河南省焦作市新高考物理易错100题实验题含解析.pdf
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1、word版可编辑】河南省焦作市新高考物理易错100题实验题精选高考物理实验题100题含答案有解析1.现用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验,如图所示。在滑块上安装一遮光条,把滑块放在水平气垫导轨上,并用绕过定滑轮的细绳与钩码相连,光电计时器安装在8 处。测得滑块(含遮光条)的质量为M,钩码总质量为相,遮光条宽度为d,导轨上滑块的初始位置A 点到8 点的距离为L,当地的重力加速度为g。将滑块在图示A 位置释放后,光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为A t。滑块从A 点运动到8 点的过程中,滑 块(含遮光条)与 钩 码 组 成 的 系 统 重 力 势 能 的 减 少 量 为,动能的
2、增加量为 o (均用题中所给字母表示)钩码【答案】mgL(M+m)d22(4)2【解析】【分析】【详解】1 滑块从A 点运动到8 点的过程中,滑 块(含遮光条)与钩码组成的系统重力势能的减少量为密力。通过光电门的速度u=3所以系统动能增加量为17-(M+m)v2-0=(M+m)d22 了2.某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度以和所受拉力F 的关系图象。他们在水平轨道上做了实验,得 到 了 图 线,如 图(Z O 所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量?=kg;滑块和轨道间的动摩擦因数=(g 取10m/s2)(.【答案】0.50.2【解析
3、】【分析】【详解】1 由图形b得加速度a 和所受拉力F 的关系图象的斜率)1 =2 =F所以滑块和位移传感器发射部分的总质量尸1 com =0.5 k ga k由图形b得,在水平轨道上F=1 N 时,加速度a=0,根据牛顿第二定律得=0解得 =0.23.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片、鸟的大小,此时耳=N,F2=N再用一个弹簧测力计将橡皮
4、筋的绳套端拉至。点,读出拉力F大小并确定其方向在如图所示的方格纸上以每格1 N 为标度,作出拉力耳、F2应用平行四边形定则作出耳、鸟的合力仁的图示,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,尸与满足,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Ocm I 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0A(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】(
5、1)口 2弹簧测力计的分度值为0.1 N,估读至0.0 1 N,则示数分别为耳=4.80N,E=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,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
6、减小实验的误差,故C正确;故选AC。4.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度变化的关系如图甲所示。金属热电阻敏电阻O*i图甲器小E(1)由图甲可知,在较低温度范围内,相对金属热电阻而言,该热敏电阻对温度变化的响应更_ _ _ _ _ _ _ _(选填“敏感”或“不敏感(2)某同学利用上述热敏电阻制作了一个简易的温控装置,实验原理如图乙所示。现欲实现衔铁在某温度时(此时热敏电阻的阻值为0)被吸合,下 列 操 作 步 骤 正 确 的 顺 序 是。(填写各步骤前的序号)a.将热敏电阻接入电路b.观察到继电器的衔铁被吸合c.断开开关,将电阻箱从电路中移除d.合
7、上开关,调节滑动变阻器的阻值e.断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至0(3)若热敏电阻的阻值4 与温度,的关系如下表所示,trc30.040.050.060.070.080.0R,/Q,199.5145.4108.181.862.949.1当通过继电器的电流超过2 0 m A时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。已知继电器的电阻r =2 0。,为使该装置实现对30C80C之间任一温度的控制,电源E应选用,滑动变阻器应选用.(填选项前的字母)A.电源g(3 V,内阻不计)B.电 源 与(6 V ,内 阻 不 计)C.滑动变阻器4(0 2 0 0 Q)D.滑动 变 阻 器&(0 5 0
8、0 Q)【答案】敏感 edbca B D【解析】【分析】【详解】(1)口 图甲中横轴表示温度,纵轴表示电阻,随着温度的升高,金属热电阻的阻值略微增大,而该热敏电阻的阻值明显减小,所以这种热敏电阻在较低温度范围内,相对金属热电阻而言,该热敏电阻对温度变化的响应更敏感(2)要实现衔铁在某温度时(此时热敏电阻的阻值为飞)被吸合,而衔铁被吸合时的电流是一定的,所以关键是找到此时滑动变阻器的阻值。实现方法是:断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至4,合上开关,调节滑动变阻器的阻值,观察到继电器的衔铁被吸合,则此时滑动变阻器连入电路的阻值就是衔铁在某温度(此时热敏电阻的阻值为4)被吸合时滑动变阻器应连
9、入电路的阻值,找到之后,再用热敏电阻替换掉电阻箱即可,正确顺序为edbca;(3)3 在 30C时,电源电动势的最小值 =2 0 x (1 99.5 +2 0)x l O _3V =4.3 9V所以电源应选用后2,故 选 B;4 在 80C时,选用电源与,滑动变阻器的最小阻值为6 V-4 9.1 Q-2 0 Q =2 3 0.902 0 m A所以滑动变阻器应选用&(0 5 0 0 C),故选D。5.要测绘一个标有“2.5V 2W”小灯泡的伏安特性曲线.己选用的器材有:直 流 电 源(3V.内阻不计)电 流 表A i量 程 为0.6 A,内 阻 为0.6n)电 流 表A2(量 程 为300mA
10、.内阻未知)电 压 表V(量 程03 V,内 阻 约3kQ)滑 动 变 阻 器R(05 C,允 许 最 大 电 流3A)开 关、导线若干.其实验步骤如下:由 于 电 流 表A i的里程偏小.小组成员把Ai、A2并联后在接入电路,请按此要求用笔画线代表导线在实物图中完成余下导线的连接.()(2)正确连接好电路,并将滑动变阻器滑片滑至最 端,闭 合 开 关S,调节滑片.发现当A i示数为0.50A时,A2的 示 数 为200m A,由 此 可 知A2的内阻为.若将并联后的两个电流表当作一个新电表,则该新电表的量程为 A;为使其量程达到最大,可将图中(选 填,I”、“II”)处断开后再串联接入一个阻
11、值合适的电阻.【答 案】右 1.5 0.84【解 析】【详 解】(1)由于小灯泡的电阻相对于电压表内阻来说很小很小,电流表采用外接法,连接实物图如图所示:(2)开关闭合前,滑动变阻器应调至使电流表和电压表的示数为零的位置,故应调至右端;根据欧姆定 LR.0.5 x0.6 c ,律得:RA2=J=0 2 C =L5C(3)由于Ugi=0.6x0.6V=0.36V,Ug2=0.3xl.5V=0.45V,由于UgiVUg2,故两电流表两段允许所加最大电压为0.36V,新电流表量程为:/=0.6+詈 A=0.8 4 A,由于A2未达到最大量程,要使其达到最大量程,要增大电压,此时电流表A】会烧毁,为了
12、保护该电流表,应给其串联一电阻分压,故应在I 区再串联接入一个阻值合适的电阻.6.学校实验小组为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验室备选了如下器材:A 电流表A i,量程为10m A,内阻n=50。B 电流表A i,量程为0.6 A,内阻0=0.2。C 电压表V,量程为6 V,内阻门约 为 15kCD.滑动变阻器R,最大阻值为1 5 Q,最大允许电流为2AE 定值电阻Ri=5QE.定值电阻R2EOOCG直流电源E,动势为6 V,内阻很小H.开关一个,导线若干I.多用电表J.螺旋测微器、刻度尺图1图2图3(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,如 图 1 所示,则 金 属 丝 的 直 径 口=m
13、m.(2)实验小组首先利用多用电表粗测金属丝的电阻,如图2 所示,则金属丝的电阻为 Q(3)实验小组拟用伏安法进一步地测量金属丝的电阻,则电流表应选择,定值屯阻应选择.(填对应器材前的字母序号)(4)在如图3所示的方框内画出实验电路的原理图.电压表的示数记为U,所选用电流表的示数记为I,则该金属丝电阻的表达式Rx=,用刻度尺测得待测金属丝的长度为L,则 由 电 阻 率 公 式 便 可 得 出 该 金 属 丝 的 电 阻 率.(用 字 母 表 示)-1-r U-【答案】1.7 0 0 6 0 A E J7 T-I1-E乃 与(q)【解析】【分析】(1)由于流过待测电阻的最大电流大约为/=3=0
14、1 A,所以不能选用电流表A 2,量程太大,要改装电流表;(2)根据闭合电路知识求解待测电阻的表达式【详解】(1)根据螺旋测微器读数规则可知D=.5mm+2 0.0 x 0.0 1 =1.7 0 0/7 7/7?(2)金属丝的电阻为A =6.0 x 1 0 =6 0。(3)流过待测电阻的最大电流大约为/=二=0.1 4,所以选用4与K并联充当电流表,所以选用A、6 0E(3)电路图如图所示:-1 I-R1(5)根据闭合电路欧姆定律R”9/+4R,(U-Ir.解 得:凡=而不根 据R、4 L7LD-可求得:展喘押4 6+鸟)【点 睛】在解本题时要注意,改装表的量程要用改装电阻值表示出来,不要用改
15、装的倍数来表示,因为题目中要的是表达式,如果是要计算待测电阻的具体数值的话可以用倍数来表示回路中的电流值.7.图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置,轨道由斜槽和水平槽组成,A、B两小球大小相同,质量mA=20.0g niB=10.0go 实验步骤如下:a.固定轨道,使水平槽末端的切线水平,将记录纸铺在水平地面上,并记下水平槽末端重垂线所指的位置O;b.让A球 从 斜 槽C处由静止释放,落到记录纸上留下痕迹,重复操作多次;c.把B球放在水平槽末端,A球 仍 从C处 静 止 释 放 后 与B球正碰,A、B分别落到记录纸上,留下各自的痕 迹,重复操作多次;d.确 定 三 个落点各自的平均位置P、M、
16、N,用刻度尺测 出 它 们 到O点 的 距 离 分 别 为XO P、XO M、XON;(1)确 定P、M、N三 点 时,可用圆规画一个尽可能小的圆,把所有有效落点圈在里面,圆心即为落点的平均位置,这 样 做 可 以 减 小 (填“系统”或“偶然”)误 差;(2)如图乙,XOM、XOP读数分别为 10.20cm 30.65cm,XON读数为 cm;(3)数据处理时,小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表 示,由小球质量及(2)中数据可算出碰 前 系 统 总 的m x值是 kg m(保 留3位有效数字),把该值与系统碰撞后的值进行比较,就可验证动量是否守恒。【答 案】偶然 40.80(40.
17、78-40.2)6.13X103【解 析】【分析】【详解】(D 1 确定P、M、N 三点时,可用圆规画一个尽可能小的圆,把所有有效落点圈在里面,圆心即为落点的平均位置,这样做可以减小偶然误差;(2)2 由图可知,XON读数为40.80cm;(3)3 碰前系统总的m x值是0.02kgx0.3065m=6.13x 103kgem8.用图示装置测量重锤的质量,在定滑轮两侧分别挂上重锤和n 块质量均为mo的铁片,重锤下端贴一遮光片,铁架台上安装有光电门。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挡光时间to;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
18、位置由静止开始下落,计时器记录的挡光时间分别为tn t2,计算出t/,t2?挡光时间为to时,重锤的加速度为ao从左侧取下i 块铁片置于右侧重锤上时,对应的挡光时间为t i,重a.锤的加速度为a“贝 ij=(结果用to和询表示)(2)作 出 幺-,的图线是一条直线,直线的斜率为k,则重锤的质量M=%.小心、2+nk【答案】-T m()f k【解析】【分析】【详解】(1)口 遮光片经过光电门时的速度d dvo=Vi=重锤做初速度为零的匀加速直线运动,由速度位移公式得=2aQh,v;-2ah整理得,24 =,oao 4由牛顿第二定律得Mg-nmg=(M+)/(+,叫)g-(-i)叫g =(M+力/
19、)4整理得幺=1+2,g iaa Mg-nmng则&-i图像的斜率%k=2mgMg-nmog解得4(2 +司)见)k9.某小组要测量一电源的电动势和内阻。供使用的实验器材有:量程为00.6 A 电阻不计的电流表一只;阻值均为6c 的定值电阻三只;开关S 及导线若干。根据实验器材,同学们设计出如图甲所示的电路图,其主要实验操作步骤如下:三个60 的电阻通过串、并联等不同的组合方式可以得到七个不同阻值的电阻R,表中已列出R 的不同阻值。把不同组合方式得到的电阻R 分别接入图甲所示电路的M N 之间,可测得七组电阻R 对应电流I 的数据如下表。以 纵坐标、R 为横坐标,根据表中数据在图乙坐标纸上作出
20、;-R 图像。(4)根据图像求出电源的电动势E=V;内阻r=Q o (结果均保留两位有效数字)+:效项1234567RJQ.234691218/ZA0.590.500.430.330.240.200.14/1.692.002.333.034.175.007.14(5)该小组利用此电路测量一未知电阻Rv的阻值。把 未 知 电 阻 凡 接 入 电 路M N间,电流表的读数为0.25A,可 得 待 测 电 阻 的 阻 值 为(保 留 两 位 有 效 数 字)(8.4 9.2)【解 析】【分 析】【详 解】(3)1通 过 描 点 作 图 作 出;-R图像根据闭合电路欧姆定律E =/(A +),得:1
21、R r=-1-1 E E结合图像可知1 ,7.1-1 r,=K =-;=1E 18 E解得:E=2.95V,r=2.95Q(5)4 根据分析可知ER=r=8.85Qx I10.为了测量木块与木板间的动摩擦因数少某小组使用DIS位移传感器设计了如图甲所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点A 由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的距离x 随时间t的变化规律如图乙所示.根据上述图线,计算0.4 s 时木块的速度大小v=m/s,木块加速度a=m/s2(结果均保留2位有效数字).在计算出加速度a 后,为了测定动摩擦因数还需要测量斜面的倾角。(已知当地
22、的重力加速度g),那么得出p 的表达式是(1=.(用 a,0,g 表示)【答案】0.401.0gsirO-agc o 0【解 析】【分 析】【详 解】(1)根据在匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度,得0.4 s末的速 度 为:丫=0 3-0.4 mzs =0 4 m/s0.40 3 2 -0 2 40.2 s 末的速度为:=m/s =0.2 m/s,0.4则木块的加速度为:a=匕 上=m/s2=1,0 m/s2.t 0.2(2)选取木块为研究的对象,木块沿斜面方向的受力:m a =m g s i n,-m g c o s。得:g s i n O-ac o s
23、6【点 睛】解决本题的关键知道匀变速直线运动的推论,在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,以及会通过实验的原理得出动摩擦因数的表达式.1 1.测定一节电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电 阻R o=l.O C。调 节 滑 片P,记 录 电 压 表 示 数U、电 流 表 示 数I及 对 应 的PN长 度x,绘制了 U-I图像如图乙所示。由 图 乙 求 得 电 池 的 电 动 势E=V,内 阻r=d实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值_ _ _ _ _ _ _ 其 真 实 值(选 填“大于”、“等于”或“小于(3)根据实验数据可绘出,-x图像
24、,如图丙所示。图 像 斜 率 为k,电阻丝横截面积为S,可求得电阻丝的电 阻 率p=,电表内阻对电阻率的测量_ _ _ _ _ _ _ _ (选填“有”或“没有”)影 响。【答 案】1.4 9 0.4 5 小于 k S 没有【解 析】【详 解】由闭合电路欧姆定律可知U=E-I(r+R o)则 可 知 图2中的图象与纵坐标间的交点表示电动势,故E=1.4 9 V;图象的斜率表示(r+Ro),则1.49-1.20.20=1.45。解得r=1.45-1.0=0.45Q(2)3由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真
25、实值,电源的U-I图象如图所示由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值。(3)5根据欧姆定律可知,电阻R=I S则可知k=2s解得p=kS若考虑电流表的内阻,则:=W-&,则图象的斜率不变,所以得出的电阻率没有影响。L J21 2.某班同学在学习了向心力的公式F=m L 和 F=m 32r后,分学习小组进行实验探究向心力。同学们r用细绳系一纸杯(杯中有30 m L的水)在空中甩动,使纸杯在水平面内做圆周运动(如图乙所示),来感受向心力。(1)下 列 说 法 中 正 确 的 是。A.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力不变B.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力增
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