、5.313mmC.4.83cm、5.813mm D.5.03cm、5.813mm6.用20分度的游标卡尺测量某物体长度,测得读数如图所示,则物体的长度为()A.20.30mm B.20.30cm C.20.3mm D.21.30mm 7.下列读数中正确的是()A. 2.5cmB.11.18mmC. 5.2cmD. 4.815mm8.由于钢的热胀冷缩,用同一把钢制刻度尺去测量同一块玻璃,在冬天和在夏天的测量结果比较()A.一样大B.冬天的测量结果大一些C.夏天的测量结果大一些D.无法判定二、多选题9.测量误差可分为系统误差和偶然误差,属于系统误差的有()A.由于电表存在零点读数而产生的误差B.由于多次测量结果的随机性而产生的误差C.由于量具没有调整到理想状态,如没有调到垂直而引起的测量误差D.由于实验测量公式的近似而产生的误差。
历年高考物理真题精选之黄金30题专题34 电学实验一、实验题1.(2021·河北·高考真题)某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有;小灯泡(6.3V,0.15A),直流电源(9V),滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图1所示。
(1)根据图1,完成图2中的实物连线______;(2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是______(单项选择,填正确答案标号);A.电流表短路B.滑动变阻器的滑片接触不良C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到I U 图像,其中一部分如图3所示,根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______Ω(保留三位有效数字)。
2.(2020·全国·高考真题)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5Ω。
该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。
测量得到如图(b)所示的两条U–I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:(1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)。
3.(2020·浙江·高考真题)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。
(1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________;(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示,则电流I=_____A,电压U= _____V;(3)实验得到如图所示的两条直线,图中直线Ⅰ对应电路是图1_____(选填“甲”或“乙”);(4)该电池的电动势E=_____V(保留三位有效数字),内阻r=_____Ω(保留两位有效数字)。
2021-2023北京高考真题物理汇编
力学实验
(3)某同学使小球从高度为0.8m 的桌面水平飞出,用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),
2.(2022·北京·高考真题)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器27x ,,,并求出打点坐标系,根据重锤下落的速度作出v -
(1)图2为纸带的一部分,打点3时,重锤下落的速度v=m/s(结果保留3位有效数字)。
(2)除点3外,其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出,请在图中标出速度v对应的坐标(3)根据图3,实验测得的重力加速度g=2
m/s(结果保留3位有效数字)。
当建立的坐标系为x、y时,则x轴方向做匀减速运动,根据逐差法计算加速度有
2. 1.15 9.79 见解析
【详解】(1)[1]打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上,相邻计数点之间还有1个计时点,则相邻两=,可知
(3)[3]根据v gt。
用单摆测重力加速度1.实验原理单摆在偏角小于5°时,其振动周期跟偏角的大小和摆球的质量无关,单摆的周期公式是glT π2=,由此得224Tl g π=,因此测出单摆的摆长l 和振动周期T ,就可以求出当地的重力加速度g 的值。
2.实验步骤 (1)做单摆取约1m 长的细丝线穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上,并把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂。
(2)测摆长用米尺量出摆线长0l (精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D ,则单摆的摆长20D l l +=。
(3)测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°),然后释放小球,记下单摆做30~50次全振动的总时间,算出平均一次全振动的时间,即单摆的振动周期。
反复测量三次,再算出周期的平均值。
(4)改变摆长,重做几次实验。
3.数据处理 (1)公式法将测得的几次周期T 和摆长l 代入224Tlg π=中算出重力加速度g 的值,再算出g 的平均值,即为当地的重力加速度的值。
(2)图像法由单摆的周期公式gl T π2=可得224T g l π=,因此以摆长l 为纵轴,以2T 为横轴作出l -2T 图像,是一条过原点的直线,如图所示,求出斜率k ,即可求出g 值。
k g =24π,22TlT l k ∆∆==。
典例1:(2020·浙江·高考真题)某同学用单摆测量重力加速度, ①为了减少测量误差,下列做法正确的是_____(多选); A .摆的振幅越大越好 B .摆球质量大些、体积小些 C .摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D .计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处①改变摆长,多次测量,得到周期平方与摆长的关系图象如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是_____。
A .测周期时多数了一个周期B .测周期时少数了一个周期C .测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D .测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长 【答案】①BC ①C【规范答题】①[1].A .单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,单摆的摆角不能太大,一般不能超过5°,否则单摆将不做简谐振动,故A 做法错误;B .实验尽量选择质量大的、体积小的小球,减小空气阻力,减小实验误差,故B 做法正确;C .为了减小实验误差,摆线应轻且不易伸长的细线,实验选择细一些的、长度适当、伸缩性小的绳子,故C 做法正确;D .物体再平衡位置(最低点)速度最大,计时更准确,故D 做法错误。
例1.(1993年四(5)题)有小灯泡L 1(6V 、3W )和L 2(6V 、1W )各一只,定值电阻R (18欧、5W )一只,电源一只(电动势12V 、内阻不计),电键一只,导线若干。
试设计一电路,使L 1和L 2都能正常发光。
(1)将设计的电路图画在虚线框内,电路图中要标明各元件的代号。
(2)按设计的电路图,用线(表示导线)完成右下图所示仪器的连线。
例2.(1999年第21题):现有一阻值为10.0欧姆的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电压内阻的实验方案。
(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧)要求:(1)在右边方框中画出实验电路图。
(2)简要写出完成接线后的实验步骤;(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r = 。
例3.(2000年第19题):某同学按如图所示电路进行实验, 实验时该同学将变阻器的触片p 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示将电压表内阻看作无限大, 电流表内阻看作零.电路中ε、r 分别为电源的电动势和内阻, R1, R2, R3为定值电阻, 在这五个物理量中, 可根据上表中的数据求得的物理量是 (不要求具体计算) .(2) 由于电路发生故障, 发现两电压表示数相同了(但不为零), 若这种情况的发生是由用电器引起的, 则可能的故障原因是 .例4.(2001年第16题):要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势ε和内阻r (约几欧),提供下列器材: 电压表V1(量程3V ,内阻1k Ω)、 电压表V2(量程15V ,内阻2k Ω)、电阻箱(0—9999Ω)、电键、导线若干.某同学用量程为15 V 的电压表连接成如图所示的电路, 实验步骤如下:(1) 合上电键S, 将电阻箱R 阻值调到R1 = 10Ω,读得电压表的读数为U1. (2) 将电阻箱R 阻值调到R2 = 20Ω, 读得电压表的读数为U2.由方程组r R U U 111-=ε, r R U U 222-=ε, 解出ε、r . 为了减少实验误差, 上述实验在选择器材和实验步骤中,应做哪些改进?例5.(2002年16题):如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意图,A 为光源,B 为光电接收器,A 、B 均固定在车身上,C 为小车的车轮,D 为与C 同轴相连的齿轮. 车轮转动时,A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B 接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示. 若实验显示单位时间内的脉冲数为n ,累计脉冲数为N ,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ;小车速度的表达式为v = ;行程的表达式为s = 。
2.【07全国卷Ⅱ22(2)】有一电流表○A ,量程为1mA ,内阻g r 约为100Ω。
要求测量其内阻。
可选用的器材有:电阻箱0R ,最大阻值为99999.9;滑动变阻器甲,最大最值为10k Ω; 滑动变阻器乙,最大最值为2k Ω; 电源1E ,电动势约为2V ,内阻不计; 电源2E ,电动势约为6V ,内阻不计; 开关2个,导线若干。
采用的测量电路图如图所示,实验步骤如下:a 、断开1S 和2S ,将R 调到最大;b 、合上1S ,调节R 使○A 满偏;c 、合上2S ,调节调节1R 使○A 半偏,此时可以认为○A 的内阻1g r R =。
试问:(ⅰ)上述可供选择的器材中,可变电阻1R 应该选择 ;为了使测量尽量精确,可变电阻R 应该选择_____,电源E 应该选择 ___。
(ⅱ)认为内阻1gr R =,此结果与的真实值相比 。
(填“偏大”、“偏小”或“相等”)【解析】用半偏法测电流表的内电阻,待测电表还兼作参考电表。
用此法测电表内阻存在系统误差: (1)定性分析:S 2闭合后,回路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知:流过电源的电流增大即Eg I I >(A表满度电流值),致使表A 半偏时流过1R 的电流12g RI I >,再依据并联电路的特点知读数1g R r <,即测量值小于真实值。
为减小接入1R 时对电流影响,滑动变阻器R 应选用阻值大一些的。
(2)定量分析:1S 闭合,2S 断开时,ggEI R r =+ ①1S 闭合,2S 闭合时,11E g gE I R r R R r =++ ②又11()22g g g E I I r I R =- ③ 解得 1g gRr R R r =+绝对误差21g g gr RR r R r ∆=-=+,所以相对误差g g g g r U Rr R r Eδ∆===+(式中满偏电压g g g U I r =)。
可见R 越大、E 越高误差越小。
【答案】(ⅰ)0R 、滑动变阻器甲、2E ;(ⅱ)偏小。
注:(1)1R 只能用电阻箱;用所选器材做实验因实验原理的不完善或缺陷所带来的系统误差约为1.7%,可满足一般测量要求。
(2)引导学生进行定量分析是必要的。
-1 5.【07四川理综22(2)】甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值。
实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R 1,待测电阻R 2,电压表V(量程为1.5V ,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2,导线若干。
①先测电阻R 1的阻值。
请将甲同学的操作补充完整:闭合S 1,将S 2切换到a ,调节电阻箱,读出其示数r 和对应的电压表示数U 1,保持电阻箱示数不变,______________ ,读出电压表的示数U 2。
则电阻R 1的表达式为R 1=__________。
②甲同学已经测得电阻14.8R =Ω,继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值。
该同学的做法是:闭合S 1,将S 2切换到 a ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压 表示数U ,由测得的数据,绘出了如图所示的R1U 1-图线,则电源电动势E =______V ,电阻R 2=______Ω。
③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R 1,乙同学测电源电动势E 和电阻R 2的阻值的做法是:闭合S 1,将S 2切换到b ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了相应的1R R 1U 1+-图线,根据图线得到电源电动势E 和电阻R 2。
这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围_______(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以______同学的做法更恰当些。
【解析】①由第一步的操作及后面测得2U 知省缺操作应为“将S 2切换到b ”;因电压表内阻“很大”(意即“无穷大”),不必考虑它对电路的影响,所以2S 切换后流过1R 的电流不变,由1U Ir =及211U U R I-=得2111U U R r U -=。
注:测电阻的原理是部分电路欧姆定律。
②由欧姆定律得12()E I R R U =++,U I R=,解得12111R R U E E R+=+. 由图知10.7E =;12 2.80.7 4.20.5R R E +-==,代入1R 后解得 所以101.43()7E V ==;2 1.2()R =Ω.注:此类问题应先依据相关物理规律得到因变量与自变量间的函数关系式,然后再依据图像特征或斜率、截距的物理意义建立方程作答。
③“S 2切换到b ”时有21111R U E E R R =+∙+,只要绘出111~U R R+图线同样可求出E 、2R ,由于1R 的分压作用,致使电压表的读数范围缩小,不利于得到多组数据,也就影响了图线的准确性,使误差增大。
(答案):较小;甲。
注:用图像法处理实验数据时常需要多组测量数据,以取得较好的“平均”效果,提高实验精度。
15.【07宁夏理综22】⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。
试根据你学到的有关平行板电容器的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有_____________________________________________________________. ⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为: 干电池:电动势约为1.5 V ,符号 电压表:量程1 V ,内阻998.3 Ω,符号电流表:量程1 A ,符号滑动变阻器:滑动变阻器:最大阻值10Ω,符号电阻箱:最大阻值99999.9Ω符号单刀单掷开关1个,符号导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内,要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。
②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的_____倍,电阻箱的阻值应为________Ω。
【解析】⑴设想将圆柱形电容器的一边沿轴线切开铺平,则成为平行板电容器,只是两极板面积大小不同(当绝缘介质层很薄时,可认为面积相等),由此可推测影响圆柱形电容器电容的因素有:正对面积、板间距离、极板间的介质(种类或性质)。
⑵①用伏安法测量干电池的电动势和内阻时,电流表相对待测电源应接到电压表外面,因所用电压表量程低于待测干电池的电动势,所以不能直接接入电路,为此需要将所给电阻箱与电压表串联以扩大量程,故测量电源电动势和内阻的电原理图应如图所示。
②因干电池的电动势约为1.5 V,所以扩程后的电压表的量程应略大于1.5 V,从道理上讲,改装成量程为1.6V、1.7V、1.8V等均能满足测量需要,但考虑改装后应用原来的刻度方便读数,则宜将其量程改为2V,这样读数时只需“示数”的2倍即为实际电压。
因电阻箱与电压表两端电压均为1V,由串联电路的分压原理知:电阻箱的阻值应等于电压表的内阻即998.3Ω.注:(1)电压表扩程原理与将电流表改装成电压表原理相同,按要求串一分压电阻即可。
扩大量程后应尽可能利用原来的刻度盘,为此新改装而成的电表的量程最好取原来量程的整数倍,以方便读数。
(2)将其量程改为3V时,虽读数也方便,但指针偏角约为满偏转时的三分之一,测量误差大。
(常州中学)现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为50Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9 999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:A. 10Ω 2.5 WB. 100Ω 1. 0 WC. 200Ω 1. 0 WD. 2 000Ω 5.0 W本实验应选哪一种规格?答。
(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(b)所示的图线(已知该直线的截距为0.1 V-1).则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为V,内阻r为Ω.答案:.(1 )C (2)10 46±2.(泰州期初本题12分)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小,PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性。