高中物理实验操作考查试题.doc
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高中物理选修1实验:用单摆测量重力加速度实验探究题专项训练姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、实验,探究题(共8题)1、在“用单摆测重力加速度”的实验中,若小球完成n次全振动的总时间为t,则单摆的周期为________;某同学测得多组摆长L和周期T的数据,得到如图所示的图线,若直线的斜率为k,则重力加速度大小为________.2、在“用单摆测定重力加速度”的实验中:(1)由公式求得的 g 值偏小,可能是由于____________A.测量摆长时,只测量了摆线长度B.悬点固定不牢,摆动中摆线被拉长了C.测量周期时,将 N 次全振动误记为 N+1 次全振动D.选择了质量大体积小的摆球(2)下列摆动图像真实地描述了对摆长约为 1m 的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C 均为 30 次全振动图象,已知sin5°=0.087,sin15°=0.026,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_____________(填字母代号)(3)某同学利用单摆测定当地重力加速度,发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方.他仍将从悬点到球心的距离当作摆长 L,通过改变摆线的长度,测得 6 组 L 和对应的周期 T,画出 L—T2图线,然后在图线,然后选取 A、B 两个点,坐标如图所示.他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式应为 g=__________.请你判断该同学得到的实验结果不摆球重心就在球心处的情况相比,将________.(填“偏大”、“偏小”或“相同”)3、某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中,先测得摆线长为97.50 cm,摆球直径为2.00 cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间,如图所示,则:(1)该摆摆长为______cm,秒表所示读数为______s.(2)如果测得的g值偏小,可能的原因是( )A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了C.开始计时时,秒表过迟按下D.实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数据,再以l为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图所示,并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g=______(用k表示).4、在“用单摆测定重力加速度”的实验中,(1)为了尽量减小实验误差,以下做法正确的是______。
A O 高二物理会考题专题训练(实验、计算专题)基本实验:实验题一:“平行四边形定则”验证答:①两次应拉到同一位置(效果相同)②橡皮筋和弹簧测力计与纸面是平行的③本实验中用到的方法是:等效替代法1.在做《互成角度的两个力的合成》实验时,应特别注意如下事项: ①.在使用弹簧秤的时候,要使它的弹簧与木板平面_________; ②.两次测拉力时,一定要使橡皮条的结点拉到__________;③.在记录拉力的大小的同时,还要记下拉力的_________2.在“验证平行四边形定则”实验中,所采用的科学研究方法()A .控制变量的方法B .类比的方法C .科学推理的方法D .等效替代的方法3.在“验证平行四边形定则”实验中,F1和F2表示两个互成角度的力,F 表示由平行四边定则画出的合力,F 1表示根据“等效性”由实验方法得到的合力,如图符合事实的是()实验二—“变速直线运动”验证(纸带的处理) 答:①单位一定要转化为国际单位②看清题目中两计数间的时间间隔是0.1s 、还是0.02s ③相关计算的两个公式:④1.电磁打点计时器是一种使用交流电的用于计时的仪器。
当电源的频率是50Hz 时,它每隔0.02秒打一次点。
2.电磁打点计时器是一种使用低压_____(填“交”或“直”)流电源的计时仪器。
3.关于打点计时器的使用,下列说法中不正确的是()A .打点计时器应用交流电源,交流电频率为50Hz ;B .纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的下面;C .为减小摩擦,每次测量应先将纸带理顺。
D .要先释放纸带,后通电;4.如图所示是“研究匀变速直线运动”的实验中得到的一条纸带,舍去前面比较密集的点,从0点开始将每5个点取做1个计数点,量得s 1=1.20cm ,s 2=2.60cm ,s 3=4.00cm ,那么小车的加速度a =____m /s 2;第2点的瞬时速度大小V 2=____m /s 。
5、测定匀变速直线运动加速度的实验中所需的器材是电磁打点计时器、纸带、复写纸片、小桶小车、细绳、一端有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、两根导线。
人教版高中物理必修二第五章第3节:实验:研究平抛运动同步练习一、单选题(本大题共10小题)1.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。
小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。
关于该实验,下列说法中正确的是()A. A球先落地B. B球先落地C. 两球应同时落地D. 该实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动2.在做平抛物体运动的实验中,引起实验误差的原因是()①安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平②确定Oy轴时,没有用重垂线③斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦④空气阻力对小球运动有较大影响.A. B. C. D.3.用如图所示的实验装置研究平抛运动:在水平桌面上放置一个斜面,在桌子右边有一木板,上面放一张白纸,白纸上有复写纸,以记录钢球在白纸上的落点。
关于该实验操作和结论,下列说法正确的是()A. 每次实验,小球可以从斜面上的不同位置由静止开始下落B. 实验时木板应保持水平,但可以左右上下移动C. 若实验操作正确,当两次实验中小球平抛下落高度之比为 1:4,则小球的水平位移之比为1:2D. 若实验操作正确,当两次实验中小球平抛下落高度之比为 1:2,则小球的水平位移之比为1:44.某物理小组利用如图所示的装置研究平抛运动。
他们用小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落,并观察到两小球同时落地。
关于该实验,下列说法中正确的是()A. 若只改变装置的高度,多次实验,则能说明A球在水平方向做匀速直线运动B. 若只改变小锤的打击力度,多次实验,则能说明A球在水平方向做匀速直线运动C. 若只改变装置的高度,多次实验,则能说明A球在竖直方向做自由落体运动D. 若只改变小锤的打击力度,多次实验,则能说明A球在竖直方向做自由落体运动5.如图所示,是两个研究平抛运动的演示实验装置,对于这两个演示实验的认识,下列说法正确的是()A. 甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在水平方向上做匀速运动B. 甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动C. 乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀加速运动D. 乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动6.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,A、B、C为小球在不同时刻所处的位置。
2024年教师资格考试高中物理学科知识与教学能力模拟试题(答案在后面)一、单项选择题(本大题有8小题,每小题5分,共40分)1、在下列关于物理量的说法中,正确的是:A、速度是表示物体运动快慢的物理量,单位是米/秒。
B、加速度是速度的变化率,单位是米/秒²。
C、动能是物体由于运动而具有的能量,单位是焦耳。
D、以上说法都是错误的。
2、下列关于波的描述中,错误的是:A、波在传播过程中,能量通过波的形式传递,但介质本身并不随波迁移。
B、机械波和电磁波都能在真空中传播。
C、波的频率越高,波长越短。
D、波的能量与振幅的平方成正比。
3、题干:在下列关于高中物理教学目标的描述中,不属于三维目标范畴的是()A. 知识与技能B. 过程与方法C. 情感态度与价值观D. 物理学科素养4、题干:在教学“机械能守恒定律”时,教师采用了以下教学策略,其中不符合启发式教学原则的是()A. 通过实验演示引导学生观察机械能的转化过程B. 提出问题让学生分组讨论,鼓励学生提出自己的观点C. 仅仅展示公式和结论,让学生记忆并应用D. 利用多媒体展示物理现象,帮助学生理解概念5、在以下哪个实验中,不能直接观察到电磁感应现象?A. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动B. 闭合电路的导体棒在磁场中做切割磁感线运动,磁感应强度随时间变化C. 闭合电路的导体棒在磁场中做切割磁感线运动,磁感应强度大小不变D. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,磁感应强度大小不变,但方向随时间变化6、以下关于“波粒二象性”的描述,错误的是?A. 光既具有波动性,又具有粒子性B. 电子也具有波粒二象性C. 波粒二象性是微观粒子共有的属性D. 波粒二象性可以通过光的干涉和衍射实验观察到7、在下列关于光的衍射现象的描述中,正确的是:A、光衍射现象只能在光波遇到障碍物时发生B、只有波长大于障碍物尺寸的光波才能发生明显衍射现象C、衍射现象只发生在光波传播方向上D、光波发生衍射时,光波的能量会向四周扩散8、下列关于牛顿运动定律的叙述中,错误的是:A、牛顿第一定律是描述物体静止或匀速直线运动状态的条件B、牛顿第二定律揭示了力和运动状态之间的关系C、牛顿第三定律说明力的作用是相互的D、牛顿运动定律适用于所有物体和情况二、简答题(本大题有2小题,每小题10分,共20分)第一题请结合高中物理学科的特点,谈谈如何有效提高学生的实验操作能力和科学探究能力。
试题一 探究橡皮筋所受拉力与伸长量的关系学校: 班级: 姓名:一、实验目的探究橡皮筋所受拉力与伸长量的关系。
二、检查实验仪器(10分)1.清点仪器:橡皮筋、铁架台、刻度尺、小钩码若干;2.检查实验仪器是否齐备,举手向监考老师示意。
三、实验操作步骤(70分)1.将橡皮筋的一端悬挂在铁架台上;2.将刻度尺固定在铁架台上与橡皮筋平行;3.在刻度尺上标记橡皮筋下端位置;4.在橡皮筋下端挂一个钩码,记录橡皮筋的伸长量1l ∆;5.在橡皮筋下端逐一增挂相同质量钩码,每增挂一个钩码记下对应的橡皮筋的伸长量2l ∆,3l ∆ …,并将数据填入表格;6.根据测量数据,作出钩码个数n 与伸长量l ∆关系的图像。
四、实验结论与反思(10分)1.实验结论:利用图像可以判断出橡皮筋拉力和伸长量的关系是 。
2.反思:五、整理实验仪器(10分)钩码个数n 0 1 2 3 4 5 伸长量(cm)钩码个数/个伸长量/cmt试题二 判断物体是否做匀变速直线运动学校: 班级: 姓名: 一、实验目的会用匀变速直线运动规律判断物体的运动性质。
二、检查实验仪器(10分)1.清点仪器:木板、打点计时器、纸带、刻度尺、小车、木块、剪刀、胶棒;2.检查实验仪器是否齐备,举手向监考老师示意。
三、实验操作步骤(70分)1.将打点计时器固定在木板的一端;2.将固定有打点计时器的木板一端用木块垫高,使小车加速下滑;3.将纸带的一端固定在小车上,另一端穿过打点计时器限位孔;4.接通电源,释放小车,重复几次,打出若干条纸带,选取一条点迹清晰的规则纸带;5.在该纸带上截取相邻的相等时间间隔的5段,裁剪后如上图依次粘贴在坐标系上;6.将每条纸带的左上端点标记并用平滑的线条连接起来。
四、实验结论与反思(10分)1.实验结论:小车是否做匀变速直线运动 (填是或否)。
2.反思:五、整理实验仪器(10分)SO试题三探究力的平行四边形定则学校:班级:姓名:一、实验目的研究两个互成角度的分力与合力的关系。
2024届上海市上师大附中物理高二第一学期期中学业质量监测试题请考生注意:1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是()A.大于121ΩB.小于121ΩC.等于121ΩD.无法判断2、下列说法正确的是()A.洛伦兹力对带电粒子永远不做功B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零C.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用D.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度3、如图所示,电源内阻较大,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L也能正常发光,现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动,则()A.灯泡将变暗,电源效率将减小B.液滴带正电,将向下做加速运动C.电源的路端电压增大,输出功率也增大D.滑片滑动瞬间,带电液滴电势能将减小4、如图所示,质量相同的两小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出后,恰好都落在斜面底端,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.小球a、b在空中飞行的时间之比为2:1B.小球a、b抛出时的初速度大小之比为2:1C.小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4:1D.小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1:15、如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时,分析下列说法中,哪种说法正确()A.两环静止不动B.两环互相远离C.两环互相靠近D.两环同时向左运动6、关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是A.由可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由知,导体的电阻与长度l、电阻率成正比,与横截面积S成反比C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍,则电阻丝的电阻变为原来的2倍二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
11.3 导体电阻率的测量1.实验目的(1)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
(2)会用伏安法测电阻,进一步测定金属的电阻率。
2.实验原理:由R =ρl S 得ρ=RS l,因此,只要测出金属丝的长度和它的直径d ,计算出横截面积S ,并用伏安法测出电阻R x ,即可计算出金属丝的电阻率。
3.实验器材:被测金属丝,直流电源(4 V ),电流表(0~0。
6 A ),电压表(0~3 V ),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。
4.实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d 。
(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路。
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l 。
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
(5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,填入记录表格内。
(6)拆除实验线路,整理好实验器材。
(7)将测得的R x 、l 、d 值,代入公式R =ρl S 和S =πd 24中,计算出金属丝的电阻率。
5.注意事项(1)先测直径,再连电路:为了方便,测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。
为了准确,应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度,且各测量三次,取平均值。
(2)测量待测金属丝的有效长度,是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的待测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
(3)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。
(4)电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。
且测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长。
(5)电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。
积盾市安家阳光实验学校2.1 探究小车速度随时间变化的关系1.(10分)下列过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是启动电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一行小点关掉电源取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数若干个点,如果数出n个点,这些点划分出的间隔数是,由此计算出纸带从第1个点到第n个点的运动时间把纸带装好了解打点计时器的结构,然后把它固在桌子上用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离.A. B. C. D.【答案】 A【解析】2.(10分)某同学在“用打点计时器测速度”的中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点其相邻点间的距离如图1所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为.试根据纸带上各个计数点间的距离,每个测一次速度,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表要求保留3位有效数字数值______ ______ ______ ______ ______将B、C 、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并在图2中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.由图象可知打下A点时小车的瞬时速度 ______ ,打下G点时小车的瞬时速度 ______ .【解析】【分析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B、C、D、E、F点时小车的瞬时速度大小;用描点法画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
填入表格如下:将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.如图所示:根据图象可知:当时对的纵坐标为A点速度,即,当时对的纵坐标为G点速度,即。
【点睛】本题主要考查了匀变速直线的规律以及推论解答问题的能力。
3.(10分)(1)电磁打点计时器使用_______V的_________电源(填“交流”或“直流”)。
(2)在“练习使用打点计时器”的中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,f=50Hz,得到一条清晰的纸带。
实验:探究加速度与力、质量的关系1.实验原理〔见实验原理图〕〔1〕保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系. 〔2〕保持合外力不变,探究加速度与质量的关系. 〔3〕作出a -F 图象和a -1m图象,确定其关系.2.实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺. 3.实验步骤〔1〕用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m 和m′,把数据记录在表格中; 〔2〕把实验器材安装好,平衡摩擦力;〔3〕在小盘里放入适量的砝码,把砝码和小盘的质量m′记录在表格中; 〔4〕保持小车的质量不变,改变砝码的质量,按上面步骤再做5次实验; 〔5〕算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中;〔6〕用纵坐标表示加速度a ,横坐标表示合外力,即砝码和小盘的总重力m′g,根据实验数据在坐标平面上描出相应的点,作图线;〔7〕用纵坐标表示加速度a ,横坐标表示小车质量的倒数,在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。
4.数据处理〔1〕利用Δx =aT 2与逐差法求a .〔2〕以a 为纵坐标,F 为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a 与F 成正比.〔3〕以a 为纵坐标,1m为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a 与m 成反比.1.须知事项〔1〕平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.〔2〕不重复平衡摩擦力.〔3〕实验条件:m≫m′.〔4〕一先一后一按:改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.2.误差分析〔1〕因实验原理不完善引起的误差:本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力.〔2〕摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.1.用如图甲所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为f=50 Hz.平衡摩擦力后,在保持实验小车质量不变的情况下,放开砂桶,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度为;改变砂桶中沙子的质量,重复实验三次.〔1〕在验证“质量一定,加速度与合外力的关系〞时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图象,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象,产生这两种现象的原因可能有_____.A.木板右端垫起的高度过小〔即平衡摩擦力不足〕B.木板右端垫起的高度过大〔即平衡摩擦力过度〕C.砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量〔即〕D.砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量.〔2〕实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中、、、、、、为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,如此小车运动的加速度=_____.〔结果保存3位有效数字〕〔3〕小车质量一定,改变砂桶中沙子的质量,砂桶和沙子的总质量为,根据实验数据描绘出的小车加速度与砂桶和沙子的总质量之间的关系图象如图丁所示,如此小车的质量_____.〔g=10m/s2〕【答案】〔1〕BD 〔2〕2.00 〔3〕 0.4〔2〕相邻两计数点间还有4个点未画出,如此两计数点间时间间隔小车运动的加速度〔3〕设绳子拉力为,对砂桶和沙子受力分析,由牛顿第二定律可得:对小车和砝码受力分析,由牛顿第二定律可得:联立解得:,整理得:由关系图象可得:,解得:。
高一物理电磁学实验试题答案及解析1.如图所示电路,将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0--3 A)和电流表A2(0--0.6 A),把这两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是A.A1指针半偏时,A2指针也半偏B.A1指针还没有满偏时,A2指针已经满偏C.A1的读数为1 A时,A2的读数为0.6 AD.A1的读数为1 A时,干路中的电流为1.2 A【答案】AD【解析】电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,两电流表两端电压相等,流过两表头的电流相等,所以A1的指针半偏时,A2的指针也半偏,故A正确,B错误.两电流表量程之比为5:1,两电流表的内阻之比为1:5,则通过电流表的电流之比为5:1.A1的读数为1A时,A2的读数为0.2A,干路中的电流为1.2A,故C错误,D正确;故选:AD.【考点】电表的改装;串并联电阻的特点。
2.某同学在“研究平抛物体的运动”的实验中,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出小球平抛运动的初速度和抛物线方程。
他先调整斜槽轨道使槽口末端水平,然后在方格纸上建立好直角坐标系xOy,将方格纸上的坐标原点O与小球在轨道槽口末端的球心重合,Oy轴与重锤线重合,Ox轴水平(如图甲)。
实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下,经过一段水平轨道后抛出。
依次均匀下移水平挡板的位置,分别得到小球在挡板上的落点,并在方格纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将方格纸上的点迹连成小球的运动轨迹(如图乙所示)。
已知方格边长为L=5cm,重力加速度为g=10m/s2,计算结果取两位有效数字。
(1)小球平抛的初速度v= ;(2)小球运动的轨迹方程的表达式为y= x2。
(3)下列哪些说法是正确的A.使斜槽末端的切线保持水平B.每次使小球从不同的高度滚下C.钢球与斜槽间的摩擦使实验的误差增大D.计算V时,所选择的点应离坐标原点稍远些【答案】(1)1.5 ( 2)20/9 ( 3)AD【解析】由于知道抛出点的坐标,所以可以从图像上取某一点对应的x、y值,比如(20cm,30cm),然后利用,计算出平抛的初速度为 1.5m/s;利用,,消去t,得到。
物理学科实验操作考查试题(一)用打点计时器测量平均速度(20分钟内完成)考号姓名成绩一.实验器材:电磁打点计时器(或电火花计时器)、纸带、刻度尺、导线、电源、小车、铁架台、木板。
二.实验操作要求:应用上述器材,测定纸带的平均速度。
1.正确组装实验器材;2.接通电源,将小车在斜面上由静止开始释放,打出一条纸带;﹙小车到达斜面底端时用手按住小车。
﹚3.在纸带上以0.1秒为周期标注计数点,分别量出OA、OB两段位移;4.将实验数据记录在表格中。
5.计算出纸带在这两段时间内运动的平均速度。
三.实验数据记录:O A B实验次数运动时间/t s位移/mυ⋅s平均速度-1/m s 12考号姓名成绩高中物理2 测定匀变速直线运动的加速度一、实验器材:打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、刻度尺、钩码.二、实验操作要求:应用上述器材,测定匀变速直线运动的加速度.1.按图正确组装实验器材.2.接通电源,释放小车,让打点计时器在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复实验三次.三、实验数据记录、处理:1.选择一条比较理想的纸带,先确定一个合适的点做为计数起始点为O,然后选择时间间隔为0.1s的若干相邻的点为计数点.2.测量出各计数点到O点的距离,计算出各计数点的瞬时速度,并把结果计数点瞬时速度v/(cm·s -1)3.在下坐标系中,按实验数据描点,作出速度—时间图象,并利用图象求出小车运动的加速度.a= m· s-2v/(cm· s -1)/s 0。
考查点3磁场考纲条目考纲解读——通电导线周围存在磁场.2.磁作用的本质——磁场间的相互作用.·题型示例1·下列选项中跟磁现象无关的是()A.指南针始终指向南北两个方向B.电流能使磁针发生偏转C.铁钉被磁铁吸住D.点电荷在匀强电场中的运动【试题分析】A、B、C选项均属于现实中的磁现象,D选项与磁场无关,不属于磁现象.【正确答案】D·变式训练1·关于磁场,下列说法正确的是()A.磁场和电场不一样,磁场是人们假想的物质B.无论在何处,小磁针的指向就是磁场的方向C.地球是一个大磁体,地磁场的N极在地理的北极附近D.磁极与磁极、磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的考点2磁感应强度(c)考纲解读理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,用B表示,即B=FIL,在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T,1 T=1NA·m.2.磁感应强度的方向——把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,也为该点的磁感线的切线方向.·题型示例2·磁感应强度是一个矢量.磁场中某点磁感应强度的方向是()A.正电荷在该点所受力方向B.沿磁感线由N极指向S极C.小磁针N极或S极在该点的受力方向D.在该点的小磁针静止时N极所指方向【试题分析】在电场中,正电荷在某点所受力方向,即为电场强度的方向,故A错误;磁体的外部磁感线由N极指向S,内部磁感线由S极到N极,正好构成闭合曲线.而磁感线的某点的切线方向为磁感应强度的方向,故B错误;小磁针N极在该点的受力方向,即为磁感应强度的方向,故C错误;在该点的小磁针静止时N极所指方向为磁感应强度的方向,故D正确,故选D.【正确答案】D·变式训练2·面积是0.50 m2的导线环放在某一匀强磁场中,环面与磁场方向垂直.已知穿过导线环的磁通量是2.0×10-2 Wb,则该磁场的磁感应强度B的大小等于()A.1.0×10-2 TB.2.0×10-2 TC.3.0×10-2 TD.4.0×10-2 T考点3 几种常见的磁场(b ) 考纲解读——如图所示(a)磁感线分布 (b)安培定则直线电流的磁感线分布(a)磁感线分布 (b)右手螺旋定则环形电流的磁感线分布通电螺线管周围的磁场分布2.安培定则、右手螺旋定则及应用——直线电流安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;环形电流右手螺旋定则:右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致,则大拇指所指的方向即为N 极方向.3.匀强磁场概念及磁感线分布特点——磁感应强度、方向处处相同的磁场为匀强磁场.匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线.4.磁通量定义式、单位及计算——用Φ表示磁通量.则Φ=BS ,在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,单位是Wb.1 Wb =1 T·m 2.从Φ=BS 可以得出B =ΦS.这表示磁感应强度等于单位面积的磁通量.·题型示例3· 如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.闭合电路后,不计其他磁场的影响,小磁针静止时的指向是( )A.N 极指向螺线管B.S 极指向螺线管C.N 极垂直于纸面向里D.S极垂直纸面向里【试题分析】由电流方向及右手螺旋定则可判定螺线管右侧为N极,左侧为S极,因为小磁针静止时N极所指的方向就是磁场的方向;螺线管外面的磁场方向是从N极到S 极,故左边小磁针静止时的指向是N极指向螺线管.【正确答案】A·变式训练3·如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框ABCD,线框平面与指导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.不能确定考点4通电导线在磁场中受到的力(c)考纲解读.2.左手定则及安培力方向的判断——左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿入手心,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.3.安培力公式F=BIL的适用条件及应用——适用条件:B与F的方向、I的方向两两相互垂直.如果空间存在几个磁场,空间的合磁场就是这几个磁场叠加而成的,其叠加满足矢量运算法则.·题型示例4·根据图示可判断安培力的方向为()A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右【试题分析】根据左手定则,可知安培力方向竖直向下,故选B.【正确答案】B·变式训练4·如图所示,导线在磁场中受到的安培力竖直向上.则电流的方向为()A.垂直纸面向里B.垂直纸面向外C.与磁感应强度方向平行D.无法判断考点5运动电荷在磁场中受到的力(c)考纲解读——只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用,静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为零,当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时,F=0.2.决定洛伦兹力方向的因素——决定洛伦兹力方向的有电荷正负和磁场的方向.3.用左手定则判断洛伦兹力的方向——伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.·题型示例5·关于洛伦兹力,下列说法中正确的是()A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力的作用B.若带电粒子经过磁场中某点时所受的洛伦兹力为零,则该点的磁感应强度一定为零C.当运动电荷的速度方向与磁场平行时,电荷不受洛伦兹力D.当运动电荷的速度方向与磁场垂直时,电荷不受洛伦兹力【试题分析】当粒子平行磁场方向在磁场中运动时,粒子不受磁场力作用,选项C对.【正确答案】C·变式训练5·如图所示,带电粒子垂直进入匀强磁场.下列判断正确的是()A.粒子向左偏转B.粒子向右偏转C.粒子垂直纸面向里偏转D.粒子垂直纸面向外偏转考点专练1.以下物体放在磁场中会受到磁场力作用的是()A.一段导体B.一段通电导体C.矩形线圈D.静止的带电体2.一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中,静止时的指向如图所示.下列分析正确的是()第2题图A.N极指向该点磁场方向B.S极指向该点磁场方向C.该磁场是匀强磁场D.a点的磁场方向水平向右3.如图所示,在同一平面内,同心的两个导体圆环中通以同向电流时()A.两环都有向内收缩的趋势B.两环都有向内扩张的趋势C.内环有收缩趋势,外环有扩张趋势D.内环有扩张趋势,外环有收缩趋势第3题图第4题图4.如图所示,通电导线MN在纸面内从实线位置绕其一端转至虚线位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是()A.变小B.不变C.变大D.不能确定5.(2014年浙江学业考)下面四幅图中,前两幅表示通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系;后两幅表示运动电荷所受洛伦兹力F、磁感应强度B和电荷速度v三者方向之间的关系.其中正确的是()A B C D6.如图所示,正方形线圈abcd的一半处于匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直.在线圈以ab为轴转动90°的过程中,穿过线圈的磁通量大小()A.一直减小B.先增大后减小C.先减小后增大D.先不变后减小第6题图第7题图7.如图所示,圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a,b,c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法错误的是()A.三个粒子都带正电荷B.c粒子速率最小C.c粒子在磁场中运动时间最短D.它们做圆周运动的周期8.关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.由B=FIL可知,B与F成正比,与IL成反比B.由B=FIL可知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场C.通电导线在磁场中受力越大,说明磁场越强D.磁感应强度的方向与该处电流的受力方向垂直第9题图9.如图所示,在通电螺线管的管口、管内中央、外部中央的a、b、c三处放置三枚可以自由转动的小磁针,静止时N极的指向()A.都向右B.a向左,b、c向右C.a、c向右,b向左D.a、b向右,c向左10.在匀强磁场中某处P放一根长度为L=20 cm,通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的磁场力的最大值为F=1.0 N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场中搬走,则P处的磁感应强度()A.零B.10 T,方向竖直向上C.0.1 T,方向竖直向下D.10 T,方向无法确定11.(2014年浙江学业考)如图所示,甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片.忽略地磁场的影响,下列说法正确的是()甲乙第11题图A.甲图中的电子束径迹是抛物线B.乙图中的电子束径迹是圆形C.甲图中的电子只受电场力作用D.乙图中的电子受到洛伦兹力是恒力12.(2014年浙江学业考)如图所示,两水平放置的光滑、长直金属导轨MN、PQ处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,两导轨间距为L,导轨左端M、P连接电阻R.金属杆ab在水平恒力F的作用下沿导轨自静止开始向右运动,不计金属导轨和金属杆的电阻,且接触良好.当金属杆ab做匀速直线运动时,下列判断正确的是()第12题图A.所受安培力方向向右B.金属杆ab的速度v=FRB2L2C.回路中电流的大小为I=BL FD.回路电流方向为M→P→b→a→M冲A演练1.(2015年浙江学业考)如图所示,一根质量为m,长度为L的金属细杆MN置于绝缘水平桌面上,并处在与其垂直的水平匀强磁场中。
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.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.21.30mm7.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。
2010年高三物理第二轮总复习第7专题高考物理实验知识网络考点预测物理实验是高考的主要内容之一.《考试大纲》就高考物理实验共列出19个考点,其中力学8个、热学1个、电学8个、光学2个.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等,并且对实验误差问题提出了更明确的要求.一、《考试大纲》中的实验与探究能力要求能够独立完成“物理知识表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件.会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论.能发现问题、提出问题,能灵活地应用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题.二、实验题的主要特点物理实验年年考,年年有变化.从近年的实验题来看,其显著特点体现在如下两个方面.(1)从简单的背诵实验转向分析、理解实验实验原理是物理实验的灵魂.近年来,高考物理实验题既不是简单地回答“是什么”,也不是背诵“该怎样”,而是从物理实验情境中理解“为什么”,通过分析推理判断“确实是什么”,进而了解物理实验的每一个环节.(2)从既定的课本学生实验转向变化的创新实验只有创新,试题才有魅力;也只有变化,才能永葆实验考核的活力.近年来,既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出,取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验(如应用性、设计性、专题性实验等).创新的实验题可以使能力考核真正落到实处.要点归纳一、实验题的归纳与说明归类实验内容说明应用性1.游标卡尺的使用测量原理、使用方法;10分度、20分度、50分度的游标卡尺的读数等2.螺旋测微器的使用构造、原理、使用方法、正确读数等实验3.练习使用示波器面板上各个旋钮或开关的作用;调试方法;观察正弦波的波形等4.传感器的简单应用光电转换和热电转换及其简单应用;光电计数的简单了解等验证性实验5.验证力的平行四边形定则实验的等效思想;作图法等6.验证动量守恒定律用平抛实验器进行实验;转化要验证的等效表达式;对暂态过程分阶段测量等7.验证机械能守恒定律用自由落体进行验证;使用打点计时器和刻度尺等测量性实验8.用单摆测定重力加速度使用刻度尺和秒表;实验操作要求等9.用油膜法估测分子的大小溶液的配制;油膜面积的估算方法等10.测定金属的电阻率使用刻度尺和螺旋测微器;电流表、电压表量程的选择;测量电路的选取与连接等11.把电流表改装为电压表“半偏法”的设计思想与误差分析;计算分压电阻;改装表的校对与百分误差等12.测定电源的电动势和内阻实验电路的选取与连接;作图法求解的方法等13.测定玻璃的折射率用插针法测定;画光路图等14.用双缝干涉测光的波长用双缝干涉仪进行实验;实验调节;分划板的使用等研究性实验15.研究匀变速直线运动明确实验目的;使用打点计时器;用刻度尺测量、分析所打的纸带来计算加速度等16.研究平抛物体的运动用平抛实验器进行实验;研究的目的和方法;描绘平抛轨迹;计算平抛物体的初速度等17.用描迹法画出电场中平面上的等势线用恒定电流场模拟静电场;寻找等电势点的方法;描迹的方法等18.描绘小电珠的伏安特性曲线使用电流表、电压表、滑动变阻器;电路的选取与连接;描绘U-I图象并分析曲线非线性的原因等探究性实验19.探究弹力和弹簧伸长的关系实验设计的原理和方法;实验数据的记录与分析;实验结论的描述与表达形式等20.用多用电表探索黑箱内的电学元件多用电表的使用与读数;探索的思路;测量过程中的分析与判断等二、物理实验的基本思想方法1.等效法等效法是科学研究中常用的一种思维方法.对一些复杂问题采用等效法,可将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理,常使问题的解决得以简化.因此,等效法也是物理实验中常用的方法.如在“验证力的平行四边形定则”的实验中,要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时,要与用两个互成角度的弹簧秤同时拉橡皮条时产生的效果相同——使结点到达同一位置O,即要在合力与两分力等效的条件下,才能找出它们之间合成与分解时所遵循的关系——平行四边形定则.又如在“验证动量守恒定律”的实验中,用小球的水平位移代替小球的水平速度;在“验证牛顿第二定律”的实验中,通过调节木板的倾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物体不受摩擦力作用.还有,电学实验中电流表的改装、用替换法测电阻等,都是等效法的应用.2.转换法将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显示、易于测量的物理量的方法称为转换法(间接测量法).转换法是物理实验常用的方法.如:弹簧测力计是把力的大小转换为弹簧的伸长量;打点计时器是把流逝的时间转换成振针的周期性振动;电流表是利用电流在磁场中受力,把电流转化为指针的偏转角;用单摆测定重力加速度g是通过公式T=2πL g把g的测量转换为T和L的测量,等等.3.留迹法留迹法是利用某些特殊的手段,把一些瞬间即逝的现象(如位置、轨迹等)记录下来,以便于此后对其进行仔细研究的一种方法.留迹法也是物理实验中常用的方法.如:用打点计时器打在纸带上的点迹记录小车的位移与时间之间的关系;用描迹法描绘平抛运动的轨迹;在“测定玻璃的折射率”的实验中,用大头针的插孔显示入射光线和出射光线的方位;在描绘电场中等势线的实验中,用探针通过复写纸在白纸上留下的痕迹记录等势点的位置等等,都是留迹法在实验中的应用.4.累积法累积法是把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量,以提高测量的准确度的一种实验方法.如:在缺乏高精密度的测量仪器的情况下测细金属丝的直径,常把细金属丝绕在圆柱体上测若干匝的总长度,然后除以匝数就可求出细金属丝的直径;测一张薄纸的厚度时,常先测出若干页纸的总厚度,再除以被测页数即所求每页纸的厚度;在“用单摆测定重力加速度”的实验中,单摆周期的测定就是通过测单摆完成多次全振动的总时间除以全振动的次数,以减小个人反应时间造成的误差影响等.5.模拟法模拟法是一种间接实验方法,它是通过与原型相似的模型来说明原型的规律性的.模拟法在中学物理实验中的典型应用是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”这一实验,由于直接描绘静电场的等势线很困难,而恒定电流的电场与静电场相似,所以用恒定电流的电场来模拟静电场,通过它来了解静电场中等势线的分布情况.6.控制变量法在多因素的实验中,可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响.如在“验证牛顿第二定律”的实验中,可以先保持质量一定,研究加速度和力的关系;再保持力一定,研究加速度和质量的关系;最后综合得出加速度与质量、力的关系.三、实验数据的处理方法1.列表法在记录和处理数据时,常常将数据列成表格.数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系,有助于找出物理量之间联系的规律性.列表的要求:(1)写明表的标题或加上必要的说明;(2)必须交代清楚表中各符号所表示的物理量的意义,并写明单位;(3)表中数据应是正确反映测量结果的有效数字.2.平均值法现行教材中只介绍了算术平均值,即把测定的数据相加求和,然后除以测量的次数.必须注意的是,求平均值时应该按测量仪器的精确度决定应保留的有效数字的位数.3.图象法图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法.图象法的最大优点是直观、简便.在探索物理量之间的关系时,由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变化趋势,由此建立经验公式.作图的规则:(1)作图一定要用坐标纸,坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定;(2)要标明轴名、单位,在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值;(3)图上的连线不一定通过所有的数据点,而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧;(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化,即“变曲为直”.虽然图象法有许多优点,但在图纸上连线时有较大的主观任意性,另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀程度等,都对结果的准确性有影响.四、实验误差的分析及减小误差的方法中学物理中只要求初步了解绝对误差与相对误差、偶然误差与系统误差的概念,以及能定性地分析一些实验中产生系统误差的主要原因.(1)绝对误差与相对误差设某物理量的真实值为A0,测量值为A,则绝对误差为ΔA=|A-A0|,相对误差为ΔA A0=|A-A0|A0.(2)偶然误差与系统误差偶然误差是由于各种偶然因素对实验的影响而产生的.偶然误差具有随机性,有时偏大,有时偏小,所以可以通过多次测量求平均值的方法减小偶然误差.系统误差是由于仪器本身不够精确,或实验方法粗略,或实验原理不完善而产生的.它的特点是使测量值总是偏大或总是偏小.所以,采用多次测量求平均值的方法不能减小系统误差.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或设计在原理上更为完善的实验方案.课本上的学生实验中就有不少减小实验系统误差的方法和措施.譬如,在“研究匀变速直线运动”的实验中,若使用电磁打点计时器测量,由于电磁打点计时器的振针与纸带之间有较大的且不连续、不均匀的阻力作用,会给加速度的测定带来较大的系统误差;若改用电火花计时器,就可以使这一阻力大为减小,从而减小加速度测定的系统误差.再如:在用伏安法测电阻时,为减小电阻测量的系统误差,就要根据待测电阻阻值的大小考虑是采用电流表的外接法还是内接法;在用半偏法测电流表的内阻时(如图7-1所示),为减小测量的系统误差,就要使电源的电动势尽量大,使表满偏时限流电阻R比半偏时并联在电流表两端的电阻箱R′的阻值大得多.图7-1五、电学实验电路的基本结构及构思的一般程序1.电学实验电路的基本结构一个完整的电学实验电路往往包括测量电路与控制电路两部分.测量电路:指体现实验原理和测量方法的那部分电路,通常由电表、被测元件、电阻箱等构成.控制电路:指提供电能、控制和调节电流(电压)大小的那部分电路,通常由电源、开关、滑动变阻器等构成.有些实验电路的测量电路与控制电路浑然一体,不存在明显的分界.如“测定电源的电动势和内阻”的实验电路.2.实验电路构思的一般程序(1)审题①实验目的;②给定器材的性能参数.(2)电表的选择根据被测电阻及给定电源的相关信息,如电源的电动势、被测电阻的阻值范围和额定电流等,估算出被测电阻的端电压及通过它的电流的最大值,以此为依据,选定量程适当的电表.(3)测量电路的选择根据所选定的电表以及被测电阻的情况,选择测量电路(估算法、试触法).(4)控制电路的选择通常优先考虑限流式电路,但在下列三种情形下,应选择分压式电路:①“限不住”电流,即给定的滑动变阻器阻值偏小,即使把阻值调至最大,电路中的电流也会超过最大允许值;②给定的滑动变阻器的阻值R太小,即R≪R x,调节滑动变阻器时,对电流、电压的调节范围太小;③实验要求电压的调节范围尽可能大,甚至表明要求使电压从零开始变化.如描绘小电珠的伏安特性曲线、电压表的校对等实验,通常情况下都采用分压式电路.(5)滑动变阻器的选择根据所确定的控制电路可选定滑动变阻器.①限流式电路对滑动变阻器的要求:a .能“限住”电流,且保证不被烧坏;b .阻值不宜太大或太小,有一定的调节空间,一般选择阻值与负载阻值相近的变阻器. ②分压式电路对滑动变阻器的要求:电阻较小而额定电流较大,I 额>E R(R 为变阻器的总电阻). 3.电表的反常规用法其实,电流表、电压表如果知道其内阻,它们的功能就不仅仅是测电流或电压.因此,如果知道电表的内阻,电流表、电压表就既可以测电流,也可以测电压,还可以作为定值电阻来用,即“一表三用”. 热点、重点、难点一、应用性实验1.所谓应用性实验,就是以熟悉和掌握实验仪器的具体使用及其在实验中的应用为目的的一类实验;或者用实验方法取得第一手资料,然后用物理概念、规律分析实验,并以解决实际问题为主要目的的实验.主要有:①仪器的正确操作与使用,如打点计时器、电流表、电压表、多用电表、示波器等,在实验中能正确地使用它们是十分重要的(考核操作、观察能力);②物理知识的实际应用,如科技、交通、生产、生活、体育等诸多方面都有物理实验的具体应用问题.2.应用性实验题一般分为上面两大类,解答时可从以下两方面入手.(1)熟悉仪器并正确使用实验仪器名目繁多,具体应用因题而异,所以,熟悉使用仪器是最基本的应用.如打点计时器的正确安装和使用,滑动变阻器在电路中起限流和分压作用的不同接法,多用电表测不同物理量的调试等,只有熟悉它们,才能正确使用它们.熟悉仪器,主要是了解仪器的结构、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事项,如何排除故障、正确读数和调试,使用后如何保管等.(2)理解实验原理面对应用性实验题,我们一定要通过审题,迅速地理解其实验原理,这样才能将实际问题模型化,运用有关规律去研究它.具体地说,应用性实验题的依托仍然是物理知识、实验的能力要求等.解答时不外乎抓住以下几点:①明确实验应该解决什么实际问题(分清力学、电学、光学等不同实际问题);②明确实验原理与实际问题之间的关系(直接还是间接);③明确是否仅用本实验能达到解决问题的目的,即是否还要联系其他物理知识,包括数学知识;④明确是否需要设计实验方案;⑤明确实际问题的最终结果.●例1新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”,使读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据.通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格;新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是:19 mm等分成10份,39 mm等分成20份,99 mm 等分成50份.图7-2就是一个“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺.图7-2(1)它的准确度是__________mm.(2)用它测量某物体的厚度,示数如图6-1所示,正确的读数是__________cm.【解析】(1)游标上20格对应的长度为39 mm,即每格长为1.95 mm,游标上每格比主尺上每两格小Δx=0.05 mm,故准确度为0.05 mm.(2)这种游标卡尺的读数方法为:主尺读数+游标对准刻度×Δx=3 cm+6×0.005 cm=3.030 cm.[答案](1)0.05(2)3.030【点评】游标卡尺、螺旋测微器的使用在高考题中频繁出现.对游标卡尺的使用要特别注意以下两点:①深刻理解它的原理:通过游标更准确地量出“0”刻度与左侧刻度之间的间距——游标对准刻度×Δx;②读准有效数据.●例2图7-3为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流I g=300 μA,内阻R g=100 Ω,可变电阻R的最大值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色.按正确使用方法测量电阻R x的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则R x=________ kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池的电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述R x,其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”、“变小”或“不变”).[2009年高考·天津理综卷]图7-3[答案]红5变大【点评】欧姆表的原理就是闭合电路的欧姆定律,可以作为结论的是:欧姆表正中央的刻度值等于欧姆表的内阻.二、测量性实验Ⅰ所谓测量性实验,就是以测量一些物理量的具体、准确数据为主要目的的一类实验,可用仪器、仪表直接读取数据,或者根据实验步骤按物理原理测定实验结果的具体数值.测量性实验又称测定性实验,如“用单摆测定重力加速度”、“用油膜法估测分子的大小”、“测定金属的电阻率”、“测定玻璃的折射率”等.●例3 如图7-3所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度.图7-4(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需________(填字母代号)中的器材.A .直流电源、天平及砝码B .直流电流、毫米刻度尺C .交流电源、天平及砝码D .交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v -t 图象外,还可作__________图象,其纵轴表示的是__________,横轴表示的是__________.[2009年高考·天津理综卷][答案] (1)D (2)v 22-h 速度平方的二分之一 重物下落的高度 【点评】①高中物理中讲述了许多种测量重力加速度的方法,如单摆法、自由落体法、滴水法、阿特伍德机法等.②图象法是常用的处理数据的方法,其优点是直观、准确,还能容易地剔除错误的测量数据.●例4 现要测量电源B 的电动势E 及内阻r (E 约为4.5 V ,r 约为1.5 Ω),已有下列器材:量程为3 V 的理想电压表,量程为0.5 A 的电流表(具有一定内阻),固定电阻R =40 Ω,滑动变阻器R ′,开关S ,导线若干.(1)画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.(2)实验中,当电流表的示数为I 1时,电压表的示数为U 1;当电流表的示数为I 2时,电压表的示数为U 2.由此可求出,E =__________,r =__________.(用I 1、I 2、U 1、U 2及R 表示)【解析】本题是常规伏安法测电源的电动势和内阻实验的情境变式题,本题与课本上实验的区别是电源的电动势大于理想电压表的量程,但题目中提供的器材中有一个阻值不大的固定电阻,这就很容易把该情境变式题“迁移”到学过的实验上.把固定电阻接在电源的旁边,将其等效成电源的内阻即可(如图甲所示),再把电压表跨接在它们的两侧.显然,“内阻增大,内电压便增大”,电压表所测量的外电压相应的减小,通过定量计算,符合实验测量的要求.这样,一个新的设计性实验又回归到课本实验上了.甲(1)实验电路原理图如图乙所示.乙(2)根据E =U +Ir ,给定的电源B 的电动势E 及内阻r 是一定的,I 和U 都随滑动变阻器R ′的阻值的改变而改变,只要改变R ′的阻值,即可测出两组I 、U 数据,列方程组得:E =U 1+I 1(R +r ) E =U 2+I 2(R +r )解得:E =I 1U 2-I 2U 1I 1-I 2,r =U 2-U 1I 1-I 2-R . [答案] (1)如图乙所示 (2)I 1U 2-I 2U 1I 1-I 2 U 2-U 1I 1-I 2-R 【点评】本题所提供的理想电压表的量程小于被测电源的电动势,需要学生打破课本实验的思维定式,从方法上进行创新,运用所提供的器材创造性地进行实验设计.三、测量性实验Ⅱ:“伏安法测电阻”规律汇总纵观近几年的实验题,题目年年翻新,没有一个照搬课本中的实验,全是对原有实验的改造、改进,甚至创新,但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验.实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段,在高考试题中一直占有相当大的比重,而电学实验因其实验理论、步骤的完整性及与大学物理实验结合的紧密性,成了高考实验考查的重中之重,测量电阻成为高考考查的焦点.伏安法测电阻是测量电阻最基本的方法,常涉及电流表内外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择,前者是考虑减小系统误差,后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据.另外,考题还常设置障碍让考生去克服,如没有电压表或没有电流表等,这就要求考生根据实验要求及提供的仪器,发挥思维迁移,将已学过的电学知识和实验方法灵活地运用到新情境中去.这样,就有效地考查了考生设计和完成实验的能力.一、 伏安法测电阻的基本原理1.基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R =U I,只要测出元件两端的电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值.2.测量电路的系统误差(1)当R x 远大于R A 或临界阻值R A R V <R x 时,采用电流表内接(如图7-5所示).采用电流表内接时,系统误差使得电阻的测量值大于真实值,即R 测>R 真.图7-5(2)当R x 远小于R V 或临界阻值R A R V >R x 时,采用电流表外接(如图7-6所示).采用电流表外接时,系统误差使得电阻的测量值小于真实值,即R 测<R 真.图7-63.控制电路的安全及偶然误差根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同,滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择.(1)滑动变阻器限流接法(如图7-7所示).一般情况或没有特别说明的情况下,由于限流电路能耗较小,结构连接简单,应优先考虑限流连接方式.限流接法适合测量小电阻和与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻.图7-7(2)滑动变阻器分压接法(如图7-8所示).当采用限流电路,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时,必须选用滑动变阻器的分压连接方式;当用电器的电阻远大于滑动变阻器的总电阻值,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实验数据)时,必须选用滑动变阻器的分压接法;要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时,必须选用滑动变阻器的分压连接方式.图7-84.常见的测量电阻的方法●例5 从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表的内阻r 1.要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.(1)画出电路图,标明所用器材的代号.(2)若选测量数据中的一组来计算r 1,则所用的表达式r 1=______________________,式中各符号的意义是:________________________________________________.【解析】根据所列仪器的特点,电流表的内阻已知,由此可采用两电流表并联.因为两电流表两端的电压相等,即可省去电压的测量,从而减小实验误差,由I 2r 2=I 1r 1,得r 1=I 2r 2I 1.[答案] (1)电路图如图所示 (2)I 2r 2I 1 I 1、I 2分别为、的示数【点评】①分析题意可知需测量电流表的内阻,按常规方法应用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但经分析可知即使该电流表满偏,其两端的电压也仅为0.4 V ,远小于量程10 V .这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”.②此题也可理解为“将已知内阻的电流表当成电压表使用”,这实际也是伏安法的一种推广形式.●例6 有一根圆台状匀质合金棒如图7-9甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L 和两底面直径d 、D 有关.他进行了如下实验:图7-9(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d 、D 和长度L .图6-8乙中的游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L =________cm .(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图6-8丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字表示)图7-9丙(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R =6.72 Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L 、直径分别为d 和D 的圆台状合金棒的电阻分别为R d =13.3 Ω、R D =3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R 满足R 2=R d ·R D ,由此推断该圆台状合金棒的电阻R =。
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2024
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说明:总分在60分以上(含60分)评为及格,60分以下评为不及格。
高中物理探究加速度与力的关系实验题专题训练含答案高中物理探究加速度与力的关系实验题专题训练含答案姓名:__________班级:__________考号:__________一、实验,探究题(共10题)1、“探究加速度与力关系”的实验装置如图甲所示,实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统,用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度:(1)下列实验要求中正确的是________;A.细线不需要与木板平行B.可以不平衡摩擦力C.砝码和托盘总质量不需要远小于小车的质量D.需要测量砝码和托盘的总质量(2)实验中得到一条打点的纸带如图乙所示,取A到G共7个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T,测得AD间距离为x1、AG间距离为x2,则打点计时器打下D点时小车的速度大小为________,小车加速度大小为________;(3)实验中保持小车质量不变,改变砝码的质量,测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a,作出a—F图像。
下列图像中正确的是________。
A.B.C.?D.2、利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示.(1)下列关于该实验的说法,错误的是________.A.做实验之前必须平衡摩擦力B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行D.为了实验安全,打点计时器接直流电源(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图所示.已知打点计时器每间隔0.02s 打一个点.从图可知A、B两点间的距离s1=________cm;该小车的加速度a =________m/s2(计算结果保留2位有效数字),实验中纸带的________(填“左”或“右”)端与小车相连接.(3)利用测得数据在坐标系中作出了图乙所示的a-F图象.①图线不过坐标原点的原因是______________________________________________________________.②小车和传感器的总质量为________kg.3、甲、乙两同学用如图甲实验所示的装置测滑块与长木板之间的动摩擦因数,在一端装有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门,与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间,滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连,测力计下吊着装有沙的沙桶,测力计能显示挂钩所受的拉力,滑块对长木板的压力大小等于滑块的重力大小,已知当地的重力加速度为g.(1)为了满足实验的要求,下列说法正确的是___________.A.长木板应放在水平桌面上B.长木板没有定滑轮的一端应适当垫高,以平衡摩擦力C.沙和沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量D.定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行(2)实验前用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度,如图所示,其示数d=___________cm.(3)甲同学测出两光电门之间的距离为L,将滑块从图示位置由静止释放,测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为t1、t2,记录测力计的示数F,则滑块运动的加速度大小a=_________(用字母表示).(4)多次改变沙桶里沙的质量,重复(3)的步骤,根据测得的多组F和a作出图像如图丙所示,由图像可知,滑块的质量为_______________,滑块与长木板间的动摩擦因数为________.4、如图1所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为m1,小车和砝码的质量为m2,重力加速度为g.(1)下列说法正确的是______.A.每次在小车上加减砝码时,应重新平衡摩擦力B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C.本实验m2应远小于m1D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a﹣图象(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,测得F=m1g,作出a﹣F图象,他可能作出图2中______(选填“甲”、“乙”、“丙”)图线.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是______.A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大(3)实验时,某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤,若轨道水平,他测量得到的﹣a图象,如图3.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与木板间的动摩擦因数μ=_____.5、某探究学习小组的同学欲以如图2装置中的沿块为对象验证“牛顿第二定律”,装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和祛码盘(含珐码)等组成.光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间?t1、?t2,游标卡尺测出遮光条的宽度d,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L,另用天平测出滑块、祛码盘(含硅码)的质最分别为M和m.不计滑轮的重量和摩擦.(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图1所示.其读数为_____cm.(2)实验操作中.下列说法不正确的是________A.该装置可以不平衡摩擦力.只需要将气垫导轨调节水平B.为减小误差.实验中一定要保证质量m远小于质量MC.实验时,多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值减小偶然误差D.如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时.通过两个光电门的时间?t1和?t2必相等(3)该装置中弹簧测力计的读数F,需要验证的表达式为F=______.(4)对质量保持不变的过程,根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象,图3中最符合本实验实际情况的是______6、如图甲所示某同学设计了用光电门传感器“探究小车的加速度与小车所受拉力及质量关系”的实验.(1)如图甲所示,在小车上固定宽度为L的挡光片,将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上,释放小车,传感器记录下小车经过光电门的时间t1、t2,可以测得小车的加速度a=______(用题中的符号L、d,t1、t2表示).(2)在该实验中必须采用______法(填物理方法),应保持_____不变,通过改变钩码的个数来改变小车所受的拉力大小,研究加速度a随拉力F变化的规律.(3)甲同学由于实验时没有注意始终满足M?m的条件(m为钩码的质量),结果得到的图象应是下图中的_____.A.?B.?C.?D.(4)乙、丙两名同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图乙所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同______________7、如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”,两个相同的小车放在光滑水平桌面上,右端各系一条细绳,跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力,增减车上的砝码可改变小车的质量。