浙江省名校新高考物理100实验题冲刺训练含解析.pdf
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1、word版可编辑】浙江省名校新高考物理100实验题冲刺训练精选高考物理实验题100题含答案有解析1.某同学设计测量电流表内阻的实验。待测电流表的内阻R g约 在 lkC2kQ之间,量 程 250J1A。提供实验器材:电 源(4V,0.6C)电键S 及导线若干一只电阻箱R (0-9999。)滑动变阻器R i(0 50C,0.6A)滑动变阻器R 2(0lkC,0.3A)某同学的测量过程如下:第一,选择实验器材,设计实验的电路图,如图甲所示:r第二,实验操作步骤如下:先按电路图接好各元件,调节滑动变阻器R,的滑片P 位置,再使电阻箱阻值为零闭合电键S,调节滑动变阻器R的滑片P 于某一位置,使电流表达
2、到满刻度IB滑动变阻器R,的滑片P 保持不变,调节电阻箱值使电流表读数为k 的一半,记下电阻箱读数R”则待测电流表的内阻R.=Rx,请回答以下问题:(1)为了精确测量电流表的内阻,该同学选择的滑动变阻器R 是(选填“R i”或“R 2”)。(2)该同学在操作步骤中,滑动变阻器R,的滑片P 应置于 端(选 填 a”或b)理由是.接照该同学所设计的实验思路,用铅笔画出的线代表导线在图乙中替他完善正确规范的实验电路连接,导 线 不 能 交 叉。匕限箱(4)在实验步骤中,确保滑动变阻器R,的滑片P 的位置不变,其理由是【答案】R i a 接通电路时,确保电流表安全保持aP 间电压不变【解析】【详解】根
3、据题意要求精确测量电流表内阻及分压式连接,为了便于调节分压,需要选择阻值较小,额定电流较大的滑动变阻器,即 Ri。(2)2为了确保开关闭合后,电路安全,因此滑动变阻器的滑片应置于a 端,这样测量电路部分开始时分压为0,保证了电路安全。(3)4根据电路图,连接实物图如图所示:(4)5在实验步骤中,确保滑动变阻器R,的滑片P 的位置不变,其理由是保持aP 间电压不变。2.硅光电池是一种将光能转换为电能的器件,某硅光电池的伏安特性曲线如图(甲)所示。某同学利用图(乙)所示的电路研究电池的性质,定值电阻R 2的阻值为200C,滑动变阻器Ri的最大阻值也为200C,(1)请根据图(乙)所示的电路图,将图
4、(丙)中的的实物图补充完整_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)闭合电键S”断开电键S 2,将滑动变阻器Ri的滑动片移到最右端,电池的发热功率为_ W(3)闭合电键Si和电键S 2,将滑动变阻器Ri的滑动片从最左端移到最右端,电池的内阻变化范围为图C丙)1.197X10-3W(允许误差0.2W)55.562r602(允许误差 2。)【解析】【详解】(1)1根据原理图可得出对应的实物图如图所示:图(丙)(2)闭合电键之,断开电键S2,将滑动变阻器&的滑动片移到最右端时,两电阻串联,总电阻为400。;在图甲中作出电阻的伏安特性曲线,两图线的交点表示工作点:图(甲)则可知,电源的输出
5、电压为2.I V,电流为5.7mA;则其功率:P=C/=2.1X5.7X10-3W=1.197X10-3W;(3)3滑片由最左端移到最右端时,外电阻由100C增大到200C;则分别作出对应的伏安特性曲线,如上图所示;则可知,当在最左端时,路端电压为1.9 V,电流为9mA;当达到最右端时,路端电压为1.5V,电流为15mA;则由闭合电路欧姆定律可知,内阻最小值为:2 4-1 9%m,nn=-955.56。9xl03最大值为:2 4-1 5r=-Q =60QM 15xl(y3故内阻的范围为:55.56Qr 0 增大。故应选:Ao【点睛】本题考查了多用电表结构、多用电表读数与欧姆表的使用方法,知道
6、电流表。电压表与欧姆表的改装原理是解题的前提,分析清楚图示电路结构、掌握基础知识即可解题,平时要注意基础知识的学习与积累。9.甲实验小组利用图(a)装置探究机械能守恒定律.将小钢球从轨道的不同高度h 处静止释放,斜槽轨道水平末端离落点的高度为H,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(g 取 10m/s2)(1)若轨道完全光滑,s2与 h 的理论关系应满足s2=(用 H、h 表示).(2)图(b)中图线为根据实验测量结果,描点作出的s2-h关系图线;图线为根据理论计算得到的s2-h关系图线.对比实验结果,发现自同一高度静止释放的钢球,实 际 水 平 抛 出 的 速 率 (选填“小于”或“大于”)
7、理论值.造成这种偏差的可能原因是.乙实验小组利用同样的装置“通过频闪照相探究平抛运动中的机械能守恒”.将 质 量 为 0.1 kg的小钢球A 由斜槽某位置静止释放,由频闪照相得到如图(c)所示的小球位置示意图,O 点为小球的水平抛出点.(3)根据小球位置示意图可以判断闪光间隔为 s.0 501 00二二二二一二二二二lq(4)以 O 点为零势能点,小球A 在 O 点的机械能为J;小球A 在 C 点时的重力势能为.J,动能为_ _ _ _ _ _ J,机械能为_ _ _ _ _J.【答案】(l)4H h(2)小于 轨道与小球间存在摩擦或小球的体积过大(3)0.1(4)0.112 5-0.8 0.
8、912 5 0.112 5【解析】(1)对于小球从静止释放到水平抛出这段曲线运动,运用动能定理研究得:1 ,mgh=mv解得:v=还对于平抛运动,运用平抛运动的规律得出:在竖直方向:H=1gt2则有:片.在水平方向:s=vt.由得:s=2师 所以:s2=4Hh(2)对比实验结果与理论计算得到的s2-h 关系图线中发现:自同一高度静止释放的钢球,也就是h 为某一具体数值时,理论的S2数值大于实验的S2数值,根据平抛运动规律知道同一高度运动时间一定,所以实验中水平抛出的速率小于理论值.从Sj-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,认为造成上述偏差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力,或小
9、球的体积过大造成的阻力过大;由于摩擦阻力做功损失了部分机械能,所以造成实验中水平抛出的速率小于理论值.(3)根据 y=gT?得:T=0.1s,0()5 x 4(4)设 O 点下一个点为B 点,根据运动学公式得1 幅=上 巴 一=lm/s,水平初速度-2 x 0.1匕=3=1 5 找/$,所以小球A 在 O 点的速度vo=1.5m/s,0.1小球A 在 C 点时的速度vc=+J;:+0*10)2小球A 在。点的机械能Eo=O+xO.lx(1.5)2=0.1125 J2因 O 点为小球的水平抛出点,且以O 点为零势能点,则小球A 在 C 点时的重力势能为Ep=mgh=-0.8J;在 C 点的动能:
10、EkC=-m vt.2=0.9125J;2小球 A 在 C 点时的机械能 Ec=y xmxvc2+(-mgho c)=0.9125-0.8=0.1125J点睛:本题从新的角度考查了对机械能守恒实定律的理解,有一定的创新性,很好的考查了学生的创新思维,掌握平抛运动的处理方法,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动.1 0.图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E 是电池,Ri、R 2、氏、R 4和 Rs是固定电阻,R 6是可变电阻,表头电流表G 的量程为0 1m A,内阻R g=2()()Q,B 为换挡开关,A 端 和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有5 个挡
11、位,分别为直流电压3V挡 和 15V挡,直流电流5mA挡 和 1A挡,欧姆“X100Q”挡。(1)图甲中A 端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)开关S 接位置_ _ _ _ _ _ _ _ _(填“1”或“2”)时是电流挡的大量程,根据题给条件可得。a+&=。,R4=c,R、C o某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示,若此时B 端是与“1”相连的,则 多 用 电 表 读 数 为;若此时B 端是与“3”相连的,则读数为 o(4)多用电表长时间使用后会造成电源的电动势减小和内阻增大,若继续使用时还能进行欧姆调零,则用该多用电表测量电阻时,所 测 得 的 电 阻 值 将 (填“偏大”、“偏小
12、”或“不变【答案】黑 1 50 560 2400 0.52A 1400。偏大【解析】【分析】【详解】由题中所示电路图可知,B 与欧姆表内置电源的负极相连,B 为红表笔,A 为黑表笔。(2)2由题中所示电路图可知,开关S 接位置1 时,分流电阻较小,此时电流挡的大量程;网根据题中所示电路图,由欧姆定律可知&+R,455mA电流挡的内阻为(&+旦)凡+4+4=40。则凡=5-徽=(-40)Q=560c4 12 讷 5x10-3&(-4 0-560)Q=2400Q(3)6B端是与“1”相连的,电流表量程为1 A,分度值是0.02A,多用电表读数为0.02Ax26=0.52A此时B 端是与“3”相连,
13、多用电表测电阻,由图示可知,指针指在14的位置,则读数为14xl(X)Q=14(X)Q(4)网当电池电动势变小、内阻变大时,需要重新欧姆调零,由于满偏电流Ig不变,欧姆表内阻气变小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,可知当R内变小时,有I _ E I晶%+E。+R,由于Ig不变、R内 变小,指针跟原来的位置相比偏左,欧姆表的示数变大,导致测量阻值偏大。1 1.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线M N、P Q,并测出间距d。开始
14、时让木板置于M N处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数Fo,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F”然后释放木板,并用秒表记下木板运动到P Q 处的时间t。贝 IJ:木板的加速度可以用d、t 表示为a=o(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a 与弹簧秤示数用的关系。下列图像能表示该同学实验结果用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是A.可以改变滑动摩擦力的大小B.可以更方便地获取多组实验数据C.可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小D.可以获得更大的加速度以提高实验精度【答案】C BC【解析】【分析】
15、【详解】(1)木板做初速度为零的匀加速直线运动,根据x=V0Z +1GZ2得,1 2d=-cit2解得2d。/即木板的加速度为广。(2)2A B.由于摩擦力的存在,所以当月 时,木板才产生加速度,即图线不过原点,与横轴有交点,AB错误;C D.据题意,木板受到的滑动摩擦力为外,对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有耳好=(M+tn)a联立解得1广 F。C L =-F、-m+M m-M其 中 m 为矿泉水瓶的质量,M 为木板的质量根据函数斜率和截距的概念可知,当m M 时,一 近m+M似不变,即图像的斜率不变,当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后 一 变小,即图像向下弯曲,C 正m+M确 D
16、 错误。故选C。A.木板与桌面间的正压力以及动摩擦因数不变,所以加水的方法不改变滑动摩擦力的大小,A 错误;B C.缓慢向瓶中加水,拉力是连续增大,而挂钩码时拉力不是连续增大的,所以可以更方便地获取多组实验数据,比较精确地测出摩擦力的大小,BC正确;D.由于加速度越大需要水的质量越大,而水的质量越大时图象的斜率越小,实验的精确度会越小,D 错误。故选BC1 2.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、mB=10.0g 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
17、;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、N,用刻度尺测出它们到O 点的距离分别为XOP、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;o(3)数据处理时,小球离开水平槽末端的速度大小
18、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(40.7840.2)6.13xl03【解析】【分析】【详解】(1)口 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 10-3kgm1 3.在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中(如图甲),与压强传
19、感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中,逐次加入热水并搅拌,记录得到试管内空气不同的压强和温度值,图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P-t 图象,初始封闭气体体积相同。甲 乙(1)两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为两图线斜率不同可能的原因是(2)通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是该规律符合一定律。【答案】-273C 两组初始气体压强不同,两组气体初始温度不同 p=Po(l+奈)查理【解析】【详解】(1)1两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度,其值为-273C;(2)2 3结合图象,设温度为零摄氏度
20、时的压强为P。,则有J2 7 3被封闭气体的压强与摄氏温度之间的关系有P-=k2 7 3+/解得:p=P()(1+-)2 7 3由上式可知,两图线斜率不同的原因是,两组初始气体压强不同,或两组气体初始温度不同4在实验过程中,一定质量的气体体积不变,符合查理定律的变化规律。1 4.实验小组利用以下方法对物体的质量进行间接测量,装置如图1 所示:一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q 相连,已知重物P、Q 的质量均为m,当地重力加速度为g。在重物Q 的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z,重物P 的下端与穿过打点计时器的纸带相连。(1)先接通频率为50Hz的交流电源,再由静止释放系统,得到如图2
21、所示的纸带,则系统运动的加速度a=m/s2(结果保留2 位有效数字);在忽略阻力的理想情况下,物块Z 质 量 M 的表达式为M=(用字母m、a、g 表示);(3)实际情况下,空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦、定滑轮中的滚动摩擦不可以忽略,物 块 Z 的实际质量与理论值M 有一定差异,这种误差是 误 差(填“偶然”或“系统2ma【答案】8.0 系统g-a【解析】【分析】根据位移差公式Ax 求解系统的加速度。对整个系统进行分析,根据牛顿第二定律求解M 的表达式。根据误差来源分析误差的性质。【详解】根据位移差公式醺=。7 2,解得系统运动的加速度为a*=(2.95+3.2 9)-(2 32 +2.
22、6 4)x0 2mzs 2=8.(WT2 4 x 0.022根据牛顿第二定律,对 Q 和 Z 有+T=+m)a对物体P 有T-mg=ma-2ma联 立 解 得 加=。g-a(3)网由题意可知本实验中误差是由于实验原理的选择而造成的,无法通过多测数据来消除,故这是一种系统误差。【点睛】本题主要考查了通过系统牛顿第二定律测质量的方法,能分析出实验误差的原因。明确系统误差和偶然误差的定义。1 5.某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有:A.电 源(电动势约3 V,内阻约10。)B.电压表V(量程050m V,内阻为50。)C.电流表A(量程0100m A,内阻约为2.5Q)D
23、.电阻箱R (0999.9C,最小改变值为0.1。)E.定值电阻R i(阻值为2 950。)F.定值电阻R 2(阻值为9 950。)G.开关S 及若干导线在尽可能减小测量误差的情况下,请回答下列问题:(1)定值电阻应选用;(填写器材前面的字母序号)(2)用笔画线代替导线,按 图 甲 电 路 将 图 乙 实 物 完 整 连 接 起 来;实验步骤如下:闭合S,调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100m A,此时电阻箱的阻值为14.3C,电压表的示数为Uo;断开S,拆下电流表,将 B 与 C 用导线直接相连,闭合S,调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为Uo,此时电阻箱的阻值为17.0Q,则电流表的内阻为
24、 Si;调节电阻箱阻值,记下电阻箱的阻值R”电压表的示数UI;多次改变电阻箱的阻值,可获得多组数据。做出电压表示数的倒数5随电阻箱的阻值的倒数 的图线如图丙所示,若不考虑电压表对电路的影响,电池的电动势和内阻分别为 V、S1(结果保留三位有效数字)。【答案】E2.7 2.9012.0【解析】【分析】【详解】(1)口 实验中需要将电流表A 与定值电阻R串联,改装成一个量程为0 3V 的电压表,由部分电路欧姆定律知U-U v=Uv4 一 瓦代入数据解得国=2950Q故选E。(2)2 根据电路原理图,实物连接如图所示(3)3 电压表的示数始终为U。,则说明RA+R=R即为/?A=17.0Q-14.3
25、Q=2.7Q14 根据闭合电路的欧姆定律知DD 1 =/(4 +1)+。().与Rv&R代入数据变形后1 60r 1 60-=-1-U E R E结合题中所给图像的纵截距2。嘿解得 =2.90V5斜率144.9-20.7 60r0.50求得Er=12.()Q1 6.某同学想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数.如图甲所示,表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上;木板上有一滑块,滑块右端固定一个轻小动滑轮,钩码和拉力传感器通过绕在滑轮上的轻细绳相连,细绳与长木板平行,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动(忽略滑轮的摩擦).如图乙为某次实验得到的纸带,s i、S2 是纸带中两段相邻计数
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