【优化设计】2016高考物理二轮复习 阶段训练（五）物理实验.doc

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1、1阶段训练阶段训练(五五)物理实验物理实验(时间:45 分钟满分:100 分)1 1.(12 分)(1)图甲是探究加速度与力、质量关系的实验示意图。根据某次实验记录的数据,作出a-F图线如图乙所示,图线不经过原点的原因是;平衡摩擦时,主要是平衡了之间及之间的摩擦。(2)几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后,重新设计了一个实验如图丙所示,滑块m0放在气垫导轨上,并在滑块上固定一个速度传感器,力传感器固定在另一水平台子上,分别与两台电脑相连,气垫导轨连上气泵并调成水平。多次改变钩码m的质量,由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值。则下列说法正确的是()丙A.由于空气阻力

2、及绳子与滑轮间的摩擦很小,可以得出aF的结论,图线是倾斜的直线B.力传感器测得的力F=,在实验时应确保钩码的质量m远小于滑块的质量m0C.除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外,动滑轮C的质量是实验最大的误差来源D.实验中测出加速度a的值不可能大于重力加速度g2 2.甲(20 分)(2015山东滕州实验中学期末)用如图甲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 6 V 的交流和直流两种电流。重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律。(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

3、A.按照图示的装置安装器件;B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;C.用天平测量出重锤的质量;D.先释放纸带,然后接通电源开关打出一条纸带;E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能。2其中没有必要或操作不恰当的步骤是(填写选项对应的字母)。(2)如图乙所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取 6 个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交变电流的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为,在打O点和E点这段时间

4、内的重力势能的减少量为。乙丙(3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是(选填“大于”或“小于”)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出问中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v6,并作-hn图象,如图丙所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为。3 3.(22 分)某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”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,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值 5 k;导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“1k”挡,再将红表笔和黑表笔,进行调零。(2)将图甲中多

5、用电表的红表笔和(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示。多用电表和电压表的读数分别为k和V。(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0k和 4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为k。(5)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,如图丁所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为V,电阻“1k”挡内部电路的总电阻为k。34 4.(23 分)(2015江西红色六校联考)为了测

6、量某电池的电动势E(约为 3 V)和内阻r,可供选择的器材如下:A.电流表 G1(2 mA,内电阻为 100)B.电流表 G2(1 mA,内电阻未知)C.电阻箱R1(099.9)D.电阻箱R2(09 999.9)E.滑动变阻器R3(010 1 A)F.滑动变阻器R4(01 000 10 mA)G.定值电阻R0(800 0.1 A)H.待测电池I.导线、开关若干(1)采用如图甲所示的电路,测定电流表 G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表 G2的示数I2如下表所示:I1/mA0.400.811.201.592.00I2/mA0.200.400.600.801.00根据测量数据,请在图乙坐标

7、中描点作出I1-I2图线,由图线可得出电流表 G2的内阻等于。(2)某同学在现有器材的条件下,要测量该电池的电动势和内阻,采用了图丙的电路,若把电流表 G2改装成量程为 3 V 的电压表,则电阻箱该调到。把电流表 G1改装成量程为 0.5 A 的电流表,则电阻箱该调到。(结果保留两位数字)(3)以 G2示数I2为纵坐标,G1示数I1为横坐标,作出I2-I1图象如图丁所示,结合图象可得出电源的电动势为V,电源的内阻为。(结果均保留两位有效数字)5 5.(23 分)(2015安徽皖北协作区联考)某同学发现很多教辅用书中提到的二极管正接电阻均是某一定值,而他又注意到人教版高中物理教材中写到“二极管是

8、非线性元件,它的电阻与通过电流的大小有关”。他为了探求真知,找来一个 LED 蓝光二极管:(1)他首先利用多用电表对它的正向电阻进行粗略测量,如图甲所示,下面说法中正确的是()A.欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端B.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大C.若采用“100”挡测量时,发现指针偏角过大,应换“10”挡,且要重新进行欧姆调零D.若采用“10”挡测量时,发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央,测量值应略大于 175(2)为了正确描绘出该二极管正接时的伏安特性曲线,可供选择的器材如下:直流电源E:(电动势为 3 V,内阻不计)电流传感器 mA:(量程-10 mA+10 mA,

9、相当于理想电流表,能较为精确地测出通过二极管的电流)电压表 V:(量程 1 V,内阻为 1 k)4定值电阻R0:阻值为 2 k滑动变阻器R1:(010)滑动变阻器R2:(01 000 k)开关、导线若干实验中滑动变阻器应选(选填“R1”或“R2”);请在图乙方框中画出实验电路原理图;实验记录的 8 组数据如下表所示,其中 7 组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出I-U图象;I/mA00.100.310.610.781.203.105.00U/V 00.610.961.522.032.352.642.75由所绘制图象可知,他选用的 LED 蓝光二极管是(选填“

10、线性”或“非线性”)电学元件。参考答案1 1.答案:(1)平衡摩擦力时木板倾角太大小车与木板纸带与打点计时器(2)A解析:(2)定滑轮只改变绳拉力的方向,并不改变拉力的大小,故力传感器的示数即滑块m0所受合外力,即F=m0a,选项 A 正确;因钩码m有加速度,故F,选项 B 错误;动滑轮质量对本实验无影响,选项C 错误;若Fm0g,则加速度a可能大于g,选项 D 错误。评分标准:本题共 12 分。第(1)问 9 分,第(2)问 3 分。52 2.答案:(1)BCD(2)mgh5(3)大于m解析:(1)没有必要或操作不恰当的步骤是 BCD。B 项应将打点计时器接到电源的交流输出端上;C 项没有必

11、要用天平测量出重锤的质量;D 应为先接通电源,再释放纸带,打出一条纸带。(2)打E点的速度为vE=,动能增量Ek=;重力势能减少量Ep=mgh5。(3)因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能;即Ffhn=mghn-,解之得Ff=mg-=m=m。评分标准:本题共 20 分。第(1)问 4 分,第(2)问 8 分,第(3)问 8 分。3 3.答案:(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0解析:(1)欧姆表调零前,需要将两表笔短接。(2)应用多用电表的欧姆挡时,电流从黑表笔流出,所以黑表笔接电压表正极,即黑表笔接 2,红表笔

12、接 1。(3)欧姆表选用的倍率是“1k”,欧姆表的读数 15.01 k=15.0 k;电压表量程为 05 V,最小分度值 0.1 V,读数时需要估读一位,为 3.60 V。(4)当滑动变阻器的阻值为 0 时,欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻,所以为 12.0 k。(5)由(4)知,电压表内阻 12.0 k,在(3)中,欧姆表的读数为 15.0 k,所以此时接入电路的滑动变阻器的阻值为 3 k,设电动势为E,多用表内阻为R,根据(3)和(4)中给的两组数据可知,两式联立得E=9.00 V,R=15.0 k。评分标准:本题共 22 分。第(1)(2)每问 2 分,第(3)(4)(5)每问 6 分。

13、4 4.答案:(1)如解析图所示200(2)2 8000.40(3)2.78.6解析:(1)描点作出I1-I2图线如图所示,从表格中的数据看,I1与I2成正比。图线为过原点的直线,电流表 G2和电流表 G1并联,电流之比就是内阻的反比。如图,=2,电流表 G1的内阻是 100,所以电流表 G2的内阻等于 200。(2)因为电流表 G2(量程为 1 mA,内电阻为 200),把它改装成 3 V 的电压表时,由于电流表上的电压为 0.2 V,故串联的电阻上的电压为 2.8 V,电阻箱该调到电阻的大小为R2=2 800。(3)由图象可知,当I1=0 时,I2=0.9 mA,故E=(3 000+r+R

14、1)0.9 mA;当I1=0.4 mA 时,I2=0.6mA,通过计算得出电阻R1的阻值为 0.4,故此时通过R3的电流约为 100 mA,所以通过电池的电流也约为 100 mA,而此时的路端电压为 0.6 mA3 000=1.8 V,所以E=1.8 V+100 mA(r+R1);以上两式联立方程解得E=2.7 V,r+R1=9.0,故电源的内阻r=8.6。评分标准:本题共 23 分。第(1)问 7 分,第(2)问 6 分,第(3)问 10 分。5 5.答案:(1)AC(2)R1见解析图甲见解析图乙非线性解析:(1)由于欧姆表的A表笔内部接电源的正极,故欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端,选项 A 正确;由于人体是导体,双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏小,故 B 错误;若采用“100”挡测量时,发现指针偏角过大,故为使指针指中央刻度附近,则应换“10”挡,且要重新进行欧姆调零,选项 C 正确;欧姆表刻度是左密右疏,选择“10”挡测量时发现指针位于 15 与 20 正中间,即测量值小于 175,选项 D 错误;故选 A、C。(2)实验中滑动变阻器应选阻值较小的R1;电路图如图甲所示:甲如图乙所示:6乙由所绘制图象可知,他选用的 LED 蓝光二极管是非线性电学元件。评分标准:本题共 23 分。第(1)问 6 分,第(2)问 17 分。