济宁市新高考物理实验题大全100题含解析.pdf
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1、word版可编辑】济宁市新高考物理实验题大全100题精选高考物理实验题100题含答案有解析1.为了探究物体质量与加速度的关系,某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m i和 m2的两个小车,用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来,重物的质量为m ,忽略滑轮的质量和各种摩擦,使两车同时从静止开始运动,同时停止,两个小车发生的位移大小分别为X1和 X2。小车I小车2(D如果想验证小车的质量和加速度成反比,只需验证表达式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 成立。(用题中所给物理量表示)(2)实验中(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。【答案】町入1=色%不需要【解析】【详
2、解】根据运动学公式x=:。户可知甲、乙两车运动的加速度之比为a,:4 =X:W要验证“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量成反比”的结论,则满足可得肛再=m1s2即等式g 4=%*近似成立,则可认为“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量成反比”;(2)根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等,而甲、乙两车运动的时间相同,根据运动学公式x/可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比,所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量成反比”的结论,故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。2.为了测量大米的密度,某同学实验过程如
3、下:(1)取适量的大米,用天平测出其质量,然后将大米装入注射器内;(2)缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的刻度V”通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强Pi;次数物理量12P/105PaPlP2V/10 5m3Viv2(3)重复步骤(2),记 录 活 塞 在 另 一 位 置 的 刻度V2和读取相应的气体的压强P2;(4)根据记录的数据,算出大米的密度。如果测得这 些 大 米 的 质 量 为m k g,则 大 米 的 密 度 的 表 达 式 为;为了减小实验误差,在上述实验过程中,多 测 几 组P、V的数据,然后作_ _ _ _ _图(单 选 题)。1 1A.P-V B.
4、V-P C.P D.V-VP【解 析】【分 析】(1)以封闭气体为研究对象,由玻意耳定律求出大米的体积,然后由密度公式求出大米的密度;(2)为了方便地处理实验数据,所作图象最好是正比例函数图象,由玻意耳定律分析答题。【详 解】(4)设 大 米 的 体 积 为V,以注射器内封闭的气体为研究对象,由玻意耳定律可得:虫 乂 4)=鸟化-4)解 得:心 垩 二 生 一4大米的密度v p -p y,C 由 玻 意 耳定律可知,对一定量的理想气体,在温度不变时,压 强P与 体 积V成反比,即PV=C,则v=-,1 1 1由 此 可 知V与 三 成 正 比,V-;图像是过原点的直线,故 可 以 作V-图象,
5、故D正 确,ABC错 误。P P p故 选D。【点 睛】本题难度不大,是一道基础题,熟练应用玻意耳定律是正确解题的关键;知道玻意耳定律的适用条件是质量一定温度不变。3.某班同学在学习了向心力的公式F=m E 和 Fume?!后,分学习小组进行实验探究向心力。同学们用细绳系一纸杯(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,绳对手的拉力增大C.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力不变D.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力增大
6、如图甲所示,绳离杯心4()cm 处打一结点A,80 cm 处打一结点B,学习小组中一位同学用手表计时,另一位同学操作,其余同学记录实验数据。操作一:手握绳结A,使杯在水平方向每秒运动一周,体会向心力的大小。操作二:手握绳结B,使杯在水平方向每秒运动一周,体会向心力的大小。操作三:手握绳结A,使杯在水平方向每秒运动两周,体会向心力的大小。操作四:手握绳结A,再向杯中添30 m L的水,使杯在水平方向每秒运动一周,体会向心力的大小。操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动半径大小有关;操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与角速度的大小有关;操作四与一相比较:相同,向心力大小
7、与 有关;物理学中这种实验方法叫 法。小组总结阶段,在空中甩动纸杯的同学谈感受时说:“感觉手腕发酸,感觉力不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力,跟书上说的不一样,你认为该同学的说法正确吗?答:【答案】)BD 角速度、半径 质量大小 控制变量 不正确,见解析【解析】【详解】(1)1 .由题意知,根据向心力公式F 向=m”2 r,结合牛顿第三定律,有 T 拉=m/r;保持质量、绳长不变,增大转速,根据公式可知,绳对手的拉力将增大,故 A 错误,B 正确;保持质量、角速度不变,增大绳长,根据公式可知,绳对手的拉力将增大,故 C 错误,D 正确。(2)3.根据向心力公式F 向 n m o/r,结合
8、牛顿第三定律,则有TL IT KA;操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动半径大小有关;操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与角速度的大小有关;操作四与一相比较:角速度、半径相同,向心力大小与质量大小有关;4.物理学中这种实验方法叫控制变量法。5.该同学受力分析的对象是自己的手,但实验中受力分析的对象是纸杯,绳的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力,方向指向圆心,绳对手的拉力与“向心力”大小相等,方向相反,背离圆心,故该同学的说法不正确。4.某实验小组欲将一量程为2V 的电压表u 改装成量程为3V 的电压表,需准确测量电压表V i的内阻,经过粗测,此表的内阻约为2kQ。可选
9、用的器材有:电压表V2(量程为5 V,内阻为5kC)滑动变阻器&(最大值为1002)电流表(量程为0.6 A,内阻约为0.1C)电源(电动势E=6V,内阻不计)定值电阻R(阻值已知且满足实验要求)。江血 尾乙图甲为测量电压表V 的内阻实验电路图,图中M、N 为实验小组选用的电表。请选择合适的电表替代M、N,按 照 电 路 图 用 线 条 替 代 导 线 连 接 实 验 电 路;实验电路正确连接,调节滑动变阻器,M 表的读数为Y,N 表的读数为X,请用两表的读数和定值电阻 R 表示电压表V i的内阻;(3)改变滑动变阻器滑片的位置,得到多组M 表和与之对应的N 表的读数,建立直角坐标系,通过描点
10、作出 M 表(纵坐标)和与之对应的N 表的读数(横坐标)的函数图象。若 使 M 表和N 表可同时达到满偏,则函数 图 象 的 斜 率 约 为;(结果保留2 位有效数字)(4)若测得电压表V 的内阻准确值为Ro,则将此表改成量程为3V 的电压表需(选填“串”或“并”)联电阻的阻值为 o【解析】【分析】【详解】(1)口 将一量程为2V 的电压表V i改装成量程为3V 的电压表,应将定值电阻与电压表VKN)串联,为测量电压表V i的内阻,再将电压表V2(M)并联到电压表V 和定值电阻两端,电路如图(2)2 根据欧姆定律可得,M 表(纵坐标)和与之对应的N 表的读数(横坐标)的函数关系为Y=R+R l
11、.xR、(3)3 R、i 约为2 k C,而电路分压需要5V,分到电压为2 V,故要求R 分压为3 V,电阻约为3k。,图象斜率约为k422.5(明将电压表改装成大量程的电压表时应串联电阻分压,根据串联电路规律可知,串联电阻应分IV 电R压即为电压表V1的一半,串联电路中电流相等,则串联电阻应为电压表V 的一半即为5.某同学用图1 中的器材,做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验.(1)已知小灯泡的额定电压为2 V,电流表的内阻约为几欧,电压表的内阻有几千欧,请将实验电路图连接完整.()闭合开关前,滑 动 变 阻 器 的 滑 片 应 移 到(填 A 或 B )端.m io 0910(2)闭合开关,调节
12、滑动变阻器,出多组电流表的值和电压表的值,在坐标纸上作出L U 图象如图2 所示.由图象可知,小 灯 泡 的 电 阻 随 温 度 的 升 高 而(填“增大”或“减小”);根据图象可得小灯泡的额定功率为 W.由于电压表的分流作用,实验存在_ _ _ _ _(填”系统”或“偶然”)误差,根据图象求得的额定功率比真实值_ _ _ _ _ _(填“大”或“小 ).【解析】【详解】(1)口 滑动变阻器用分压式接法,电流表外接,电路连接如图所示:闭合开关前,为使滑动变阻器输出电压为零,滑片应移到A 端.(2)3 由图象可知,小灯泡的电附随温度的升高而增大;由图2 可以看出,当灯泡的电压为2V 时,通过灯泡
13、的电流为0.5 A,因此灯泡的额定功率为:P=UI=2xO.5W=1W由于电压表的分流作用,实验存在系统误差,实验测得的电流偏大,因此根据图2 求得的额定功率比真实值大.6.从坐标原点O 产生的简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播,t=0时刻波的图像如图所示,此时波刚好传播到M 点,x=lm 的质点P 的位移为10cm,再 经 加=0.卜,质点P 第一次回到平衡位置,质点N坐标x=-81 m(图中未画出),则.A.波源的振动周期为1.2sB.波源的起振方向向下C.波速为8m/sD.若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动,则观察者接受到波的频率变大E.从t=0时刻起,当质点N第一次到达
14、波峰位置时,质点P通过的路程为5.2m【答案】ABE【解析】A C,由函数关系可得本题说对应的数学函数为:y=2 0 s in-,由题条件可知当x=l时,y=10cm,代A入解得4=12m,P点在经过加=O.ls第一次回到平衡位置,所以在波的传播方向0.1s前进了 1 m,所I2 12以波速为un n lO m/s周期-,故A正确;C错误;().1 v 10B、t=0时刻波刚好传播到M点,则M点的振动方向即为波源的起振方向,结合波振动方向的判断方法知波源的起振方向向下,故B正确;D、若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动,由多普勒效应知观察者接受到波的频率变小,故D错误;q 81 12
15、E、波传播到N需要乙=二 ;=6.9s,刚传到N点时N的振动方向向下,那么再经过v 103 3 7 8/2=-T =-x l.2 =0.9.v,所以质点 P一共振动了,=7.8s=六T=6.5T4 41.2所以,在此过程中质点P运动的路程为:s=6.5x4x20。=5.2,”故E正确;综上所述本题答案是:ABE点睛:根据波的传播方向得到质点P的振动方向,进而得到振动方程,从而根据振动时间得到周期;由P的坐标得到波的波长,进而得到波速;根据N点位置得到波峰传播距离,从而求得波的运动时间,即可根据时间求得质点P的运动路程.7.某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率p。步骤如下:用
16、20分度的游标卡尺测量其长度如图(甲)所示,由图可知其长度为 cm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图(乙)所示,由图可知其直径为 mm;用 图(丙)所示的电路测定其电阻值,其中R、是待测的圆柱形导体,R为电阻箱,电源电动势为E,其内阻不计。在保证安全的情况下多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图(丁)所 示 的 图 线,电阻Rx=_C(结果保留两位有效数字),此数值与电阻的真实值Ro比较,Rx_Ro(4)根据以上数据计算出圆柱形导体的电阻率p=.【答案】5.015 4.700 17 小于 5.9xlO-3Q m【解析】【详解】(1)。根据游标卡尺的读
17、数规则可知读数为50mm+3x0 05mm=50 15mm=5 015cm(2)根据螺旋测微器读数规则可知读数为4.5mm+20.0 x0.01mm=4.700mm(3)3 由图示电路图可知,电压表示数为整理得由图示图象可知,纵轴截距=0.5E所以电源电动势E=2V,图象斜率 1=%8 0.5ERX R 10所以电阻阻值 4 由于电压表的分流作用可知此测量值小于电阻的真实值R。(5)5 由电阻定律可知n LR、=P 7=PT C代入数据解得电阻率p=5.9xl0-3n-m;8.举世瞩目的嫦娥四号,其能源供给方式实现了新的科技突破:它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能,也就是用航
18、天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能。某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U 与电流I 的关系,图中定值电阻R0=5C,设相同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表。(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合开关S,调节滑动变阻器Ro的阻值,通过测量得到该电池的 U-I如图丁曲线a,由此可知,该 电 源 内 阻 是 否 为 常 数(填“是”或 否”),某时刻电压表示数如图丙所示,读数为 V,由图像可知,此时电源内阻值为实验二:减小实验一光照的强度,重复实验,
19、测 得 U-I如图丁曲线,在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0V,则在实验二中滑动变阻器仍为该值时,滑动变阻器消耗的电功率为 W(计【解析】【详解】(1)1.根据闭合电路欧姆定律有:U=E-Ir,所以图象的斜率为电源内阻,但图象的斜率在电流较大时,变化很大,所以电源的内阻是变化的。2 3.从电压表的示数可以示数为1.80V,再从图象的纵轴截距为2.9 V,即电源的电动势为2.9 V,又从图象看出,当路端电压为L80V时,电流为0.23A,所以电源的内阻E-U2.9-1.80.23Q=4.78Q(2)4.在实验一中,电压表的示数为2.0V,连接坐标原点与电源的(2.0V路端电压)
20、两点,作出定值的伏安特性曲线如图所示,LTV3.0此时还能求出滑动变阻器的阻值2.0R=-C-R4.5C0.21同时该直线与图象b 有一交点,则该交点是电阻是实验二对应的值,由交点坐标可以读出:0.7V,0.75Ao所以滑动变阻器此时消耗的功率P=(0.75)2X4.5W=2.5W,9.某同学现要利用气垫导轨来研究匀变速直线运动规律,其实验装置如图甲所示,其实验步骤如下:挡 关 片 滑 块 光电门沃接气泵 钩码3用游标卡尺测出挡光片的宽度d。按图甲安装好器材,并调节好气垫导轨,使气垫导轨处于水平位置。然后用跨过轻质定滑轮的轻绳一端与钩码相连,另一端与滑块相连,再将滑块置于气垫导轨的左端,并用手
21、按住滑块不动;调整轻质滑轮,使轻绳处于水平位置;从气垫导轨上的刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离s(钩码到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离),同时记下滑块的初始位置;由静止释放滑块,用光电门测出挡光片经过光电门的时间t;将滑块重新置于初始位置,保持滑块所挂的钩码个数不变,改变光电门的位置从而改变滑块与光电门之间的距离s,多次重复步骤再次实验,重物到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离;整理好多次实验中得到的实验数据。回答下列问题:挡光片的宽度测量结果,游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为(1=cm;012 3cm6 5 10 15 20(2)滑块在运动过程中的加速度a 可根据匀变速运动的规律
22、 来求;据实验数据最后得到了如图丙所示的 一 S 图像,由图像可求得滑块运动时的加速度a=m/s2(取 gEOm/sz,结果保留三位有效数字)图丙【答案】0.520 2as=v2 0.270【解析】【分析】【详解】游标卡尺的主尺读数为5m m,游标尺读数为0.05x4mm=0.20mm则读数结果为5.20mm=0.520cm(2)滑块在钩码的作用下沿水平桌面做匀加速直线运动,滑块在运动过程中的加速度a 可根据匀变速运动的规律V-片=2 心 来求。(3)3滑块在钩码的作用下沿水平桌面上做匀加速直线运动,经过光电门时的瞬时速度大小为u=幺,由加匀变速直线运动规律名一片=2如 和 匕=0 解得:由上
23、式可得I 2a尸 厂,由此可知图像的斜率为,2ak=Fd2由图像可知图像的斜率为k=2.0 xl()4。所以滑块的加速度为把=2.0*x(0.5 2 0 炉)、o.27Om/s22 210.研究电阻值相近的两个未知元件X 和 Y 的伏安特性,使用的器材有多用电表、电压表(内阻约为3kC)、电流表(内阻约为1。).UN用多用电表欧姆挡的“x l”倍率粗测元件X 的电阻,示数如图(a)所示,其读数为 Q o 若用电压表与电流表测量元件X 的电阻,应选用图(b)或 图(c)中 的 哪 一 个 电 路(选填“(b)”或“(c)(2)连接所选电路并闭合开关S,滑动变阻器的滑片P 从左向右滑动,电 流 表
24、 的 示 数 逐 渐 (选填“增大 或 减小”);依次记录实验中相应的电流值与电压值。(3)将元件X 换成元件Y,重复上述步骤进行实验。(4)图(d)是根据实验数据作出的元件X 和 Y 的图线,由图像可知,当元件Y 中的电流增大时其电阻(选填“增大”“减小”或“不变【答案】10(b)增大 增大【解析】【详解】(1)口 选择“xl”倍率测量读数为10Q,则待测电阻值为10Q.元件X 电阻值约为10Q,根据3kQ 10Q-10Q 1Q可知元件X 与电流表内阻相近,则电流表采用外接法误差较小,应 选(b)电路。(3)3 在(b)电路中,滑动变阻器的滑片P 从左向右滑动,元件X 两端电压增大,则其电流
25、增大则电流表的示数逐渐增大。(4)4 根据欧姆定律变形R1U-/图像上的点与原点连线斜率的大小为电阻,由图像的变化特点知,元件Y 的电阻随电流的增大而增大。1 1.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250m的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有弹子粉的盛水浅盘中滴下2 滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。坐标格的正方形大小为2cm x2cm,由图可以估算出油膜的面积是 cn
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