高考物理实验专题练习(24)
高三物理学科中的常见实验题目及解析
高三物理学科中的常见实验题目及解析在高三物理学科中,实验是学生理论知识的重要应用和巩固方式之一。
通过实验,学生能够直观地观察现象、测量数据,进而理解物理原理和提高实验操作能力。
本文将介绍高三物理学科中常见的实验题目,并给出解析。
一、测量小球自由落体加速度实验目的:测量小球自由落体的加速度,并验证其是否等于重力加速度g。
实验装置:小球、直尺、计时器、架子等。
实验步骤:1. 将直尺竖直固定在架子上,使其底部与地面平行。
2. 从直尺的上端释放小球,并同时启动计时器。
3. 当小球从直尺下端通过时,记录计时器的时间t,并测量直尺高度h。
4. 重复以上步骤多次,取平均值。
实验解析:根据自由落体运动的公式:h = 1/2 * g * t^2,可以得到 g = 2h/t^2。
通过测量得到的h和t,可以计算出g的大小。
将实验得到的g与标准地球表面重力加速度9.8 m/s^2进行比较,如果两者接近,则说明实验结果正确。
二、测量光的折射率实验目的:测量光的折射率,并验证光在不同介质中传播的规律。
实验装置:光照源、直尺、半透明玻璃板、直角三棱镜等。
实验步骤:1. 将直尺固定在平面上,并将半透明玻璃板放在直尺上。
2. 将光照源放在玻璃板的一侧,使光线从一侧垂直射入玻璃板内。
3. 在光线射入玻璃板和射出玻璃板的方向上分别放置直角三棱镜,使光线通过三棱镜后水平射出。
4. 测量光线离玻璃板边缘的距离以及玻璃板的厚度。
5. 利用折射率公式 n = sin(i)/sin(r),其中i为入射角,r为折射角,计算出光的折射率n。
实验解析:通过测量得到的入射角、折射角以及玻璃板的厚度,可以根据折射率公式计算出光的折射率。
将实验得到的折射率与标准折射率进行比较,如果两者接近,则说明实验结果正确。
三、测量电阻的变化与电流、电压的关系实验目的:测量电阻的变化与电流、电压的关系,验证欧姆定律。
实验装置:电源、电阻器、导线、电流表、电压表等。
实验步骤:1. 将电源的正极和负极分别与电流表和电压表连接。
2024年高考物理实验真题集锦
2024年高考物理实验真题集锦高考物理实验部分一直是考生备考的重要内容之一。
通过实验真题的学习与练习能够帮助考生更好地理解物理实验原理、掌握实验操作技巧,并且提前熟悉考试题型与要求。
本篇文章将为大家整理2024年高考物理实验真题集锦,为考生提供备考参考。
第一部分:力学实验1. 当前世界上已发现的最大的恒星-A型超巨星-R136a1的质量达到了太阳质量的265倍。
请你通过实验测量,计算出它的体积。
2. 目前的航天技术已经可以实现人类登月,但月球上的重力与地球上的重力存在很大差异。
通过实验比较,探究月球上的重力加速度与地球上的重力加速度之间的差异,并给出合理解释。
3. 甲乙两种运动的小球由水平面上分别沿直道同时竖直向上抛掷,小球在上升时因受到重力影响逐渐减速,达到最高点后开始下落。
实验测量并分析两个小球从离地面相同的高度抛掷到达最高点所需的时间,并解释产生差异的原因。
第二部分:光学实验1. 光的传播具有直线传播和折射传播的特性。
请通过光的折射定律进行实验,验证光的折射现象,并绘制出光线通过不同介质时的传播路线图。
2. 平面镜是光学实验中常用的物品,通过实验观察平面镜的成像特点,并分析成像的原理与过程,掌握平面镜成像规律。
3. 凸透镜和凹透镜是常见的光学实验器材,通过实验分析透镜的成像特点,并利用透镜成像规律解释实验结果。
第三部分:电学实验1. 电阻是电路中常见元件。
请通过实验测量不同长度的导线材料的电阻大小,并绘制出电阻与导线长度之间的关系曲线。
2. 电流的大小与电压、电阻之间有一定的关系,请通过实验测量不同电压下通过相同电阻的电流值,并绘制出电流与电压之间的关系曲线。
3. 利用电磁感应的原理,可以实现发电机的工作。
请通过实验观察电磁感应现象,并通过实验结果解释电磁感应产生电流的原理。
总结:本文总结了2024年高考物理实验部分的真题集锦,涵盖了力学、光学和电学三个模块的实验题目。
通过认真学习与实践这些实验题目,考生可以更好地掌握物理实验知识与技巧,提高解题能力。
2020届高考物理冲刺专项训练24 交变电流、变压器 (解析版)
交变电流、变压器一、单选题1.(2020·全国高三专题练习)如图所示为某住宅区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成.发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计,它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动.矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,R0表示输电线的电阻.以线圈平面与磁场平行时为计时起点,下列判断正确的是A.若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值为零B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC.当用电量增加时,为使用户电压保持不变,滑动触头P应向上滑动D.当滑动触头P向下移动时,变压器原线圈两端的电压将升高【答案】B【解析】若发电机线圈某时刻处于图示位置,则此时线圈中产生的感应电动势最大,变压器原线圈的电流瞬时值为最大,选项A 错误;发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSωcosωt,选项B错误;当用电量增加时,导线上的电流增加,导线R0上的电压损失变大,为使用户电压保持不变,变压器次级输出电压应该变大,故滑动触头P应向上滑动,选项C正确;变压器原线圈两端的电压是由发电机的输出电压决定的,与滑动端P无关,选项D 错误.2.(2020·长春市第一一五中学高三月考)一台小型发电机与计算机相连接,计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来,如图甲所示,让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动,计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示.则关于发电机先后两次的转速之比n a∶n b,交流电b的最大值正确的是()A.3∶2V B.3∶2,20 3VC.2∶3V D.2∶3,20 3V【答案】B【解析】由图可知,a的周期为0.4s;b的周期为0.6s,则由n=1T可知,转速与周期成反比,故曲线a、b对应的线圈转速之比为3:2;曲线a表示的交变电动势最大值是10V,根据E m=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是203V;故B正确,ACD错误.3.(2019·全国高三专题练习)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=sin10πt(V),则()A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为VC.外接电阻R所消耗的电功率为10 WD.电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A【答案】D【解析】交流电的频率,故A错误;该电动势的最大值为102V,故B错误;电压有效值为10V,电路中电流为10119I A A==+,外接电阻R所消耗的电功率为29P I R W==,故C错误,D正确.4.(2020·福建省永春美岭中学高三开学考试)现用电压为380V的正弦式交流电给额定电压为220V的电灯供电,以下电路中不可能使电灯正常发光的有()A.B.C.D.【答案】D【解析】A、电源电压为380V,由于灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联再跟部分电阻串联,则灯泡的电压可能为220V,则灯泡可能正常发光.故A正确.B、同理,灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联再跟部分电阻串联,则灯泡的电压可能为220V,则灯泡可能正常发光.故B正确.C、因为原线圈的匝数大于副线圈的匝数,则输出电压小于输入电压,可能小于220V,灯泡可能正常发光.故C正确.D、原线圈的匝数小于副线圈的匝数,则输出电压大于输入电压,则灯泡的电压大于380V,则灯泡被烧坏.故D错误.本题选择不可能正常发光的,故选D.5.(2020·四川省泸县五中高三月考)如图为模拟远距离输电的部分测试电路,a、b端接电压稳定的正弦交变电源,定值电阻阻值分别为R1、R2,且R1<R2,理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1,电流表、电压表均为理想表,其示数分别用I和U表示。
高考物理实验题及答案
高考考前训练题二.实验题部分(力学实验题编题者:谢 璞 杜守建)1.现要测定一根尼龙丝能承受的最大拉力F ,手头只有一个质量为m 的砝码(已知F >mg )和一个米尺.请回答:(1)画出实验方案的示意图;(2)其中需测量的物理量是__________;(3)尼龙丝能承受的最大拉力F 的表达式是_________.答案:(1)实验方案的示意图如图所示.(2)需要测量的量是:尼龙丝的长L 和刚好拉断时两悬点间的距离l .(3)尼龙丝能承受的最大拉力的表达式是222l L mgL F -=2.一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图(a )所示.图(b )是打出的纸带的一段.(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ,利用图(b )给出的数据可求出小车下滑的加速度a =_____.(2)为了求出小车与斜面间的动摩擦因数μ,还需要测量的物理量有________________________.用测得的量及加速度a 表示小车与斜面间的动摩擦因数μ=_______________. 答案:(1)4.00m/s 2(2)斜面上任两点处间距l 及对应的高度差h .)(122l ga h h l -- (若测量的是斜面的倾角θ,则θθμcos tan g a -=)3.在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离糟口平移距离x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;又将木板再向远离槽口平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C .若测得木板每次移动距离x =10.00cm ,A 、B 间距离78.41=y cm ,B 、C 间距离82.142=y cm .(g 取80.9 m/s 2)(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度为=0v _________(用题中所给字母表示).(2)小球初速度的测量值为_____________m/s .答案:(1)12y g x (或:122y y g x +,或:12y y g x -,或:21122y y gy x +) (2)1.00±0.024.如图(乙)所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断挂圆柱的线后,圆柱竖直自由落下,毛笔就在圆柱白纸上划出记号,图(甲)所示,测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106mm ,已知马达铭牌上有“1440r /min ”字样,请说明如何由此验证机械能守恒.答案:其方法如下:①由马达铭牌“1440 r /min ”算出毛笔画的线距时间间隔了04.01440601≈==n T (s )②根据Ts s v n n n 21++=算出任意选取的相邻两条线的瞬时速度. 25.104.0210)5842(3=⨯⨯+=-C v (m/s ) 65.104.0210)7458(3=⨯⨯+=-D v (m/s )∴ 22210582121-⨯=-=∆m mv mv E C D k (J ) 而 21058-⨯==∆m CD mg E p (J ) 验证完毕.说明:就实验所得数据还可验证当地的重力加速度g 值.5.用如图所示的装置进行验证动量守恒的以下实验:(1)先测出滑块A 、B 的质量M 、m 及滑块与桌面的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速度g ;(2)用细线将滑块A 、B 连接,使A 、B 间的弹簧处于压缩状态,滑块B 紧靠在桌边;(3)剪断细线,测出滑块B 做平抛运动落地时的水平位移为s 1,滑块A 沿桌面滑行距离为s 2.为验证动量守恒,写出还须测量的物理量及表示它的字母___________.如果动量守恒,须满足的关系是_________________.答案: 桌面离地面高度h hg ms gs M 2212=μ 说明:这是一个可以用来验证动量守恒定律的验证性实验.该题构思新颖,从验证动量守恒的实验出发,考查了平抛运动、动量定理、动能定理、动量守恒定律等高考热点.烧断细绳后在弹簧的弹力作用下,B 、A 以一定的水平速度分别向左、右运动.A 在水平桌面上向右作匀减速滑动时,克服摩擦做功,由动能定理可得2221Mgs Mv A μ=,得22gs v A μ=;B 向左作平抛运动,必须测得抛出时桌面离地面高度h ,由平抛运动规律可知:t s v B 1=,gh t 2=,即h g s v B 21=.测算得A v 、B v 后,如果动量守恒,必须满足关系式:B A mv Mv =,即h g ms gs M 2212=μ. 6.假设我们已经进入了航天时代,一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X 星球,准备用携带的下列器材测量X 星球表面的重力加速度g ,这些器材是:A .钩码一盒,质量未知且各钩码质量不等B .重锤一个,质量未知C .带孔金属小球一个,直径已知为dD .太阳能电池板一块,输出直流电压可满足任何要求E .无弹性的丝线若干根F .导线,开关若干G .刻度尺1把H .测力计1个I .天平1台(含砝码1盒)J .打点计时器1台(含复写纸片、纸带)K .电子秒表1个L .带有光控计时器的实验平板一块.在平板两端各有一个光控门,同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块,该器材可用来测量物体从—个光控门运动到另—个光控门的时间M .支架:能满足实验所需的固定作用到达X 星球后,三个学生从以上器材中选择各自所需的器材(同一器材可以重复选用),用不同的方法各自独立地测出了重力加速度g 的值.现请你完成他们所做的实验:实验一:(已经完成)(1)器材有:A 、H 、I(2)主要的实验步骤是:①选取一个合适的钩码,用天平测出质量m②用测力计测出该钩码的重力F③计算重力加速度的表达式为mF g = 实验二:(1)选用的器材有_________________(2)写出主要的实验步骤(简明扼要).______________________________________________________________实验三:(1)选用的器材有_________________(2)写出主要的实验步骤(简明扼要).______________________________________________________________答案:实验二:(1)C 、E 、G 、K 、M(2)①组装并安装好单摆,测出摆线长度L②测出n 次全振动的时间t ,算出周期nt T = ③计算重力加速度的表达式为22)2(2td L n g +=π 实验三:(1)G 、L 、M(2)①将带光控计时器的平板用支架竖直架稳②测量两个光控门之间的距离s③把滑块从上面的一个光控门处自由释放,读出下落时间t ④计算重力加速度的表达式为22ts g = 说明: 这是一道开放性实验试题,在中学阶段已经学到了多种测重力加速度g 的实验方法.该试题提供了X 星球表面作为实验场所,要求考生应用所学的知识在试题所提供的器材中选择合适的器材组合,进行测量.由题述的实验一的完成过程,又为要求考生完成的实验二、实验三的解答提供了解答模式.试题设计巧妙,难度不大,既考查了教材要求的测匀变速直线运动的加速度、用单摆测重力加速度的实验,更考查了学生的综合能力,实属值得为之叫好的开放性能力型实验题.根据题给器材可知,携带的既有利用公式G=mg测重力加速度g的器材,又有可测匀变速直线运动的加速度的器材,还有组装成利用单摆测重力加速度g的器材.显然后两个实验测g的方法正是该题的答案.(电学实验题编题者:史献计黄皓燕王峰)7.描绘电场等势线的实验中,在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸.在导电纸上平放两个圆柱形电极A与B,分别与直流电源的正、负极接好,如图所示.若以A、B连线为x 轴,A、B连线的中垂线为y 轴.将一个探针固定在y 轴上的某一点,沿x轴移动另一个探针,发现无论怎样移动,灵敏电流计的指针都不偏转,若电源及连线都是完好的,可能的故障是____________.将实验故障排除后,探针从BO间某处沿x 轴向电极A移动的过程中,电流表中指针偏转的情况是________.思路分析与参考答案:导电纸的涂导电物质的一面朝下了,偏角逐渐减小到零,再反向偏转,偏角逐渐增大8.如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图.其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下:(1)按电路图接好实验电路.(2)接通电键S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度.记下这时的电压表读数U0=6.2V和微安表读数I0=490μA.(3)断开电键S并同时开始计时,每隔5s或10s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中.(4)根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点(在图中用“×”表示).根据以上实验结果和图象,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为C,从而算出该电容器的电容约为F.思路分析与参考答案:用一条光滑曲线将坐标系中的点依次相连,得到放电曲线,曲线跟横轴所围的面积就表示放电过程放出的电荷量.每小方格代表的电荷量为q = 2.5×10-4 C.用四舍五入的方法数得小方格有32个,因此Q0 = 8×10-3 C.根据C = Q0/U0,得电容为C =1.3×10-3F.9.有一内阻未知(约25kΩ ~ 35kΩ)、量程未知(约25V ~ 35V),共有30个均匀小格的直流电压表○V.(1)某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势,他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30.A .请你将他们的实验电路连接起来.他们在实验过程中,欧姆档的选择开关拨至倍率“×_______” .B .在实验中,同学读出电压表的读数为U ,欧姆表指针所指的刻度为n ,并且在实验过程中,一切操作都是正确的,请你导出欧姆表电池的电动势表达式.(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为30kΩ,为了测出电压表的量程,现有下列器材可供选用,要求测量多组数据,并有尽可能高的精确度.标准电压表○V1:量程3V ,内阻3kΩ 电流表○A :量程0~3A ,内阻未知 滑动变阻器:总阻值1kΩ稳压电源E :30V ,内阻不能忽略电键、导线若干A .在右边方框中画出实验电路图B .选用记录数据中任一组,写出计算量程的表达式U g = ______________.式中各字母的意义是:____________________________________________.思路分析与参考答案:(1)A .电路如图所示,测电阻时应尽量使指针指在中间值附近,所以应选“×1k ”.B .欧姆表中值电阻为R 中 = 30×1k Ω=30000Ω,欧姆表指n 刻度,则电压表内电阻R V = 1000n ,流过电压表电流I V =U /R V = U /(1000n ),根据闭合电路欧姆定律电池电动势E = U + I V R 中 = n n 30+U . (2)A .如图所示.mA R u I v 13000030===,所以不能用电流表;又电压表的量程较小于电源电动势,所以滑动变阻器应用分压接法.B .U g = N U 1300,其中N :○V 表指针所指格数,U 1:○V1表读数. 10. 电源的输出功率P 跟外电路的电阻R 有关.下左图是研究它们的关系的实验电路.为了便于进行实验和保护蓄电地,给蓄电池串联了一个定值电阻R 0,把它们一起看作电源(图中虚线框内部分).于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R 0之和,用r 表示.电源的电动势用E 表示.(1)写出电源的输出功率P 跟E 、r 、R 的关系式: .(电流表与电压表都看作理想电表)(2)在下右图的实物图中按照下左图画出连线,组成实验电路.V V 1S电源 多用表 红表笔 黑表笔 电压表 多用表 红表笔黑表笔 电压表(3)下表中给出了6组实验数据,根据这些数据.在图中的方格纸中画出P -R 关系图线.根据图线可知,电源输出功率的最大值是_____________W ,当时对应的外电阻是_____________Ω.(4)由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R 0= 4.5Ω,还可以求得该电源的电动势E = _________V ,内电阻r 0 = __________Ω.思路分析与参考答案:(1)P = E 2R / (R +r )2 (2) 图略 (3) 图略,0.80 5.0(4)4.0 0.511.现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧),要求:(1)在下边方框中画出实验电路图(2)简要写出完成接线后的实验步骤(3)用测得的量计算电源内阻的表达式r = ________.思路分析与答案:(1)如图所示(2)①断开电键,记下电压表偏转的格数N 1②合上电键,记下电压表偏转的格数N 2 ③221N N N R r -= 12.现要求测量一个阻值较大的电阻R x 的阻值.从实验能够找到的实验器材如下:电动势与内电阻均未知的直流电源E滑动变阻R 1(全电路为300Ω)V标准电阻R 0(阻值已知)电压表2只,V 1、V 2(量程均能满足实验要求)开关(单刀开关、单刀双掷开关各一个)导线若干某同学通过实验研究发现R x 的阻值数值级与R 0及电压表内电阻相当,于是他设计了一种电路,其控制电路出图所示.(1) 请你在图中补全测量电路.(要求标出实验器材符号)(2) 简要写出实验的测量原理及电阻R x 的计算表达式.(表达式中的物理量需要加以说明).思路分析与答案:(1)电路图如图所示.(2) 将S 2与1接通,读出电压表V 2示数U 1,并读出电压表V 1示数U ;再将S 2与2接通,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为U (即电压表V 1示数不变),读出电压表V 2示数U 2.在R 0、R x 串联电压保持不变时,根据欧姆定律及串、并联电路性质可知U 1:U 2 = R 0:R x ,故R x = 012R U U . (热学实验题编题者:孙道华 魏 昕)13.在用油膜法粗测分子直径的实验中,在哪些方面作了理想化的假设_____________________________________________________________________.下面是一次实际测量的数据。
高考物理实验总复习题及答案
物理实验学案导学练习题高三1.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02mm)测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图。
可读出圆柱的直径为________mm。
2.(1)用螺旋测微器测量一个工件的直径,如图1-9(a)所示,该工件的直径为.(2)游标卡尺的主尺最小分度为1 mm,游标上有10个小的等分刻度.用它测量一工件内径,如图1-9(b)所示,该工件内径为。
3.利用研究弹力和弹簧伸长关系的实验,测定弹簧的劲度系数。
用一测力计水平拉一端F—L图线与L轴的交点表示__________,其值为_________m。
弹簧的劲度系数为___________N/m。
4.2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功的发射了“探测二号”卫星.图7是某监测系统每隔2.5s 拍摄的,关于起始加速阶段火箭的一组照片。
已知火箭的长度为40m,用刻度尺测量照片上的长度关系,结果如图7所示.火箭的加速度a= ,火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v= 。
5.一小球沿光滑斜面向下运动,用每隔101s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻小球的位置照片如图所示,选小球的五个连续位置A、B、C、D、E进行测量,测得距离s1、s2、s3、s4的数据如表格所示。
小球沿斜面下滑的加速度的大小为__________m/s2能否根据以上数据求出小球在位置A和位置E的速度?简要说明理由。
能否根据以上数据求出斜面的倾角?简要说明理由。
(重力加速度g为已知)6.以下实验中要用到打点计时器的是( )A.研究平抛物体的运动B.研究匀变速直线运动C.验证机械能守恒定律D.探索弹力和弹簧伸长的关系7. 如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s,其中s1=5.12 cm、s2=5.74 cm、s3=6.41cm、s4=7.05 cm、s5=7.68 cm、s6=8.33 cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是m/s,加速度的大小是m/s2(计算结果保留两位有效数字).8. 有一条纸带,各点距A点的距离分别为d1、d2、d3……,如图所示,各相邻点时间间隔为T.要用它验证B与G两点处机械能是否守恒,量得B、G间的距离h= ,B点的速度表达式vB= ,G 点的速度表达式vG= .如果有=,则机械能定恒.9.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,如果取g=10m/s2,那么:(1)闪光频率是Hz.(2)小球运动中水平分速度的大小__ m/s.(3)小球经过B点时的速度大小是__m/s.10 “研究平抛物体的运动”的实验装置,如图1—11所示,那么:(1)安装斜槽时,怎样判定槽口切线是水平的?(2)小球半径r =1 cm,在图1-11的白纸上,标出小球的抛出点,画出x,y轴,并说明作图方法;(3)从斜槽上释放小球,为什么每次都要在同一位置?(4)如图1-12所示,O为抛出点,计算平抛运动的初速度;(5)把1-11中的白纸换成方格纸,方格边长L=5 cm,改变释放小球的位置,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图1-13所示,计算平抛运动的初速度和B点的竖直分速度.11.如图所示,A、B是两个相同的小物块,C是轻弹簧,用一根细线连接A、B,使弹簧C处于压缩状态,然后放置在光滑的水平桌面上.提供的测量器材只有天平和刻度尺.试设计一个简便的测定弹簧此时弹性势能EP的实验方案,说明实验中应测定的物理量(同时用相应的字母表示),并写出计算弹簧弹性势能EP的表达式(用测得物理量的字母表示)已知重力加速度为g.应测量物理量有,Ep= .12.气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB;b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束,记下A,B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是.(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是.13.在做“利用单摆测重力加速度”实验中,某同学先测得摆线长为长长89.2cm,摆球直径如图8所示,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图9所示,则⑴该单摆的摆长为cm,秒表所示读数为s。
新高考物理考试易错题易错点24电磁感应中的电路和图像问题附答案
易错点24 电磁感应中的电路和图像问题易错总结以及解题方法一、电磁感应中的电路问题处理电磁感应中的电路问题的一般方法1.明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该部分电路或导体就相当于电源,其他部分是外电路.2.画等效电路图,分清内、外电路.3.用法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt 或E =Blv sin θ确定感应电动势的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向.注意在等效电源内部,电流方向从负极流向正极. 4.运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式联立求解. 二、电磁感应中的电荷量问题闭合回路中磁通量发生变化时,电荷发生定向移动而形成感应电流,在Δt 内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q =I ·Δt =E R 总·Δt =n ΔΦΔt ·1R 总·Δt =n ΔΦR 总.(1)由上式可知,线圈匝数一定时,通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与时间无关.(2)求解电路中通过的电荷量时,I 、E 均为平均值. 三、电磁感应中的图像问题 1.问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像. (2)由给定的图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量. 2.图像类型(1)各物理量随时间t 变化的图像,即B -t 图像、Φ-t 图像、E -t 图像和I -t 图像. (2)导体做切割磁感线运动时,还涉及感应电动势E 和感应电流I 随导体位移变化的图像,即E -x 图像和I -x 图像.3.解决此类问题需要熟练掌握的规律:安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等.判断物理量增大、减小、正负等,必要时写出函数关系式,进行分析.【易错跟踪训练】易错类型1:挖掘隐含条件、临界条件不够1.(2021·湖北孝感高中高三月考)如图所示,在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环,圆环处于静止状态。
上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中,规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示。
实验专题(2024高考真题及解析)
实验专题(力学、电学、其他)1、力学实验1.[2024·甘肃卷] 用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系.(1)以下操作正确的是 . A .使小车质量远小于槽码质量 B .调整垫块位置以补偿阻力C .补偿阻力时移去打点计时器和纸带D .释放小车后立即打开打点计时器(2)保持槽码质量不变,改变小车上砝码的质量,得到一系列打点纸带.其中一条纸带的计数点如图乙所示,相邻两点之间的距离分别为S 1,S 2,…,S 8,时间间隔均为T.下列加速度算式中,最优的是 . A .a =17S 8-S 7T 2+S 7-S 6T 2+S 6-S 5T 2+S 5-S 4T 2+S 4-S 3T 2+S 3-S 2T 2+S 2-S 1T2B .a =16S 8-S 62T 2+S 7-S 52T 2+S 6-S 42T '2+S 5-S 32T 2+S 4-S 22T 2+S 3-S 12T 2C .a =15S 8-S 53T 2+S 7-S 43T 2+S 6-S 33T 2+S 5-S 23T 2+S 4-S 13T 2D .a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标,加速度的倒数1a为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的1a -M 图像如图丙所示.由图可知,在所受外力一定的条件下,a 与M 成 (填“正比”或“反比”);甲组所用的 (填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大.1.(1)B (2)D (3)反比 槽码[解析] (1)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故A 错误;为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故B 正确;补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故C 错误;根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故D 错误.(2)根据逐差法可知S 5-S 1=4a 1T 2,S 6-S 2=4a 2T 2,S 7-S 3=4a 3T 2,S 8-S 4=4a 4T 2,联立可得小车加速度表达式为a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2,此方法用到了纸带上的所有数据,故选D .(3)根据图像可知1a 与M 成正比,故在所受外力一定的条件下,a 与M 成反比;设槽码的质量为m ,则由牛顿第二定律得mg =(m +M )a ,化简可得1a =1mg ·M +1g ,故斜率越小,槽码的质量m 越大,由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大.2.[2024·广东卷] 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算.(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图.图中木板右端垫高的目的是 .图乙是实验得到的纸带一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出.打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为 m/s 2(结果保留3位有效数字).(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏.遮光筒不可调节.打开并调节 ,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头.调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 .2.(1)平衡摩擦力 2.86 (2)4.122 (3)光源 清晰的干涉条纹[解析] (1)“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,图中木板右端垫高的目的是平衡摩擦力;打点计时器打点的周期T =1f =150 s=0.02 s,因为纸带上每相邻两计数点间有四个点未画出,故纸带上每相邻两计数点间的时间间隔为Δt =5T =0.1 s,由逐差法可得小车的加速度大小为a =Δx (Δt )2=[(16.29+13.43+10.59)-(7.72+4.88+2.01)]×10-2(3×0.1)2m/s 2≈2.86 m/s 2.(2)根据游标卡尺读数规则,读数为41 mm+11×0.02 mm=41.22 mm=4.122 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,安装完元件后,应打开并调节光源,使光束沿轴线照亮光屏.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到清晰的干涉条纹.3.[2024·海南卷] 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图甲所示,图乙为俯视图,测得圆盘直径D =42.02 cm,圆柱体质量m =30.0 g,圆盘绕过盘心O 的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止.甲乙丙为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤: (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的角速度ω= rad/s(π取3.14).(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图丙所示,该读数d = mm,多次测量后,得到平均值恰好与d 相等.(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = (用D 、m 、ω、d 表示),其大小为 N(保留2位有效数字).3.(1)1 (2)16.1 (3)mω2·(D -d )26.1×10-3[解析] (1)圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的周期为T =62.810s=6.28 s,根据角速度与周期的关系有ω=2πT =1 rad/s .(2)根据游标卡尺的读数规则有1.6 cm+1×0.1 mm=16.1 mm . (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r =D -d2,则小圆柱体所需向心力表达式F =mω2·(D -d )2,代入数据得F ≈6.1×10-3 N .4.[2024·海南卷] 为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验:a.用图钉将白纸固定在水平木板上;b.如图甲、乙所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;撤去拉力F1和F2,改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N.请完成下列问题:(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'.(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因.4.(1)如图所示(2)①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计[解析] (1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示.(2)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力量计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计.5.[2024·江西卷] 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系.实验装置如图1所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码.(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力.(2)小车的质量为M1=320 g.利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a.钩码所受重力记为F,作出a-F图像,如图2中图线甲所示.(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比.为了进一步探究,将小车的质量增加至M2=470 g,重复步骤(2)的测量过程,作出a-F像,如图2中图线乙所示.(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间,非线性区间.再将小车的质量增加至M3=720 g,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如下表所示(表中第9~14组数据未列出).序号12345钩码所受重力0.0200.0400.0600.0800.100F/(9.8 N)小车加速度0.260.550.821.081.36a/(m·s-2)序号6789~1415钩码所受重力0.1200.1400.160…0.300F/(9.8 N)小车加速度1.671.952.20…3.92a/(m·s-2)(5)请在图2中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙.(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量 时,a 与F 成正比.结合所学知识对上述推断进行解释:.5.(4)较大 较小 (5)如图所示(6)远大于钩码的质量 对钩码根据牛顿第二定律有F -F T =ma ,对小车根据牛顿第二定律有F T =Ma ,联立解得F =(M +m )a ,变形得a =1M+mF ,当m ≪M 时,可认为m +M ≈M ,则a =1MF ,即a 与F成正比[解析] (4)根据题图2分析可知,与图线甲相比,图线乙的线性区间较大,非线性区间较小.(5)在坐标系中进行描点,结合其他点用平滑的直线连接各点,使尽可能多的点在线上,不在线上的点均匀地分布在线的两侧.作出图线丙如图所示.2、电学实验1.[2024·安徽卷] 某实验小组要将电流表G(铭牌标示:I g=500 μA,R g=800 Ω)改装成量程为0~1 V和0~3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚线框内为改装电路.(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到(填“M”或“N”)端.(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1200 Ω,则R2的阻值应调至Ω.(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G 的内阻可表示为.(结果用U、I、R1、R2表示)(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要即可.(填正确答案标号)A.增大电阻箱R1的阻值B.减小电阻箱R2的阻值C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图乙所示,此示数对应的改装电压表读数为V.(保留2位有效数字)1.(1)M(2)4000(3)U-R1-R2(4)A(5)0.86I[解析] (1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了保护仪表安全,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端;(2)当开关S2接b时,电压表量程为0~1 V,根据欧姆定律有U1=I g(R g+R1),当开关S2接a时,电压表量程为0~3 V,根据欧姆定律有U2=I g(R g+R1+R2),其中R1=1200 Ω,联立解得R2=4000 Ω; (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律有U=I(R g+R1+R2),则电流表G的内阻可表示为R g=U-R1-R2;I(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律知,可以增大两电阻箱的阻值.故选A. (5)根据闭合电路欧姆定律可得U V=I A(R g+R1)=430×10-6×(800+1200) V=0.86 V.2.[2024·甘肃卷] 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响.可用器材有:电压表(量程0~1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0~0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干.某小组开展了以下实验.甲乙(1)考虑电流表内阻影响①用图甲所示电路测量电流表的内阻.从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻R A=Ω(保留2位有效数字).②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻.电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和R A表示.则干电池电动势E=U+(用I、r和R A表示).③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的U-I图像.则待测干电池电动势E= V(保留3位有效数字)、内阻r=Ω(保留1位小数).丁(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成.原因是.A.电路设计会损坏仪器B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数D.电流太小无法读数2.(1)①1.0②I(r+R A)③1.401.0(2)D[解析] (1)①由图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为R A=UI =0.600.58Ω≈1.0 Ω;②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+R A);③根据E=U+I(r+R A)变形得到U=-(r+R A)I+E,根据图像可知,纵截距b=E=1.40 V,斜率的绝对值|k|=r+R A=1.40-1.000.20-0Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,内阻为r=1.0 Ω.(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数,故选D.3.[2024·广东卷] 某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源.图甲是光照方向检测电路.所用器材有:电源E(电动势3 V);电压表V1和V2(量程均有0~3 V 和0~15 V,内阻均可视为无穷大);滑动变阻器R;两个相同的光敏电阻R G1和R G2;开关S;手电筒;导线若干.图乙是实物图.图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上.控制单元与检测电路的连接未画出.控制单元对光照方向检测电路无影响.请完成下列实验操作和判断.(1)电路连接.图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线.(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试.①将图甲中R的滑片置于端,用手电筒的光斜照射到R G1和R G2,使R G1表面的光照强度比R G2表面的小.②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置.V1的示数如图丙所示,读数U1为V,V2的示数U2为1.17 V.由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值(选填“较大”或“较小”).③断开S.(3)光源跟踪测试.①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R G1和R G2.②闭合S,并启动控制单元.控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动.此时两电压表的示数U1<U2,图乙中的电动机带动电池板(填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至时停止转动,电池板正对手电筒发出的光.3.(1)如图所示(2)①b②1.63(1.61~1.65均可)较大(3)②逆时针U1=U2(或R G1=R G2)[解析] (1)由题图甲可知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,滑动变阻器采用分压式接法,由题图乙可知,此时V2已并联在R G2两端,V1未并联在电路中,故应将V1的“3”接线柱连到滑动变阻器右上接线柱处,滑动变阻器分压式接入电路中.(2)①从安全性角度考虑,一开始应将题图甲中R的滑片置于b端,使两个电压表的示数均为零.②由题图丙知电压表的分度值为0.1 V,根据读数原则需估读到0.1 V的下一位,读数为1.63 V.由串联电路中电流相等,电阻之比等于电压之比,可知电压较大时对应的电阻较大.由题图甲知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,且U1>U2,则R G1>R G2,由①可知R G1表面的光照强度比R G2表面的小,说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大.(3)②U1<U2,说明R G1电阻小,对应光照强度大,而R G2电阻大,对应光照强度小,因此光是从左上方斜向右下方照射,所以应逆时针转动电池板,使光线和太阳能电池板垂直,直至U1=U2时停止转动,此时R G1=R G2,两板对应光照强度相同,电池板正对手电筒发出的光.4.[2024·广西卷] 某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路.器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干.实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000 Hz,则采样周期为s;(2)闭合S 1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I -t 曲线如图乙,由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为 mA(结果保留3位有效数字);(3)保持S 1闭合,再闭合S 2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为 V;(4)实验得到放电过程的I -t 曲线如图丙,I -t 曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C 为 μF .图丙中I -t 曲线与横坐标、直线t =1 s 所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t =1 s 时电容器两极板间电压为 V(结果保留2位有效数字). 4.(1)15000(2)15.0 (3)2 (4)4.7×103 5.2[解析] (1)采样周期为T =1f =15000 s .(2)由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为15.0 mA .(3)放电结束后电容器两极板间电压等于R 2两端电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为U C =ER 1+R 2·R 2=2 V . (4)充电结束后电容器两端电压为U C '=E =6 V,故可得ΔQ =(U C '-U C )C =0.018 8 C,解得C =4.7×103 μF;设t =1 s 时电容器两极板间电压为U C ″,得(U C '-U C ″)C =0.003 8 C,代入数值解得U C ″≈5.2 V .5.[2024·海南卷] 用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E 、电容器C 、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R 、单刀双掷开关S 1、开关S 2、导线若干.(1)闭合开关S 2,将S 1接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3 V .在此过程中,电流表的示数 .(填选项标号) A .一直稳定在某一数值 B .先增大,后逐渐减小为零C .先增大,后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S 2、S 1,将电流表更换成电流传感器,再将S 1接2,此时通过定值电阻R 的电流方向为 (选填“a →b ”或“b →a ”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的I -t 图像,如图乙,t =2 s 时I =1.10 mA,图中M 、N 区域面积比为8∶7,可求出R = kΩ(保留2位有效数字).5.(1)B (2)a →b 5.2[解析] (1)电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0增大至某一最大值,后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于断路,电流为0,故选B .(2)根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将S 1接2,电容器放电,此时通过定值电阻R 的电流方向为a →b ;t =2 s 时,I =1.10 mA,可知此时电容器两端的电压为U 2=IR ,电容器开始放电前两端电压为12.3 V ,根据I -t 图像与横轴围成的面积表示放电荷量可得,0~2 s 的放电荷量为Q 1=ΔU ·C =(12.3-1.10×10-3·R )C ,2 s 后到放电结束放电荷量为Q 2=ΔU'·C =1.10×10-3·RC ,根据题意Q 1Q 2=87,解得R ≈5.2 kΩ.6.[2024·河北卷] 某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤.某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农.该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R 1(0~50 kΩ)、发光二极管LED 、光敏电阻R G 、NPN 型三极管VT 、开关和若干导线等. (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻.如图甲所示,当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(见图乙);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b 位置(见图乙).由此判断M 端为二极管的 (选填“正极”或“负极”).(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成.要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始.导线L 1、L 2和L 3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”).②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅰ和Ⅰ对应光敏电阻受到的光照由弱到强.由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而(选填“增大”或“减小”).(3)组装光强报警器电路并测试其功能图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路.组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光.6.(1)负极(2)①A A C(或D)[或者三空分别为:C(或D)A B]②减小(3)增大[解析] (1)使用多用电表欧姆挡测二极管电阻时,电流也是“红进黑出”,即表内电源正极与黑表笔相连,电源负极与红表笔相连,且测二极管正向电阻时阻值很小,测二极管反向电阻时阻值无穷大.当黑表笔与接线柱M接触、红表笔与接线柱N接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(电阻无穷大),而对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(电阻很小),说明黑表笔(连接电源正极)与接线柱N接触时测的是二极管正向电阻,即N端为二极管的正极.(2)①要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始,所以滑动变阻器应采用分压式接法,导线L2应连接A接线柱,导线L1和导线L3应“一上一下”连接滑动变阻器的接线柱,可以导线L1连接A接线柱,导线L3连接C或D接线柱,或者导线L3连接B接线柱,导线L1连接C或D接线柱.②伏安特性曲线上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,由所给伏安特性曲线图可知,曲线Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ对应的电阻在减小,说明随着光照由弱到强,光敏电阻的阻值减小.(3)在测试过程中发现,当照射在光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,说明三极管未被导通,这是因为b、e间电压较小,未达到是三极管导通的值,为使报警器正常工作,应调大R1两端分得的电压直至发光二极管发光,由于R1与R G串联后总电压一定,所以要调大R1的阻值.7.[2024·江苏卷] 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;B.电流表A:量程0~100 mA,内阻约为5 Ω;C.电压表V:量程0~3 V,内阻为3 kΩ;D.滑动变阻器:最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A;E.开关、导线等.(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L=0.820 m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为mm.(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为Ω.(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R=10.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为Ω·m.(结果保留两位有效数字)7.(1)0.787(0.785~0.788均可)(2)9.0(3)5.9×10-6[解析] (1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为d=0.5 mm+28.7×0.01 mm=0.787 mm.(2)根据欧姆挡的读数规律,该读数为R x=9.0×1 Ω=9.0 Ω.(3)根据电阻定律有R=ρLS =ρLπ(d2)2=4ρLπd2,解得ρ=πd2R4L,代入数据得ρ=5.9×10-6 Ω·m.8.[2024·江西卷] 某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计.(1)如图1所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m.(2)现有实验器材:电流表(量程0~300 μA,内阻R A=2500 Ω)、电压表(量程0~3 V或0~15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线.请在图1中画线完成电路实物连接.(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值R x.将水温升到65 ℃,重复测量.绘出26 ℃和65 ℃水的R x-l图线,分别如图2中甲、乙所示.(4)若R x-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=(用k、d、h表示).实验结果表明,温度(选填“高”或“低”)的水更容易导电.(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置.为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3m的水管.若人体的安全电流为1.0×10-3A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m.(保留2位有效数字)8.(2)如图所示(4)kdh高(5)0.46[解析] (2)由于电流表阻值已知,因此电流表采用内接法时,水的电阻R =U I-R A ,可消除伏安法测电阻的系统误差;因电源电动势为3 V ,则电压表选用0~3 V 量程.实物连线如图所示. (4)根据电阻定律有R x =ρl S ,又S =dh ,联立可得R x =ρdℎl ,故R x -l 图像的斜率k =ρdℎ,解得ρ=kdh ;根据题图2可知,65 ℃水的R x -l 图像的斜率比26 ℃水的R x -l 图像的斜率小,说明温度高的水的电阻率较小,更容易导电.(5)根据欧姆定律和电阻定律有R =UI =ρl 'πD 24,其中ρ=kdh ,由题图2可知,65 ℃水的R x -t 图像的斜率k =80.7×103 Ω/m,代入数据解得l'≈0.46 m,故该水管长度的最小值为0.46 m .9.[2024·辽宁卷] 某探究小组要测量电池的电动势和内阻.可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R 0)、金属夹、刻度尺、开关S 、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按照图甲连接电路,金属夹置于电阻丝的 (选填“A ”或“B ”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U ,断开开关S,记录金属夹与B 端的距离L ;③多次重复步骤②,根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ;④按照图乙将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ.(2)由图线得出纵轴截距为b ,则待测电池的电动势E = .(3)由图线求得Ⅰ、Ⅰ的斜率分别为k 1、k 2,若k2k 1=n ,则待测电池的内阻r = (用n 和R 0表示).9.(1)A (2)1b(3)R 0n -1[解析] (1)为了保护电路,避免通过电源的电流过大,闭合开关前,金属夹应置于使电阻丝接入电路的阻值最大处,即应该置于A 端.(2)对于图甲电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -Ir ,设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S ,根据欧姆定律和电阻定律有I =UR ,R =ρLS ,联立可得U =E -USρL r ,整理可得1U =1E +Sr Eρ·1L ,对于图乙电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -I (r +R 0),根据欧姆定律和电阻定律有I =UR,R =ρL S,联立并整理可得1U =1E+S (r+R 0)Eρ·1L ,所以图线的纵轴截距b =1E ,解得E =1b .(3)由题意可知k 1=SrEρ,k 2=S (r+R 0)Eρ,又k2k 1=n ,联立解得r =R0n -1. 10.电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化.在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标.一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标.实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%).(1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整,使其能对传感器定标; (2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(选填“a ”或“b ”),闭合开关;。
高考物理实验专项训练试题.docx
高考物理实验专项训练2--(电学实验)1・(1)读出下列电表的测量值。
接0〜3V 量程时为 _______ Vo 接0〜3A 量程时为 _________ A o接0〜15V 量程时为 ______ Vo 接0〜0.6A 量程时为 _______ A o (2. 15,10. 5. 0. 18 , 0. 80.)(2)读出右图所示电阻箱的阻值 _________ o (86. 3Q )二.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)(实验七)“伏安法巧则电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果 总存在误差,而按如下图所示电路进行测量,则由电压表、电流 表内阻所造成的误差可消除。
① 请你简要写出还未完成的主要操作步骤,并用字母表达出相应的测量值。
久闭合电键S1,电键S2接2,调节倚和7?』使电压表读数接基本测量仪器读数• 近满量程,读出电流表和电压表读数厶、?2。
b.保持R p不变______________________________________________________________ ;②请你推导出待测电阻R x的表达式;③用线把实物图按电路图连成测量电路。
(2009年广东物理)16.某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。
所用的器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。
(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在金属丝上移动。
请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图14o(2)实验的主要步骤如下:①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;③断开开关,________________ ,合上开关,重复②的操作。
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出图15的关系图线,其斜率为________________ A-x m x(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了___________________________ 的电阻之和。
高考物理基础知识综合复习优化集训24必修三实验(含答案)
高考物理基础知识综合复习:优化集训24 必修三实验基础巩固1.据报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电,某同学假日登山途中,用该种电容器给手机电池充电,下列说法正确的是( )A.该电容器给手机电池充电时,电容器的电容变大B.该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少C.该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可能不变D.充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零2.如图所示,小林同学用多用电表测量一螺丝口灯泡的电阻,正确的操作为( )3.在“用多用电表测电阻”的实验中,选择“×10”挡测电阻时,指针停留在如图所示位置。
下面的操作选项最合适的是( )A.无需换挡,直接读数B.应选择“×1”挡,重新测量C.应选择“×100”挡,重新测量D.应选择“×1k”挡,重新测量4.(1)如图所示的游标卡尺,它的读数为mm。
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,则金属丝的直径为mm。
5.在“练习使用多用电表”的实验中:(1)用多用电表测某电阻,挡位旋钮指“×10”挡,读数时发现指针偏转角太大,为使测量结果更加准确,则应改用挡。
A.×1B.×100C.×1 k(2)某次实验的电路如图所示,开关闭合后发现灯泡不亮,欲用多用电表检查该电路(开关处于闭合状态)何处“断路”,应使用多用电表的进行检测。
A.电阻挡B.电流挡C.交流电压挡D.直流电压挡(3)在“练习使用多用电表”实验结束后,如图中的电表旋钮状态符合实验操作规范的是(选填“甲”或“乙”)。
甲乙6.指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:(1)在使用多用电表测量时,若选择开关拨至“25 mA”挡指针的位置如图所示,则测量结果为mA。
(2)用多用电表进行了电阻测量,主要实验步骤如下:A.把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上;B.把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;C.把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;D.换用“×100”的欧姆挡进行测量,随即记下欧姆数值;E.把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处。
高考物理实验题
高考物理实验题高考物理实验题是高中物理教学中非常重要的一环,也是考查学生实际动手能力和物理实验设计能力的一种方式。
在高考中,物理实验一般占据一定的比重,所以对于学生来说掌握并熟练运用实验知识非常重要。
下面将介绍几个常见的高考物理实验题及其解答过程。
【实验一】题目:利用杠杆原理测量未知质量的物体。
实验步骤:1. 准备一个横杆,一端固定在墙上或桌子上,另一端可活动。
2. 在活动的一端挂一个称,称量时让它保持水平。
3. 将需要测量质量的物体挂在称的另一端,使称保持平衡。
4. 用杠杆原理计算得出未知质量的物体的质量。
解答过程:1. 杠杆的平衡条件是左力矩等于右力矩,即M1d1 = M2d2,其中M1表示左侧力矩,M2表示右侧力矩,d1为M1的杠杆臂长,d2为M2的杠杆臂长。
2. 在本实验中,M1是质量较大一端产生的力矩,M2是质量较小一端产生的力矩,d1为质量较大一端到支点的距离,d2为质量较小一端到支点的距离。
3. 测量d1和d2的长度,将它们代入杠杆原理中,即可得出未知质量的物体的质量。
【实验二】题目:用迈克耳孙电桥测定电阻的值。
实验步骤:1. 准备一个迈克耳孙电桥,将需要测量的电阻R置于未知位置(示意图中的Rx),将已知电阻(示意图中的R1)置于已知位置,调节电位器中的滑动触点,使得电桥平衡。
2. 用万用表分别测量已知电阻和未知电阻两端的电压,记录下来。
3. 根据电压的比例关系计算未知电阻的值。
解答过程:1. 在电桥平衡时,满足桥臂电压之比等于各桥臂电阻之比,即U1/U2=R1/Rx,其中U1表示已知电阻两端的电压,U2表示未知电阻两端的电压。
2. 测量U1和U2的数值,将它们代入上式中,用已知电阻的值代入R1,即可求出未知电阻的值。
以上是两个常见的高考物理实验题及其解答过程。
希望通过这些例子能够帮助大家更好地理解和掌握高考物理实验题的解题思路和方法。
高考物理实验题的解答过程主要是运用物理理论和实验原理进行推导和计算,需要对物理知识掌握扎实,并且具备一定的实验设计和分析能力。
最新高考物理实验专题训练卷(共50题附答案)
最新高考物理实验专题训练卷(共50题附答案)一、单选题1.物理是一门以实验为基础的学科,对以下3个力学实验描述正确的是()A.伽利略完成实验1时必须保证斜面绝对光滑,否则得不到可靠的实验结论B.牛顿利用扭秤实验成功测得了万有引力常量,使万有引力定律进入实用阶段C.实验1和实验2都采用了理想实验的方法D.实验2和实验3都采用了放大的实验方法2.下列实验中,找到电荷间相互作用规律的实验是()A.库仑扭秤实验B.卡文迪许实验C.密立根油滴实验D.奥斯特电流磁效应实验3.下列实验中准确测定元电荷电量的实验是( )A.库仑扭秤实验B.密立根油滴实验C.用DIS描绘电场的等势线实验D.奥斯特电流磁效应实验4.二十世纪初,为研究物质的内部结构,物理学家做了大量的实验,如图装置的实验是()A.α粒子散射实验B.发现质子的实验C.发现电子的实验D.发现中子的实验5.原子结构学说,是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的( )A.光电效应实验B.粒子散射实验C.氢原子光谱实验D.杨氏双缝干涉实验6.第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家和所做的实验是:A.牛顿地月实验B.伽利略斜塔实验C.牛顿扭秤实验D.卡文迪许扭秤实验7.在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是()A.弱光衍射实验B.电子束在晶体上的衍射实验C.弱光干涉实验D.射线的衍射实验8.原子的核式结构学说是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出来的()A.光的衍射实验B.氢原子光谱实验C.粒子散射实验D.阴极射线实验9.原子的核式结构学说,是卢瑟福根据以下哪个实验提出来的()A.光电效应实验B.氢原子光谱实验C.α粒子散射实验D.天然放射实验10.伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,当时利用斜面实验主要是考虑到()A.实验时便于测量小球运动的时间B.实验时便于测量小球运动的速度C.实验时便于测量小球运动的路程D.斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律11.卢瑟福提出原子的核式结构模型,建立该模型的实验基础是()A.α粒子散射实验B.α粒子轰击氮核的实验C.α粒子轰击铍核的实验D.研究阴极射线的实验12.如图所示为“探究求合力的方法”的实验装置,则A.实验时两细线的夹角一定要等于90°,以便于计算合力的大小B.为减小实验的误差,实验中所用的两根细线越短越好C.实验前两弹簧秤要先调零,实验读数时视线要与刻度板表面垂直D.实验中要保持O点的位置不变,采用的是“控制变量法13.1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。
2023老高考物理实验题专项训练及答案
完成下列填空: (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小,用 vA 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则 a 与 vA 、 v 和△ t 的关系式为 a 。
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实验题专项训练一
(2)由图丙可求得, vA
m/ s ,a
m / s2 .(结果保留三位有效数字)
2. 为了测量某电学元件的额定功率,一小组利用下列器材进行实验
U
U
所示。
①实验中滑动变阻器 R1 应选择
(填写器材前序号);
②电压表内阻 Rv
k ;
③为使电压表指针指在满偏处,电阻箱的阻值 R k 。
(2)用改装后的电压表及其他器材进行测量 Rx ,请用笔画线代替导线,将图丙中的实物电路连接完整。
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实验题专项训练二
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实验题专项训练一
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实验题专项训练宝
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实验题专项训练一
实验题专项训练一
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1. 某同学用如图 1 所示的装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数。将木板固定在水平桌面上,木板左端固定一个 挡板,挡板与滑块之间有一个轻质弹簧,轻质弹簧与挡板固定连接,滑块靠近弹簧。长木板上安装有两个光电门。
(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度,如图 2 所示,其读数为 d mm ;
动摩擦因数为 (结果保留两位小数)。
2020年高考物理 专题24 带电粒子在电场中运动的综合问题限时训练(含解析)
专题24 带电粒子在电场中运动的综合问题(限时:80min)一、选择题(本大题共10小题)1.(2019·日照模拟)有一种电荷控制式喷墨打印机,它的打印头的结构简图如图所示.其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符.不考虑墨汁的重力,为使打在纸上的字迹缩小,下列措施可行的是()A.减小墨汁微粒的质量B.增大墨汁微粒所带的电荷量C.增大偏转电场的电压D.增大墨汁微粒的喷出速度【答案】D【解析】根据偏转距离公式y=错误!可知,为使打在纸上的字迹缩小,要增大墨汁微粒的质量,减小墨汁微粒所带的电荷量,减小偏转电场的电压,增大墨汁微粒的喷出速度,D正确。
2.(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用。
若重力势能增加5 J,机械能增加1。
5 J,电场力做功2 J,则小球( )A.重力做功为5 J B.电势能减少2 JC.空气阻力做功0.5 J D.动能减少3.5 J【答案】BD【解析】小球的重力势能增加5 J,则小球克服重力做功5 J,故A 错误;电场力对小球做功2 J,则小球的电势能减小2 J,故B正确;小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用,小球的机械能增加1.5 J,则除重力以外的力做功为1。
5 J,电场力对小球做功2 J,则知空气阻力做功为-0.5 J,即小球克服空气阻力做功0.5 J,故C 错误;重力、电场力、空气阻力三力做功之和为-3.5 J,根据动能定理,小球的动能减小3.5 J,D正确。
3.(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像。
当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,下列说法中正确的是()A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2 s末带电粒子回到原出发点C.3 s末带电粒子的速度为零D.0~3 s内,电场力做的总功为零【答案】CD【解析】设第1 s内粒子的加速度为a1,第2 s内的加速度为a2,由a=错误!可知,a2=2a1,设带电粒子开始时向负方向运动,可见,粒子第1 s内向负方向运动,1.5 s末粒子的速度为零,然后向正方向运动,至3 s 末回到原出发点,粒子的速度为0,设带电粒子开始时向负方向运动,由动能定理可知,此过程中电场力做的总功为零,综上所述,可知C 、D 正确。
2024高考物理必备实验部分历年真题练习
2024高考物理必备实验部分历年真题练习实验一:弹簧振子的周期与弹性系数的关系(实验目的)本实验旨在通过测量弹簧振子的周期与弹性系数之间的关系,探讨弹簧振子的振动特性。
(实验原理)我们知道,弹簧振子是由弹簧和质点组成的。
当质点在弹簧的拉伸和压缩作用下发生振动时,可根据胡克定律推导出弹簧振子的周期与弹性系数的关系。
根据胡克定律,弹簧的拉力与变形之间存在如下关系:F = -kx其中,F表示弹簧的拉力,k表示弹簧的弹性系数,x表示弹簧的变形量。
利用牛顿第二定律,我们可以得到弹簧振子的运动方程:ma = -kx其中,m表示质点的质量,a表示质点的加速度。
根据振动的定义,我们可以得到弹簧振子的周期公式:T = 2π√(m/k)(实验步骤)1. 将一个弹簧挂在支架上,使其自由下垂。
2. 通过测量弹簧的弹性系数,记录下弹簧的初始长度、变形量和振动的周期。
3. 修改实验参数,如改变弹簧的质量、材料、长度等,再次测量振动的周期。
4. 根据测量数据,对周期与弹性系数之间的关系进行分析和讨论。
(实验结果与分析)通过实验的测量数据,我们可以绘制周期对弹性系数的图像,从而得到弹簧振子的周期与弹性系数之间的关系曲线。
根据曲线的特点,我们可以得出周期与弹性系数成正比的结论,并进一步分析其物理意义。
(实验二:牛顿第二定律的验证)(实验目的)本实验旨在通过测量物体运动过程中的加速度和施加在物体上的力的关系,从而验证牛顿第二定律。
(实验原理)根据牛顿第二定律,物体的运动状态可以通过其加速度和作用在物体上的力来描述。
具体而言,牛顿第二定律可以表示为:F = ma其中,F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
(实验步骤)1. 准备一个光滑的水平面和一个具有质量的物体。
2. 在水平面上放置物体,并施加不同大小的力,并记录下物体的加速度。
3. 修改实验参数,如改变物体的质量、力的大小等,再次测量物体的加速度。
4. 根据测量数据,对加速度与施加力的关系进行分析和讨论。
高考物理实验历年真题精讲精练2024年版
高考物理实验历年真题精讲精练2024年版高考物理实验部分一直是考生备考中的难点,因为它不仅仅考察理论知识,更要求学生具备实际操作和解决问题的能力。
为了帮助考生更好地准备物理实验部分,我们整理了一份2024年版的高考物理实验历年真题精讲精练,希望通过详细解析和练习题的训练,让考生掌握实验方法和技巧,提升解题水平。
一、热学实验1. 能量守恒实验本实验旨在验证能量守恒定律,通过测量物体在加热过程中的温度变化和热损失情况,计算输入和输出的能量,验证守恒性。
实验装置:加热电容器、温度计、热量计、电源等。
实验步骤:先将加热电容器加热至一定温度,然后迅速将其放入热量计中,并记录下开始和结束时的温度、时间等数据。
实验原理:根据能量守恒定律,输入的热量等于输出的热量加上物体的热损失,即Q输入 = Q输出 + Q损失。
实验注意事项:保持实验装置的绝热性,减小系统热损失;精确测量温度和时间,保证数据的准确性。
2. 球状物体的膨胀系数实验本实验旨在测量不同物体的线膨胀系数,并验证线膨胀系数与物体性质的相关性。
实验装置:实验槽、测温仪、定标尺、物体样品等。
实验步骤:将待测物体样品置于实验槽中,逐步升温,并实时测量样品的长度变化和温度变化。
实验原理:利用物体的线膨胀系数定义公式,即ΔL = αL0ΔT,其中ΔL为长度变化量,α为线膨胀系数,L0为初始长度,ΔT为温度变化量。
实验注意事项:控制加热速度,避免温度升降过快;注意保持物体的线热膨胀状态,避免其他因素干扰。
二、光学实验1. 反射率测量实验本实验旨在测量材料的反射率,通过测量入射光和反射光的强度,计算得到反射率。
实验装置:光源、光电二极管、反射平台、光强计等。
实验步骤:将反射物置于反射平台上,通过调整光源角度和路线,使入射光垂直照射到反射物上,并记录下反射光的强度。
实验原理:根据反射光的强度与入射光的强度之比,可以计算得到反射率的大小。
实验注意事项:注意避免其他光源和干扰的影响,保证实验环境的稳定性。
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理综实验专题之物理1.I .(4分)某同学采用如图甲所示的实验装置探究恒力做功和物体动能变化间的关系,已测出滑块的质量为M ,钩码的总质量为m .①实验时,该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,除平衡摩擦力外,还要满足 。
②如图乙所示是实验中得到的一条纸带,其中A 、B 、C 、D 、E 、F 是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T ,相邻计数点间距离已在图中标出,从打B 点到打E 点的过程中,为达到实验目的,该同学应该寻找)(432x x x mg ∆+∆+∆和 之间的数值关系。
II.(8分)有一个小灯泡上标有“3.8V 、0.5A”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线。
有下列器材供选用:A .电压表(0~5V ,内阻约为10kΩ)B .电流表(0~0.6A ,内阻约为0.5Ω)C .电流表(0~3A ,内阻约为0.1Ω)D .滑动变阻器(0~10Ω,2A )E .滑动变阻器(0~1kΩ,0.1 A )F .学生电源(直流6V ),还有开关、导线若干①实验中所用电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。
②实验时要求尽量减少实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,应选用图甲中 图所示电路进行实验。
③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图乙所示),若用电动势为3V 、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W 。
2.(1)某同学在做“探究动能定理”实验时,其主要操作步骤是:a .按图甲安装好实验装置,其中小车的质量M=0.5kg ,钩码的总质量m=0.10kg ;b .接通打点计时器的电源(电源的频率f=50Hz ),然后释放小车,打出一条纸带.①他在多次重复实验得到的纸袋中取出最满意的一条,如图乙所示.把打下的第一点记作O,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各相邻计数点间的距离分别为d1=0.8cm,d2=2.4cm,d3=4.1cm,d4=5.6cm,d5=7.2cm,d6=8.8cm,他把钩码重力作为小车所受合力,计算出从打下计数点0到打下计数点5时合力所做的功W= ____ J,把打下计数点5时小车的动能作为小车动能的改变量,计算出E k=______ J(当地重力加速度g=9.80m/s2,结果均保留三位有效数字)②根据以上计算可见,合力对物体做的功与物体动能的变化量相差比较大,通过反思,该同学认为产生误差的主要原因如下,其中正确的是_________ (双项正确)A.钩码质量没有远小于校车质量,产生系统误差.B.钩码质量小了,应该大于小车质量.C.没有平衡摩擦力.D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺进行测量.(2)测量一个长约5cm、电阻R1约为30Ω、横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下:游标卡尺(20分度);螺旋测微器;直流电源E(电动势为18V,内阻可忽略不计);标准电流表A1(量程1.5A,内阻r1=6Ω);电流表A2(量程2A,内阻r2约为5Ω);滑动变阻器R2(最大阻值10Ω);开关S,导线若干.①用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,读数L= _________ cm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数D= _________ mm.②实验中所用的滑动变阻器R2应选下列中的_________ (填字母代号).A.滑动变阻器(最大阻值10Ω)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω)③请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图,要求获得较多的实验数据.④若某次测量中两电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则由已知量和测量量计算电阻率的表达式为ρ=_________ .3.I.(6分)某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,用一条纸带与小车相连,使小车做匀加速直线运动,通过打点计时器打下一系列点,从打下的点中选取若干计数点,如图10中A、B、C、D、E所示,纸带上相邻的两个计数点之间有四个点未画出.现测出AB=2.20cm,AC=6.40cm,AD=12.58cm,AE=20.80cm,已知打点计时器电源频率为50Hz.则打D点时,小车的速度大小为_______m/s;小车运动的加速度大小为_______m/s2.(均保留两位有效数字)A B C D E图10II. (12分)某同学欲采用下列器材探究一个额定电压为2.5V的小灯泡的伏安特性曲线.A.直流电源(3V,内阻不计)A —V —Ω Ω V ~- ~图10B .电流表(0~3A ,内阻约0.03Ω)C .电流表(0~0.6A ,内阻约0.13Ω)D .电压表(0~3V ,内阻约3kΩ)E .电压表(0~15V ,内阻约15kΩ)F .滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A )G .滑动变阻器(0~1000Ω,额定电流0.5A )H .开关、导线等(1)为减小测量误差,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(选填代号) (2)该同学选择安培表外接,且要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些.请在图11的虚线框中画出正确的实验电路图. (3)请将图12中的元件按正确的实验电路图连成实验电路.4.I .(6分)指针式多用电表是电路测量的常用工具。
现用多用电表测量一个定值电阻的阻值(阻值约为一百多欧姆)。
(1)将红、黑表笔分别插入“+”、“−”插孔,接下来必要的操作步骤和正确的顺序是 。
(请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出) ①将选择开关旋转“×10”的位置; ②将选择开关旋转“×100”的位置;③用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线;④根据指针所指刻度和选择开关的位置,读出电阻的阻值;⑤将两支表笔直接接触,调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0Ω”。
(2)若正确测量时指针所指刻度如图10所示,则这个电阻阻值的测量值是 Ω。
(3)在使用多用电表测量电阻时,若双手捏住红、黑表笔金属部分,则测量结果将 。
(选填“偏大”或“偏小”) II .(9分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V ,额定功率为0.5W ,此外还有以下器材可供选择: A .直流电源3V (内阻不计)B .直流电流表0~300mA (内阻约为5Ω)C .直流电流表0~3A (内阻约为0.1Ω)D .直流电压表0~3V (内阻约为3kΩ)图11图12PAV学生用电源U /V0.20 1.0 1.50.05 0.10 0.15 图120.25 I /A2.5 a b 图11E .滑动变阻器100Ω,0.5AF .滑动变阻器10Ω,2AG .导线和开关实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 ;(均填写仪器前的字母)(2)在图11所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路的其他部分,要求滑片P 向b 端滑动时,灯泡变亮);(3)根据实验数据,画出的小灯泡I -U 图线如图12所示。
由此可知,当电压为0.5V 时,小灯泡的灯丝电阻是 Ω;(4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P 随其两端电压U 或电压的平方U 2变化的图象,在图13中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是 。
(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”) 5.(8分)某同学用如图1所示的电路描绘一个标有“3V 0.25A”小灯泡的伏安特性曲线。
他已选用的器材有:电池组(电动势为4.5V ,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA ,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V ,内阻约3kΩ);电键一个、导线若干。
⑴实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的 (填数字代号)。
①滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A ) ②滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A )⑵在图2中他已经连接了一部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整。
图13甲 乙丙 丁I/第15题图1⑶闭合电键前滑动变阻器的滑片应该置于端(选填“a”、“b”)。
⑷为了得到伏安特性曲线,他以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数I为纵轴,将实验中得到的多组数据进行了描点,如图3所示,请你帮他完成I-U图像。
⑸由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而。
⑹如果将此小灯泡连入如图4所示电路,其中电源电动势为3V,电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5Ω,定值电阻R的阻值为10Ω。
开关S闭合后,通过小灯泡的电流是 A(保留两位有效数字)参考答案1.2.(1)①0.197;0.160 ②AC(2)①5.020cm、2.149mm~2.151mm;②A③如图所示:④3.I.0.72(3分)2.0(3分)II.①D(3分)F (3分)②如答图1所示(3分)③如答图2所示(3分)RE答图1PAV学生用电源第15题图4LS R4.I.(6分)(1)①○5③④(2分);(2)130(2分);(3)偏小(2分)II.(9分)(1)B;F(2分)(2)如答图1所示(3分);(3)5.0(2分)说明:5同样得分;(4)甲、丙(2分);5.⑴① ⑵ 见答图1 ⑶a⑷见答图2 ⑸增大⑹0.25E答图1I/答图2答图1。