2019年高考物理命题猜想与仿真押题专题19实验题的解题方法与技巧仿真押题(含解析).doc
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1、1实验题的解题方法与技巧仿真押题1.某同学利用如图 1 甲所示的实验装置测重力加速度.图 1(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:_;_.(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点 A、 B、 C、 D、 E、 F 为计数点,测得点 A 到B、 C、 D、 E、 F 的距离分别为 h1、 h2、 h3、 h4、 h5.若打点的周期为 T,则打 E 点时重物速度的表达式为vE_;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方( v2)与距离( h)的关系图线,如图丙所示,则重力加速度 g_m/s 2.(3)若当地的重力加速度值为 9.8m/s2
2、,你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是_.答案 (1 )打点计时器应接交流电源 重物释放时应紧靠打点计时器(2) 9.4 (3)空气阻力和摩擦阻力的影响h5 h32T解析 (1)打点计时器应接交流电源;重物释放时应紧靠打点计时器.(2)利用匀变 速直线运动的推论 vE ;xDFtDF h5 h32T由图得斜率 k18.8,由 v22 gh 知, k2 g,则 g9.4m/s 2.2(3)测量值存在偏差的主要原因是存在空气阻力和纸带通过打点计时器时的摩擦阻力.2.为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图 2 所示的实验装置,小车总质量用 M 表示(乙图中 M 包括小车与
3、力传感器,丙图中 M 包括小车和与小车固连的滑轮),钩码总质量用 m 表示.图 2(1)图 3 是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分, O、 A、 B、 C、 D 和 E 为纸带上六个计数点,加速度大小用 a 表示.图 3则 OD 间的距离为_cm.图 4 是根据实验数据绘出的 s t2图线( s 为各计数点至同一起点的距离),则加速度大小 a_m/s 2.(保留三位有效数字)图 4(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为 a, g 为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为_.3答案 (1)1.20 0.933 (2)123
4、.小张和小王在做“验证力的平行四边形定则”实验中,实验步骤如下:图 5用图钉把白纸钉在方木板上.把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在 O 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.小张同学用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置时,小王同学用铅笔描下结点的位置,标上字母 A,如图 5 丙所示.接着小王在两条细绳套的方向上离 A 点比较近的地方点下了另两个点 B、 C,并记录弹簧秤的读数 F1、 F2.移开两弹簧秤,从位置 A 画直线 AB、 AC,按选定的标度作出两只弹簧秤的拉力 F1、 F2的图示,并 用平行四边形定则作出合力 F 的图示.只用一只弹
5、簧秤通过细绳套把橡皮条的结点再次拉到同样位置 A,记下弹簧秤的读数和细绳的方向.用刻度尺从 A 点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力 F的图示.比较力 F的图示与合力 F 的图示,看两者是否等长、同向.小张改变两个力 F1和 F2的大小和夹角,再次重复实验时,发现让结点回到 A 点不太容易,小王就在结点移过 A 点时用手指将其按压在 A 点,接着记录下两弹簧秤的方向和示数大小.接着重复步骤,最后得出结论:在误差允许的范围内,力的合成符合平行四边形定则.(1)以上实验步骤中不恰当的是_,有错误的是_.(2)甲、乙是两组同学作出的图示,其中符合实际情况的是_.答案 (1) (2)甲44.实
6、验时将一质量为 m200g 的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端,释放后小滑块在弹力的作用下向右运动,并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力),用数码相机将滑块运动过程拍成视频,改变滑块的释放位置再拍,获得多个视频,每个视频都是由相同时间间隔的照片连贯而成,通过电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙所示),筛选出 5 张频闪照片,用刻度尺测得照片中的桌面离地高度h50.0mm,再测出 5 张照片中的 x 和 s,记录到下表中.取重力加速度 g10m/s 2.图 6频闪照片序号 1 2 3 4 5x/mm 4.0 8.0 12.0 16.0 18.0s/mm 32.0 64.2 95.
7、9 128.6 143.3(1)分析图乙中滑块的位置分布规律,可知该相机每秒能拍摄_张照片.(2)根据表中数据在图 7 中画出 s x 图象.图 75(3)若测得 sx 图象的斜率为 k,则弹簧对滑块的功 W 可以表示成( )A.W x2mgk24hB.W x2mgH2k24h2C.W x2mgHk24h2D.W kx212答案 (1)15 (2)见解析图 (3)C解析 (1)由平抛运动规律得:滑块落地时间 t s0.4s;由图可知,0.4s 中拍摄了 62Hg 20.810张照片,则在 1s 内能拍摄的照片数 n 615 张;10.4(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图所示;5.
8、在“探究功与速度变化的关系”实验中,采用如图 8 甲所示装置,水平正方形桌面距离地面高度为 h,将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点,将小球置于橡皮筋的中点,向左移动距离 s,使橡皮筋产生形变,由静止释放后,小球飞离桌面,测得其平抛的水平射程为 L.改变橡皮筋的条数,重复实验.图 8(1)实验中,小球每次释放的位置到桌子边缘的距离 s 应_(选填“不同” “相同”或“随意”).(2)取橡皮筋对小球做功 W 为纵坐标,为了在坐标系中描点得到一条直线,如图乙所示,应选6_(填“ L”或“ L2”)为横坐标.若直线与纵轴的截距为 b,斜率为 k,可求小球与桌面间的动摩擦因数为_(使用题中所给符号表示
9、).答案 (1)相同 (2) L2 b4khs6.某实验小组用如图 9 甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功.实验时,木块在重物牵引下向右运动,重 物落地后,木块继续向右做匀减速运动.图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带,纸带上的小黑点是计数点,相邻的两计数点之间还有 4 个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为 50Hz.图 9(1)可以判断纸带的_(填“左端”或“右端”)与木块连接.根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下 A 点、 B 点时木块的速度 vA、 vB,其中 vA_m/s.(结果保留两位有效数字)(2)要测量在 AB 段木板对木块的摩
10、擦力所做的功 WAB,还应测量的物理量是_.(填入物理量前的字母)A.木板的长度 L B.木块的质量 m1C.重物的质量 m2 D.木块运动的时间 t(3)在 AB 段木板对木块的摩擦力所做的功的表达式 WAB_.用 vA、 vB和第(2)问中测得的物理量的符号表示7答案 (1)右端 0 .72 (2)B (3) m1(v v )12 2A 2B7.某同学设计了如图 10(a)所示的装置验证小球摆动过程中的机械能守恒.实验中小球到达 B 点时恰好与桌面接触但没有弹力, D 处的箭头处放一锋利的刀片,细线到达竖直位置时被割断,小球做平抛运动落到地面, P 是一刻度尺.该同学方案的优点是只需利用刻
11、度尺测量 A 位置到桌面的高度 h、桌面到地面的高度 H及平抛运动的水平位移 L 即可.图 10(1)用游标卡尺测出小球的直径 d 如图(b)所示, d_cm;(2)为了测量小球下降的高度,若不测小球的直径 d,则从位置 A 中_(选填“球的下边沿”或“球心”)到桌面的距离即为小球下降的高度 h;(3)实验中改变 h,多测几次 h 和 L 的数值,作出如图(c)所示的图象 1,则该图线的斜率 k_可证明小球下摆过程中机械能守恒;(4)若作出的图象为如图(c)所示的图象 2,原因是_.答案 (1)1.140 (2)球的下边沿 (3)4 H(4)h 测大了88.在探究规格为“4.0V 2.0W”的
12、小灯泡 L 的伏安特性曲线实验中,可供选用的器材如下:小灯泡 L:“4.0V 2.0W” ;电流表 A1:量程 3.0A,内阻约为 0.1;电流表 A2:量程 0.6A,内阻约为 0.2;电压表 V:量程 3.0V,内阻 RV9.0k;定值电阻 R1:阻值 2.0k;定值电阻 R2:阻值 4.5k;定值电阻 R3:阻值 12.0k;定值电阻 R4:阻值 18.0k;滑动变阻器 R:阻值范围 010;学生电源 E:电动势 6.0V,内阻不计; 开关 S 及导线若干.(1)电流表应选_,定值电阻选_(在 R1、 R2、 R3、 R4中选一个).(2)在方框中画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号
13、.(3)小雨同学采用同样的方法进行实验,检查实验 电路连接正确,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,发现电流表和电压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下,检查电路故障,应使用多用电表_(选填“欧姆10” “直流电压 10V”或“直流电流 2.5mA”)挡,检查过程中将多用电表的红、黑9表笔与电流表“” 、 “”接线柱接触时,多用电表指针发生较大偏转,说明电路故障是_.答案 (1)A 2 R2 (2)见解析图 (3)直流电压 10V 电流表断路(3)由 题知,在不断开电路测量时,只能用电压挡测量,故选用直流电压 10V 挡;检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“” 、 “”接线柱接触时,
14、多用电表指针发生较大偏转,说明电路故障是电流表断路.9.某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为 1113V,内阻小于 3,由于直流电压表量程只有 3V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为 15V 的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:(1)把电压表量程扩大,实验电路如图 1 甲所示,实验步骤如下,完成填空:第一步:按电路图连接实物第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为
15、 3V第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为_V第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为 15V 的电压表.10图 1(2)实验可供选择的器材有: A.电压表(量程为 3V,内阻约 2k)B.电流表(量程为 3A,内阻约 0.1)C.电阻箱(阻值范围 09999)D.电阻箱(阻值范围 0999)E.滑动变阻器(阻值为 020,额定电流 2A) F.滑动变阻器(阻值为 020k)则电阻箱应选_,滑动变阻器应选_.(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势 E 和内阻 r,实验电路如图 乙所示,得到多组电压 U 和电流 I 的值,并作
16、出 U I 图线如图丙所示,可知电池的电动势为_V,内阻为_.答案 (1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.510.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.某实验小组欲探究通过热敏电阻 R1(常温下阻值约为 10)的电流随其两端电压变化的特点.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小,现提供下列器材:A.电流表 A1(量程 100mA,内阻约 1)B.电流表 A2(量程 1.0A,内阻约 0.3)C.电压表 V1(量程 3.0V,内阻约 3k)D.电压表 V2(量程
17、 10.0V,内阻约 10k)E.滑动变阻器 R(最大阻值为 10)F.电源 E(电动势 15V,内阻忽略)G.开关,导线若干11(1)该小组测出热敏电阻 R1的 U I 图线如图 2 曲线所示,该热敏电阻是_热敏电阻(填“PTC”或“NTC”).图 2(2)请在所提供的器材中选择必需的器材,电流表应选_,电压表应选_(填写器材前面的字母);并在虚线框中画出该小组设计的电路图.(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻 R2的 U I 图线如曲线所示.然后将热敏电阻 R1、 R2分别与某电池组连成如图 3 所示电路.测得通过 R1和 R2的电流分别为 0.30A 和 0.60A,则该电池组的电动
18、势为_V.(结果保留三位有效数字)图 3答案 (1)PTC (2)B D 见解析图 (3)10.0解析 (1)由图知,电阻随温度的升高而增大, R1为 PTC 热敏电阻;(2)电路最大电流约为 I A1.5A,电流表选 B;电源电动势为 15V,电压表选 D;加在热敏电阻两ER 1510端的电压从零开始逐渐增大,滑动变阻器用分压接法,由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,电流表用外接法,电路图如图所示;12(3)因 E U Ir,由题图曲线可知,电流为 0.30A 时,电阻 R1两端电压为 8.0V,电流为 0.60A 时,电阻R2两端电压为 6.0V,则有: E8.00.3 r, E6.00.
19、6 r,联立得 E10.0V.11.为了测定一段由均匀材料制成的圆柱体的电阻率(电阻在 200250 之间),现给定电压表 V(量程6V、内阻约为 5k)、电流表 A(量程 30mA、内阻约为 40)、滑动变阻器 R(015)、电源( E6V)、开关 S 及导线若干.(1)设计测量圆柱体电阻 Rx的电路图,并画在虚线框内;(2)如图 4 所示中的 6 个点分别表示实验中测得的 6 组电压表 U 和电流表 I 的值,试根据图求出圆柱体电阻 Rx_(结果保留 2 位有效数字);图 4(3)用 50 分度的游标卡尺测得该圆柱体的长度 l 如图 5 甲所示,则 l_mm;用螺旋测微计测圆柱体的直径 d
20、 如图乙所示,则 d_mm.13图 5(4)由以上数据求出 _m(保留两位有效数字).答案 (1)见解析图 (2)2.310 2 (3)11.06 2.000 (4)6.510 2解析 (1)由题知,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表用外接法,为测多组实验数据,滑动变阻器用分压接法,电路图如图甲所示:(2)根据坐标系内描出的点作出图象如图乙所示:由图象可知,待测电阻阻值: Rx 2.310 2;UI 4.6V0.020A(3)游标卡尺的读数l11mm30.02mm11.06mm;螺旋测微器的读数d2.0mm00.01mm2.000mm;(4)由 Rx ,得lS l d2 2 6.510 2
21、m. Rxd24l12.某实验小组设计了如图 6 甲的电路,其中 RT为热敏电阻,电压表量程为 3V,内阻 RV约 10k,电流表14量程为 0.5A,内阻 RA4.0, R 为电阻箱.图 6(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关,调节电阻箱,记录不同情况下电压表示数 U1、电流表的示数 I 和电阻箱的阻值 R,在 I U 坐标系中,将各组 U1、 I 的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线,如图乙中曲线所示.为了完成该实验,应将导线 c 端接在_(选填“ a”或“ b”)点;(2)利用(1)中记录的数据,通过分析计算可得外电路的电压 U2
22、, U2的计算式为_;(用U1、 I、 R 和 RA表示)(3)实验小组利用(2)中的公式,计算出各组的 U2,将 U2和 I 的数据也描绘在 I U 坐标系中,如图乙中直线所示,根据图象分析可知,电源的电动势 E_V,内电阻 r_;(4)实验中,当电阻箱的阻值调到 8.5 时,热敏电阻消耗的电功率 P_W.(保留两位有效数字)答案 (1) a (2) U2 U1 I(R RA) (3)6.0 5.0 (4)0.48(4)把电流表、电阻箱和电源作为等效电源,其等效电源内阻 r04.08.55.017.5;在I U 图象中作等效电源的伏安特性曲线,如图所示;与热敏电阻 的伏安特性曲线的交点坐标(
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