2022新高考衡水名師原創(chuàng)物理專題卷：專題12 實驗

1、2022新高考衡水名師原創(chuàng)物理專題卷 專題十二 實驗1.某同學利用圖甲所示裝置做測定勻變速直線運動的加速度實驗。(1)實驗過程中,下列做法必要或正確的是_。A.將長木板調(diào)成水平B.先釋放小車,后接通電源C.從圖示位置釋放小車,讓鉤碼帶動小車運動D小車的質(zhì)量不需要遠大于鉤碼的總質(zhì)量(2)圖乙所示為某次實驗得到的一條紙帶,打點計時器所接交流電源頻率為50 Hz,兩計數(shù)點間的距離測量結(jié)果已標出,則小車在計數(shù)點D所代表時刻的瞬時速度大小為_m/s,小車的加速度大小為_。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)2.如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關系。（

2、1）實驗中還需要的測量工具有：_。（2）如圖乙所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖，縱軸表示的是鉤碼質(zhì)量m，橫軸表示的是彈簧的形變量x。由圖可知彈簧的勁度系數(shù)_N/m（重力加速度g取）。（3）如圖丙所示，實驗中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的關系圖像。則下列說法中正確的是_。A.a的原長比b的長B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小D.彈力與彈簧長度成正比3.某同學做“探究求合力的方法”的實驗如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結(jié)點，和為細繩。請回答下列問題。（1）實驗中，要求先后兩次力的作用效果相同，指的是_；采用的科學方法是_。（2）圖乙是測量中某一彈簧

3、測力計的示數(shù)，該力大小為_N。（3）下列措施中能減小實驗誤差的是_。A.兩條細繩必須無彈性且材質(zhì)相同B.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平面平行C.拉橡皮條的細繩要稍短些，標記同一條細繩的方向時兩標記點間距要與細繩長度一致D.實驗前先把實驗所用的兩只彈簧測力計的掛鉤相互鉤住平放在桌面上，向相反方向拉動，檢查示數(shù)是否相同，若不同，則進行調(diào)節(jié)使之相同4.用如圖甲所示的裝置可以完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗。用總質(zhì)量為m的托盤和砝碼所構成的重物通過細繩牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。打點計時器使用的電源是_（選填選項前的字母）。A.直流電源B.交流電源

4、實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是_（選填選項前的字母）。A.把長木板右端墊高B.改變小車的質(zhì)量在_（選填選項前的字母）且打點計時器打點的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。A.不懸掛重物B.懸掛重物實驗中，為了保證懸掛重物的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，懸掛重物的總質(zhì)量m與小車質(zhì)量M之間應滿足的條件是_。A.B.安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，物體做勻加速直線運動。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖乙所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中O點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點作為計數(shù)點。其中測出點距

5、起始點O的距離分別為，如圖所示。已知打點計時器打點周期為T。物體運動到E點時的瞬時速度表達式為_；物體運動的加速度表達式為_。該同學在實驗中，得到了如圖所示的圖像，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因_。該同學在分析了原因后，決定改進實驗原理。在實驗中，他每次改變拉力時，就將小車中的砝碼取出，加到托盤中，把托盤和托盤中的砝碼總重力視為合力F，對應的加速度a從紙帶中計算得出，多次測量后，繪出圖像。你認為這種方法能否避免圖丙中出現(xiàn)的問題嗎？請分析原因。5.某同學利用如圖甲所示的氣墊導軌裝置做“探究動能定理”實驗。在氣墊導軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過定滑輪與鉤碼相連。實驗時，測出光電門

6、1、2間的距離為L，遮光條的寬度為d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m。（1）完成下列實驗步驟中的填空：用游標卡尺測量遮光條的寬度d，結(jié)果如圖乙所示，_mm；按圖甲所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；實驗時要調(diào)整氣墊導軌水平。不掛鉤碼和細線，接通氣源，釋放滑塊，如果滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導軌已調(diào)整至水平狀態(tài)；掛上鉤砝后，接通氣源，再放開滑塊，記錄滑塊通過光電門1的時間和通過光電門2的時間，求出小車的動能增量；改變鉤碼的質(zhì)量，重復步驟，求得滑塊在不同合力作用下小車的動能增量。（2）對于上述實驗，下列說法正確的是_。A.滑塊的加速度與鉤碼的加速度大小相

7、等B.彈簧測力計的示數(shù)為滑塊所受合力C.實驗過程中鉤碼處于超重狀態(tài)D.鉤碼的總質(zhì)量m應遠小于滑塊的質(zhì)量M（3）由本實驗得到的數(shù)據(jù)得出小車的動能增量與彈簧測力計的示數(shù)F的關系式滿足_（用題所給字母表示），則說明在誤差允許的范圍內(nèi)動能定理成立。6.用如圖1實驗裝置驗證組成的系統(tǒng)機械能守恒,從高處由靜止開始下落,上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律,圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖2所示。已知打點計時器所用電源的頻率為取。(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度_m/s。(結(jié)果保留2位有

8、效數(shù)字)(2)在打點05過程中系統(tǒng)動能的增量_J,系統(tǒng)勢能的減少量_J,由此得出的結(jié)論是_。(3)若某同學作出圖像,如圖3,則當?shù)氐膶嶋H重力加速度_。7.某實驗小組找來一段粗細均勻的家用保險絲，欲測出保險絲的電阻率，該小組截取長1 m的保險絲進行實驗。（1）用螺旋測微器測量保險絲的直徑如圖1所示，該保險絲的直徑為_mm。（2）實驗室提供的器材如下。A.電流表（量程為10 mA，內(nèi)阻）B.電流表（量程為0.6 A，內(nèi)阻約為）C.定值電阻（阻值）D.定值電阻（阻值）E.滑動變阻器（阻值為0，允許通過的最大電流為2 A）F.滑動變阻器（阻值為0，允許通過的最大電流為1 A）G.電池（電動勢為3 V，

9、內(nèi)阻可忽略）H.開關一個，導線若干要使實驗測量結(jié)果盡量精確，應選用的器材有_。（選填器材前的字母序號）（3）在圖2虛線框內(nèi)補全實驗電路圖并標明所用器材的名稱。（4）該小組同學正確連接好電路后，進行實驗，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，把電流表的示數(shù)的示數(shù)記錄在如下表格中，請根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)在圖3中作圖。次數(shù)1234562.003.004.006.008.009.000.120.200.240.350.480.54（5）根據(jù)圖3中描繪好的圖象，結(jié)合所設計的電路，求得該保險絲的阻值_。（保留兩位有效數(shù)字）（6）可以估算出該保險絲的電阻率為_。（保留兩位有效數(shù)字）8.物理興趣小組的同學要描繪額定電壓為3.

10、8 V小燈泡的伏安特性曲線。(1)他們從實驗室取來如圖甲所示的器材,為了保證實驗有較高的精度,請你用筆畫線為他們連接實驗電路。(2)若實驗描繪的小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,則小燈泡在常溫下的電阻約為_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),若用歐姆表測量常溫電阻,則應該把選擇開關打到_擋。(3)若小燈泡與一個16 的定值電阻串聯(lián)后接在電壓恒定為4 V的電源上,則小燈泡的電阻為_,小燈泡實際消耗的電功率為_W。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)接在電壓恒定為4 V的電源上小燈泡發(fā)光后的電阻與小燈泡在常溫下的電阻不同的原因是_。9.某同學欲利用圖甲電路測量電流表的內(nèi)阻,實驗室提供的實驗器材如下。A.待測電流表(

11、量程為0300 A,內(nèi)阻約120 )B.電流表(量程為01 mA,內(nèi)阻約為30 )C.定值電阻(阻值為50 )D.定值電阻(阻值為15 )E.滑動變阻器(020 ,允許通過的最大電流為2 A)F.滑動變阻器(01 000 ,允許通過的最大電流為0.1 A)G.電源EH.開關及導線若干在盡可能減小測量誤差的情況下,請回答下列問題:(1)圖甲中電流表應選用_,定值電阻應選用_,滑動變阻器R應選用_。(選填相應器材前的字母)(2)根據(jù)圖甲中的電路圖,用筆畫線代替導線,將圖乙中的實物圖連接成測量電路。(3)正確選擇器材并進行實驗操作,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,可獲得電流表的多組數(shù)據(jù),作出圖線如圖丙所示,則

12、待測電流表的內(nèi)阻為_。利用圖象法處理數(shù)據(jù)的好處是_。(4)要將待測電流表改裝成量程為00.6 A的電流表,應將待測電流表與阻值為_的電阻_聯(lián)(選填“串”或“并”)。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)10.實驗器材有:待測電源(電動勢約3 V,內(nèi)阻約2 ),保護電阻(阻值為10 ),滑動變阻器R(阻值020 ),電流表A,電壓表V,開關S,導線若干。某同學想利用這些器材來測量電源的電動勢和內(nèi)阻。請回答下列問題。(1)該同學設計了兩個實驗電路圖,分別如圖甲、乙所示,為了減小誤差,應選擇圖_(選填“甲”或“乙”);(2)電表有以下幾種型號,你認為電壓表最好選用_,電流表最好選用_;A.電壓表(03 V,內(nèi)

13、阻約)B.電壓表(03 V,內(nèi)阻約)C.電流表(0200 mA,內(nèi)阻約)D.電流表(030 mA,內(nèi)阻約)(3)該同學在選擇了測量誤差較小的電路圖后,連接實物電路并進行了多次測量,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了圖象,如圖丙所示,根據(jù)圖中的物理量符號回答,電源的電動勢為_,電源的內(nèi)阻為_;(4)本次實驗中,電源電動勢的測量值_(選填“大于”“小于”或“等于”)電源電動勢的真實值,電源內(nèi)阻的測量值_(選填“大于”“小于”或“等于”)電源內(nèi)阻的真實值。11.圖1為多用電表中歐姆擋的電路原理圖，通過調(diào)節(jié)旋鈕和電阻箱，使歐姆表具有“”、“”和“”三種倍率，虛線框內(nèi)為換倍率開關，A端和B端分別與兩表筆相連。所用器材

14、如下：A.干電池（電動勢，內(nèi)阻）B.電流表（滿偏電流，內(nèi)阻）C.定值電阻D.定值電阻和E.電阻箱（最大阻值）F.旋鈕開關一個，紅、黑表筆各1支，導線若干（1）圖1中的A端與_（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。（2）若旋鈕開關與1端相連，歐姆調(diào)零時應為_。利用該倍率測量某定值電阻的阻值，操作過程均正確，測量結(jié)果如圖2所示，則該電阻的阻值為_。（3）若旋鈕開關與2端相連，此時歐姆表的倍率為“”，流過電源的最大電流為_mA，歐姆調(diào)零時_。（4）若旋鈕與3端相連，此時歐姆表倍率為_（填“”“”或“”），_（保留兩位小數(shù)），歐姆調(diào)零時_。12.一些材料在受到壓力作用時，其電阻會發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應

15、。某物理興趣小組欲測量一種壓敏電阻的壓阻效應。已知該壓敏電阻的最大阻值約為，實驗室能提供的實驗器材有：電源E（電動勢為3 V，內(nèi)阻不計）、電流表（量程0100 mA，內(nèi)阻）、電流表（量程00.3 A，內(nèi)阻約為）、定值電阻（阻值為）、滑動變阻器R（最大阻值為）、開關S及導線若干。（1）為了比較準確地測量該壓敏電阻的阻值，將電流表改裝為電壓表，請幫該興趣小組完成圖（a）中虛線框內(nèi)電路圖的設計；（2）在閉合開關S之前，應將滑動變阻器R的滑動觸頭滑至_（填“a”或“b”）端；（3）在某次測量中，在壓敏電阻上施加一向下的壓力F，測得流過電流表的電流為，流過電流表的電流為，則壓敏電阻的阻值可表示為_；（用

16、已知物理量字母表示）（4）將滑動變阻器的滑動觸頭滑至某個適當?shù)奈恢貌⒈３植蛔儯缓蟾淖儔好綦娮杷軌毫的大小，通過計算得出了一系列的值，由此作出的圖象如圖（b）所示，由圖（b）可以看出，該壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而_（填“增大”“不變”或“減小”），當壓力在_區(qū)間時該壓敏電阻比較靈敏（填“02 N”“25 N或“58 N”）；（5）若在某次測量中，電流表的示數(shù)為80.0 mA，電流表的示數(shù)為0.20 A，則壓敏電阻受到的壓力_N。參考答案1.答案：(1)D(2)1.3;0.60解析：(1)不需要將長木板調(diào)成水平,選項A沒有必要;實驗時,將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處,且應先接電源,然

17、后釋放小車,帶動紙帶運動,以充分利用紙帶,使紙帶上得到盡可能多的點,選項B、C均錯誤;小車的質(zhì)量可大于、小于或等于鉤碼的總質(zhì)量,選項D正確。(2)兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔,打點計時器打下D點時小車的瞬時速度大小,小車的加速度大小。2.答案：（1）刻度尺（2）4.9（3）B解析：（1）根據(jù)實驗原理知，還需要測量彈簧的長度，所以還需要刻度尺。（2）由胡克定律知，則圖線的斜率為彈簧的勁度系數(shù)與重力加速度的比值，可求出。（3）圖像的橫截距表示彈簧原長，斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，由圖像可知F與L不成正比，a的原長比b的短，a的勁度系數(shù)比b的大，故選B。3.答案：（1）橡皮條沿同一方向伸長同一長度；等效替代

18、法（2）2.40（2.382.42均可）（3）BD解析：（1）該實驗采用了等效替代法，即合力與分力的關系是等效的，前后兩次要求橡皮條沿同一方向伸長同一長度。（2）題圖乙中彈簧測力計的讀數(shù)為2.40 N。（3）兩條細繩有無彈性，材質(zhì)是否相同，均不會影響實驗結(jié)果，A錯誤；拉力和紙面不平行，畫出的力就不是實際作用力大小，B中做法可以減小實驗誤差，B正確；細繩應稍長些，這樣在描點畫力的方向時，誤差較小，C錯誤；實驗前調(diào)節(jié)彈簧測力計，使得兩個彈簧測力計的讀數(shù)標準相同，這樣畫出的平行四邊形才準確，可以減小誤差，D正確。4.答案：BAAA；或未始終滿足見解析解析：打點計時器使用的電源是交流電源，故選B。實驗

19、中，需要平衡摩擦力和其他阻力。平衡摩擦力的方法是：把木板右端墊高。在不懸掛重物且打點計時器打點的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。實驗中，為了保證懸掛重物的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，懸掛重物的總質(zhì)量m與小車M之間應滿足的條件是，故選A。根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，則物體運動到E點時的瞬時速度表達式為；根據(jù)可知，物體運動的加速度表達式為。小車受到的拉力，當，即重物的總重力遠小于小車的重力時，繩子的拉力近似等于重物的總重力，小車的加速度a與重物的重力成正比，如果重物的總質(zhì)量太大，小車受到的拉力明顯小于重

20、物的重力，加速度與重物的重力不成正比，而實驗中認為，因此圖像發(fā)生彎曲，不再是直線；故該同學在實驗中，得到了如圖的圖像，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是未始終滿足。能；因為根據(jù)，每次改變拉力時就將小車中的砝碼取出，加到托盤中，這樣就能保證總質(zhì)量不變，a與成正比，畫出的圖像就是正比例函數(shù)。5.答案：（1）6.60（2）B（3）解析：（1）。（2）因為鉤碼向下運動x位移，滑塊就要運動位移，所以滑塊的加速度是鉤碼加速度的2倍，即A項錯誤；彈簧測力計的示數(shù)為滑塊所受合力，不需要滿足鉤碼的總質(zhì)量m應遠小于滑塊的質(zhì)量M的條件，實驗過程中鉤碼處于失重狀態(tài)，所以B項正確，C、D項錯誤。（3）根據(jù)動能定理有。6.答案：(1)

21、2.4(2)0.576;0.588; 在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機械能守恒(3)9.7解析：(1)由于組成的系統(tǒng)做勻加速直線運動,根據(jù)題意知,紙帶上相鄰計數(shù)點間的時間間隔,根據(jù)某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度知,打下計數(shù)點5時的速度。(2)根據(jù)動能公式知,在打點05過程中系統(tǒng)動能的增量,系統(tǒng)運動時的重力勢能增大,的重力勢能減小,重力勢能的減少量,則,因此可得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機械能守恒。(3)根據(jù)機械能守恒定律可知,即,代入數(shù)據(jù)得，結(jié)合題圖3知,圖像的斜率表示重力加速度的一半,因此。7.答案：（1）0.520（2）ABCEGH（3）如圖甲所示（4）如圖乙所示（

22、5）5.1（5.05.2均可）（6）（均可）解析：（1）由螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則可知，該保險絲的直徑為。（2）由于沒有電壓表，所以要對電流表進行改裝，因為的內(nèi)阻已知，所以需將電流表改裝成電壓表，串聯(lián)定值電阻后，所得電壓表的量程為3 V，滿足要求，而串聯(lián)后，所得電壓表的量程為10 V，量程太大，不符合題意，選用電流表測電流，選用滑動變阻器時，阻值范圍太大，無法對電路中的電流進行有效調(diào)節(jié)，滑動變阻器阻值較合理，所以器材選ABCEGH。（5）根據(jù)，可得，根據(jù)圖線的斜率可求得約為。（6）由公式得，可得該保險絲的電阻率約為。8.答案：(1)如圖所示(2)6.7(6.56.9均可);歐姆“”(3)24(232

23、5均可);0.24(0.230.25均可)(4)小燈泡發(fā)光后燈絲溫度升高,而燈絲電阻(電阻率)隨溫度的升高而增大解析：(1)描繪額定電壓為3.8 V的小燈泡的伏安特性曲線,電流表外接,滑動變阻器連接成分壓式接法如答圖甲所示。(2)當小燈泡中電流較小時,燈絲溫度接近常溫,燈絲電阻幾乎不變,由描繪的小燈泡伏安特性曲線可知近似為一直線段,取該直線段上一點的縱、橫坐標的比值即為小燈泡在常溫下的電阻,由歐姆定律有;若用歐姆表測量常溫電阻,由于電阻只有幾歐姆,所以應該把選擇開關打到歐姆“”擋。(3)若小燈泡與一個16 的定值電阻串聯(lián)后接在電壓恒定為4 V的電源上,其兩端電壓與電流的關系為,在小燈泡伏安特性

24、曲線上作出這一函數(shù)圖象,其兩圖線的交點即為小燈泡的工作點,如圖所示,該交點的縱橫坐標分別為,則小燈泡的電阻為,小燈泡實際消耗的電功率。(4)接在電壓恒定為4 V的電源上小燈泡發(fā)光后的電阻與小燈泡在常溫下的電阻不同的原因是小燈泡發(fā)光后燈絲溫度升高,而燈絲電阻隨溫度的升高而增大。9.答案：(1)B;C;E(2)連線如圖(3)125;可以剔除誤差較大的數(shù)據(jù),并減小偶然誤差(4)0.063;并解析：(1)由圖甲知通過的電流大于通過的電流,電流表應選用量程較大的電流表即應選用B;若兩個電流表均滿偏,則,定值電阻應選用C;由于滑動變阻器采用分壓式接法,要求滑動變阻器的最大電阻與測量電路的總電阻差不多或小于測量電路的總電阻,而本題中測量電路的總電阻約為,滑動變阻器應選用E。(3)由題圖甲得,變形得,結(jié)合題圖丙有,解得待測電流表的內(nèi)阻。利用圖象法處理數(shù)據(jù)的好處是,可以剔除誤差較大的數(shù)據(jù),并減小偶然誤差。(4)要將待測電流表改裝成量程為00.6 A的電流表需要并聯(lián)一個電阻,其阻值。10.答案：(1)甲(2)A；C(3)(4)小于；小于解析：(1)由于電源的內(nèi)阻較小,可以跟電源串聯(lián)一個阻值已知的定值電阻,使移動滑動變阻器的滑片時,電壓表示數(shù)有較明顯的變化,測量出多組數(shù)據(jù),即可較準確測量出電源的內(nèi)阻,所以電路圖選擇圖甲;(2)在量程相同的情況下,應選擇內(nèi)阻