衡阳市新高考物理实验题100题汇总含解析.pdf
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1、word版可编辑】衡阳市新高考物理精选实验题100题汇总精选高考物理实验题100题含答案有解析1.某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。用如图甲所示的装置做实验,图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上,拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。实验时,下列操作必要且正确的是 oA.将长木板右端适当垫高,使小车前端的滑轮不挂砂桶时,小车能自由匀速滑动B.为了减小误差,实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量C.实验时,拉小车前端滑轮的细线必须保持水平D.实验时,使小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录拉力传感器的7K数(2)在正确、规范的操作下,打出一条如图乙所
2、示的纸带,每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离,打点计时器电源的频率为50H z。则打计数点3 时,小车的速度大小匕=m/s;小车做匀加速直线运动的加速度大小。=m/s2.(结果均保留三位有效数字)5.01 7.50 10.01 12.50 14.99 17.50单位:cm 0 1 2 3 4 5 67乙(3)带滑轮的长木板水平放置,保持小车质量M 不变,改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数产和 小 车 对 应 的 加 速 度 作 a-F 图象。下列图线正确的是 o【答案】AD 1.13 2.5()B【解析】【详解】(1)1A.为使小车的合外
3、力等于小车受到的拉力,必须平衡摩擦力,故 A 正确;B.小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍,不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力,实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,故 B 错误:C.细线必须与木板保持平行,因为平衡了摩擦力,木板不水平,所以细线也不水平,故 C 错误;D.为充分利用纸带,小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,故 D 正确。故选AD。(2)2打点计时器电源的频率为5 0 H z,相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,则相邻计数点间时间间隔T=0.10s根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得X5+X4
4、V,=-2T代入数据可得v3 1.13m/s根据逐差法有一九 一七9 T 2代入数据可得a 2.50m/s2(3)4木板水平放置时,没有平衡小车受到的摩擦力,则有2F f =Ma整理得2 /a=F-M M则。-尸图象为不过原点的斜线,故 B 正确,ACD错误。故选B。2.某实验小组要测量两节干电池组的电动势和内阻,实验室有下列器材:A.灵敏电流计G(05 m A,内阻约为60。)B.电压表V(03 V,内阻约为10k。)C.电阻箱 Ri(0-999.952)D.滑动变阻器 R2(0-10052,1.5A)E.旧电池2 节F.开关、导线若干(1)由于灵敏电流计的量程太小,需扩大灵敏电流计的量程。
5、测量灵敏电流计的内阻的电路如图甲所示,调节 R2的阻值和电阻箱使得电压表示数为2.00V,灵敏电流计示数为4.00mA,此时电阻箱接入电路的电阻为1.0 Q,则灵敏电流计内阻为 C;(保留1位小数)(2)为将灵敏电流计的量程扩大为60m A,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,则应将电阻箱R i的阻值调为(保留3 位有效数字);(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路,根据测得的数据作出U-IG(IG为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示,则 该 干 电 池 组 的 电 动 势=V;内阻k。(保留3 位有效数字)。【答案】50.()4.55 2.910.01 1 1 0【解析】【分析】【详解
6、】(1)口1 根据电路结构和欧姆定律得U=I(Ri+Rc)解得&=J-/?,=50.0Q(2)2根据并联电路特点可得,电阻箱R1的阻值5xlQ-3x50.0(60 5)x10-3Q=4.55。(3)3由闭合电路欧姆定律可得E=U+IGRG+121G r解得U=E-IG(RG+nr)根据u -图象可得电源电动势E=2.91V图象斜率为uA/(rJRG+1 2r4解得电源内阻r=ll.OQ3.在“探究求合力的方法”实验中,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N 的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其 中 正
7、 确 的 是 一。A.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置。时,拉力要适当大些B.再次进行验证时,结点O 的位置必须保持相同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.拉橡皮条的细线要稍长一些,标记同一细绳方向的两点距离要远一些(2)实验小组用图甲装置得到了如图乙所示的两个分力拓、F2及合力F 的图示。关于合力与分力的关系,某同学认为用虚线连接Fi和 F 的末端A、C,则 AOC如图丙构成一个三角形,若满足,则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。【答案】ACD AC与表示分力F2的 OB长度相等,方向平行【解析】【分析】【详解】(1)1A.合力与分力的关系为等
8、效替代的关系,效果是相同的,所以在同一次实验时,需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,则必定结点O 的位置要相同,同时拉力的大小要适当大一些,可以有效减小误差。故 A 正确。B.在重复实验再次进行验证时,结点O 的位置可以与前一次不同。故 B 错误。C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线,可以减小因摩擦产生的误差。读数时视线应正对测力计刻度,可以减小偶然误差。故 C 正确。D.拉橡皮条的细线要长一些,标记用一细绳方向的两点要远一些,可以减小方向误差,故 D 正确。故选ACD(2)2根据平行四边形定则可知若AC与表示分力F2的 OB长度相等,方向平行,则说明合力与分力之间的关
9、系满足平行四边形定则。4.图甲,用伏安法测定电阻约5。的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节干电池。每节电池的电动势约为1.5V,实验室提供电表如下:A.电流表Ai(O3 A,内阻0.0125。)B.电流表A2(00.6 A,内阻约为0.125。)C.电压表Vi(03 V,内阻4kC)D.电压表V2(01 5 V,内阻15k。)(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选,电 压 表 应 选(填 写 仪 器 前 字 母 代 号)。(2)用螺旋测微器测电阻丝的直径如图乙所示,电阻丝的直径为 mm。(3)根据原理图连接图丙的实物图(4)闭合开关后,滑动变阻器滑片调至一合适位置后不动,多次改变线夹P 的位置,
10、得到几组电压、电流和对应的OP段的长度L,计算出相应的电阻后作出R-L 图线如图丁。取图线上适当的两点计算电阻率。这两点间的电阻之差为A R,对应的长度变化为A L,若电阻丝直径为d,则电阻率=【答案】B C 0.700必&尸4AL【解析】【详解】口 由于电源电动势为3 V,电表读数要达到半偏,则电压表选C;E 2 由 1=-可知电路中最大电流约为0.6 A,则电流表选B。R+r(2)3 螺旋测微器的固定刻度为0.5m m,可动刻度为20.0 x0.01 m m=0.200m m,所以最终读数为0.5mm+0.200mm=0.700mm o(3)4根据原理图连接实物图如图(4)根据电阻定律A
11、R=p*,S=7t(1-)2解得7TRd2p=-4AL5.某实验兴趣小组用如图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律并求出当地重力加速度。倾斜气垫导轨倾角为30。,导轨上端与水平桌面相接并安装有速度传感器可以直接测出小物块经过上端时的速度,气垫导轨和水平桌面上均有刻度值可读出长度。导轨下端有一固定挡板,轻质弹簧下端与挡板相连,测出不放小物块时弹簧上端与传感器之间的长度为L。气垫导轨开始工作后把质量为m 的小物块轻放在弹簧上端,用外力向下缓慢推动小物块到不同位置后撤去外力,小物块从静止开始向上运动,经过一段时间后落在水平桌面上。(1)通过实验,该小组测出了多组不同的速度v 和对应的落点到导轨上的长度
12、x,画出了如图乙所示的,一图象,已知该图象为一过原点的直线、直线斜率为k,则通过该象可求出当地重力加速度g 的值为,考虑到空气阻力,该小组测出的值_ _ _ _ _ _ _ _ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2)通过事先对轻弹簧的测定,、研究得出弹簧的弹性势能与压缩量 的 关 系 为 纥=等 八?。若每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L 的 n 倍,为了验证小物块和轻弹簧系统的机械能守恒,该小组需要验证的表达式为(用 x、n、L 表示【答案】坐 偏大 Lr =-2-也-X-2【解析】【详解】(1)U2物块到达斜面顶端时的速度为v,贝():vx=vcos30=v,v,2vsin30=v2物块
13、离开斜面后做斜上抛运动,运动时间:2vy _ vg g水平位移:岛22g整理得:,卫X3由 v2-x 图象可知图象斜率:T所以重力加速度:y/3k8=考虑空气阻力影响,所测重力加速度偏大.(2)3每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L 的 n 倍,贝!|:弹簧的弹性势能:以释放点所处水平面为重力势能的零势面,由机械能守恒定律得:(nD2=mg(n+1)Lsin300+g mv2整理得:L2#xn2-n-6.图示为做“碰撞中的动量守恒”的实验装置人射小球、被碰小球oM P N(1)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放,这是为了一A.入射小球每次都能水平飞出槽口B.入射小球每次都以相同的速度
14、飞出槽口C.入射小球在空中飞行的时间不变D.入射小球每次都能发生对心碰撞入射小球的质量应一(选填“大于”、“等于”或“小于”)被碰小球的质量;设入射小球的质量为犯,被碰小球的质量为加2,P 为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式成而=(用 叫、加2及图中字母表示)成立,即表示碰撞中动量守恒。【答案】B 大于 町 而+7玛 丽【解析】【详解】入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放,目的是使入射小球每次都以相同的速度飞出槽口,故 B 正确,A C D 错误。故 选 B。为了防止入射小球反弹,入射小球的质量应大于被碰小球的质量。(3)3由于小球下落高度相同,则根据平抛运动规律可知,小球下落时
15、间相同;P 为碰前入射小球落点的平均位置,M 为碰后入射小球的位置,N 为碰后被碰小球的位置,碰撞前入射小球的速度0P匕二7碰撞后入射小球的速度0MV2=j碰撞后被碰小球的速度ON如果mtvl w,v3+,1V2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,即m,OP=肛 OM+in,ON成立,即表示碰撞中动量守恒。7.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数”实验中,实验装置如图甲所示。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5 个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度。数据记录如下表所示:(弹力始终未超过弹性限度,取 g=10m/s2)(1)在图乙坐标系中作出弹簧弹
16、力大小F与弹簧总长度x 之间的函数关系的图线.记录数据组123456钩码总质量(g)0306090120150弹簧总长(cm)6.007.118.209.3110.4011.52甲A7N5 6 7 8 9 1011 12 r/cm(2)由图线求得该弹簧的劲度系数人=N/mo(保留两位有效数字)6426.8.642o111Ilc28案答乙【解析】【详解】按照表中所给数据在坐标系中描点并用一条直线连接即可,要注意让尽可能多的点连在线上,不通过直线的点大致均匀地分布在直线两侧,偏差过大的点是测量错误,应该舍去。6426.8.642O111IlLcl li(2)2根据表达式尸=攵(刀一/),得图线的斜
17、率表示弹簧的劲度系数,故k-=28N/mAx8.某实验小组做“验证力合成的平行四边形定则”实验,涉及以下问题,请分析解答。(1)实验的部分步骤如下:将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连一个弹簧测力计如图所示,沿相互垂直的两个方向分别拉两个弹簧测力计,使橡皮筋的绳套端被拉到某一点。,由弹簧测力计的示数记录两个拉力F,、F2的大小,此时片=N,F2=N再用一个弹簧测力计将橡皮筋的绳套端拉至。点,读出拉力尸大小并确定其方向在如图所示的方格纸上以每格1N为标度,作出拉力6、F2应用平行四边形定则作出、Q 的合力心的图示,并按每格1N的标度读出合力的大小若在误差允许的范围内,F
18、与 F合满足,则验证了力合成的平行四边形定则(2)实验中,下列器材中必须要用的是(3)下列实验操作正确的是A.拉动橡皮筋时,弹簧测力计要与木板平面平行B.每次拉伸橡皮筋时,两个弹簧测力计间的夹角越大越好C.描点确定拉力方向时,两点间的距离应尽可能大一些【答案】4.80N 3.60N 大小相等,方向相同 C AC【解析】【详解】(1)口 2弹簧测力计的分度值为0.1 N,估读至0.0 1 N,则示数分别为=4.8 0 N,6=3.60N3若在误差允许的范围内,尸与尸合满足大小相等,方向相同,则验证了力合成的平行四边形定则;(2)4实验还需要用毫米刻度尺画直线、并进行长度的测量,所 以 C 正确,
19、A、B 错误;故选C;(3)5A.实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则,为了减小实验误差,弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行,这样各力的图示能够正确体现相应力的大小,故 A 正确;B.为减小作图过程中产生的误差,两个弹簧测力计拉力间的夹角不能太小,也不能太大,故 B 错误;C.描点确定拉力方向时,两点之间的距离应尽可能大一些,以减小实验的误差,故 C 正确;故选AC。9.(某同学要测定某金属丝的电阻率。(D如图甲先用游标卡尺测其长度为 cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为 m m,如图丙然后用多用电表XI。挡粗测其电阻为(2)为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,
20、实验室还备有的实验器材如下:A.电压表V(量程3V.内阻约为15kC)B.电流表A(量程0.6 A.内阻约为1。)C.滑动变阻器Ri(O 5C,0.6A)D.1.5V的干电池两节,内阻不计E.开关S,导线若干请设计合理的电路图,并 画 在 下 图 方 框 内.用上面测得的金属导线长度1、直径d 和电阻R,可根据表达式p=算出所测金属的电阻率。【答案】6.015 1.770见解析兀1 R41【解析】【详解】游标卡尺读数为:主尺读数+游标尺读数X 精度,此题读数为:60mm+3x0.05 mm=60.15mm=6.015cm即金属丝的长度为6.015cm。2.螺旋测微器的读数为:固定刻度读数+可动
21、刻度读数+估读,此题的读数为:1.5 mm+27.3x0.01 mm=1.773 mm.即金属丝直径为1.773mm。3.多用表的读数为电阻的粗测值,为 6C。(2)4 .电路图如图所示。1 0.某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器(频率为5 0 H z,即每0.02s打一个点)记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点.其相邻点间还有4 个点未画出.其中%,=7.05cm、乙=7.67cm、七=8.29cm、=8.9 1cm、尤5=9.53cm、%=10.1 5 c m,小车运动的加速度为m/s2 在 F 时刻的瞬时速度
22、为 m/s(保留2 位有效数字)。/A B C D E F G IT 也 上 上-4 (I_ X X 2 X3 Xa Xs X 6 _ I【答案】0.62 0.98【解析】【分析】【详解】1.相邻点间还有4 个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。在纸带中,连续相等时间内的位移之差 x=0.62cm,根据Ax=aT?得a=0.62x10-2亍 0.01=0.62m/s22.F 点的瞬时速度等于E G 段的平均速度,则/+%6(9-53+10.15卜 10一22T0.2=0.98m/s11.现测定长金属丝的电阻率。(1)先用螺旋测微器测量金属丝直径,结果如图甲所示,其读数是 m m,再
23、用毫米刻度尺测量金属丝长度,结果如图乙所示,其读数是 mm.(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻,这段金属丝的电阻尺 约 为100。电源E(电动势10 V,内阻约为10。);电流表4 (量程025()m A,内阻/j=5 0);电流表A?(量程()300 m A,内阻约为5 Q);滑 动 变 阻 器 与(最大阻值10 Q,额定电流2 A);滑动变阻器R 2(最大阻值1000。,额定电流1A);开关S及导线若干。某同学根据题意设计了实验方案(图丙),滑 动 变 阻 器 应 该 选 择 (填“4”或R?”);请在图丙中把实验电路图补充完整,并 标 明 器 材 代 号;该同
24、学测量得到电流表4的 读 数 为 电 流 表&的 读 数 为 右,则这段金属丝电阻的计算式R、=,从 设 计 原 理 看 其 测 量 值 与 真 实 值 相 比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。【答案】3.700 601.0 Ri尺得相等【解析】【详解】(1)12.螺旋测微器测量金属丝直径读数是3.5mm+0.01mmx20.0=3.700mm;用毫米刻度尺测量金属丝长度读数是60.10cm=601.0mmo(2)3.某同学根据题意设计了实验方案,滑动变阻器接成分压电路,则可知应该选择阻值较小的小;4.根据伏安法可知,实验中需用一个已知内阻的电流表A i作为电压表测定待测电阻的电压,实验电路图
25、如图所示;6.根据电路图可知R =-从设计原理看其测量值与真实值相比相等。12.实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。T T(1)实验室有如下器材可供选用:A.长 约 1 m 的细线B.长 约 1 m 的橡皮绳C.直径约2 c m 的铁球D.直径约2 c m 的塑料球E.米尺F.时钟G 停表实验时需要从上述器材中选择:一(填写器材前面的字母)。(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验,操作步骤如下:将单摆上端固定在铁架台上测得摆线长度,作为单摆的摆长在偏角较小的位置将小球由静止释放记录小球完成n 次全振动所用的总时间t,得到单摆振动周期T =-n根据单摆周期公式计算
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