太原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】太原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.某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。给橡胶滑块一初速度,使其拖动纸带滑行,打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50H z,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4 个打出的点未画出,经测量AB、BC、CDs D E间的距离分别为xAB=1.20cm,xBC=6.19cm,xCD=11.21cm,xDE=16.23cm。在 ABCDE 五个点中,打点计时器最先打出的是 点,在打出D 点时物块的速度大小为m/s(保留3 位有效数字);橡胶滑块与沥青路面 间 的 动
2、 摩 擦 因 数 为 (保 留 1 位有效数字,g 取 9.8m/s2)。【答案】E 1.37 0.5【解析】【详解】橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动,速度越来越小,在相等的时间内,两计数点间的距离越来越小,所以打点计时器最先打出的是E 点;2由题知,每两个相邻点之间还有4 个打出的点未画出,所以两个相邻计数点的时间为:T=().l s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,则打出D 点时物块的速度大小为_ _ XCD+*DED-2T-2T代入数据解得:VD=1.37m/s;3根据匀变速直线运动的推论公式A x=aT2可以求出加速度的大小,得:_ XAB+4 c -XC
3、D _*DE 4 F代入数据解得:a=-5m/s2对橡胶滑块,根据牛顿第二定律有:mg ma解得:=0.52.如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置,长木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连,拉力传感器可显示绳中拉力F 的大小,改变桶中砂的质量进行多次实验。完成下列问题:打夕计时X(1)实验时,下 列 操 作 或 说 法 正 确 的 是;A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量B.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示数C.选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂
4、桶的质量远小于小车的质量实验中得到一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,各计数点到A 点的距离如图乙所示。电源的频率为50H z,则打点计时器打B 点时砂桶的速度大小为一m/s;以拉力传感器的示数F 为横坐标,以加速度a 为纵坐标,画出的aF 图像可能正确的是()(4)若作出aF 图线,求出其“斜率”为 k,则 小 车 的 质 量 为,2【答案】B 0.832 A-K【解析】【分析】【详解】(Dll.A D.由于有拉力传感器可显示绳中拉力F 的大小,则不需要用天平测出砂和砂桶的总质量,也不需要砂和砂桶的质量远小于小车的质量,选项AD错误;B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条
5、纸带,同时记录拉力传感器的示数,选项B 正确;C.电火花计时器与纸带之间的摩擦力较小,则选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差小,选项 c 错误;故选B.(2)2 .已知打点计时器电源频率为50H z,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为:T=5x0.02s=0.1s。B 点对应的速度为v=cm/s=41,6cm/s=0.416m/sB IT 0.2则此时砂桶的速度为2VH=0.832m/s 3 .因长木板放在水平桌面上,则由于没平衡摩擦力,对小车根据牛顿第二定律a=2F f 2 r fm m m则得到的aF 图像可能正确的是Ao2F-f 2 f(4)4.由。=-匕=一尸一L 可知m m m
6、-=km解得2m=k3.如图所示为某同学完成验证平行四边形定则实验后留下的白纸.根据图中数据,F 令的大小是_ N.观察图象发现,理论的合力F 合与一个弹簧秤拉动时的拉力F3差异较大,经验证F3测量无误,则造成这一现象可能的原因是一A.用手压住结点后拉弹簧秤并读数B.初始时一个弹簧秤指示在0.4N处而未调零C.两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差D.拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落,装上后继续实验.【答案】L8 AC【解析】【详解】根据图象,结合比例尺可得F 合=1.8N(2)A.用手压住结点后拉弹簧秤并读数,造成弹簧秤与木板不平行可能造成这一现象,故 A 正确;B.图中两分力夹角为锐角,
7、初始时一个弹簧秤指示在0.4N处而未调零,这一个分力会有相差0.4N的错误,不会造成合力也相差0.4 N,故 B 错误;C.两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差,造成一个弹簧秤拉的效果与两个弹簧秤拉的效果不同,可能造成这一现象,故 C 正确;D.拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落,装上后继续实验,对实验结果没有影响,故 D 错误。4.在利用电磁打点计时器(所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中:某同学用如甲图所示装置进行实验,得到如乙图所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O 点,在中间适当位置选5 个 点 A、B、C、D、E,测出点O、A 间的距离为68.97cm,点 A
8、、C 间的距离为15.24cm,点 C、E间的距离为16.76cm,已知当地重力加速度为9.80m/s2,重锤的质量为m=1.0kg,则打点计时器在 打。点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为 J,重力势能的减少量为 JJ导致动 能 的 增 加 量 小 于 重 力 势 能 减 少 量 的 原 因 是。(结果精确到小数点后两位)(2)用 v 表示各计数点的速度,h 表示各计数点到点O 的距离,以匕为纵轴,以 h 为横轴,根据实验数据2绘 出 匕 一h 的图线,该图线的斜率表示某个物理量的数值时,说明重物下落过程中的机械能守恒,该物2理量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _【答案】8
9、.00 8.25 纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的影响 当地重力加速度g【解析】【详解】(1)口 根据匀变速直线运动的规律,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,C点的速度为xAE _ 15.24+16.762T-2x0.04xl0_2m/s=4m/s重锤动能的增加量为1 ,1 ,Af,A=-/nvr2=-x lx 42J=8.00J2 2重力势能的减少量为AE/,=/=g/ioc=1X9.8X(68.97+15.24)X10-2J8.25J网导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是实验时存在空气阻力、纸带与打点计时器的限位孔有摩擦阻力等影响;(2)4 利用一声-图线处理数据,物
10、体自由下落过程中机械能守恒2,1,nigh=mv即%=gh22所以以I为纵轴,以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线;那么L-/?图线的斜率就等于当地重2 2力加速度g5.某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A 点左侧与滑块a 之间的动摩擦因数的实验.在足够大的水平平台上的A 点放置一个光电门,水平平台上A 点右侧摩擦很小,可忽略不计,左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下:A.在小滑块a 上固定一个宽度为d 的窄挡光片;B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b 的质量m”mi,:C.在 a 和 b 间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧
11、,静止放置在平台上:D.烧断细线后,a、b 瞬间被弹开,向相反方向运动:E.记录滑块a 通过光电门时挡光片的遮光时间 t:F.滑块a 最终停在C 点(图中未画出),用刻度尺测出AC之间的距离SaG.小球b 从平台边缘飞出后,落在水平地面的B 点,用刻度尺测出平台距水平地面的高度h 及平台边缘铅垂线与B 点之间的水平距离sb;H.改变弹簧压缩量,进行多次测量.(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图乙所示,则挡光片的宽度为 mm;(2)该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证两物体a、b 弹开后的动量大小相等,即 a 的动量大小等于b 的动量大小;(用上述实验所涉及物理量的字母表示)(3)改变弹
12、簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到小滑块a 的 Sa与,关系图象如图丙所示,图象的(Boj5斜率为k,则平台上A 点左侧与滑块a 之 间 的 动 摩 擦 因 数 大 小 为.(用上述实验数据字母表示)【答案】、.550-【解析】(1)螺旋测微器的读数为:2.5mm+0.050mm=2.550mm.(2)烧断细线后,a 向左运动,经过光电门,根据速度公式可知,a 经过光电门的速度为:_ 故 a的动量为:b 离开平台后做平抛运动,根据平抛运动规律可得:=二7二立解得:_ _ k,故 b 的动量为:(3)对物体a 由光电门向左运动过程分析 则有:二:二2二二二,经过光电门的速度:一 二,由牛顿第二
13、定律可得:_ _ 联立可得:_ 则由图象可知:6.如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律.TT(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要 的 器 材 是(填字母代号).A.直流电源、天平及祛码 B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及祛码 D.交流电源、毫米刻度尺(2)实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h.某同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这 些 方 案 中 合 理 的 是 (填字母代号).A.用刻度尺测出物体下落的高度h,由
14、打点间隔数算出下落的时间t,通过v=gt算出瞬时速度vB.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过y=J 丽 计 算 出 瞬 时 速 度 vC.根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时V-2速 度 V,并通过。=丁 计 算 得 出 高 度 h2gD.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是(填字母代号).A.该误差属于偶然误差B.该误差属于系统误差C.可以通过多次测量取平均值的方法来减
15、小该误差D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差【答案】D D B D【解析】【分析】【详解】(1)打点计时器需接交流电源.机械能守恒中前后都有质量,所以不要天平和硅码.计算速度需要测相邻计数的距离,需要刻度尺,故选D.(2)在验证机械能守恒时不能用有关g 值来计算速度,利用n=g/、v2=2gh,在计算高度时直接测量距离,在计算速度时利用中点时刻的速度等于平均速度求解,故 ABC错误;D正确(3)由于系统内不可避免的存在阻碍运动的力,比如空气阻力,纸带与限位孔之间的摩擦力等系统误差导致重力势能的减小量与动能的增加量不相等,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差,故 BD
16、正确7.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h 和沿斜面运动的位移X.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为(3)以下能引起实验误差的是.A、滑块的质量B、当地重力加速度的大小C、长度
17、测量时的读数误差D、小球落地和滑块撞击挡板不同时X【答案】2、h-1C D【解析】【分析】【详解】(1)由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,对滑块,位移:x=1at2;对小球,位移:H=-gt2,解得:-=4;2 2 g H(2)设斜面倾角为a,贝 lj:sina=-X对滑块,由牛顿第二定律得:mgsina-pmgcosa=ma,YX加速度:a=g,解得:口 =()H H1lx2-h2可知,能引起实验误差的是长度x、h、H 测量时的读数误差,同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差,故选CD.【点睛】本题考查了测动摩擦因数实验,应用匀加速直线运动和
18、自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题,解题时要注意数学知识的应用;知道实验原理是正确解题的关键.8.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(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&)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.合上开
19、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4(3)若热敏电阻的阻值R,与温度f 的关系如下表所示,trc30.040.050.060.070.080.0R,/。199.5145.4108.181.862.949.1当通过继电器的电流超过2()mA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 Q,为使该装置实现对30C80C之间任一温度的控制,电源应选用,滑动变阻器R、.应选用.(填选项前的字母)A.电源片(3 V,内阻不计)B.电源号(6 V,内阻不计)C.滑动变阻器K(0 2 0 0。)D.滑动变阻器R 2(0 5 0 0。)【答案】敏感
20、 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凡)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,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凡)被吸合时滑动变阻器应连入电路的阻值,找到之后
21、,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E =2 0 x(1 9 9.5 +2 0)x 1 0-3V =4.3 9 V所以电源应选用马,故 选 B;4 在 80C时,选用电源反,滑动变阻器的最小阻值为6 V-4 9.1 Q 2 O Q =2 3 0.9。2 0 mA所以滑动变阻器应选用&(0 5 0 0。),故选D。9.某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。按图示安装好装置,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,小车(填“连接”或“不连接)祛码盘,
22、轻推小车,如果计时器记录小车通过光电门的时间小t2满足tl t2(填“大于”“小于”或“等于),则摩擦力得到了平衡。(3)保证祛码和硅码盘的总质量远小于小车的质量,调节好装置后,将小车由静止释放,读出遮光条通过光电门A、B 的时间分别为t1、t 2,测出两光电门间的距离为L,则小车的加速度2=(用已知或测出的物理量字母表示)。(4)保持两个光电门间的距离、祛码和祛码盘的总质量均不变,改变小车的质量M 重复实验多次,测出多组加速度a 的值,及对应的小车质量M,作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线,则得出的结论【答案】不 连 接 等 于 4-4 1在祛码和祛码盘总质量不变时,即小车所受
23、拉力不变时,2人 弓 刀小车的加速度与拉力成反比【解析】【详解】平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用,具体做法是:将小车轻放(静止)在长木板上,挂好纸带(纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力)、不连接硅码盘,将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高,形成斜面,轻推小车,使小车做匀速运动即可,此时小车通过光电门的时间tl、t2满足tl等于t2。(3)3遮光条经过光电门A 时的速度表达式dV A=?经过光电门B 时的速度表达式(1所以c i -(4)4由牛顿第二定律可知,a=一M保持两个光电门间的距离、祛码和祛码盘的总质量均不变,改变小车的质量M 重复实验多次,是M一条过原点的直
24、线,说明在祛码和硅码盘总质量不变时,即小车所受拉力不变时,小车的加速度与拉力成反比。10.某同学在 探究弹力和弹簧伸长关系的实验中,用完全相同的弹簧A 和 B 并联后上端固定,下端与长木板相连,长木板带挂钩和指针总重2 N,右边有一米尺,零刻度与弹簧上端对齐,现在在挂钩上挂不同个数的够吗,测得数据如下表:钩码重力ONIN2N3N指针对齐刻度11cm12cm13cm14cm(1)每根弹簧的原长为 c m,每根弹簧的劲度系数为 N/m;(2)若将A、B 弹簧串联起来使用,它们整体的劲度系数为 oA.25N/m B.100N/m C.50N/m D.200N/m【答案】9cm 50 N/m A【解析
25、】【详解】根据力的平衡,有G=2k(L q)把 G=2N时,L=Hcm与 G=3N时,L=12cm代入解得Lo=9cmk=50 N/m(2)3将 A、B 弹簧串联起来使用,当拉力为F 时,每个弹簧的形变量为x,整体形变量为2 x,由 F=kx,可得整体的劲度系数L=25N/m2故填A。11.如图所示,梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在黑板上方的A 点,另一端被两个弹簧测力计拉到O 点。(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是A.弹簧测力计在实验前没有调零B.弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧侧力计刻度C.弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响D.
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