专题16+实验题解题方法与技巧(热点难点突破)-2019年高考物理考纲解读与热点难点突破

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专题16+实验题解题方法与技巧(热点难点突破)-2019年高考物理考纲解读与热点难点突破

‎1.某实验小组欲测定一块电池的电动势E和内阻r,现有以下器材:‎ A.待测电池:电动势约为2 V,内阻约为1 Ω B.电压表V1:量程为0~500 mV,阻值为1 kΩ C.电压表V2:量程为0~5 V,阻值为1 kΩ D.定值电阻R2=3 kΩ E.定值电阻R3=7 kΩ F.电阻箱R(0~999 Ω)‎ G.开关一个、导线若干 ‎(1)为了消除电表内阻对实验的影响,作出图线的斜率更大,较准确测出此电池的电动势和内阻,设计了图甲所示的电路图,除已选定器材,电压表应选择________,R0应选择________.(选填器材前的字母序号)‎ ‎(2)根据正确选择的电压表,实验中示数如图乙所示,则该电压表的读数为________.‎ ‎(3)某同学根据上述器材,得到一组电压表和电阻箱示数,并作出-图线如图丙所示,(R为电阻箱的示数,U为电压表V的示数),由该图线可得被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果保留三位有效数字)‎ ‎【答案】(1)B(1分) D(1分) (2)440 mV(1分) (3)1.6(1.58~1.62 V)(1分) 1.04(1分)‎ ‎【解析】(1)电压表V2量程太大,电压表V1量程太小,应将电压表V1与定值电阻R2=3 kΩ,串联改装成一个量程为0~2 V的电压表. ‎ ‎2.用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变,细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a.‎ ‎(1)关于实验操作,下列说法正确的是________.‎ A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行 B.平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车在线的拉力作用下能匀速下滑 C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D.实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车 ‎(2)图乙为实验中打出纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出,测出各计数点到A点间的距离.已知所用电源的频率为50 Hz,打B点时小车的速度v=________ m/s,小车的加速度a=______m/s2.‎ ‎(3)改变细线下端钩码的个数,得到a-F图象如图丙所示,造成图线上端弯曲的原因可能是__________________________________________________________________________.‎ ‎【答案】(1)AD(2分) (2)0.316(2分) 0.93(2分)‎ ‎(3)随着所挂钩码质量m的增大,不能满足M≫m(4分)‎ ‎【解析】(1)在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,不应悬挂钩码,选项B错误;因为平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ,故tanθ=μ,所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面方向的分力,改变小车所受的拉力,不需要重新平衡摩擦力,选项C错误.‎ ‎(3)随着力F的增大,即随所挂钩码质量m的增大,不能满足M≫m,因此图线上部出现弯曲现象.‎ ‎3.某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒.在斜槽轨道的末端安装一个光电门B,调节激光束与球心等高,斜槽末端水平.地面上依次铺有白纸、复写纸,让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放,通过光电门后落在地面的复写纸上,在白纸上留下打击印.重复实验多次,测得小球通过光电门的平均时间为2.50 ms.(当地重力加速度g=‎9.8 m/s2)‎ ‎(1)用游标卡尺测得小球直径如图乙所示,则小球直径为d=________ mm,由此可知小球通过光电门的速度vB=________ m/s;‎ ‎(2)实验测得斜槽末端离地面的高度h=‎0.441 m,小球的平均落点P到斜槽末端正下方O点的距离x=‎0.591 m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=________ m/s;(结果保留三位有效数字)‎ ‎(3)在误差允许范围内,实验结果中小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0‎ 满足________关系,就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的.‎ ‎【答案】(1)5.00(1分) 2(1分) (2)1.97(2分) (3)vB=v0(1分)‎ ‎4. (1)某同学选择多用电表的“×‎1”‎挡测量一电阻的阻值.正确操作后得到如图甲所示的指针情况.则电阻的阻值约为________Ω.‎ ‎(2)为了精确测量该电阻Rx的阻值,该同学从实验室找来了下列器材:‎ 电流表A1(0~40 mA,内阻r1=11.5 Ω)‎ 电流表A2(0~100 mA,内阻r2≈5 Ω)‎ 滑动变阻器R(0~10 Ω)‎ 电源E(电动势1.5 V,有内阻)‎ 开关、导线若干 ‎①实验中要求调节范围尽可能大,在方框内画出符合要求的电路图,并在图中注明各元件的符号.‎ ‎②用I1、I2分别表示电流表A1、A2的示数,该同学通过描点得到了如图乙所示的I1-I2图象,则电阻的阻值为________Ω.‎ ‎【答案】(1)12 (2分)‎ ‎(2)①如图所示(4分) ②11.5(4分)‎ ‎5. (1)在“探究求合力的方法”实验中,下列器材中必须要用的是________、________。‎ ‎(2)下列两个学生实验中,必须要测量质量、时间和位移的是________。‎ A.用打点计时器测速度 B.探究加速度与力、质量的关系 ‎(3)电磁打点计时器用的电源为________,电火花打点计时器用的电源为________。‎ A.直流4~6 V B.直流220 V C.交流4~6 V D.交流220 V ‎【答案】(1)B D (2)B (3)C D ‎【解析】(1)做共点力合成的规律实验需要的实验器材有:方木板、白纸、刻度尺、绳套、弹簧测力计、图钉、三角板、橡皮条,不需要秒表、打点计时器,选项B、D正确。‎ ‎(2)用打点计时器测速度不需要测量质量,探究速度与力、质量的关系的实验需要测量质量、时间和位移,选项B正确。‎ ‎(3)电磁打点计时器用的电源为交流电4~6 V,选项C正确;电火花打点计时器用的电源为交流 220 V,选项D正确。‎ ‎6.某物理兴趣小组利用如图1所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表、电压表:量程5 V,内阻为RV、滑动变阻器:最大阻值5 kΩ、导线若干。回答下列问题:‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔短接,调零点。‎ ‎(2)将图1中多用电表的黑表笔和________(选填“1”或“2”)端相连,红表笔连接另一端。 ‎ 图1          图2‎ 图3‎ ‎(3)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图2所示,设此多用电表内电池的电动势为E,电阻“×1 k”挡内部电路的总内阻为r。调节滑动变阻器,测得多组多用电表的读数R和电压表读数U,由测得的数据,绘出如图3所示的-R图线,已知图中斜率为k,纵轴截距为b,则电源电动势E=________,电阻r=________(用k,b,RV表示)。‎ ‎【答案】(2)2 (3)  ‎7.《探究碰撞中的不变量》实验有多种实验方案,如图4所示的是一个常用方案。设入射球质量为mA,靶球质量为mB,实验前两球质量最佳的配置是mA________mB(填“大于”“小于”或“等于”)。在所记录的落点M、N、P中________段距离(填“OM”“ON”或“OP”)可用于测量入射球碰撞前的平抛速度;在误差允许的范围内,只要验证了某个关系式成立,便可确定在碰撞中存在守恒的物理量,需验证的关系式是________(‎ 用题中所列物理量及图中所标的字母表示)。‎ 图4‎ ‎【答案】大于 OP mA·OP=mA·OM+mB·ON ‎8.某同学在进行“探究加速度与力和质量的关系”实验时,经历了以下过程:‎ ‎(1)在实验准备过程中,发现实验室有两种打点计时器,如图1甲所示。该同学决定使用电火花打点计时器,该打点计时器对电源的要求是________。‎ A.交流220 V B.直流220 V C.交流4~6 V D.直流4~6 V ‎(2)该同学欲通过图乙所示装置打出的纸带(图丙)来判断是否已经平衡摩擦力。‎ 根据纸带的点迹可以判断:为进一步平衡摩擦力,图乙中垫块应向________(选填“左”或“右”)移一些。‎ ‎(3)在利用此装置做实验时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图丁。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)。则打下计数点3时小车的瞬时速度为________m/s,小车的加速度为________m/s2。(以上两空均保留两位有效数字)‎ 丁 图1‎ ‎【答案】(1)A (2)左 (3)0.38 0.16‎ ‎9.小明同学在测定电源电动势E及内阻r(E约为4.5 V,r约为1.5 Ω)实验中, 实验室中的器材有:量程为3 V的理想电压表,量程为0.6 A的电流表A(具有一定内阻),固定电阻R0,滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω),开关K,导线若干。‎ ‎(1)固定电阻R0应选用________(填“A”或“B”)。‎ A.阻值9 Ω,额定电流3.6 A B.阻值1 Ω,额定电流1.5 A ‎(2)在虚线框内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)。‎ ‎(3)图2是某次测量中的电压表示数为________ V。‎ ‎(4)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。则可求出E=________, r=________。(用I1、I2、U1、U2 及R0表示)‎ 图2‎ ‎【答案】(1)A (2)见解析图 (3)1.00(1.00±0.01都对) (4) -R0‎ ‎【解析】(1)因电源电动势4.5 V,电压表量程为3 V,则在电源内阻和定值电阻R0上至少要分得1.5 V电压可知,定值电阻要选择A。‎ ‎(2)电路图如图。‎ ‎10.(1)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,如图3所示,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合的瞬间,发现电流表指针向右偏转,能使电流表指针向左偏转的实验操作是________。‎ 图3‎ A.拔出线圈A B.迅速向右移动滑动变阻器的滑片 C.断开开关 D.在线圈A中插入铁芯 ‎(2)在 “插针法”测定玻璃折射率实验中,某同学在操作时不小心使玻璃砖向上平移如图4所示,则他测出的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”);该同学发现问题后及时做出调整后实验,如图5所示,他插第四枚大头针的依据是________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ 图4        图5‎ ‎【答案】(1)AC (2)不变 眼睛在另一侧看大头针,第4枚大头针把P1、P2、P3处的大头针都挡住 ‎(2)如图所示。‎ 实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图,而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图,通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律n=可知,测得的折射率将不变。根据光路的可逆性可知,他插第四枚大头针的依据是眼睛在另一侧看大头针,第4枚大头针把P1、P2、P3处的大头针都挡住。‎ ‎11.某同学采用如图1甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。‎ 图1‎ ‎(1)除了图甲装置中的器材之外,还必须从图乙中选取实验器材,其名称是________;‎ ‎(2)指出图甲装置中不合理的地方(一处)__________________________;‎ ‎(3)小明同学得到了如图丙的一条纸带,读出0、4两点间的距离为________cm;‎ ‎(4)已知打点计时器的电源频率为50 Hz,打下计数点5时纸带速度的大小为________m/s(保留2位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)刻度尺 (2)重锤离打点计时器太远 ‎(3)3.10 (4)0.91‎ ‎12.小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,为了更准确选取电压表和电流表的合适量程,决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。‎ ‎(1)在使用前发现电表指针位置如图2甲所示,该同学应该调节哪个位置________(选“①”或者“②”);‎ ‎(2)小明使用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡电阻阻值,读数如图乙所示,为了更准确地进行测量,小明应该旋转开关至欧姆挡________(填“×100”挡或“×1”挡)两表笔短接并调节________(选“①”或者“②”)。‎ ‎(3)按正确步骤测量时,指针指在如图丙位置,则小灯泡阻值的测量值为________Ω。‎ 图2‎ ‎【答案】(1)① (2)×1 ② (3)28 Ω(25~30范围内都可)‎ ‎【解析】(1)使用前指针不指零,应调机械调零旋钮①。‎ ‎(2)示数太小,应换小倍率,所以小明应旋转开关至欧姆挡“×1”,两表笔短接,欧姆调零,应调欧姆调零旋钮②。‎ ‎(3)电阻表读数规则是“示数×倍率”,读数应为28×1 Ω=28 Ω ‎13. (1)某同学用如图3所示的实验装置“探究电磁感应的产生条件”,发现将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时,甲图中的电流表发生明显偏转,乙图中的小灯泡始终不发光(检查电路没有发现问题),试分析小灯泡不发光的原因________________________________。‎ 图3‎ ‎(2)下列关于“用双缝干涉测量光的波长”实验的操作,正确的是________。‎ A.光具座上从光源开始依次摆放凸透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头和目镜 B.将单缝向双缝靠近,相邻两亮条纹中心的距离减小 C.将滤光片从红色换成绿色,观察到的条纹间距增大 D.单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节 ‎【答案】(1)感应电流太小 (2)D ‎【解析】(1)根据感应电流产生条件,结合题意,将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时,甲图中的电流表发生明显偏转,乙图中仍有电流,而小灯泡始终不发光原因是电流的值太小。‎ ‎14.(1)小王同学用如图1甲所示的装置做“探究合力做功与物体速度变化关系”的实验,小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。‎ 图1‎ 在实验准备过程中,小王整理了一些实验器材(导线未画出) 如图乙所示,还缺少两种器材是________。实验中,该同学发现纸带有如图丙所示的两种穿法,________(填“A”或“B”)的穿法更合理。‎ ‎(2)小张同学用如图2所示装置,尝试通过测得细绳拉力(悬挂重物重力近似等于拉力)做的功和小车获得的速度的值进行探究,则 图2‎ ‎①下列说法正确的是________。‎ A.该方案需要平衡摩擦力 B.该方案需要重物的质量远小于小车的质量 C.该方案操作时细线应该与木板平行 D.该方案处理数据时应选择匀速时的速度 ‎②某次获得的纸带如图3所示,小张根据点迹标上了计数点,计数点2在刻度尺上的读数为________ cm,并求出计数点2的速度为________ m/s(计算结果保留3位有效数字)。‎ 图3‎ ‎【答案】(1)低压交流电源(或学生电源) 刻度尺 B (2)①ABC ②4.36(4.35~4.39) 0.410(0.405~0.415)‎ ‎【解析】(1)除了图中已有的实验器材以外,要计算小车的速度v=,其中t由打点计时器给出,还需要刻度尺来测量长度,因此还缺少低压交流电源(或学生电源)和刻度尺。纸带应该放在复写纸下面,故选项B正确。‎ ‎15.(1)用如图4所示的电路,做测定电池的电动势和内阻实验并用图象法处理数据过程中,下列说法正确的是________。‎ 图4‎ A.用旧电池比新电池效果好 B.实验中滑动变阻器不能短路,若当滑动变阻器短路时,通过电源的短路电流无穷大,导致电源损坏 C.用图象法处理数据时选择坐标轴的标度,应使表示实验数据的点尽可能地集中 D.选择坐标轴的标度时,应使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸 ‎(2)用多用电表测某一元件的物理量,指针偏转如图5所示,其示数为________。‎ ‎(3)在某次测量时电表欧姆挡示数如图6所示,为了更准确地测量阻值,应完成以下步骤:‎ ‎①将选择开关旋转到“2”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)‎ ‎②将两表笔短接并调零,应使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。‎ 图5             图6‎ ‎【答案】(1)AD (2)2.00 V (3)①×1 ②电阻 ‎(2)从图中可知电表测量电压,所以读数为2.00 V。‎ ‎(3)从图中可知指针偏转角度过大,被测电阻小,所以使用小挡位“×1”挡;并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的“0”刻线。‎ ‎16.小洁同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中:‎ ‎(1)在利用游标卡尺测量摆球直径时,测得示数如图7甲所示,则该摆球的直径d=________ mm。‎ ‎(2)在测摆长L时,她将刻度尺的零刻度线与悬点对齐,示数如图乙所示,由此可知该单摆的摆长为L=________ cm。‎ 图7‎ ‎(3)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________。‎ A.摆线要选择细些的,伸缩性小些的,并且尽可能长一些 B.摆球尽量选择质量大些,体积小些的 C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度 D.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置小于5度,在释放摆球的同时开始计时,当摆球第n次回到开始位置时停止计时,若所用时间为Δt,则单摆周期T= ‎【答案】(1)14.3 (2)76.20(76.20±0.02) (3)AB ‎【解析】(1) 由图可知,主尺读数为14 mm,游标尺上第4条刻度线与主尺上某一刻度线对齐,则游标尺的读数为3×0.1 mm=0.3 mm,所以摆球直径为14 mm+0.3 mm=14.3 mm。‎ ‎(2)摆长等于悬点到球心的距离,分度值为1 mm,则摆长L=76.20 cm。‎ ‎ ‎
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