高考物理物理实验创新题集锦
专题28力学测量性实验和创新实验-2024高考物理真题分类汇编(全国版 含解析)
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2024高考物理真题分项解析专题28力学测量性实验和创新实验1.(2024高考重庆卷)元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。
某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化处理,设计了如图甲所示实验,探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。
该小组在位于同一水平线上的P、Q两点,分别固定一个小滑轮,将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码,让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。
当沙桶质量为136.0g时,沙桶从A点由静止释放,能到达最高点B,最终停在C点。
分析所拍摄的沙桶运动视频,以A点为坐标原点,取竖直向上为正方向。
建立直角坐标系,得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。
(1)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动,则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大,每根线对沙桶的拉力_____(选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”)。
沙桶在B点的加速度方向_____(选填“竖直向上”“竖直向下”)。
(2)一由图乙可知,沙桶从开始运动到最终停止,机械能增加_____J(保留两位有效数字,g=9.8m/s2)。
【答案】(1)①.逐渐增大②.竖直向下(2)0.11【解析】(1)[1][2]设细线与竖直方向夹角为θ,沙桶匀速上升2T cosθ=Mg当θ逐渐增大时,T逐渐增大,沙桶上升到最高点B然后下落,在最高点的加速度方向竖直向下。
(2)沙桶从开始运动到静止上升高度为8.4cm,机械能增加量为Mgh=0.136×9.8×0.084J=0.11J2.(2024年高考广东卷)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_____。
图乙是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。
相邻计数点的间距m/s(结果保留3位有已在图中给出。
(高中物理)专题10力学创新实验
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年高考物理实验精选百题解析专题10 力学创新实验1、〔8分〕〔13校联考〕随着环保节能意识的增强,自行车重新成为短途出行的重要交通工具,它不仅能保护环境,节约能源,而且相比走路感觉更“省力〞。
某同学想通过简单的器材,包括“台秤、卷尺和秒表〞,验证是否“省力〞。
他认为是否“省力〞需比较同等条件下人所消耗的能量多少。
〔1〕步骤一:估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1。
他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功,运用上述器材,他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d〞;运用上述物理量符号可得E 1= ________________〔写表达式〕〔2〕〔单项选择题〕一个体重为60k g普通高中男生,步行100米,消耗能量约〔〕〔3〕步骤二:估测一个人骑自行车沿直线前进距离s所消耗的能量E2。
他假定人骑自行车前进时阻力不变。
他测量了“人和车的总质量M,骑车匀速前进距离s1和对应的时间t〞,他还可以测___________________________________〔写出一个物理量及相应符号〕,运用上述物理量符号可得E2 =______________〔写表达式〕。
最后比较E1和E2,即可验证是否“省力〞。
以测停止蹬车后人和自行车滑行的距离s2,骑车匀速前进速度v= s1/t,由动能定理,E2-fs1=12Mv2,f s2=12Mv2,联立解得:E2=22212tssMs。
2.〔6分〕〔闵行区二模〕某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了以下图a 所示的实验:质量为m 的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O 处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A 经过某位置时的瞬时速度v A ,并记下该位置与转轴O 的高度差h 。
⑴设杆的有效宽度为d 〔d 很小〕,A 端通过光电门的时间为t ,那么A 端通过光电门的瞬时速度v A 的表达式为。
⑵调节h 的大小并记录对应的速度v A ,数据如下表。
为了寻找反映v A 和h 的函数关系,请选择适当的数据处理方法,并写出处理后数据间的函数关系________________。
高中物理创新实验练习题(含解析)
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高中物理创新实验练习题学校:___________姓名:___________班级:___________一、实验题1.探究作用力与反作用力关系的实验装置如图甲所示,其中A、B是两个力传感器,B 固定在木块C上,固定木块,用A拉B,传感器显示两钩子受力随时间变化的图像如图乙所示。
根据图像得出的结论是:①________________________________________________________________②________________________________________________________________③________________________________________________________________2.人对周围发生的事情都需要经过一段时间才会做出反应,从发现情况到采取行动所经过的时间叫反应时间。
同学们为了测自己的反应时间,进行了如下实验。
如图所示,A同学用手捏住直尺顶端,B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。
在A同学放开手指让直尺下落时,B同学立刻捏住直尺。
读出捏住直尺的刻度,就是直尺下落的高度,重力加速度取g。
(1)这个实验可以测出___________(填“A”或“B”)同学的反应时间,某次实验时,B同学捏住位置的刻度读数为L,则该同学的反应时间为___________(用字母L、g表示);(2)为简化计算,同学们将另一较长的直尺刻度进行改进,以相等时间间隔在直尺上标记反应时间的刻度线,制作了“反应时间测量仪”,下列四幅图中刻度线标度最合理的是___________。
A. B.C. D.答案第1页,共1页 参考答案:1. 作用力与反作用力大小相等 作用力与反作用力方向相反 作用力与反作用力同时产生同时消失【详解】[1][2][3]固定木块C ,用A 拉B ,传感器显示两钩子受力随时间变化的图像如图乙所示。
创新高中物理试题及答案
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创新高中物理试题及答案一、选择题(每题4分,共20分)1. 下列关于光的干涉现象的描述,正确的是:A. 光波的频率必须相同B. 光波的振幅必须相同C. 光波的传播方向必须相同D. 光波的相位必须相同答案:A2. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力的大小关系是:A. 相等B. 不相等C. 相反D. 无法确定答案:A3. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,其加速度为a,经过时间t后的速度为:A. atB. 2atC. at^2D. 2at^2答案:A4. 根据能量守恒定律,下列说法正确的是:A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以在不同形式之间转换C. 能量的总量是恒定的D. 能量的总量是不断增加的答案:B5. 在理想气体状态方程PV=nRT中,R代表:A. 气体常数B. 气体的压强C. 气体的体积D. 气体的温度答案:A二、填空题(每题4分,共20分)1. 电磁波谱中,波长最短的是_________。
答案:γ射线2. 根据欧姆定律,电阻R等于电压V除以电流I,即R=_________。
答案:V/I3. 光速在真空中的速度是_________米/秒。
答案:3×10^84. 一个物体的动能Ek等于其质量m乘以速度v的平方除以2,即Ek=_________。
答案:1/2mv^25. 根据热力学第一定律,能量守恒的数学表达式是_________。
答案:ΔQ=ΔU+W三、计算题(每题10分,共20分)1. 一辆汽车以20m/s的速度行驶,遇到紧急情况刹车,刹车时的加速度为-5m/s^2。
求汽车刹车到停止所需的时间。
答案:设汽车刹车到停止所需的时间为t,由公式v=v0+at,代入数据得:0 = 20 - 5t解得:t = 4秒2. 一个质量为2kg的物体从高度为5m的平台上自由落体,忽略空气阻力,求物体落地时的速度。
答案:由自由落体运动公式v^2 = u^2 + 2as,其中u为初速度,a为重力加速度,s为下落距离。
高考物理二轮复习热点训练解析—力学创新实验
![高考物理二轮复习热点训练解析—力学创新实验](https://img.taocdn.com/s3/m/15cf2f22c4da50e2524de518964bcf84b9d52d84.png)
高考物理二轮复习热点训练解析—力学创新实验1.(2021·广东省高考模拟)某研究性学习小组在学习了圆周运动知识以后,设计了一个研究玩具小车通过凹形桥最低点和凸形桥最高点时对轨道压力大小的实验。
所用器材有玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥和凸形桥模拟器(圆弧部分的半径均为R ,重力加速度为g )。
图1(1)如图1所示,将模拟器静置于托盘秤上,托盘秤的示数为m 0。
(2)将玩具小车静置于模拟器最低点时,托盘秤的示数为M ,则玩具小车的质量为m =________。
(3)将玩具小车从模拟器右侧某一位置由静止释放,小车经过A 、B 、C 、D 、E 点后滑向左侧的过程中,在这五个点观察到托盘秤的示数变化情况依次是增大、减小、增大、减小、增大,从而说明玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力________(填“大于”或“小于”)玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力。
(4)若玩具小车通过A 的速度是v A ,则托盘秤的示数为________________;若玩具小车通过B 的速度是v B ,则托盘秤的示数为________________。
答案(2)M -m 0(3)大于(4)M +(M -m 0)v 2A gR M -(M -m 0)v 2B gR解析(2)依题意有M =m 0+m ,所以m =M -m 0。
(3)玩具小车向凹形桥底端运动时,对桥的压力大于重力,向凸形桥顶部运动时,对桥的压力小于重力,所以玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力大于玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力。
(4)若玩具小车通过A 的速度是v A ,依据向心力公式有N A -mg =m v 2A R 托盘秤的示数为M +(M -m 0)v 2A gR若玩具小车通过B 的速度是v B ,依据向心力公式有mg -N B =m v 2B R 托盘秤的示数为M -(M -m 0)v 2B gR。
2.(2021·湖南省高考模拟)将位移传感器和速度传感器获得的数据同时输入计算机,可一次性直接得到位移和速度的关系图像。
湖北高考物理二轮复习力学实验与创新专题练习(带答案)
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湖北高考物理二轮复习力学实验与创新专题练习(带答案)力学是一门独立的基础学科,下面是力学实验与创新专题练习,请考生仔细练习。
1.(2021高考浙江卷)如下图,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记载遮光时间t.测得遮光条的宽度为x,用近似代表滑块经过光电门时的瞬时速度.为使更接近瞬时速度,正确的措施是()A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的准确度C.使滑块的释放点更接近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角解析:选A.表示的是t时间内的平均速度,遮光条的宽度x 越窄,那么记载遮光时间t越小,越接近滑块经过光电门时的瞬时速度,选项A正确.2.(2021福建厦门质检)某同窗用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时,他应先转动________到F接近小球,再转动________到F夹住小球,直至听到棘轮收回声响为止,拨动________使F固定后读数(填仪器部件字母符号).正确操作后,螺旋测微器的示数如图乙所示,那么小球的直径是________mm.解析:用螺旋测微器测小球直径时,先转动旋钮D使测微螺杆F接近被测小球,再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球,直到棘轮收回声响为止,拨动旋钮G使F固定后读数,读数为6.5 mm+20.00.01 mm=6.700 mm.答案:D H G 6.7003.(2021高考福建卷)某同窗做探求弹力和弹簧伸长量的关系的实验.(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量l为__________ cm;(2)本实验经过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改动弹簧的弹力,关于此操作,以下选项中规范的做法是________________;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码,记下每添加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同窗描画的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线,图线的AB段清楚偏离直线OA,形成这种现象的主要缘由是________________.解析:(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm,那么伸长量l=14.66 cm-7.73 cm=6.93 cm.(2)逐一增挂钩码,便于有规律地描点作图,也可防止因随意添加钩码过多超越弹簧的弹性限制而损坏弹簧.(3)AB段清楚偏离OA,伸长量l不再与弹力F成正比,是超出弹簧的弹性限制形成的.答案:(1)6.93 (2)A(3)弹簧遭到的拉力超越了其弹性限制4.(2021河南六市二联)某课外活动小组应用竖直上抛运动验证机械能守恒定律.(1)某同窗用20分度的游标卡尺测量一小球的直径,示数如图甲所示,那么小球的直径d=________cm.(2)如图乙所示,弹射装置将小球竖直向上抛出,先后经过光电门A、B,计时装置测出小球经过A、B的时间区分为tA、tB.用刻度尺测出光电门A、B间的距离h,用游标卡尺测得小球直径为d,外地的重力减速度为g,在误差范围内,假定公式________________成立,就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示).解析:(1)游标卡尺示数为10 mm+0.054 mm=10.20 mm=1.020 cm.(2)小球在A点动能EkA=m()2,B点动能EkB=m()2,动能添加量:Ek=EkA-EkB=m[()2-()2],小球由A到B重力势能减大批Ep=mgh,在误差允许范围内,假定满足Ek=Ep,即()2-()2=2gh,就可以验证机械能守恒.答案:(1)1.020 (2)()2-()2=2gh5.(2021高考山东卷)某同窗经过下述实验验证力的平行四边形定那么.实验步骤:将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标志为O1、O2,记载弹簧秤的示数F,测量并记载O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改动0.50 N,测出所对应的l,局部数据如下表所示:F/(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 找出中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标志为O、O,橡皮筋的拉力记为FOO.在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端到达O点,将两笔尖的位置标志为A、B,橡皮筋OA 段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB.完成以下作图和填空:(1)应用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线,依据图线求得l0=________cm.(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,那么FOA的大小为________N.(3)依据给出的标度,在图中作出FOA和FOB的合力F的图示.(4)经过比拟F与________的大小和方向,即可得出实验结论.解析:(1)在坐标系中描点,用平滑的曲线(直线)将各点衔接起来,不在直线上的点平均散布在直线的两侧.如图甲所示,由图线可知与横轴的交点l0=10.0 cm.(2)橡皮筋的长度l=OA+OB=13.60 cm,由图甲可得F=1.80 N,所以FOA=FOB=F=1.80 N.(3)应用给出的标度作出FOA和FOB的图示,然后以FOA和FOB为邻边作平行四边形,对角线即为合力F,如图乙. (4)FOO的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相反,F是FOA、FOB两个力的合力,所以只需比拟F和FOO的大小和方向,即可得出实验结论.答案:(1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70~1.90均正确)(3)如图乙所示(4)FOO6. (2021江西南昌一模)某实验小组用图1实验装置探求合力做功与动能变化的关系.铁架台竖直固定放置在水平桌面上,将长木板一端放置在水平桌面边缘P处,另一位置放置在铁架台竖直铁杆上,使长木板倾斜放置,长木板P处放置一光电门,用光电计时器记载滑块经过光电门时挡光时间. 实验步骤是:用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L,用天平测量滑块的质量m.平衡摩擦力:以木板放置在水平桌面上的P处为轴,调理长木板在铁架台上的放置位置,使滑块恰恰沿木板向下做匀速运动.在铁架台竖直杆上记下此位置Q1,用刻度尺测出Q1到水平面的高度H.坚持P位置不变,长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上.用刻度尺量出Q1Q2的距离h1,将滑块从Q2位置由运动释放,由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1.坚持P位置不变,重新调理长木板一端在铁架台上的放置位置,重复步骤数次..滑块沿长木板由Q2运动到P的进程中,用测量的物理量回答以下效果(重力减速度为g):(1)滑块经过光电门的速度v=________;(2)滑块动能的变化量Ek=________;(3)滑块克制摩擦力做的功Wf=________;(4)合力对滑块做的功W合=________..某先生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标,以滑块经过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标,依据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线,直线延伸线没有过坐标原点,其缘由主要是________________.解析:此题考察探求合力做功与动能变化的关系实验..(1)滑块经过光电门的速度v近似等于经过光电门时的平均速度,那么v=;(2)滑块动能的变化量Ek=mv2=m;(3)由题意,mgcos =mgsin ,设斜面长为x,那么滑块克制摩擦力做功Wf=mgcos x,联立xsin =H知,Wf=mgH; (4)合力对滑块做的功W=mg(H+h1)-Wf=mgh1..由题图知,h=0时,挡光时间不为零,说明平衡摩擦力时长木板的倾角过大.答案:.(1) (2)m (3)mgH (4)mgh1.平衡摩擦力时倾角过大力学实验与创新专题练习及答案分享到这里,更多内容请关注高考物理试题栏目。
高考命题点二 力学创新性实验
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命题点二力学创新性实验1.[测量连接体中物体的加速度] (2020·全国Ⅱ卷,22)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。
一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度h0=0.590 m,下降一段距离后的高度h=0.100 m;由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。
由此求得小球B加速度的大小为a= m/s2(结果保留3位有效数字)。
从实验室提供的数据得知,小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g,当地重力加速度大小g取9.80 m/s2。
根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小a′= m/s2(结果保留3位有效数字)。
可以看出,a′与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因: 。
2.[验证机械能守恒] (2021·广东新高考适应性考试)为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒,利用如图a装置,不可伸长的轻绳一端系住一小球,另一端连接力传感器,小球质量为m,球心到悬挂点的距离为L,小球释放的位置到最低点的高度差为h,实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图b所示,其中F m是实验中测得的最大拉力值,重力加速度为g,请回答以下问题:(1)小球第一次运动至最低点的过程,重力势能的减少量ΔE p=,动能的增加量ΔE k= 。
(均用题中所给字母表示) (2)观察图b中拉力峰值随时间变化规律,试分析造成这一结果的主要原因: 。
(3)为减小实验误差,实验时应选用密度(选填“较大”或“较小”)的小球。
3.[测量动摩擦因数及重力加速度] (2021·湖北新高考适应性考试)某同学利用如图a所示的装置测量滑块与长金属板之间的动摩擦因数和当地重力加速度。
金属板固定于水平实验台上,一轻绳跨过轻滑轮,左端与放在金属板上的滑块(滑块上固定有宽度为d=2.000 cm的遮光条)相连,另一端可悬挂钩码。
高考物理物理实验创新题集锦
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高考物理物理实验创新题集锦1、如图是《练习使用示波器》实验的示意图,图中“X 输入”、“Y 输入”、“地”为信号输入接线柱。
实验要求用示波器测右图b 、c 间的直流电压。
把b 接“地”接线柱,欲使P 滑动时,亮斑在竖直方向移动,则c 端应接Y 输入 接线柱。
实验发现,当P 滑到最左端时,亮斑恰好在荧光屏的中心;当P 滑到最右端时,亮斑向下偏离中心3.0格。
当P 滑到某点时,亮斑向下偏离中心2.5格,则此时b 、c 间的电压为1.25 V 。
(图中电源是电动势为1.5V ,内阻不计的一节干电池)2、学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示。
让其在竖直平面内做小角度摆动,C 点为重心,板长为L ,周期用T 表示。
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关。
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L /2。
丙同学猜想:复摆的摆长应该大于L /2。
理由是:若OC 段看成细线,线栓在C 处,C 点以下部分的重心离O 点的距离显然大于L /2。
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点。
则证明了甲同学的猜想是_______错误______的(选填“正确”或“错误”)。
(2)用T 0表示板长为L 的复摆看成摆长为L /2单摆的周期计算值(T 0=2gL 2/π),用T 表示板长为L 复摆的实际周期测量值。
计算与测量的数据如下表:由上表可知,复摆的等效摆长大于L /2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图。
请在坐标纸上作出T -T 0图,并根据图象中反映出的规律求出2/L L 等=_________1.16_(结果保留三位有效数字,其中L 等是板长为L 时的等效摆长T=2gL 等π)。
100个高中物理趣味实验
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100个高中物理趣味实验1. 空气漏斗2. 球与滑板3. 滑轮组4. 原子固定架5. 简易望远镜6. 雾化器7. 弹簧振动测试8. 分光镜的运用9. 电动力加速器的使用10. 三种物质的密度比较11. 谐振12. 弹簧时间13. 波浪模拟14. 半导体15. 反射16. 超声波测量17. 重量轻轻地挥舞18. 火箭运动19. 角动量20. 热能转换21. 热传递实验22. 锡箔船23. 电线组织24. 透镜实验25. 摆动测量26. 半导体激光器27. 电动泵实验28. 音叉测量实验29. 波浪干涉30. 摩擦力测量实验31. 万有引力32. 声音测量实验33. 运动实验34. 电流实验35. 弹性实验36. 机械势能转换实验37. 热能实验38. 动量实验39. 电流测量实验40. 摩擦力实验41. 活塞和压缩气体42. 棒和弹簧43. 摩擦系数实验44. 反向吹气构造45. 弹簧实验46. 单摆实验47. 声波实验48. 热传导实验49. 磁力实验50. 强制指向实验51. 热容量实验52. 动量定律实验53. 麦克斯韦轮轨道分析实验54. 电学实验55. 凸透镜实验56. 热辐射实验57. 光波实验58. 测压实验59. 摆实验60. 电动力实验61. 光的折射实验62. 热扩散实验63. 磁场实验64. 引力和重力实验65. 投影机实验66. 磁感线实验67. 波速实验68. 压强测量实验69. 摆杆实验70. 电磁感应实验71. 自由落体实验72. 闪光灯实验73. 散热实验74. 两个电场实验75. 摩擦力学实验76. 磁性物质实验77. 动态平衡实验78. 棒实验79. 感应实验80. 火焰根据实验81. 摩擦抵抗实验82. 声速实验83. 混合气体实验84. 滚动摆实验85. 磁通量实验86. 力和能量实验87. 静电实验88. 磁场力和电场力实验89. 爆炸实验90. 磁扭矩实验91. 压力实验92. 电光源实验93. 光的干涉实验94. 海绵实验95. 高阻抗检测实验96. 引力对质量的影响实验97. 地声波实验98. 磁光效应实验99. 自然光的偏振实验100. 地球磁场实验。
实验专题(2024高考真题及解析)
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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;。
实验设计 高中物理经典好题
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实验设计高中物理经典好题一、实验题1.某实验小组同学想描绘某品牌电动摩托车上LED灯的伏安特性曲线,他们拆卸下LED灯,发现其上注明有额定电压12V,额定功率6W,他们又找来如下实验器材:蓄电池(电动势为12.0V、内阻忽略不计)滑动变阻器R1(阻值0~20Ω,额定电流2A)滑动变阻器R2(阻值0~200Ω,额定电流1A)电流表A1(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)电压表V2(量程0~15V,内阻约为15kΩ)开关一个、导线若干(1)为了完成实验并使实验误差尽量小,该同学应选择电流表______、电压表______和滑动变阻器______(填写器材符号);(2)为了能够描绘出该灯泡从零到额定电压范围内的伏安特性曲线,帮他们在答题卡的虚框内画出实验电路原理图;______(3)该小组同学用正确的方法测得灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图可知,所加电压为10V时,该灯泡的电阻为______Ω(结果保留两位有效数字);(4)他们又找来一块旧的蓄电池(电动势为12.0V、内阻为20Ω),将灯泡正向接在该电池上,则该灯泡消耗的实际功率为______W(结果保留两位有效数字)。
2.某实验小组利用所提供的如下器材测量某一金属丝R x(电阻约为10Ω)的电阻率。
使用刻度尺测得金属丝长度L=0.825m,使用螺旋测微器测量金属丝的直径,可供选择的器材还有:电池组E(电动势为9.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻为5Ω);电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.3Ω);定值电阻R1=55Ω;滑动变阻器R(0~5Ω);开关一个、导线若干。
(1)螺旋测微器示数如图甲所示,可知金属丝直径为______mm;(2)若想更加精确地测出金属丝的电阻,请设计出测量电路图,并标明所用器材符号。
要求使用提供的全部器材,能够测量多组数据,测量尽量准确______;(3)按照所设计出的测量电路,在某次测量中获得的数据如图乙所示,则电流表A1的示数为______mA,电流表A2的示数为______A;(4)由以上所测的数据可算得金属丝的电阻率为______。
2025高考物理 电学创新实验
![2025高考物理 电学创新实验](https://img.taocdn.com/s3/m/ac939a5c03020740be1e650e52ea551811a6c95e.png)
2025高考物理电学创新实验一、实验题1.小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响.所用器材有:干电池(电动势约1.5V,内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ;量程0~15V,内阻约15kΩ)1个;滑动变阻器(最大阻值50Ω)1个;定值电阻(阻值50Ω)21个;开关1个及导线若干.实验电路如题1图所示.(1)电压表量程应选用(选填“3V”或“15V”).(2)题2图为该实验的实物电路(右侧未拍全).先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱(选填“B”“C”“D”)连接,再闭合开关,开始实验.(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O与1,2,…,21之间的电压.某次测量时,电压表指针位置如题3图所示,其示数为V.根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线,如题4图中实线所示.(4)在题1图所示的电路中,若电源电动势为E ,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为1R ,定值电阻的总阻值为2R ,当被测电阻为R 时,其两端的电压U = (用E 、1R 、2R 、R 表示),据此作出U R -理论图线如题4图中虚线所示.小明发现被测电阻较小或较大时,电压的实测值与理论值相差较小.(5)分析可知,当R 较小时,U 的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内阻对测量结果影响较小.小明认为,当R 较大时,U 的实测值与理论值相差较小,也是因为相同的原因.你是否同意他的观点?请简要说明理由 .2.小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。
现有一个量程为0.6 A 的电流表、一个电池组(电动势E 不大于4.5 V 、内阻r 未知)、一个阻值为R 0的定值电阻、一个阻值为R 1的定值电阻(用作保护电阻),开关S 和导线若干。
他设计了如图(a )所示的电路,实验步骤如下:第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A 、B 之间,发现电流表的示数基本一致,据此他认为5个电阻的阻值相等,均设为R 。
2022-2024全国高考真题物理汇编:用单摆测定重力加速度
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2022-2024全国高考真题物理汇编用单摆测定重力加速度一、单选题1.(2024甘肃高考真题)小杰想在离地表一定高度的天宫实验室内,通过测量以下物理量得到天宫实验室轨道处的重力加速度,可行的是()A.用弹簧秤测出已知质量的砝码所受的重力B.测量单摆摆线长度、摆球半径以及摆动周期C.从高处释放一个重物、测量其下落高度和时间D.测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径二、实验题2.(2023全国高考真题)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。
首先,调节螺旋测微器,拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时,发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐,如图(a)所示,该示数为mm;螺旋测微器在夹有摆球时示数如图(b)所示,该示数为mm,则摆球的直径为mm。
(2)单摆实验的装置示意图如图(c)所示,其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处,摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。
若将角度盘固定在O点上方,则摆线在角度盘上所指的示数为5°时,实际摆角5°(填“大于”或“小于”)。
(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm,则摆长为cm。
实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s,则此单摆周期为s,该小组测得的重力加速度大小为m/s2.(结果均保留3位有效数字,π2取9.870)3.(2024广西高考真题)单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
(1)制作单摆时,在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中,选择图甲方式的目的是要保持摆动中不变;(2)用游标卡尺测量摆球直径,测得读数如图丙,则摆球直径为cm;(3)若将一个周期为T的单摆,从平衡位置拉开5°的角度释放,忽略空气阻力,摆球的振动可看为简谐运动。
当地重力加速度为g,以释放时刻作为计时起点,则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为。
4.(2023重庆高考真题)某实验小组用单摆测量重力加速度。
物理创新实验100例
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物理创新实验100例以下是50个物理创新实验,供参考:1.静电悬浮球:使用静电原理,将小球悬浮在空中。
2.热传导实验:通过观察不同物质在加热时热量传递的速度,探究热传导的规律。
3.光的折射实验:通过观察光在不同介质中的折射现象,探究光的折射规律。
4.摩擦力实验:通过测量不同表面粗糙度的物体在不同接触面上的摩擦力,探究摩擦力的影响因素。
5.共振摆实验:通过观察不同频率的振动对摆动周期的影响,探究共振现象。
6.声速测量实验:通过测量声波在不同介质中的传播速度,探究声速与介质的关系。
7.电磁感应实验:通过观察磁场变化时产生的感应电流,探究电磁感应的原理。
8.霍尔效应实验:通过观察磁场中导体内部的霍尔电压,探究霍尔效应的原理。
9.表面张力实验:通过观察液体表面在不同情况下的张力现象,探究表面张力的影响因素。
10.压强实验:通过观察不同高度水柱产生的压强,探究液体压强的规律。
11.热辐射实验:通过比较不同温度下物体辐射的热量,探究热辐射的规律。
12.电流的热效应实验:通过观察电流通过导体时产生的热量,探究电流热效应的规律。
13.电磁波实验:通过观察电磁波的传播和干涉衍射等现象,探究电磁波的性质。
14.光的干涉实验:通过观察光波的干涉现象,探究光的波动性。
15.光纤通信实验:通过传输不同频率的光信号,探究光纤通信的原理和技术。
16.电阻测量实验:通过测量不同材料的电阻值,探究导体的电阻与材料、长度、横截面积的关系。
17.电容测量实验:通过测量电容器的充放电过程,探究电容器的电容值与其结构的关系。
18.磁悬浮实验:通过磁力排斥原理,将物体悬浮在空中。
19.光的衍射实验:通过观察光波经过障碍物时的衍射现象,探究光的波动性。
20.光的偏振实验:通过观察光波的偏振现象,探究光的波动性。
21.量子纠缠实验:通过观察两个粒子之间的纠缠关系,探究量子力学的神奇现象。
22.超导现象实验:通过观察超导材料在低温下的特殊性质,探究超导现象的原理。
高考物理2024实验历年题目精讲
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高考物理2024实验历年题目精讲高考物理实验是高考物理考试的一部分,常常出现在选择题、填空题和简答题中。
熟悉历年的实验题目,了解实验原理和解题思路,对于顺利应对物理考试具有重要意义。
本文将对2024年高考物理实验历年题目作一精讲,帮助考生理解实验原理,掌握解题技巧。
1. 火柴头立柱实验题目:某学生进行了以下实验:将一根火柴头放在桌面上,然后印上很小的力,火柴头就会立起来。
请解释这个现象的原理,并用物理公式计算力的大小。
解析:火柴头立柱实验利用了静摩擦力的原理。
当施加的力小于或等于静摩擦力时,火柴头保持静止不动;当施加的力大于静摩擦力时,火柴头被推离。
根据实验数据和知识公式可以计算出力的大小:静摩擦力 Ff = 力 F2. 平衡小车实验题目:某学生进行了平衡小车实验,实验中改变了小车的质量、受力和加速度等参数,观察实验结果并记录下来。
请分析重点观察的实验现象,并结合牛顿第二定律给出相应的分析和解释。
解析:平衡小车实验主要观察小车在不同条件下的平衡情况。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与物体质量和受力成正比,与物体的质量成反比。
因此,改变小车的质量和受力会影响小车的加速度,进而影响小车的平衡状态。
举例来说,当小车质量增加时,相同的受力会导致较小的加速度,小车更容易保持平衡;而当受力增加时,相同的质量会导致较大的加速度,小车更难保持平衡。
3. 光的折射实验题目:某学生进行了光的折射实验,实验中改变了光的入射角度和折射介质等参数,观察实验结果并记录下来。
请分析重点观察的实验现象,并结合折射定律给出相应的分析和解释。
解析:光的折射实验主要观察光在不同介质中的折射现象。
根据折射定律,光线从一种介质射入另一种介质时,入射角和折射角之间满足以下关系:sin(入射角) / sin(折射角) = 折射介质折射率 / 入射介质折射率在实验中,可以改变入射角度和折射介质,观察折射角的变化。
根据折射定律的关系,可以解释光在不同介质中的折射现象。
高考物理创新题物理实验
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物理实验1.用螺旋测微器测一金属丝的直径,示数如图所示,则金属丝的直径为:A.3.450 mmB.3.545 mmC.3.950 mmD.3.95 mm2.用万用表测直流电压U和测电阻R时,若红表笔插入万用表的正(+)插孔,则:A.前者(测电压U)电流从红表笔流入万用表,后者(测电阻)从红表笔流出万用表B.前者电流从红表笔流入万用表,后者电流从红表笔流入万用表C.前者电流从红表笔流出万用表,后者电流从红表笔流出万用表D.前者电流从红表笔流出万用表,后者电流从红表笔流入万用表3.在测定一根粗细均匀的金属丝电阻率的实验中,电流表、电压表、螺旋测微器测金属丝直径和直尺测金属丝长度示数如图所示,由图读出金属丝两端的电压U= V,金属丝中的电流强度I= A,金属丝的直径d= mm,金属丝的长度L= cm,根据上述数据,可以计算出所测金属丝的电阻率ρ= Ω·m.4.读出下列测量仪器的示数⑴用游标卡尺测量工件的厚度,示数如图所示,则读数为cm.⑵用机械表测定时间,示数如图所示,则读数为s.⑶多用表的红、黑两个测试笔短头分别插入表盖正负孔中,红表笔应插入插孔.⑷用多用表欧姆挡测量某电阻值的示数如图所示,则电阻值为Ω,若想测量更精确些,选择开关应选欧姆挡位置.5.如图各表示一个演示实验:⑴图甲中,木槌打击弹簧片后,你观察到的现象是;这现象表明。
⑵图乙中,接通开关时,观察到金属棒动起来,这说明,断开开关后,将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后,再接通开关时你观察到;这现象说明。
·6.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,打点记时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车做匀变速运动的纸带如图所示,在纸带上选择0~5的6个计数点,相邻的两个计数点之间还有4个没有画出.纸带旁并排摆放着最小刻度为mm的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出1、3、5三个计数点跟“0”点的距离d1= cm,d2= cm,d3= cm.计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为m/s,通过计数点“4”的瞬时速度为m/s,小车的加速度是m/s2.7.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无摩擦的.在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和质量均为M的滑块A和B做验证动量守恒定律的实验,如图所示实验步骤如下:⑴在A上固定一质量为m的砝码,在A和B间放入一个压缩状态的弹簧,用电动卡销置于气垫导轨上;⑵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挡板时记时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1、t2⑶重复几次;①在调整气垫导轨时应注意;②还应测量的数据有;③只要关系式成立即可验证该过程动量守恒.8.如图所示是测量待测电阻R x的电路图,由于电压表、电流表有内阻对实验产生影响,使测量值出现误差,为使测量值更准确,分别测有两组数据:S接a时,电压表、电流表示数分别为U1、I1;S接b时,电压表、电流表示数分别为U2、I2.⑴在如图所示实物图上用导线连接好电路.⑵如果电压表示数几乎不变,电流表示数变化较大,待测电阻R x= 。
高中物理创新试题及答案
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高中物理创新试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列关于光的描述中,正确的是()。
A. 光在真空中传播的速度是3×10^8 m/sB. 光在所有介质中传播速度都比在真空中快C. 光的传播不需要介质D. 光在不同介质中传播速度相同2. 根据牛顿第二定律,下列说法正确的是()。
A. 物体所受合力越大,加速度越小B. 物体的质量越大,加速度越大C. 物体的加速度与所受合力成正比D. 物体的加速度与所受合力成反比3. 电磁感应现象中,下列说法不正确的是()。
A. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流B. 感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关C. 感应电流的大小与导体切割磁感线的速度成正比D. 感应电流的大小与导体切割磁感线的速度成反比4. 根据热力学第一定律,下列说法正确的是()。
A. 能量可以在不同形式之间转化,但总量不变B. 能量可以在不同形式之间转化,总量可以增加C. 能量可以在不同形式之间转化,总量可以减少D. 能量不能在不同形式之间转化5. 以下关于原子核的描述,正确的是()。
A. 原子核由质子和中子组成B. 原子核由电子和质子组成C. 原子核由质子和电子组成D. 原子核由中子和电子组成6. 根据电磁波谱,下列说法正确的是()。
A. 可见光是电磁波谱中能量最高的部分B. 可见光是电磁波谱中能量最低的部分C. 可见光是电磁波谱中能量中等的部分D. 可见光是电磁波谱中唯一存在的部分7. 根据欧姆定律,下列说法正确的是()。
A. 导体的电阻与通过它的电流成正比B. 导体的电阻与通过它的电压成正比C. 导体的电阻与通过它的电流成反比D. 导体的电阻与通过它的电压成反比8. 根据相对论,下列说法正确的是()。
A. 物体的质量随着速度的增加而增加B. 物体的质量随着速度的增加而减少C. 物体的质量与速度无关D. 物体的质量与速度成反比9. 根据电磁感应定律,下列说法正确的是()。
高考物理总复习常考题型训练力学实验(创新实验)
![高考物理总复习常考题型训练力学实验(创新实验)](https://img.taocdn.com/s3/m/1d358e1777232f60ddcca1a7.png)
力学实验(创新实验)1、某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为m,1所挂砝码质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50Hz,动滑轮轻质。
2实验步骤如下:A.按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;C.挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;D.改变钩码的数量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答以下问题:(1)对于上述实验,下列说法正确的是_____________。
A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=_________2m s(结果保留两位有效数字)/(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象,与本实验相符合的是_____________。
A. B.C. D.(4)实验时,某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤,若轨道水平,他测量得到的21a m - 图象如图,设图中直线的斜率为k ,在纵轴上的截距为b ,则小车与木板间的动摩擦因数u =____2、如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS 测定动摩擦因数”的实验装置示意图.一长木板固定在水平桌面上,长木板上表面水平,轻弹簧水平放置在长木板上,其右端固定在长木板的C 处,左端连一木块,木块上方固定有窄片P ,当弹簧处于原长时,木块在A 点处,光电门(未画出,用以测量窄片的遮光时间)固定在A 点.第一次,向右压缩弹簧使木块移到B 点处并由静止释放,木块通过A 处时记下窄片的遮光时间1t ,测出木块的质量1m ;第二次,在木块上方增加砝码后,向右压缩弹簧使木块再次移到B 点处并由静止释放,木块通过A 处时记下窄片的遮光时间2t ,测出木块和砝码的总质量2m ;如此反复多次实验.请回答下列问题.(已知重力加速度大小为g )1.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有( )A.窄片的宽度dB.A B 、两点间的距离xC.木块从B 点运动到A 点的时间0tD.弹簧的劲度系数k2.在坐标纸上作出窄片的遮光时间t 的平方的倒数21t 随木块和砝码的总质量的倒数1m变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数μ=__________,木块从B 点运动到A 点的过程,弹簧对木块做的总功F W =____________.(用含a b g 、、及还需要测量的物理量字母表示)3、某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
高考物理实验题力学创新型实验题
![高考物理实验题力学创新型实验题](https://img.taocdn.com/s3/m/a12dd4e4d4bbfd0a79563c1ec5da50e2534dd143.png)
专题12 力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景,稍微改变原有的实验目的,或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等),或探究与原实验密切相关的新关系(如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等)。
2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法,遵循正确、安全、准确的基本实验原则。
①立足实验要求、选用相关力学规律分析原理,如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。
①加强探究性思考,运用物理方法科学设计。
典例1:(2022·河北·高考真题)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图1所示。
弹簧的劲度系数为k ,原长为L 0,钩码的质量为m 。
已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ,其中k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g 。
(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L 。
接通打点计时器电源。
从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。
钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T (在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A 点)。
从打出A 点到打出F 点时间内,弹簧的弹性势能减少量为______,钩码的动能增加量为______,钩码的重力势能增加量为______。
(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h 的关系,如图3所示。
由图3可知,随着h 增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是______。
【答案】(1)20551()2k L L h kh -- ()26428m h h T- mgh 5 (2)见解析 【规范答题】(1)[1]从打出A 点到打出F 点时间内,弹簧的弹性势能减少量为22005p 11=()()22E k L L k L L h ∆----弹 整理有2055p 1()2E k L L h kh ∆=--弹 [2]打F 点时钩码的速度为642F h h v T-=由于在误差允许的范围内,认为释放钩码的同时打出A 点,则钩码动能的增加量为()2k 24261Δ028F m h h E mv T-=-= [3]钩码的重力势能增加量为∆E p 重 = mgh 5(2)[4]钩码机械能的增加量,即钩码动能和重力势能增加量的总和,若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。
高考物理创新实验特训提升—专题04测动摩擦因数
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高考物理创新实验特训提升专题04 测动摩擦因数1.如图甲是实验室测定小物块和水平桌面之间动摩擦因数的实验装置。
轻质弹簧的一端固定,另一端接触小物块,向左移动物块使弹簧压缩到一定长度,释放后,经过一段时间物块停在水平桌面上的某一位置。
某同学调整手机使其摄像头正对桌面,开启视频摄像功能,用手机记录小物块在水平桌面上从开始释放直至停下做直线运动情况。
然后通过视频回放,选择小物块刚好脱离弹簧时的位置作为参考点,得到小物块相对于该点的运动距离x与运动时间t的数据。
为了减小实验误差,该组同学采用图像法来处理实验数据,他们根据测量的x和t,所绘图像如乙所示,算出该图线斜率的绝对值为k,图线在纵轴上的截距为b,重力加速度大小为g。
(1)小物块刚脱离弹簧时的速度大小为_____________。
(2)小物块和水平面之间的动摩擦因数为_____________。
(3)本实验中,若要根据能量的转化与守恒定律测量刚释放物块时弹簧的弹性势能,则还需要测量的两个物理量是_____________和_____________。
2.疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究,就地取材设计了如下实验,同时测量当地重力加速度的大小、物块与木板间的动摩擦因数。
实验步骤如下:(i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出);(ii)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。
将小物块从木板顶端由静止释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。
然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据;(iii)该同学选取部分实验数据,画出了2Ltt-图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2;(iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:(1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。
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高考物理物理实验创新题集锦1、如图是《练习使用示波器》实验的示意图,图中“X 输入”、“Y 输入”、“地”为信号输入接线柱。
实验要求用示波器测右图b 、c 间的直流电压。
把b 接“地”接线柱,欲使P 滑动时,亮斑在竖直方向移动,则c 端应接 Y 输入 接线柱。
实验发现,当P滑到最左端时,亮斑恰好在荧光屏的中心;当P 滑到最右端时,亮斑向下偏离中心3.0格。
当P 滑到某点时,亮斑向下偏离中心2.5格,则此时b 、c 间的电压为 1.25 V 。
(图中电源是电动势为1.5V ,内阻不计的一节干电池)2、学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示。
让其在竖直平面内做小角度摆动,C 点为重心,板长为L ,周期用T 表示。
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关。
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L /2。
丙同学猜想:复摆的摆长应该大于L /2。
理由是:若OC 段看成细线,线栓在C 处,C 点以下部分的重心离O 点的距离显然大于L /2。
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点。
则证明了甲同学的猜想是_______错误______ 的(选填“正确”或“错误”)。
(2)用T 0表示板长为L 的复摆看成摆长为L /2单摆的周期计算值(T 0=2gL 2/π),用T 表示板长为L 复摆的实际周期测量值。
计算与测量的数据如下表:由上表可知,复摆的等效摆长 大于 L /2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图。
请在坐标纸上作出T -T 0图,并根据图象中反映出的规律求出2/L L 等=_________1.16_(结果保留三位有效数字,其中L 等是板长为L 时的等效摆长T=2gL 等π)。
3、在液体中下落的物体最终会达到一个恒定的速度,称之为收尾速度。
一个半径为r 的球体在液体中下落的收尾速度为v = g 3ηr 2(ρ-ρ/),其中η、g 、ρ、ρ/分别为液体的粘滞系数(与液体种类相关的常数)、重力加速度(本题中为已知量)、球体的密度、液体的密度。
某同学为了测定某已知密度的液体的粘滞系数,选定了下列器材:一只1000mL 的量筒;一块秒表;一把刻度尺;直径不同的铝球若干个(最大直径约10.00mm )。
⑴请列出该同学漏选的器材: 。
⑵实验时,该同学首先将直径约10.00mm 的铝球重复从装满被测液体的量筒液面上自由落下测定它通过量筒刻线750mL 到500mL 和450mL 到200mL 的两段时间,列表如下:由以上测量数据得到的结论是。
⑶若测出了不同半径的铝球的收尾速度,要求出液体的粘滞系数,对以上数据应如何处理?答案:⑴螺旋测微器(或游标卡尺)⑵在750mm 刻度线以内,铝球做匀速运动....。
⑶作出v —r 2的图象,由图线的斜率..求粘滞系数(或先由不同直径铝球对应的收尾速度用公式求出粘滞系数,再求平均值....)。
4、(8分)某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A 条纹中心时,游标卡尺的示数如图(3)所示,第二次分划板中心刻度线对齐B 条纹中心时,游标卡尺的示数如图(4)所示,已知双缝间距为0.5mm ,从双缝到屏的距离为1m ,则图(3)中游标卡尺的示数为 mm .图(4)游标卡尺的示数为 mm .实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 ,所测光波的波长为 m .(保留两位有效数字)答案:11.4 16.7 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)5、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T =0.02s 的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打B 、C 、D 、E 、F 各点时物体的瞬时速度如下表:cm 123010(4)cm 123010(3)A B(2)A B (1)(1)计算v F 的公式为v F =____;(2)根据(1)中得到的数据,以A 点对应的时刻为t =0,试在图中所给的坐标系中,作出v -t 图象,并求物体的加速度a =____m/s 2;(3)如果当时电网中交变电流的频率是f =51Hz ,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比____(选填:偏大、偏小或不变). 答案:Td d v F 1046-=(2)a=0.425±0.005m/s 2 图略(3)偏小 6、 下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时,产生声波的情况。
图中一系列圆表示声波的传播情况,A 点表示飞机的位置。
请你利用给出的图,确定飞机飞行速度最大的是___ C ______(填a 、b 、c ),并用刻度尺等工具估测c 图中飞机的速度为____v c =710-750m/s _____ m/s 。
已知声波在空气中的速度为340m/s 。
7、如图甲所示是一种测量电容器电容的实验电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电至电压U 时所带电荷量Q ,从而再求出待测电容器的电容C 。
某同学在一次实验时的情况如下:A .按如图甲所示的电路图接好电路;B .接通开关S ,调节电阻箱R 的阻值,使电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是I 0 = 490μA ,电压表的示数U 0= 8.0V 。
C .断开开关S ,同时开始计时,每隔5s 测读一次电流i 的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t 为横坐标,电流i 为纵坐标),如图乙中小黑点所示。
(1) 在图乙中画出i — t 图线;(2) 图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是_______________;(3) 该电容器电容为________F (结果保留两位有效数字);(4) 若某同学实验时把电压表接在E 、D 两端,则电容的测量值比它的真实值_____ (填“大”、“小”或相等)。
答案:. (1) 如图所示 (2) 在开始时电容器所带的电量(3) 1.0×10-3F (4) 小8、⑴已知电动玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比。
接通电源后小车的电动机以额定功率运转。
为测定该电动机的额定功率,首先用弹簧秤以2.0N 的水平恒力,拉动小车沿水平面运动,小车尾部夹有纸带,运动过程中打点计时器打出的部分纸带如右上图所示;然后换掉纸带,接通小车的电动机,电动机以额定功率工作,让小车仍在该水平面上运动,打点计时器打出的部分纸带如右下图所示。
(两图中每相邻两个计数点之间都还有打点计时器打下的4个点未画出,电源频率为50Hz 。
相邻计数点间的距离已标在图上,单位mm 。
)由以上两步操作可知:小车所受阻力大小与速度大小的比例系数为 __ ;小车上电动机的额定功率为 。
⑵如图2所示为一热敏电阻(阻值随温度的改变而变化)的I-U 关系曲线。
①为了通过测量得到如图2所示的I-U 关系的完整曲线,在图3甲、乙两个电路中,已知电源电动势均为9.0V ,内阻不计,滑动变阻器的最大阻值均为100Ω。
应选择的是_____图所示的电路。
②在图4所示的电路中,电源两端的电压U 恒为9.0V ,理想毫安表示数为70mA ,定值电阻R 1=250Ω。
根据图2所示热敏电阻的I-U 曲线及相关知识,可得电阻R 2的阻值为_____Ω。
(结果保留2位有效数字)③若将该热敏电阻接在电动势6.0V ,内电阻100Ω的电源两端,则通过热敏电阻的电流将是_______mA 。
答案:.⑴5N s/m 0.45W 。
⑵①甲 ②1.1×102Ω③19mA9、某同学用如图8甲所示的实验装置,做《用双缝干涉测光的波长》的实验,他用带有游标尺的测量头(如图8乙所示)测量相邻两条亮条纹间的距离△x .转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹)的中心,此时游标尺上的示数情况如图8丙所示;转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心,此时游标尺上的示数情况如图8丁所示,则图8丙的示数x 1=______________mm ;图8丁的示数x 2=__________mm .如果实验中所用的双缝间的距离d =0.20mm ,双缝到屏的距离L=60cm ,则计算波长的表达式λ=_______(用已知量和直接测量量的符号表示).根据以上数据,可得实验中测出的光的波长λ=_______m .图4答案:0.15; 8.95;dLx x521()-;7109.5-⨯;10、某校物理兴趣小组设计一个玻璃管测力计:横截面积S=1﹒00cm2的一端封闭、一端开口的玻璃管内,一个很薄的轻质活塞封闭了一定量的空气,活塞连结一个秤钩。
将测力计开口向下竖直悬挂,下端秤钩挂上砝码,如图所示。
现将不同质量的砝码m挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中,气体的温度保持不变,四次实验部分数据记录在下面的表格上:(1)通过计算,将数据填入表内两个空白处。
实验时大气压强P0= 帕。
(用科学计数法表示,保留三位有效数字,即其系数计算到小数点后两位)(2)在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力大小F= N.空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而(填:均匀,不均匀)变化。
(3)通过实验,同学们发现用玻璃管测力计来测力,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处①;②。
答案:⑴m4=0.409kg L3=2.66cm P0=1.01×105Pa⑵ 5.05牛;不均匀。
⑶①测量力的大小随环境温度的变化而变化;②测量力的大小随外界大气压强的变化而变化。
11、.某位同学自制了一个螺旋测微计.由于没有车床加工精密螺纹,就找了一段细钢丝(直径为0.8 mm),又找了一个细圆柱,在细圆柱上均匀涂上万能胶,然后在细圆柱上紧密绕排细钢丝作为螺栓.在螺栓上再紧密绕排细钢丝和牛皮纸组成一个螺母.再通过其他工作,一个螺旋测微计终于成功了.问该螺旋测微计的固定刻度最小长度为____0.8____mm,若可动刻度分成20等份,则刻螺旋测微可准确到___0.04_____mm.11、如果用F 表示滑动摩擦力的大小,用F N 表示正压力的大小,则有F =µF N ,式中µ 叫做动摩擦因数.为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验.如图所示,在木块A 和木板B 上贴上待测的纸,B 板水平固定,用测力计拉A ,使A 匀速向左运动,读出并记下测力计的读数F ,测出木块A 的质量m ,则m gF =μ. (1)该同学为什么要把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力?(2)在实际操作中,发现要保证木块A 做匀速运动比较困难,实验误差较大.你能对这个实验作一改进来解决这一困难从而减小误差吗?答案:(1)可增大正压力,从而增大滑动摩擦力,便于测量.(2)参考方案:只要将测力计的一端与木块A 相连接,测力计的另一端与墙壁或竖直挡板之类的固定物相连.用手通过轻绳拉动木板B ,读出并记下测力计的读数F ,测出木块A 的质量m ,同样有m gF =μ.。