高考物理二轮复习专题检测(二十八)题型技法——2招智取物理实验题
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第七部分 实验专题18 力学实验及创新【练】一.练经典试题1. 某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为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A 、B 、C 、D 、E 五个点中,打点计时器最先打出的是_____点.在打出C 点时物块的速度大小为______ m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为________ m/s 2(保留2位有效数字).【答案】 A 0.233 0.75【解析】 根据题述,物块加速下滑,在A 、B 、C 、D 、E 五个点中,打点计时器最先打出的是A 点.根据刻度尺读数规则可读出,B 点对应的刻度为1.20 cm ,C 点对应的刻度为3.15 cm ,D 点对应的刻度为5.85 cm ,E 点对应的刻度为9.30 cm ,AB =1.20 cm ,BC =1.95 cm ,CD =2.70 cm ,DE =3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间T =5×150s =0.10 s ,根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得,打出C 点时物块的速度大小为v C =BC +CD 2T ≈0.233 m/s.由逐差法可得a =CD +DE -(AB +BC )4T 2,解得a =0.75 m/s 2.2.物理小组的同学在老师指导下用两根完全相同的轻弹簧和重物验证力的平行四边形定则,他进行了如下操作(弹簧始终处于弹性限度内):(1)用刻度尺测出弹簧竖直悬挂时的自由长度L 0.(2)如图甲所示,把重物通过细绳连接在弹簧下端,稳定后测出弹簧的长度L 1.(3)如图乙所示,用两根弹簧挂起重物,稳定时两弹簧与竖直方向的夹角均为60°,测出两弹簧的长度分别为L 2、L 3,若要验证力的平行四边形定则,需满足的条件是________.(4)如图丙所示,他又把两弹簧调整到相互垂直,稳定后测出两弹簧的长度为L 4、L 5,若要验证力的平行四边形定则,需满足的条件是____________________.【答案】 (3)L 1=L 2=L 3 (4)(L 1-L 0)2=(L 4-L 0)2+(L 5-L 0)2【解析】 (3)当合力沿两个分力角平分线方向且两个分力夹角为120°时,合力与两个分力大小相等,则有L 1-L 0=L 2-L 0=L 3-L 0,即有L 1=L 2=L 3; (4)当两个分力相互垂直时,由勾股定理知:F 2=F 12+F 22即有(L 1-L 0)2=(L 4-L 0)2+(L 5-L 0)2.3.(2022·安徽宣城市高三二调)用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,小车P 的前端粘有橡皮泥,后端连接通过打点计时器的纸带,在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力,推一下小车P ,使之运动,与静止的小车Q 相碰粘在一起,继续运动.(1)实验获得的一条纸带如图乙所示,根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分,用刻度尺测得各点到起点A 的距离.根据碰撞前后小车的运动情况,应选纸带上________段来计算小车P 的碰前速度.(2)测得小车P (含橡皮泥)的质量为m 1,小车Q (含橡皮泥)的质量为m 2,如果实验数据满足关系式________,则可验证小车P 、Q 碰撞前后动量守恒.(3)如果在测量小车P 的质量时,忘记粘橡皮泥,则所测系统碰前的动量p 1与系统碰后的动量p 2相比,则p 1p 2_______1(填“<”“>”或“=”).【答案】 (1)BC (2)m 1s 2-s 12=(m 1+m 2)s 4-s 33(3)<【解析】 (1)两小车碰撞前做匀速直线运动,在相等时间内小车位移相等,由图示纸带可知,应选择纸带上的BC 段求小车P 碰撞前的速度.(2)设打点计时器打点时间间隔为T ,由图示纸带可知,碰撞前小车的速度v =s 2-s 14T碰撞后小车的速度v ′=s 4-s 36T如果碰撞前后系统动量守恒,则m 1v =(m 1+m 2)v ′ 即m 1s 2-s 14T =(m 1+m 2)s 4-s 36T整理得m 1s 2-s 12=(m 1+m 2)s 4-s 33(3)在测量小车P 的质量时,忘记粘橡皮泥,则系统碰前的动量p 1的测量值小于真实值,故所测系统碰前的动量小于碰后系统的动量,即p 1p 2<1.4.(2022·河南新乡市二模)某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律,已知小球A 、B 的直径相同,质量分别为m 1、m 2。
2024高考物理真题分项解析专题28力学测量性实验和创新实验1.(2024高考重庆卷)元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。
某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化处理,设计了如图甲所示实验,探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。
该小组在位于同一水平线上的P、Q两点,分别固定一个小滑轮,将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码,让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。
当沙桶质量为136.0g时,沙桶从A点由静止释放,能到达最高点B,最终停在C点。
分析所拍摄的沙桶运动视频,以A点为坐标原点,取竖直向上为正方向。
建立直角坐标系,得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。
(1)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动,则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大,每根线对沙桶的拉力_____(选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”)。
沙桶在B点的加速度方向_____(选填“竖直向上”“竖直向下”)。
(2)一由图乙可知,沙桶从开始运动到最终停止,机械能增加_____J(保留两位有效数字,g=9.8m/s2)。
【答案】(1)①.逐渐增大②.竖直向下(2)0.11【解析】(1)[1][2]设细线与竖直方向夹角为θ,沙桶匀速上升2T cosθ=Mg当θ逐渐增大时,T逐渐增大,沙桶上升到最高点B然后下落,在最高点的加速度方向竖直向下。
(2)沙桶从开始运动到静止上升高度为8.4cm,机械能增加量为Mgh=0.136×9.8×0.084J=0.11J2.(2024年高考广东卷)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_____。
图乙是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。
相邻计数点的间距m/s(结果保留3位有已在图中给出。
专题28 实验:验证机械能守恒定律一、实验目的 验证机械能守恒定律。
二、实验原理如图所示,质量为m 的重物从O 点自由下落,以地面作为零重力势能面,若果忽略空气阻力,下落过程中在任意两点A 和B 处重物的机械能守恒,即221122AA B B mv ngh mv ngh +=+,该式亦可写成221122BA B A mv mv mgh mgh -=-。
等式说明,重物重力势能的减少量等于动能的增加量。
为了方便,可以直接从开始下落的O 点至任意一点(如图中A 点)来进行研究,这时应有212Amv mgh =,该式即为本实验要验证的表达式,式中h 是重物从O 点下落至A 点的瞬时速度。
三、实验器材打点计时器,低压交流电源,带有铁夹的铁架台,纸带,复写纸,带架子的重物,刻度尺,导线。
四、实验步骤1.安装置:按装置图安装器材,沿竖直方向将打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。
2.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。
先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落。
更换纸带重复做3~5次实验。
3.选纸带(1)用212nn mv mgh =验证时,应选取点迹较为清晰,且1、2两点间的距离略小于或接近2 mm 的纸带。
(2)用221122BA mv mv mg h -=∆验证时,由于重力势能具有相对性,选择纸带时应选适当的点为基准点,只要后面的点迹清晰就可选用。
五、数据处理方法一:利用起始点和第n 点进行计算。
将实验数据代入mgh n 和212n mv ,在实验误差允许的条件下,若mgh n 和212n mv 相等,则验证了机械能守恒定律。
方法二:任取两点进行计算。
(1)任取两点A 、B ,测出h AB ,算出mgh AB 。
(2)算出221122BA mv mv -的值。
(3)在实验误差允许的条件下,若mgh AB =221122BA mv mv -,则验证了机械能守恒定律。
二、实验题——拿下实验题压住上线分1. 实验题中的高频考点(1)基本仪器的使用(如多用电表、游标卡尺和螺旋测微器等);(2)力学设计性实验(测量动摩擦因数、验证牛顿第二定律实验等);(3)电阻的测量设计性实验;(4)伏安特性曲线的描绘;(5)测量电源电动势和内阻的设计性实验;(6)利用图象处理实验数据;(7)创新型实验。
2. 解答实验题的“3个关键点”——细、实、活【技法阐释】此类题考查常用仪器的结构、使用、读数问题,属于送分题。
这类问题失分的主要原因通常不是不会做,而是轻率粗心。
对读数问题是否要估读,对结果有效数字的位数和要求的单位要特别留心。
【典例佐证】1. [2013·安徽高考]Ⅰ.根据单摆周期公式T=2πlg,可以通过实验测量当地的重力加速度。
如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。
用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所示,读数为________mm。
Ⅱ.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为________mm,合金丝的直径为________mm。
[解析]Ⅰ.根据游标卡尺的读数方法,小钢球的直径=(18+6×0.1) mm=18.6 mm。
Ⅱ.校零时的读数为0.007 mm合金丝的直径=(0.5+14.5×0.01-0.007) mm=0.638 mm。
[答案]Ⅰ.18.6' Ⅱ.0.007' 0.6382. [2014·广西四校调研]某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:(1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率:分别为×1 k、×100、×10、×1,该同学选择×100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。
为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:b.两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0 Ω处。
2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍专题18力学试验目录一、热点题型归纳 (1)【题型一】纸带类问题 (1)【题型二】弹簧、橡皮条类实验 (7)【题型三】平抛和碰撞实验 (13)【题型四】创新型实验 (18)二、高考题型标准练 (23)一、热点题型归纳【题型一】纸带类问题【题型解码】1.平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端,给小车一个初速度,小车能匀速下滑。
2.三个关键点(1)区分计时点和计数点:计时点是指打点计时器在纸带上打下的点;计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。
要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。
(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源。
打点稳定后,再释放纸带。
(3)实验数据处理可借助图象,充分利用图象斜率、截距等的物理意义。
【典例分析1】(2020·吉林长春市二模)某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数,让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,纸带连在滑块上,打出的纸带如图1所示,图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点,打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,测得相邻计数点间距离标在图中,重力加速度g取10m/s2.(1)滑块与纸带的________端相连;(填“左”或“右”)(2)滑块与木板间的动摩擦因数为________________.(结果保留三位有效数字)(3)各步操作均正确的情况下,考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦,会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).【答案】(1)右(2)0.237(3)偏大【解析】(1)滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,所以滑块与纸带上点迹较疏的一端相连,即滑块与纸带的右端相连.(2)根据逐差法求得加速度大小为a =0.1255+0.1018-0.0782+0.05434×0.12m/s 2=2.37m/s 2由牛顿第二定律得μmg =ma ,解得μ=0.237.(3)由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦,导致摩擦力变大,测量的动摩擦因数与真实值相比偏大.【典例分析2】(2021·吉林“五地六校”合作体联考)如图甲所示装置可以进行以下实验:A .“研究匀变速直线运动”B .“验证牛顿第二定律”C .“研究合外力做功和物体动能变化关系”(1)在A 、B 、C 这三个实验中,__________需要平衡摩擦阻力。
2024届高考物理二轮复习 实验提高专题 (教师版)(4)姓名:___________班级:___________一、实验题1.(2023·重庆·高考真题)某实验小组用单摆测量重力加速度。
所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d 。
当量爪并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。
放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径d 为 mm 。
(2)用摆线和摆球组成单摆,如图乙所示。
当摆线长度l =990.1mm 时,记录并分析单摆的振动视频,得到单摆的振动周期T =2.00 s ,由此算得重力加速度g 为 m/s 2(保留3位有效数字)。
(3)改变摆线长度l ,记录并分析单摆的振动视频,得到相应的振动周期。
他们发现,分别用l 和2d l 作为摆长,这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg 随摆线长度l 的变化曲线如图所示。
由图可知,该实验中,随着摆线长度l 的增加,Δg 的变化特点是 ,原因是 。
【答案】 19.20 9.86 随着摆线长度l 的增加,Δg 逐渐减小 随着摆线长2.(2023·辽宁·高考真题)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。
现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下:a.测得样品截面的边长a= 0.20cm;b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数I= 0.40A,读出相应的电压表示数U,断开开关S;e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L和U,作出U—L图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。
回答下列问题:(1)L是丙到(填“甲”“乙”或“丁”)的距离;(2)写出电阻率的表达式ρ=(用k、a、I表示);(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ=Ω∙m(保留两位有效数字)。
高三物理训练----坚持两原则智取物理实验题1.读出如图所示的游标卡尺(50分度)与螺旋测微器、电流表、电压表、欧姆表(×10倍率)的读数.(1)________mm;(2)________mm;(3)________A;(4)________V;(5)________Ω.答案:(1)42.20(2)2.987(2.986~2.988均可)(3)0.34(4)2.22(2.20~2.23均可)(5)1602.某物理课外小组利用图(a)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:(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x,绘制x-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值如表所示.n=2时的x-t图象如图(b)所示;由图(b)求出此时小车的加速度(保留两位有效数字),将结果填入表中. n 1 2 3 4 5 a /(m·s -2) 0.20 0.58 0.78 1.00(4)利用表中的数据在图(c)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)利用a -n 图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留两位有效数字,重力加速度取g =9.8 m·s -2).(6)(多选)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)根据题图(b)可知,当t =2.00 s 时,位移x =0.78 m ,由x =12at 2,得加速度a =2x t2=0.39 m/s 2. (4)描点及图象如图所示.(5)由(4)图象求得斜率k =0.20 m/s 2.由牛顿第二定律得nm 0g =(m +Nm 0)a ,整理得a =m 0g m +Nm 0n ,即k =m 0g m +Nm 0,代入数据得m =0.44 kg. (6)若保持木板水平,则所挂钩码总重力与小车所受摩擦力的合力提供加速度,即nm 0g-μ[m +(N -n )m 0]g =(m +Nm 0)a ,整理得a =(1+μ)m 0g m +Nm 0n -μg ,可见a -n 图线仍是直线,但不过原点,且斜率变大,选项B 、C 正确.答案:(3)0.39 (4)见解析图 (5)0.44 (6)BC3.一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应时间Δt 的比值定义为角加速度β⎝⎛⎭⎫即β=ΔωΔt .我们用电磁打点计时器、刻度尺、游标卡尺、纸带(厚度不计)、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz ,A 、B 、C 、D ……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)实验步骤如下:①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动(即角加速度恒定); ③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.请回答下列问题:(1)由图乙可知,圆盘的直径为________cm.(2)由图丙可知,打下计数点D 时,圆盘转动的角速度大小为________rad/s.(结果保留三位有效数字)(3)圆盘转动的角加速度大小为________rad/s 2.(结果保留三位有效数字)解析:(2)由纸带可得v D =x CE 2T =(14.64-5.64)×10-20.2m/s =0.45 m/s , 由v =ωr 可知ω=v r=15.0 rad/s. (3)因β=ΔωΔt ,而v =ωr ,即Δω=Δv r ,且a =Δv Δt, 所以β=ΔωΔt =Δv Δtr =a r, 由逐差法可求得a =(14.64-5.64-5.64)×10-24×T 2m/s 2=0.84 m/s 2, 所以β=a r =0.840.03rad/s 2=28.0 rad/s 2. 答案:(1)6.000 (2)15.0 (3)28.04.某电池的电动势约为3 V ,某实验小组要测量该电池的电动势和内阻.(1)实验中要测量的电池内阻较小,实验器材除了被测电池以外,还有一电阻箱R ,一开关S ,若干导线,内阻R g =30 Ω、量程为1 mA 的电流表G ,阻值为2 970 Ω的定值电阻R 0,阻值为2.00 Ω的定值电阻R 1.请设计并画出合理的测量该电池电动势及内阻的实验电路图,图中标明相关器材的字母符号.象的纵坐标表示电流表的示数I ,横坐标表示的物理量是________.(3)若作出的图象在纵轴上的截距为I 0,图象斜率的绝对值为k ,则可求得该电池的电动势E =________,内阻r =________.(用测量量和所给量的符号表示)解析:(1)题目中给出了电阻箱和电流表,由于电流表的量程太小,若要改装成大量程的电流表,需要并联的电阻很小,题中所给条件不能满足实验要求,若要改装成一个量程为3 V 的电压表,需要串联一个电阻,U =I g (R g +R ′),U 为改装后电压表的量程,R ′为串联电阻,代入数据得3 V =1×10-3 A ×(30 Ω+R ′),解得R ′=2 970 Ω.因此用R 0与电流表串联可以改装成量程为3 V 的电压表,这样就可以用“伏阻法”测电池的电动势和内阻.由于电池内阻较小,电路中应串联一个保护电阻,增大等效电源的内阻.电路图如图.(2)由闭合电路欧姆定律得E =I (R g +R 0)+I (R g +R 0)R(R 1+r ), 得I =E R g +R 0-(R 1+r )I R , 因此横坐标表示的物理量应是I R. (3)由题意得I 0=E R g +R 0,R 1+r =k , 解得E =I 0(R g +R 0),r =k -R 1.答案:(1)如解析图所示 (2)I R(3)I 0(R g +R 0) k -R 15.随着力传感器的测量精度的提高,不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力(库仑力)成为可能.如图是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置,在抽成真空的玻璃容器A 内,M 、N 为完全相同的金属小球(带电后可视为点电荷),用绝缘支柱固定带电小球M ,用可调丝线悬挂原来不带电的小球N ,调控小球N 的位置,通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M 、N 间的距离,相邻刻度线间距离均为d ,通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B 可以显示丝线上的拉力,控制放电杆可以让带电小球完全放电.实验小组完成了以下操作:①在小球N 不带电时读出传感器示数F 0;②让小球N 与小球M 接触后,调整小球N 到位置1,读出并记录传感器示数F 1; ③继续调整小球N 分别到位置2、3、4,依次读出并记录传感器示数F 2、F 3、F 4; ④用放电杆使小球N 完全放电,再让小球N 与小球M 接触后,放回到位置1,读出并记录传感器示数F 5;⑤重复④的操作,依次读出并记录传感器示数F 6、F 7.(1)(多选)对于上述操作,下列判断正确的是________.A.根据②的操作,可求出小球N在不同情况下所受的库仑力B.根据①②③的操作,可研究库仑力跟点电荷距离间的关系C.根据②④⑤的操作,可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系D.要测定静电力常量k,还须准确测出小球M的带电荷量(2)小球N第一次与小球M接触后调整小球N到位置1,此时小球M、N间的库仑力大小为________.(3)实验中使用两个完全相同的金属小球,其作用是___________________________________________________________________________________________________.解析:(1)当小球N与小球M接触带电后,M、N间产生库仑斥力,小球N受到重力mg=F0、丝线拉力F1及库仑力F C1三个力,故库仑力F C1=F0-F1,需要①②及后续操作共同确定不同情况下所受的库仑力,A选项错误;②③操作保持M、N所带电荷量不变,因此结合①可研究库仑力跟点电荷距离间的关系,B选项正确;操作④⑤保持小球间距离不变,每次小球N放电后再与小球M接触,由于两球完全相同,使小球所带电荷量依次减小到前,要研究的是库仑力跟小球所带电荷量间的关系,需要①②④⑤四步的操作共同完成,次的12C选项错误;由库仑定律可知,要测定静电力常量,必须准确测定小球M的带电荷量,D 选项正确.(2)根据(1)可知F C1=F0-F1.(3)根据(1)可知,实验中使用两个完全相同的金属小球,是为了使小球N与带电小球M 接触时将小球M所带的电荷量平分.答案:(1)BD(2)F0-F1(3)使小球N与带电小球M接触时将小球M所带的电荷量平分6.如图甲,一条质量和厚度不计的纸带缠绕在固定于架子上的定滑轮上,纸带的下端悬挂一质量为m的重物,将重物由静止释放,滑轮将在纸带带动下转动.假设纸带和滑轮不打滑,为了分析滑轮转动时角速度的变化情况,释放重物前将纸带先穿过一电火花计时器,交变电流的频率为50 Hz,如图乙所示,通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的变化情况.图丙为打点计时器打出来的纸带,取中间的一段,在这一段上取了7个计数点A、B、C、D、E、F、G,每相邻的两个计数点间有4个点没有画出,其中:x1=8.05 cm、x2=10.34 cm、x3=12.62 cm、x4=14.92 cm、x5=17.19 cm、x6=19.47 cm.(1)根据上面的数据,可以求出D 点的速度v D =________m/s.(结果保留三位有效数字)(2)测出滑轮半径等于3.00 cm ,则打下D 点时滑轮的角速度为________rad/s.(结果保留三位有效数字)(3)根据题中所给数据求得重物下落的加速度为________m/s 2.(结果保留三位有效数字) 解析:(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知,D 点的瞬时速度:v D =CE 2T =(12.62+14.92)×10-22×0.1m/s ≈1.38 m/s. (2)由v =ωr ,则打下D 点时滑轮的角速度:ω=v D r =1.380.03rad/s =46.0 rad/s. (3)根据Δx =aT 2可知a =()x 4+x 5+x 6-()x 1+x 2+x 39T 2= ()14.92+17.19+19.47-()8.05+10.34+12.629×0.12×10-2 m/s 2≈2.29 m/s 2.答案:(1)1.38 (2)46.0 (3)2.29 7.某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13 V ,内阻小于3 Ω,由于电压表量程只有3 V ,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15 V 的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:(1)把电压表量程扩大,实验电路图如图甲,实验步骤如下,完成填空:第一步:按电路图连接实物;第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零;第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3 V ;第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为________V ;第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15 V 的电压表.(2)实验可供选择的器材有:A .电压表(量程为3 V ,内阻约为2 kΩ)B .电流表(量程为3 A ,内阻约为0.1 Ω)C .电阻箱(阻值范围0~9 999 Ω)D .电阻箱(阻值范围0~999 Ω)E .滑动变阻器(阻值为0~20 Ω,额定电流2 A)F .滑动变阻器(阻值为0~20 kΩ)电阻箱应选________,滑动变阻器应选________.(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E 和内阻r ,实验电路图如图乙所示,得到多组电压U 和电流I 的值,并作出U -I 图线如图丙所示,可知电池的电动势为________V ,内阻为________Ω.解析:(1)把量程为3 V 的直流电压表接一电阻箱,改装为量程为15 V 的电压表时,将直流电压表与电阻箱串联,整个作为一只电压表,由题意知,电阻箱阻值调到零,电压表读数为3 V ,由U 3 V =3 V 15 V,可得U =0.6 V ,则把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为0.6 V 时,即得到量程为15 V 的电压表.(2)由题意知,电压表的量程为3 V ,内阻约为2 kΩ,要改装成15 V 的电压表,根据串联电路的特点可知,所串联的电阻箱阻值应约为4×2 kΩ=8 kΩ,故电阻箱应选C ;在分压电路中,为方便调节,应选用阻值较小的滑动变阻器,即选E.(3)由题图丙读出,图线在纵轴的截距为U =2.3 V ,则电源的电动势为E =2.3×5 V =11.5V ,内阻为r =5ΔU ΔI =(2.3-1.5)×51.6Ω=2.5 Ω. 答案:(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5。
高考物理二轮选择题专题复习——力学选择题专练(共28题,有答案)1.2019年5月,我国第45颗北斗卫星发射成功。
已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km,是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右,则()A.该卫星的速率比“天宫二号”的大B.该卫星的周期比“天宫二号”的大C.该卫星的角速度比“天宫二号”的大D.该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大2.国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。
例如,由m和s可以导出速度单位m•s﹣1.历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太阳日定义秒。
但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。
1967年用铯﹣133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率△v=9192631770Hz定义s;1983年用真空中的光速c=299792458m •s﹣1定义m。
2018年第26届国际计量大会决定,7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应△v,m对应c)。
新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。
下列选项不正确的是()A.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性B.用真空中的光速c(m•s﹣1)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义C.用基本电荷e(C)定义安培(A),因为电荷量q与电流I存在I=q/t,而s已定义D.因为普朗克常量h(J•s)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位3.汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶。
前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为()A.10m B.20m C.25m D.50m4.从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。
专题02光学目录考情分析..........................................................................................................................................2知识建构..........................................................................................................................................3考点一光的反射平面镜成像 (4)【真题研析.规律探寻】........................................................................................................4 考法01光的直线传播.............................................................................................................4考法02光的反射.....................................................................................................................4考法03平面镜成像.................................................................................................................5【核心提炼.考向探究】............................................................................................................7 【题型特训.命题预测】............................................................................................................7 考点二光的折射光的色散....................................................................................................12【真题研析.规律探寻】..........................................................................................................12 【核心提炼.考向探究】..........................................................................................................13 【题型特训.命题预测】..........................................................................................................14 考点三凸透镜成像的规律 (18)【真题研析.规律探寻】 (18)【核心提炼.考向探究】............................................................................................................20【题型特计II.命题预测】..........................................................................................................20 考点四凸透镜成像规律的应用 (24)【真题研析·规律探寻】..........................................................................................................24 考法01凸透镜成像规律的应用.………………………………………………………………………………….24考法02眼睛和眼镜显微镜和望远镜………………………………………………………………………….24【核心提炼·考向探究】............................................................................................................26【题型特计II·命题预测】..........................................................................................................27考点要求课标要求光的直线传播厂—光的反射平面镜成像L|| 2.33探究并了解光的反射定律。
(4)测量金属丝的电阻率——2024届高考物理二轮复习电学实验专项突破1.在“金属丝电阻率的测量”实验中:(1)先用多用表粗测金属丝电阻,选挡开关×1挡,指针位置如图所示,读数为___________Ω。
(2)用螺旋测微器测量金属丝直径读数为___________mm。
(3)连接测量电阻的电路图,选择的电路为下图中的___________(“甲”或者“乙”)。
(4)测量金属丝的直径为d,长度为L,电压为U,电流为I,则电阻率表达式为___________。
2.小北在学习电路及其应用时,做了“金属丝电阻率的测量”实验。
(1)小北用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径如图(a)所示,该待测电阻丝的直径d为___________mm;(2)经粗测该段电阻丝的阻值x R约为4Ω,小北从实验室找到了如下几种实验器材:A.电流表1A(量程0-0.6A,内阻约5Ω)B.电流表2A(量程0-3A,内阻约0.5Ω)C.灵敏电流计G(量程0-3mA,内阻为100Ω)D.滑动变阻器1R(最大阻值5Ω,额定电流2.0A)E.滑动变阻器2R(最大阻值1kΩ,额定电流1.0A)F.定值电阻3R(阻值为900Ω)G.定值电阻4R(阻值为10Ω)H.直流稳压电源E(输出电压为3V),开关S,导线若干①为了使测量范围尽可能大,结果尽可能准确,上述器材中小北应选用的实验器材有(填写器材前的字母)___________;R表示).②根据所选用的实验器材,请在图(b)方框内画出实验电路图(电阻丝用x-图象的斜率为k,已测得金属丝的直(3)通过实验得到金属丝的伏安特性曲线I U径为d,长度为l。
则该金属丝的电阻率为___________.3.某同学要研究一质地均匀的圆柱形热敏电阻电阻率随温度的变化规律,其部分步骤如下:(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示,由图1可知其长度为_________mm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图2可知其直径为_________mm;(3)该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律:A.热敏电阻(常温下阻值约200Ω);B.温度计;A(60mA,约10Ω);C.电流表1A(3A,约0.1Ω);D.电流表2E.电压表V(6V,约15kΩ);R(200Ω,0.5A);F.滑动变阻器1R(5Ω,2A);G.滑动变阻器2H.蓄电池(6V,005Ω)I.开关一个,导线若干。
专题检测(二十八)题型技法——2招智取物理实验题1.以下仪器的读数分别是多少?读出下图中游标卡尺(50分度)与螺旋测微器、电流表、电压表、欧姆表(×10倍率)的读数。
(1)________mm;(2)________mm;(3)________A;(4)________V;(5)________Ω。
答案:(1)42.20 (2)2.986(2.985~2.987均可)(3)0.34 (4)2.22(2.20~2.23均可) (5)3002.(2017·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。
实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。
实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。
在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。
小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s,加速度大小为________ m/s2。
(结果均保留2位有效数字)解析:(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用,做匀减速直线运动,相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小,所以由题图(b)可知,小车在桌面上是从右向左运动的。
(2)滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴,其滴水的时间间隔为T =30 s 46-1=23s 。
根据匀变速直线运动的规律,可得小车运动到题图(b)中A 点位置时的速度大小为v A =0.117+0.1332T(m/s)≈0.19 m/s 。
根据逐差法,共有5组数据,舍去中间的一组数据,则加速度a =x 4+x 5-x 1-x 26T 2= 100+83-150-133 ×0.0016×⎝ ⎛⎭⎪⎫232 m/s 2≈-0.037 m/s 2。
因此加速度的大小为0.037 m/s 2答案:(1)从右向左 (2)0.19 0.0373.一小灯泡上标有“3 V 1.0 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个小灯泡的I U 图线,要求测量数据从零开始。
可选器材如下:A .电压表(0~3 V ,内阻10 k Ω)B .电压表(0~15 V ,内阻70 k Ω)C .电流表(0~3 A ,内阻0.4 Ω)D .电流表(0~0.6 A ,内阻1 Ω)E .滑动变阻器(10 Ω,2 A)F .滑动变阻器(500 Ω,1 A)G .学生电源(直流0~6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图甲而不选用图乙所示的电路来完成实验,请说明理由:__________________________________________________________________________。
(2)实验中电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________。
(用字母序号表示)(3)根据所选的原理图把下图所示的实物图连接完整。
(4)在一次测量时,电压表、电流表的示数如图所示,则电压测量值为U =________V ,电流测量值为I =________A ,此时小灯泡的发光功率为P =________W 。
(5)通过实验测量得到的数据已经描在了如图所示的I U 坐标系中,请用光滑的曲线将各点连接好。
解析:(1)由于测量数据要从零开始,故采用题图甲所示的分压式电路。
(2)因小灯泡额定电压为3.0 V ,故电压表选用A 。
小灯泡的额定电流为I 额=P 额U 额=1.03.0A =0.33 A ,则电流表选用D 。
滑动变阻器应选阻值较小的E 以方便调节。
(3)所连的实物图如图甲所示。
(4)由于电压表量程为0~3 V ,故电压表的读数为1.81 V ;电流表量程为0~0.6 A ,故电流表的读数为0.22 A 。
此时灯泡的功率为P =UI =1.81×0.22 W=0.398 W 。
(5)所描绘的伏安特性曲线如图乙所示。
答案:(1)描绘灯泡的I U 图线所测数据需从零开始 (2)A D E (3)见解析图甲(4)1.81 0.22 0.398(5)见解析图乙4.实验室在测定金属丝电阻率的实验中,提供的器材除多用电表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外,还有:A.粗细均匀的待测金属丝R xB.直流电流表A(0~5 mA,内阻约为5 Ω)C.直流电压表V(0~3 V,内阻约为5 kΩ)D.滑动变阻器R(阻值范围为0~20 Ω,额定电流为1 A)E.电源(3 V,内阻不计)(1)为了确定电路,先用多用电表的欧姆挡粗略测量待测金属丝的电阻。
现将多用电表的选择开关置于“×100”挡,按正确的步骤进行操作,表盘示数如图1所示,则电阻R x的粗略值为________Ω。
(2)实验时,先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,如图2所示是某次测量时的情况,读数为________mm。
(3)若要求在实验中金属丝两端的电压可以有较大变化,测量金属丝电阻的误差尽量小,请用笔画线代替导线,补上图3实物图中缺少的两根导线。
(4)某物理学习小组的两位同学在实验中,根据同一组数据进行正确描点后,甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线,如图4中甲、乙所示,根据你对实验的理解,你认为________同学的图线正确,根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω。
解析:(1)多用电表读数乘以倍率可得到电阻值,故R x=6×100 Ω=600 Ω。
(2)螺旋测微器读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,该次测量读数为0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm。
(3)滑动变阻器总阻值远小于待测金属丝的阻值,故滑动变阻器应采用分压式接法。
由于R x R A >R V R x,故电流表采用内接法。
实物图连接如图所示。
(4)当电压为零时,电流为零,图线过原点,故甲同学作出的图线正确;图线的斜率大小为金属丝的电阻值,故R = 2.855×10-3 Ω=570 Ω。
答案:(1)600 (2)0.700 (3)见解析图 (4)甲 5705.(2018届高三·哈尔滨三中摸底)某实验小组正在测定一节新型电池的电动势(约为3 V)和内阻,现要选取一个定值电阻R 0当做保护电阻。
(1)首先为了准确测量定值电阻R 0的阻值,在操作台上准备了如下实验器材:A .电压表V(量程3 V ,电阻约为4 k Ω)B .电流表A 1(量程1 A ,内阻约0.5 Ω)C .电流表A 2(量程3 A ,内阻约0.5 Ω)D .定值电阻R 0(阻值约为3 Ω)E .滑动变阻器R (0~10 Ω)F .开关S 一个,导线若干根据上述器材,在测量R 0阻值时应选择________(填序号)为电流表,其实验电路图应选图甲中的哪种接法________(填字母),经测量定值电阻R 0阻值为2.8 Ω。
(2)之后为了测量该新型电池的电动势和内阻,设计了如下实验,在图乙中将所选器材进行连接。
(3)根据实验记录做出U I 图线如图丙所示,从中可以求出待测新型电池的内阻为______Ω,电池电动势为________V(保留两位有效数字)。
解析:(1)新型电池的电动势约为3 V ,定值电阻R 0的阻值约为3 Ω,则通过定值电阻R 0的最大电流约为1 A ,故在测量R 0阻值时应选择电流表A 1;由于电压表内阻远大于R 0的阻值,故电流表采用外接的方法,即图a 所示。
(2)电路图实物连接如图所示。
(3)由电路图可得U =E -I (R 0+r ),则在电源的U I 图线中,图线斜率的绝对值表示定值电阻和电源内阻之和,即R 0+r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =3.75 Ω,所以电源的内阻r =0.95 Ω,I =0时对应的路端电压U 表示电源的电动势,故E =2.9 V 。
答案:(1)B a (2)图见解析 (3)0.95 2.96.在测量一节干电池的电动势和内阻实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路。
(1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P 调到________(填“a ”或“b ”)端。
(3)合上开关S 1,S 2接图甲中的1位置,滑动滑片P ,记录下几组电压表和电流表的示数;重置滑动变阻器,S 2改接图甲中的2位置,滑动滑片P ,再记录几组电压表和电流表的示数。
在同一坐标系内分别描点作出S 2接1、2位置时,电压表示数U 和电流表示数I 的图像,如图丙所示。
两图线均为直线,与纵轴的截距分别为U A 、U B ,与横轴的截距分别为I A 、I B 。
①S 2接1位置时,作出的U I 图线是图丙中的________(填“A ”或“B ”)线;②S 2接2位置时,干电池电动势的测量值________真实值,内阻的测量值________真实值。
(填“大于”“小于”或“等于”)解析:(1)实物连接如图所示。
(2)为保护电表,闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大,即滑片P 调到a 端。
(3)S 2接1位置时,由于电压表的分流,使得电流的测量值偏小,而短路电流(U =0时的电流,即图线与横轴的截距)不变,故电动势和内阻的测量值都偏小;S 2接2位置时,可将电流表内阻等效到电源内阻中,即外电压和干路电流的测量值是准确的,电源电动势的测量值等于电动势的真实值,但电源内阻的测量值等于电源内阻的真实值与电流表内阻的和。
答案:(1)见解析图 (2)a (3)①B ②等于 大于7.(2017·北京高考)如图1所示,用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母)。
A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________(选填选项前的字母)。
A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车。
若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点 B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。
在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。