高三物理二輪復習：專題二物理實驗

第二南開中學高三物理學案出題人wn審核人yjmPAGEPAGE4專題二：物理實驗1.在研究彈簧的形變與外力關系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的，用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出F－x圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為k＝______N/m，圖線不過原點的原因是由于______________________。2.某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,當?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80m/s2。實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示,紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量,圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字):(1)打點計時器打B點時,重物速度的大小vB=m/s;(2)通過分析該同學測量的實驗數(shù)據(jù),他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律?簡要說明分析的依據(jù)。3.在“探究單擺的周期和擺長的關系”實驗中。(1)下列說法正確的是和(填選項序號字母);A.懸線越短越好B.懸線上端固定且擺角要小C.擺球應在豎直平面內(nèi)擺動D.擺球擺至最高點時開始計時(2)以擺球通過平衡位置時開始計時,用停表記下擺球通過平衡位置N次所用的時間t,則單擺周期T=;用米尺量出懸線的長度L0,用游標卡尺量出擺球的直徑d,則擺長L=;(3)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),在坐標紙上以T為縱軸,L為橫軸,作出T-L圖像,發(fā)現(xiàn)圖線是曲線;然后嘗試以T2為縱軸,L為橫軸,作出T2-L圖像,發(fā)現(xiàn)圖線是一條過原點的傾斜直線,由此得出單擺做簡諧運動的周期和擺長的關系是()A.T∝1L B.T2∝C.T∝L D.T2∝L4.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)圖乙中的是力F1和F2的合力的理論值;是力F1和F2的合力的實際測量值。(2)在實驗中,如果將細繩也換成橡皮筋,那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化?答:(選填“會”或“不會”)。為什么?答:。(3)本實驗采用的科學方法是()A.理想實驗法B.控制變量法C.等效替代法 D.建立物理模型法5.如圖甲所示,某組同學借用“探究a與F、m之間的定量關系”的相關實驗思想、原理及(2)某同學對該實驗進行了更改,如圖乙,把橡皮筋的固定點改為A點,操作如下:a.將打點計時器固定在一塊平板上,讓紙帶的一端夾在小車后端,另一端穿過打點計時器,將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高,調(diào)整高度,直至輕推小車后小車。b.將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處,記下小車位置。接通打點計時器電源,釋放小車。c.用2條、3條、4條、5條、6條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實驗。d.在上述實驗中打出的6條紙帶中,分別找出小車開始近似做勻速運動的點,并分別測出勻速運動時的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6。相關數(shù)據(jù)見下表實驗次數(shù)條數(shù)速度/m·s-1速度平方/m2·s-2111.281.64221.753.06332.104.41442.265.11552.687.18662.968.76①請把操作步驟a補充完整。②用W0表示一條橡皮筋做的功,請在坐標紙上畫W-v2圖像。③根據(jù)你畫的W-v2圖像,你認為該同學第次實驗操作出現(xiàn)了問題,問題在于該次實驗時小車釋放的位置距離較(選填“遠”或“近”)。8.在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中(實驗裝置如圖):(1)下列說法哪一個是錯誤的。(填選項前的字母)A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時,應放上單縫和雙縫B.測量某條干涉亮紋位置時,應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距Δx=a(2)測量某亮紋位置時,手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為mm。9.一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面,其中一個表面是鍍銀的（光線不能通過此表面）.現(xiàn)要測定此玻璃的折射率,給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器.實驗時,先將玻璃磚放到白紙上,使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直.在紙面上畫出直線aa′和bb′,aa′表示鍍銀的玻璃表面,bb′表示另一表面,如圖所示.然后,在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖）.用P1、P2的連線表示入射光線.ⅰ.為了測量折射率,應如何正確使用大頭針P3、P4？試在題圖中標出P3、P4的位置.ⅱ.然后,移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角1與折射角θ2.簡要寫出作圖步驟.ⅲ.寫出用θ1、θ2表示的折射率公式為n=.10.在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,有以下器材:A.待測干電池組E(電動勢約為4.5V,內(nèi)阻r約2Ω)B.電壓表(量程3V、內(nèi)阻很大)C.電流表(量程0.5A、內(nèi)阻很小)D.滑動變阻器(0～20Ω)E.電阻箱R0(0～999.9Ω,用作定值電阻)F.電鍵、導線若干(1)圖甲中,電阻箱面板顯示其阻值R0=Ω。(2)圖乙為用以上器材連接的不完整的電路,為完成實驗,請在乙圖中補畫出一根導線構(gòu)成完整實驗電路。(3)利用實驗測得的多組電壓表示數(shù)和對應的電流表示數(shù),繪出了如圖丙所示的U-I關系圖線,若圖線在U軸的截距為U0,在I軸的截距為I0,則可以求得電池組電動勢E=,內(nèi)阻r=。(用給定的物理量符號表示)。11.實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯(lián)。測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:①待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測)一只,②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只,③電池組(電動勢約為3V,內(nèi)阻約1Ω),④滑動變阻器一個,⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0～9999Ω)一個,⑥開關和導線若干。某同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:(1)該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認為其中相對比較合理的是(選填“甲”或“乙”)電路。(2)用你選擇的電路進行實驗時,閉合開關S,改變阻值,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和(填上文字和符號)。(3)選擇下面的坐標軸,作出相應的直線圖線,其中合理的是。A.U-IB.U-1IC.1(4)設直線圖像的斜率為k、截距為b,請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式RV=。12.某同學想用如圖甲所示的電路描繪某一熱敏電阻的伏安特性曲線,實驗室提供下列器材:A.電壓表V1(0～5V,內(nèi)阻約5kΩ)B.電壓表V2(0～15V,內(nèi)阻30kΩ)C.電流表A(0～25mA,內(nèi)阻約0.2Ω)D.滑動變阻器R1(0～10Ω,額定電流1.5A)E.滑動變阻器R2(0～1000Ω,額定電流0.5A)F.定值電阻R0G.熱敏電阻RTH.直流電源(電動勢E=6.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω)I.開關一個、導線若干(1)為了保證實驗的安全,滑動變阻器的滑片在開關閉合前應置于(選填“a端”“中央”或“b端”)。(2)該同學選擇了適當?shù)钠鞑慕M成描繪伏安特性曲線的電路,得到熱敏電阻電壓和電流的7組數(shù)據(jù)(如表),請你在坐標紙上作出熱敏電阻的伏安特性曲線。電壓U/V0.01.02.02.43.03.64.0電流I/mA0.01.85.88.011.816.020.0(3)由此曲線可知,該熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而(選填“增大”或“減小”)。該同學選擇的電壓表是(選填“A”或“B”),選擇的滑動變阻器是(選填“D”或“E”)。(4)若將該熱敏電阻RT與一定值電阻R0和電源組成如圖乙所示電路,現(xiàn)測得電路中電流為15mA,則定值電阻的阻值R0=Ω。13.某同學通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。(1)現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻可不計),滑動變阻器(0～50Ω,額定電流2A),開關和導線若干以及下列電表A.電流表(0～3A,內(nèi)阻約0.025Ω)B.電流表(0～0.6A,內(nèi)阻約0.125Ω)C.電壓表(0～3V,內(nèi)阻約3kΩ)D.電壓表(0～15V,內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差,在實驗中,電流表應選用,電壓表應選用(選填器材前的字母);實驗電路應采用圖中的(選填“甲”或“乙”)。(2)如圖是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線。請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補充完成圖中實物間的連線。(3)接通開關,改變滑動變阻器滑片P的位置,并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖所示,可得該電阻的測量值Rx=UI=Ω(4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是。(選填選項前的字母)A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值(5)在不損壞電表的前提下,將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映U-x關系的示意圖中正確的是。14.使用多用電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60mA的電流表,電阻箱,導線若干。實驗時,將多用電表調(diào)至“×1Ω”擋,調(diào)好零點;電阻箱置于適當數(shù)值。完成下列填空:(1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為(選填“紅”或“黑”)色;(2)若適當調(diào)節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖乙(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為Ω,電流表的讀數(shù)為mA,電阻箱的讀數(shù)為Ω;(3)將圖甲中多用電表的兩表筆短接,此時流過多用電表的電流為mA;(保留3位有效數(shù)字)(4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為V。(保留3位有效數(shù)字)15.某同學要測量一電阻Rx(阻值約18Ω)的阻值,實驗室提供如下器材:電池組E(電動勢3V,內(nèi)阻約1Ω);電流表(量程0～0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω);電壓表(量程0～3V,內(nèi)阻約5kΩ);電阻箱R(阻值范圍0～99.99Ω,額定電流1A);開關S,導線若干。(1)為使測量盡可能準確,應采用下