高考物理-物理探究实验-专题练习一物理试卷

一、实验题

1. 难度：中等

待测电阻R_x的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A₁（量程150mA，内阻约为10）

B．电流表A₂（量程20mA，内阻r₂＝30）

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000）

D．定值电阻R₀＝100

E.滑动变阻器R₁，最大阻值为5，额定电流为1.0A

F.滑动变阻器R₂，最大阻值为50，额定电流为0.5A

G.电源E，电动势E＝4V（内阻不计）

H.电键S及导线若干

（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材

（均用器材前对应的序号字母填写）

（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R_x的最佳实验电路图并标明元件符号；

（3）待测电阻的表达式为R_x＝                 ，式中各符号的物理意义为         。

2. 难度：中等

某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

（1）你认为还需要的实验器材有____________。

（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_______________，实验时首先要做的步骤是_______________。

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v₁与v₂（v₁<v₂）。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）

3. 难度：简单

用如图所示装置测量重锤的质量M，其主要实验步骤如下：

(1)在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m₀的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门；

(2)调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的时间to；

(3)从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时 间分别为t_l、t₂……。

根据上述实验回答下列问题：

   

①挡光时间为t时，重锤的加速度为a₀；从左侧取下1块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为t_l，重锤的加速度为a₁，则___________（结果用t₀和t₁表示）。

   ②设从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，重锤下落的加速度为a_i，根据实验数据， 作出一i的图线是一条直线，若直线的斜率为k，则重锤的质量M=____。

4. 难度：简单

在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验中，如图甲是一条记录小车运动情况的纸带，A、B、C、D、E为相邻计数点，相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，（1）计算各点的瞬时速度，v_B=______m/s，v_C=2.64m/s，v_D=3.90m/s，v_E=5.16m/s；

（2）在图乙所示坐标中作出小车的v﹣t图线_______，并根据图线求出a=_______m/s²。

5. 难度：中等

（4分）如图所示为某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置，该装置为水平放置的木板上固定有一张白纸，一橡皮筋的一端固定在白纸上的O点，另一端A拴两个细绳套。

（1）对于该实验，下列说法正确的是（  ）（填字母代号）

A．两细绳套必须等长

B．若将细绳也换成橡皮筋，对实验结果无影响

C．记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线

D．实验中，用两只弹簧测力计拉橡皮筋时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大

（2）在用弹簧测力计做“验证力的平行四边形定则”的实验时，使其中一弹簧测力计拉力F_l的大小不变，逐渐增加F₁与合力之间的夹角，且保证两弹簧测力计之间的夹角小于90°。此过程中橡皮筋结点位置不变．对另一个弹簧测力计的拉力F₂的大小和方向与原来相比，下面说法中正确的是（）（填字母代号）

A．F₂一直变大。与合力方向的夹角一直增大

B．F₂一直变大，与合力方向的夹角先变大后变小

C．F₂一直变小，与合力方向的夹角一直减小

D．F₂先减小后增大，与合力方向的夹角先减小后增大

6. 难度：中等

某小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：

小灯泡L，规格“4.0 V，0.7 A”；

电流表A₁，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；

电流表A₂，量程0.6 A，内阻R₂＝0.2 Ω；

电压表V，量程3 V，内阻R_V＝9 kΩ；

标准电阻R₁，阻值1 Ω；

标准电阻R₂，阻值3 kΩ；

滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；

学生电源E，电动势6 V，内阻不计；

开关S及导线若干。

（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为______ Ω。

（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是______ V。

（3）小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所提供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。

7. 难度：简单

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流．他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．

（1）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的瞬时速度v_C是____m/s；（保留两位有效数字）

（2）计算该物体的加速度a为_____m/s²；（保留两位有效数字）

（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_____（填“大”或“小”）．

8. 难度：简单

从以下器材中选取适当的器材，设计一个测量阻值约为15KΩ的电阻R_x的电路，要求方法简捷，R_x两端的电压从零开始变化，要尽可能提高测量的精度．

电流表A₁：量程300μA，内阻r₁为300Ω，

电流表A₂：量程100μA，内阻r₂=500Ω，

电压表V₁：量程10V，内阻r₃约为15KΩ，

电压表V₂：量程3V，内阻r₄≈10KΩ；

电阻R₀：阻值约为25Ω，作保护电阻用，额定电流为1A，

滑动变阻器R₁，阻值约为50Ω，额定电流为1A，

滑动变阻器R₂，阻值约为1000Ω，额定电流为1A，

电池组E：电动势4.5V，内阻很小但不可忽略，

开关及导线若干．

（1）应选用的电流表、电压表、滑动变阻器分别是：     、     、     （填仪表代号）

（2）在方框中画出实验电路图

（3）用所测数据对应的物理量计算R_x，计算表达式为R_x=        ．

9. 难度：中等

如图甲,质量为M 的滑块A 放在气垫导轨B 上,C 为位移传感器,它能将滑块A 到传感器C 的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A 的位移—时间(s—t)图象和速率—时间(v —t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.

 

(1)现给滑块A 一沿气垫导轨向上的初速度,A 的v— t 图线如图乙所示.从图线可得滑块A 下滑时的加速度a=________m/s²(保留1位有效数字),摩擦力对滑块A 运动的影响___________.(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)

(2)此装置还可用来测量重力加速度g.实验时通过改变h 的大小,测出对应的加速度,然后作出a— h 图象(a 为纵轴,h 为横轴),图象中的图线是一条倾斜的直线,为求出重力加速度g 需要从图象中找出.

A． 图线与a 轴截距a0;    B 图线与h 轴截距b0;

C． 图线的斜率k;         D 图线与坐标轴所夹面积S

则重力加速度g=________ (用题中和选项中给出的字母表示).

(3)将气垫导轨换成滑板,滑块A 换成滑块A′,给滑块A′一沿滑板向上的初速度,A′的s- t图象如图丙,则其v-t 图象是的__________(填“对称”或“不对称”),原因是____________.通过丙图可求得滑块与滑板间的动摩擦因数μ=_____________ .(结果保留2位有效数字)

二、填空题

10. 难度：简单

有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是______mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是______mm。

三、实验题

11. 难度：中等

（6分）某学生用图（a）琐事的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。

（1）物块下滑是的加速度a=m/s²；打点C点时物块的速度v=m/s；

（2）已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是（填正确答案标号）。

A．物块的质量     B．斜面的高度       C．斜面的倾角

12. 难度：中等

（10分）某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”。图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m₁，小盘(及砝码)的质量为m₂。

（1）下列说法正确的是

A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源

B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C．本实验中应满足m₂远小于m_l的条件

D．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a-m_l图象

（2）实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x_l、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v_F=________________、小车加速度的计算式a=________________________。

（3）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F的图象如图丙所示。若牛顿第二定律成立，重力加速度g=" 10" m/s²，则小车的质量为__________kg，小盘的质量为__________kg。

（4）实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为___________m/s²。

13. 难度：简单

实验小组的同学在“验证牛顿第二定律“实验中，使用了如图所示的实验装置，

（1）在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有______（选填测量仪器前的字母）

A．游标卡尺

B．刻度尺

C．秒表

D．天平

（2）实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是_______。（选填选项前的字母）

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂和砂桶的总质量的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车，观察判断小车是否做匀速运动

（3）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图所示的图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是_______。（选填选项前的字母）

A．木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小

B．木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大

C．小车质量远大于砂和砂桶的质量

D．砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量

（4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为___________。

14. 难度：简单

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两计数点之间时间间隔为T。

(1)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅ =______________。 

(2)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=___________________。

(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_____________(选填“大”或“小”)。