【文档说明】专题6《实验技能与创新》母题必读及衍生+练习.pdf,共(56)页,19.488 MB,由envi的店铺上传
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1/10力学实验命题区间高考题型近年考频力学实验“纸带”类实验2023年全国甲卷T112022年广东卷T112021年湖南卷T11“橡皮条、弹簧”、“碰撞”类实验2023年湖南卷T112022年湖南卷T112021年广东卷T11力学创新实验2023年辽宁
卷T112023年湖北卷T112022年山东卷T132021年山东卷T13命题分析素养落实2/10本部分属于高考必考内容,每个实验都有可能考查,但纸带类问题为命题的重点。由于实验考查“来源于教材,而又不拘泥于教材”的特点,所以在复习中一定要把握实验的灵魂——
原理,只有在原理性内容掌握之后,才能进行数据的处理和误差分析。1.基本实验仪器的使用与读数2.基础实验的实验原理和实验方法的理解与掌握3.探究实验的实验方案、实验器材及数据处理的理解与掌握“纸带”类实验1.打点计时器系列实验力学实验中用到打点计时器的实验有测量做直线运动物体的
瞬时速度、验证牛顿第二定律、验证机械能守恒定律。2.纸带数据的处理方法(2023·全国甲卷T23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连
,钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。3/10(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s,以打出A点时小车位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到
表中,小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为Δt和����。表中ΔxAD=cm,����������=cm/s。位移区间ABACADAEAFΔx/cm6.6014.60ΔxAD34.9047.30����/(cm·s-1)66.0
73.0����������87.394.6(2)根据表中数据得到小车平均速度����随时间Δt的变化关系,如图(c)所示。在图(c)中补全实验点。(3)从实验结果可知,小车运动的����-Δt图线可视为一条直线,此
直线用方程����=kΔt+b表示,其中k=cm/s2,b=cm/s。(结果均保留3位有效数字)(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车速度大小vA=,小车的加速度大小a=。(结果用字母k、b表示)命题立意:本题考查利用纸带求速度及图像法求加速度的数据处理问题4
/10第一步:由���������=���������������求速度第二步:作出���随时间Δt变化的图像,求斜率和截距第三步:由���=vA+������at结合���-Δt图像的斜率和截距求打出A点时小车的速度大小和小车的加速度
大小规范解答:(1)根据题中纸带的数据可得ΔxAD=ΔxAB+ΔxBC+ΔxCD=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cmAD段的平均速度为����������=���������������=80.0cm
/s。(2)根据第(1)小题结果补全实验点如图所示:(3)从实验结果可知,小车运动的���-Δt图线可视为一条直线,如图所示:把此直线用方程���=kΔt+b表示,由图像可知其中k=���������.���−������.������.���
cm/s2=70.0cm/s2,b=59.0cm/s。(4)由题知小球做匀加速直线运动,由位移公式x=v0t+������at2整理得������=v0+������at即���=vA+������aΔt故根据图像斜率和截距可得vA=b,a=2k。[答案](1)2
4.0080.0(2)见解析图(3)70.059.0(4)b2k5/10难点:图像法处理数据的能力易错:不能正确理解打出A点时小车的速度大小和小车的加速度大小与���-Δt图像的斜率和截距的关系而造成错误“橡皮条、弹簧”、“碰撞”类实验1.弹簧测力计读数时要先看
量程和分度值,再根据指针所指的位置读出所测力的大小。如分度值为0.1N,则要估读,即小数点后有两位小数;如分度值为0.2N,则小数点后只能有一位小数。2.在“验证力的平行四边形定则”实验中,先用两个弹簧测力计
互成角度地拉伸橡皮筋,后用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋,并且结点位置O必须保持不变,记下每次各力的大小和方向。画力的图示时应选择适当的标度,但利用平行四边形定则求得的合力与用一个弹簧测力计测得的合力一般不完全重合,只要在误差允许的范围内即可。3.验证动量守恒定律的常用方案实验方案
实验装置利用气垫导轨完成一维碰撞实验滑块速度v=������������用两摆球碰撞验证动量守恒定律摆球速度v=���������利用光滑桌面上两车碰撞验证动量守恒定律小车速度v=������������6/10利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律速度与平抛运动的水平位移成正比(2022·
湖南卷T11)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图(a)所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下:(a)(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05g;(2)将硬币以
5枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡皮筋的长度l,记录数据如下表:序号12345硬币数量n/枚510152025长度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根据表中数据在图(b)上描点,绘制图线:7/10(b)(c)(4)取出
全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示,此时橡皮筋的长度为cm;(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g(计算结果保留3位有效数字)。命题立意:利用橡皮筋测量冰墩墩玩具的质量第一步:绘制橡皮筋的长度l与
硬币数量n的图线第二步:根据nmg=k(l-l0)结合图像求冰墩墩玩具的质量规范解答:(3)根据表格标点连线如图所示:(4)由题图(c)可知刻度尺的分度值为1mm,故读数l=15.35cm。(5)设橡皮筋的劲度系数为k,原长为l0,由胡克定律可得nmg=k(l-l0),即l
=���������n+l0。l-n图像斜率���������=���.������������×10-2,解得k=20.0N/m,代入数据得l0=9.00cm。挂上冰墩墩玩具有Mg=k(l-l0),解
得M=127g。8/10[答案](3)见解析图(4)15.35(5)127难点:准确绘制橡皮筋的长度l与硬币数量n的图线并求出橡皮筋原长和劲度系数易错:作图不规范导致结果错误力学创新实验创新设计实验通常可分为两类:第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律;第二类为给出实验规律,让你
选择实验仪器,设计实验步骤,并进行数据处理。第一类必须在实验数据上下工夫,根据数据特点,掌握物理量间的关系,得出实验规律;第二类必须从已知规律入手,正确选择测量的物理量,根据问题联想相关的实验模型、确定实验原理、选择仪器、设计实验步骤、记录实验数据并进行数据处理。(2022·山东卷T
13)在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发,某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定
在滑块上;②接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;甲③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点,A点到O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化
的图像,部分图像如图乙所示。9/10乙丙回答以下问题(结果均保留两位有效数字):(1)弹簧的劲度系数为N/m;(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示,由此可得滑块与加速度传感器
的总质量为kg;(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ,则待测物体的质量为kg。命题立意:利用力传感器、无线加速度传感器测物体质量第一步:由题得到F和Δx,根据胡克定律求k第二步:a-F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数规范
解答:(1)由题知,弹簧处于原长时滑块左端位于O点,A点到O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时。结合题图乙的F-t图像有Δx=5.00cm,F=0.610N根据胡克定律有k=���������计算出k≈12N/m。(
2)根据牛顿第二定律有F=ma则a-F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数,根据题图丙中Ⅰ,则有������=���−������.���kg-1=5kg-1则滑块与加速度传感器的总质量为m=0.20kg。(3)
滑块上增加待测物体,同理,根据题图丙中Ⅱ,则有������'=���.���−������.���kg-1=3kg-1则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m'≈0.33kg10/10则待测物体的质量为Δm=m'-m=0.13kg。[答案](1)12(2)0.20(3
)0.13难点:对a-F图像的理解易错:读数计算a-F图像的斜率时容易造成较大误差1/8命题区间17力学实验题型一“纸带”类实验1.(2022·广东卷T11补偿题)某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图(a)所示的装
置,实验过程如下:(a)(b)(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。(2)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径d=_________mm。(3)测量时,应(选填“A”或
“B”,其中A为“先释放小球,后接通数字计时器”,B为“先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。(4)计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=(用字母m、d、t1和t2表示)。(5)若适当调高光电
门的高度,将会(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。2.(2022·全国乙卷T22补偿题)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示:t/s01234562/8x/m050710941
759250533294233回答下列问题:(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是:_______________________________________________________;(2)当x=507m时,该飞行器速度的大小v=m/s;(3)这段时
间内该飞行器加速度的大小a=m/s2(结果保留2位有效数字)。3.(2021·全国甲卷T22补偿题)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为α的斜面(已知sinα
=0.34,cosα=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT=0.20s)内小铜块沿斜面下滑的距离si(i=1,2,3,4,5),如下表所示。s1s2s
3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为m/s2,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为。(结果均保留2位有效数字,重力加速度大小取9.80m/s2)4
.(2021·湖南卷T11补偿题)某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下:(a)(b)(1)用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图(b)所示,h=cm;(2)接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调节导轨至水平;
3/8(3)在右支点下放一垫块,改变气垫导轨的倾斜角度;(4)在气垫导轨合适位置释放滑块,记录垫块个数n和滑块对应的加速度a;(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同),重复步骤(4),记录数据如下表:n123456a/m·s-20.0870.1800.2600.4250.5
19根据表中数据在图(c)上描点,绘制图线。(c)如果表中缺少的第4组数据是正确的,其应该是m/s2(结果保留3位有效数字)。题型二“橡皮条、弹簧”、“碰撞”类实验1.(2022·全国甲卷T23补偿题)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止
滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空:(1)调节导轨水平;(2)测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为kg的滑块作为A;(3)调节B的位置,使得A与
B接触时,A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等;(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B碰撞,分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2;4/8(5)将B放回到碰撞前的位置
,改变A的初速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示;12345t1/s0.490.671.011.221.39t2/s0.150.210.330.400.46k=������������0.31k20.330.330.33(6)表中的k2=(结果保留2位有效数字);(7)�����
�������的平均值为(结果保留2位有效数字);(8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由������������判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则������������的理论表达式为(用m1和m2表示),本实验中其值为
(结果保留2位有效数字),若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。2.(2021·广东卷T11姊妹题)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹
簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,数据如表所示。实验过程中弹簧始终
处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL1=6.03c
m,ΔL2=6.08cm,ΔL3=cm,压缩量的平均值Δ���=���������+���������+������������=cm;(2)上述Δ���是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量;5/8(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80m/s2,该弹簧的劲度系数为N/m(结果
保留3位有效数字)3.(2021·全国乙卷T22补偿题)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(
图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。(a)(b)完成下列填空:(结果均保留2位有效数
字)(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为m/s,竖直分量大小为m/s;(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为m/s2。4.(2020·全国Ⅰ卷T23补偿题)某同学用如图所示的实验装置验证动量定
理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下:(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间时,可认为气垫导轨水平;(2)用天平测砝码与砝码盘的总质
量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;6/8(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间
Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=,滑块动量改变量的大小Δp=;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000cm,
m1=1.50×10-2kg,m2=0.400kg,Δt1=3.900×10-2s,Δt2=1.270×10-2s,t12=1.50s,取g=9.80m/s2。计算可得I=N·s,Δp=kg·m·s-1(结果均保留3位有效数字);(7)定义δ=���−���������×10
0%,本次实验δ=%(结果保留1位有效数字)。题型三力学创新实验1.(2022·山东卷T13子母题)在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发,某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量
物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:甲①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;②接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。
A点到O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像,部分图像如图乙所示。7/8乙丙回答以下问题(结果均保留2位
有效数字):(1)弹簧的劲度系数为N/m;(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示,由此可得滑块与加速度传感器的总质量为kg;(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ,则待测物体的质量为kg;(4)滑块运动至O点瞬时
速度(选填“大于”“等于”“小于”)0.308m/s。2.(2023·湖北卷T11补偿题)某同学利用测质量的小型家用电子秤,设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。如图(a)所示,木板和木块A放在水平桌
面上,电子秤放在水平地面上,木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮,使其与木块A间的轻绳水平,与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n=0,1,2,3,4,5)个砝码(电子秤称
得每个砝码的质量m0为20.0g),向左拉动木板的同时,记录电子秤的对应示数m。(1)实验中,拉动木板时(选填“必须”或“不必”)保持匀速。(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量,则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m=。(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m-n图像
,如图(b)所示,可得木块A和木板8/8间的动摩擦因数μ=(结果保留2位有效数字)。1/9电学实验命题区间高考题型近年考频电学实验以测电阻为核心的实验2023年辽宁卷T122022年山东卷T14以测电源电动势和内阻为核心的实验2023年
湖北卷T122023年全国甲卷T232021年全国乙卷T23电学创新实验2023年山东卷T142023年新课标卷T23命题分析素养落实纵观近几年高考试题,对本部分知识点的考查主要集中在电阻的测量、电表的改装、多用电表的原理与使用、测量电
池的电动势和内阻以及元件的伏安特性等方面。考题以课本原型实验为基础,在实验原理、实验方法等方面进行创新,难度中等偏上。1.电压表、电流表、多用电表的使用与读数2.“电阻测量类”的实验原理和实验方法的理解与掌
握3.测电源电动势和内阻实验的方案及数据处理的理解与掌握以测电阻为核心的实验常见测电阻的三种方法1.伏安法测电阻用电压表和电流表测出待测电阻Rx的电压U和电流I。(1)多测几组U、I值,利用Rx=���
���求出Rx的平均值。(2)描绘出U-I图像,利用图线的斜率求出Rx。2.等效替代法测电阻实验电路如图所示。2/9电阻R2保持不变,把待测电阻R和电阻箱R1分别接入电路,如果两次电路中的电流相同,则可以认为待
测电阻的阻值R等于此时电阻箱的电阻R1,即R=R1。3.半偏法测电阻(1)若用半偏法测电流表内阻,如图甲所示,电阻箱应和电流表并联,然后与滑动变阻器串联,且R测<R真。甲乙(2)若用半偏法测电压表内阻,如图乙所示,电阻箱应和电压表串联,然后与滑动变阻器并联,
且R测>R真。(2022·山东卷T14)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:干电池E(电动势1.5V,内阻未知);电流表A1(量程10mA,内阻为90Ω);电流表A2(量程30mA,内阻为30Ω);定值电阻R0(阻值为
150Ω);滑动变阻器R(最大阻值为100Ω);待测电阻Rx;开关S,导线若干。测量电路如图所示。(1)断开开关,连接电路,将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端,将定值电阻R0接入电路;闭合开关,调节滑片位
置,使电流表指针指在满刻度的������处。该同学选到电流表为(选填“A1”或“A2”);若不考虑电池内阻,此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω;3/9(2)断开开关,保持滑片的位置不变,用Rx替换R0,闭合开关后
,电流表指针指在满刻度的������处,则Rx的测量值为Ω;(3)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值(选填“有”或“无”)影响。命题立意:等效替代法测电阻第一步:估算电路最大电流,确定电流表量程第二步:分别列出两种情况下的闭合电路
的欧姆定律表达式得出Rx规范解答:(1)若不考虑电源内阻,且在电源两端只接R0时,电路中的电流约为I=���������=���.������������A=10mA,则该同学选到的电流表应为A1;由题知,闭合开
关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的������处,当不考虑电源内阻,根据闭合电路的欧姆定律有E=���������(R+R0+RA1),计算出R=60Ω。(2)断开开关,保持滑片的位置不变,用Rx替换R0,闭合开关后,有E=������������(R+Rx+RA1)代入数
据有Rx=100Ω。(3)若考虑电源内阻,根据闭合电路的欧姆定律有E=���������[(R+r)+R0+RA1]E=������������[(R+r)+Rx+RA1]联立计算出的Rx不受电源内阻r的
影响。[答案](1)A160(2)100(3)无难点:考虑电源内阻时对Rx的测量值有无影响的分析易错:不列表达式分析,误以为考虑电源内阻时对Rx的测量值有影响以测电源电动势和内阻为核心的实验(测量电源电动势和内阻的三个常用方案)方案伏安法伏阻法安阻法原理E=U
+IrE=U+������rE=IR+Ir4/9电路图关系式U=E-Ir������=���������+������������=������+������图像纵轴截距:E斜率大小:r纵轴截距:����
��斜率:������纵轴截距:������斜率:������误差分析E测<E真r测<r真E测=E真r测>r真E测<E真r测<r真E测=E真r测>r真(2023·湖北卷T12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材
如下:电压表(量程0~3V,内阻很大);电流表(量程0~0.6A);电阻箱(阻值0~999.9Ω);干电池一节、开关一个和导线若干。(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线。(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开
关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示,则干电池的电动势为V(结果保留3位有效数字)、内阻为Ω(结果保留2位有效数字)。5/9(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出������-R图
像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为Ω(结果保留2位有效数字)。(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值(选填“偏大”或“偏小”)。命题立意:本题综合
考查伏安法测电源电动势及内阻的实验电路、数据处理及误差分析第一步:由路端电压与电流表达式U=E-Ir结合图(c)纵截距和斜率求解第二步:由闭合电路欧姆定律变形可得������=������·R+������+������,结合图(d)纵截距求解电流表的内阻第三步:由于
电压表分流,实验测得的内阻是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小规范解答:(1)根据题图(a)完成实物连线如图所示:(2)由题图(a)结合闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir由题图(c)可知电动势E=1.58V内阻r=��
�.������−���.���������.������Ω≈0.64Ω。(3)根据闭合电路的欧姆定律可得E=I(R+RA+r)变形可得������=������·R+������+������6/9由题图(d)可知������+������=2A-1解得RA≈2.5Ω。(4)由于电压表内阻不是无
穷大,会分流,则实验测得的内阻是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。[答案](1)见解析图(2)1.580.64(3)2.5(4)偏小易错:不能正确理解U-I图像和������-R图像纵截距及斜率的含义而造成错误电学创新实验器材选取三原则1.安全性原则
:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器,使实验切实可行,能达到预期目的。另外还要注意测量仪器的量程,尤其电器元件的电流不能超过其允许通过的最大电流等。2.精确性原则:根据实验的需要,选用精度合适的测量工具,但对某个实验来讲,精确程度合适即可,并不是精度越高越好。3.方便性原则
:实验时需考虑调节方便,便于操作,如滑动变阻器的选择,既要考虑它的额定电流,又要考虑它的阻值范围,在二者都能满足实验要求的情况下,还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题。(2021·山东卷T14)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学
习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:待测热敏电阻RT(实验温度范围内,阻值几百欧到几千欧);电源E(电动势1.5V,内阻r约为0.5Ω);电阻箱R(阻值范围0~9999.99Ω);滑动变阻器R1(最
大阻值20Ω);滑动变阻器R2(最大阻值2000Ω);微安表(量程100μA,内阻等于2500Ω);开关两个,温控装置一套,导线若干。同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:7/9甲①按图示连接电路;②闭合S1、
S2,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏;④记录此时的温度和电阻箱的阻值。回答下列问题:(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”)。(2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温控
装置)连接成完整电路。(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6000.00Ω,该温度下热敏电阻的测量值为Ω(结果保留到个位),该测量值(选填“大于”或“小于”)真实值。(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。乙由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐(选填“增大”或“减8/9小”
)。命题立意:半偏法测热敏电阻的阻值第一步:根据实验原理分析滑动变阻器的选取第二步:由半偏法测电阻的原理分析误差第三步:分析lnRT-������可知当温度T升高时,������减小,lnRT减小规范解答:(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值,应尽可
能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联,滑动变阻器的阻值越小,S2闭合前、后并联部分电阻变化越小,从而并联部分的电压值变化越小,故滑动变阻器应选R1。(2)电路连接图如图
所示:(3)微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即RT+RμA=R=6000.00Ω可得RT=3500Ω当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律可知,总电阻比原来2倍略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而我们用电阻箱的阻值等于热敏
电阻与微安表的总电阻来计算,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。(4)由于是lnRT-������图像,当温度T升高时,������减小,从题图乙中可以看出lnRT减小,从而RT减小,因此热敏电阻的阻值随温
度的升高逐渐减小。[答案](1)R1(2)见解析图(3)3500大于(4)减小难点:半偏法测电阻的原理的理解易错:不理解实验原理和滑动变阻器分压接法导致错误9/91/6命题区间18电学实验题型一以测电阻为核心的实
验1.(2022·山东卷T14子母题)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:干电池E(电动势1.5V,内阻未知);电流表A1(量程10mA,内阻为30Ω);电流表A2(量程30mA,内阻为10Ω
);定值电阻R0(阻值为50Ω);滑动变阻器R(最大阻值为100Ω);待测电阻Rx;开关S,导线若干。测量电路如图所示。(1)断开开关,连接电路,将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入
电路;闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的������处,该同学选到电流表为(选填“A1”或“A2”);若不考虑电池内阻,此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω;(2)断开开关,保持滑片的位置不变。用Rx替换R0,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的������处,则Rx的
测量值为Ω;(3)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值(选填“有”或“无”)影响。2.(2022·全国乙卷T23补偿题)一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0~5mA范围内的伏安特性。可用器材有:电压表(量程为3V,内阻很大),电流表(量程为1mA,内
阻为300Ω),电源E(电动势约为4V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ),定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω),2/6开关S,导线若干。(a)(1)要求通过Rx的电流可在0~5
mA范围内连续可调,将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图;(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为(选填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器,R0应选阻值为(选填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻;(b
)(c)(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时Rx两端的电压为V,流过Rx的电流为mA,此组数据得到的Rx的阻值为Ω(结果保留3位有效数字)。3.(2022·全国甲卷T22补偿题)某同学
要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5V,内阻很小),电流表(量程10mA,内阻约10Ω),微安表(量程100μA,内阻Rg待测,约1kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10Ω),定值电阻R0(阻值10Ω),开关S,导线若干。(1)
将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;3/6(2)某次测量中,微安表的示数为90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻Rg=Ω。题型二以测电源电动势和内阻为核心的实验1.(2021·全国乙卷T23姊妹题)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约
1.5V)和内阻r(小于2Ω)。图中电压表量程为1V,内阻RV=380.0Ω;定值电阻R0=20.0Ω;电阻箱R,最大阻值为999.9Ω;S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:(a)(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选Ω(选填“5.0”
或“15.0”);(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U;(3)根据图(a)所示电路,用R、R0、RV、E和r表示������,得������=;(4)利用测量数据,作���
���-R图线,如图(b)所示;(b)(5)通过图(b)可得E=V(结果保留2位小数),r=Ω(结果保留1位小数);(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为E',由此产生的误差为���'−������×100%=%。2.(2020·天津卷T9(2)补偿题)某实验小组选用以下器材
测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。4/6电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)电流表(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)待测电池组(电动势约为3V,内阻约为1Ω)开关、导线若干(1)该小组连接的实物电路如图所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连
接不当,这条导线对应的编号是;(2)改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的端(选填“a”或者“b”);(3)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了
解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5Ω的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为V,内阻为Ω。(结果均保留2位
有效数字)题型三电学创新实验1.(2022·广东卷T12补偿题)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件。某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:(1)装置安装和电路连接5/6如图(a)所示,导电绳的一端固定,另
一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中;(a)(b)(c)(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L;②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端,断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表
和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数U和I1;③闭合S2,电压表的示数(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx=(用I1、I2和U表示);④断开S1,
增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③。(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值(选填“有”或“无”)影响。(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx-L图线,将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33
kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯曲后的长度。2.(2020·全国Ⅲ卷T23补偿题)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值
随温度的变化关6/6系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω)。(1)在方框中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图;(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记
录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA,则此时热敏电阻的阻值为kΩ(结果保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示;(3)将热敏电阻从温
控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图(a)求得,此时室温为℃(结果保留3位有效数字);(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示。图中,E为直流电源(电动势为10V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0V时,便触发报警
器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50℃,则图中(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为kΩ(结果保留2位有效数字)。(a)(b)1/8机械振动与机械波、光学、热学实验命题区间高考题型近年考频机械振动与机械
波、光学、热学实验用单摆测定重力加速度2023年湖南卷T112023年新课标卷T10热学实验2023年山东卷T13光学实验2023年海南卷T14命题分析素养落实机械振动与机械波、光学、热学实验是高考低频考点,但也是新高考必考实验,与力学、电学实验地位等同,未来高考中可能会考到,甚至会在
前面选择题中出现,复习时不可轻视。1.认真完成课本上的基本实验,知道实验的目的2.掌握实验的原理,熟悉实验步骤3.领会实验步骤的作用,学会实验仪器的使用4.学会实验的数据处理方法,弄清实验误差的来源等用单摆测定重力加速度(1)
当偏角很小时,单摆做简谐运动,其运动周期为T=2π������,它与偏角的大小及摆球的质量无关,由此得到g=������������������。因此,只要测出摆长l和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值。(2)数据处理的两种方法①公式法:测出30次或50次全振动
的时间t,利用T=������求出周期;不改变摆长,反复测量三次,算出三次测得的周期的平均值���,然后利用公式g=������������������,求重力加速度。②图像法:由单摆周期公式不难推出l=������������T2,因此,分别测出
一系列摆长l对2/8应的周期T,作l-T2图像,该图像应是一条通过原点的直线,如图所示,求出图线的斜率k=���������������,即可利用g=4π2k,求重力加速度。(2023·新课标卷T23)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°(选填“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)3/8命题立意:本题考查用单摆测量重力加速度大小的
实验步骤及数据处理第一步:螺旋测微器读数及实验原理第二步:由l=l0+������求摆长,由T=���������计算出周期第三步:由g=������������������计算重力加速度大小规范解答:(1)测量
前测微螺杆和测砧相触时,题图(a)的示数为d0=0mm+0.8×0.01mm=0.008mm螺旋测微器读数是固定刻度(0.5mm整数倍)读数加可动刻度(0.5mm以下的小数)读数,题图(b)的示数为d1
=20mm+3.5×0.01mm=20.035mm则摆球的直径为d=d1-d0=20.027mm。(2)角度盘的大小一定,即在规定的位置安装角度盘,测量的摆角准确,但将角度盘固定在规定位置上方,即角度盘到悬挂点的距离变短,摆球摆动同样的角度,摆线在刻度盘上扫过的弧长变短,故摆线在角度
盘上所指的示数为5°时,实际摆角大于5°。(3)单摆的摆线长度为81.50cm,则摆长为l=l0+������=81.50cm+���.���������������cm≈82.5cm一次全振动单摆经过最低点两次,故
此单摆的周期为T=���������=������.������������s=1.82s由单摆的周期表达式T=2π������得重力加速度为g=������������������≈9.83m/s2。[
答案](1)0.008(0.007~0.009均可)20.035(20.034~20.036均可)20.027(20.025~20.029均可)(2)大于(3)82.51.829.83易错:误以为摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点经历了61个周期而造成错误
热学实验1.“用油膜法估测分子的大小”实验的原理如下:4/8(1)将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成单分子油膜层。(2)如果把分子看成球形,单分子油膜层的厚度就可看成油酸分子的直径。(3)事先测出油酸滴的体积V和油膜的面积S,由d=������就可
以算出分子的直径。2.“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验是探究性实验,要控制实验条件,此实验要控制两个条件:(1)注射器内气体的质量一定。(2)气体的温度一定,运用玻意耳定律列式进行解答。(2023·山东卷T13)利用图甲所示实验装置可探究
等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气,下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和)。逐次增加
砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线,如图乙所示。回答以下问题:(1)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等5/8温情况下,一定质量的气体。A.p与V成正比B.p与������成正比(2)若气体被压缩到V=10.0mL,
由图乙可读出封闭气体压强为Pa(结果保留3位有效数字)。(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大
而(选填“增大”或“减小”)。命题立意:本题考查了探究等温条件下气体压强与体积的关系实验和误差分析第一步:根据图像分析压强P与体积V的关系第二步:由题设条件先求出������的值,再根据图乙读出压强的值第三步:明确题设情况,再根据玻意耳定律分析求解规范解答:(1)在实验误差允许范围内,题
图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体p与������成正比,故选B。(2)若气体被压缩到V=10.0mL,则有������=���������.���mL-1=100×10-3mL-
1由题图乙可读出封闭气体压强为p=204×103Pa。(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,根据p(V0+ΔV)-pV0=pΔV可知,他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对
值会随p的增大而增大。[答案](1)B(2)204×103(3)增大难点:由题设漏掉ΔV,明确关系选取规律进行判断易错:不理解“他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值”而出错光学实验6/81.插针法测折射率应注
意的问题(1)实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1与P2之间、P3与P4之间、P2与O之间、P3与O'之间距离要稍大一些。(2)入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°),当θ1太大时,反射光较强,出射光较弱;当θ1太小时,入射角、折射角测量的相对误差较大。(3
)操作时,手不能触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当作尺子画界线。(4)实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。(5)玻璃砖应选用宽度较大的,最好在5cm以上;若宽度太小,则测量误差较大。2.用双缝干涉测波长的方法及注意问题(1)用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l,由公式Δx=������
λ即λ=������Δx来计算波长,重复测量、计算,求出波长的平均值。(2)调节双缝干涉仪时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(3)放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴
线上。(4)调节测量头时,应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐,记清此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数。(5)不要直接测单一条纹间距Δx,要测几个条纹的间距,计算得出Δx,这样可以减小误差。(6)白光
的干涉观察到的是彩色条纹;其中白色在中央,红色在最外边。在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示。已知双缝间的距离为d,在距离双缝L处的屏上,用测量头测量条纹间宽度。甲(1)将测量头的分划板中心刻线与某
亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图丙所示的手轮上的示数为mm,求得7/8相邻亮纹的间距Δx为mm。乙丙(2)波长的表达式λ=(用Δx、L、d表示)。(3)若
改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将(选填“变大”、“不变”或“变小”)。丁(4)如图丁为上述实验装置示意图。S为单缝,S1、S2为双缝,屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴,向下微微移动,则可以观察到O点处的干
涉条纹间距将(选填“变大”“不变”或“变小”)。命题立意:考查用双缝干涉测量光的波长实验步骤和数据处理第一步:由Δx=������−���计算出亮条纹间距第二步:由λ=������Δx计算波长第三步:由Δx=������λ分析条纹间距规范解答:(1)题图乙示数为2mm+0.01mm×32.
0=2.320mm题图丙示数为13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm则条纹间距为Δx=������.���������−���.������������−���mm=2.310mm。(2)根据Δx=������λ可得波长的表达式λ=������Δx。8/8(3)若改用频率较高的
单色光照射,则波长减小,由Δx=������λ可知,得到的干涉条纹间距将变小。(4)若实验时单缝偏离光轴向下微微移动,由Δx=������λ可知,条纹间距不变。[答案](1)13.8702.310(2)������Δx(3)变小(4)不变难点:相邻亮条纹间距的计算及利用公式Δx=����
��λ计算波长易错:计算亮条纹条数时出错及不理解条纹间距决定因素而出错1/8命题区间19机械振动与机械波、光学、热学实验题型一用单摆测定重力加速度1.(2020·7月浙江选考T17(2)补偿题)某同学用单摆测量重力加速度,(1)为了减少测量误差,
下列做法正确的是(多选);A.摆的振幅越大越好B.摆球质量大些、体积小些C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处(2)改变摆长,多次测量,得到周期平方与摆长的关系图像如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是。A.测周期时多
数了一个周期B.测周期时少数了一个周期C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长2.(2020·海南卷T14(1)补偿题)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道,其截面如图所示,某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远
小于轨道半径)。主要实验过程如下:①用手机查得当地的重力加速度g;2/8②找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次全振动的时间t,算出滑板车做往复运动的周期T=;③将滑板车的运动视为简谐运动,则可将
以上测量结果代入公式R=(用t﹑g表示)计算出轨道半径。3.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89.2cm,摆球直径如图甲所示,然后用停表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图乙所
示,则甲乙(1)该单摆的摆长为cm,停表所示读数为s;(2)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是;A.测摆线长时记入的是摆球的直径B.实验室在高山上,高出海平面太高C.单摆所用摆球太重D.试验中误将29次全振动数为30次(3)为了提高实验
精度,在试验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图丙所示,π取3.14,则测得的重力加速度g=m/s2(结果保留3位有效数字)。丙4.(2023·湖南卷T11补偿题)某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系,实验
装置如图(a)所示,轻质弹簧上端悬挂在铁架台上,下端挂有钩码,钩码下3/8表面吸附一个小磁铁,其正下方放置智能手机,手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像,实验步骤如下:(1)测出钩码和小磁铁的总质量m;(2
)在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁,使弹簧振子在竖直方向做简谐运动,打开手机的磁传感器软件,此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期;(3)某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图(b)所示,从图中可以算出弹簧振子振动周期T=(用“t0”
表示);(4)改变钩码质量,重复上述步骤;(5)实验测得数据如下表所示,分析数据可知,弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是(选填“线性的”或“非线性的”);m/kg10T/sT/sT2/s20.0152.430.2430.0590.0253.1
40.3140.0990.0353.720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217(6)设弹簧的劲度系数为k,根据实验结果并结合物理量的单位关系,弹簧振子振动周期的表达式可能是(填正确答案标号);A.2π
������B.2π������C.2π������D.2πk���(7)除偶然误差外,写出一条本实验中可能产生误差的原因:___________。题型二热学实验1.如图所示,用一个带两根细管的橡皮塞塞紧烧瓶的瓶口,压强传感器通过其4/8中一根不带阀门的细管连通烧瓶中的空气,另一根带阀
门的细管连通注射器。开始时阀门处于关闭状态,注射器针筒的最大刻度线到阀门之间充满了水。现利用该装置进行验证玻意耳定律的实验。依图示连接好实验器材,运行DIS软件进入实验界面,点击“开始记录”后:①打开阀门,推注射器活塞向烧瓶内注入适量的水,关闭阀门;②记录
气体的压强p,并在表格中记录注入的水的体积V;③保持烧瓶中气体的温度不变,重复实验得到多组实验数据,点击“停止记录”。(1)实验中通过测得注入烧瓶中的水的体积。(2)为验证玻意耳定律,采用图像法处理实验数据时,应选择。A.p-V图像B.p-������图像C.V-������图像D.����
��−������图像(3)根据上述实验数据的图像可以测得;上述实验中存在着可能影响实验精确度的主要因素有(写出一条即可)。2.(2022·山东济宁期中补偿题)采用探究气体等温变化的规律的实验装置中的主要器材——针管及其附
件,来测定大气压强的值,实验步骤如下:(1)将针管水平固定,拔下橡皮帽,向右将活塞从针管中抽出;(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M;(3)用游标卡尺测出活塞直径d;(4)再将活塞插入针管
中,保持针管中有一定质量的气体,并盖上橡皮帽,此时,从针管上可读出气柱体积为V1,如图所示;(5)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上,向右水平缓慢拉动活塞到一定位置,此5/8时,弹簧测力计读数为F,气柱体积为V2。试用以上各
步骤中直接测量的数据,写出大气压强的最终表达式:p0=,本实验中实验步骤是多余的。3.(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下:A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半格的舍去,多于半格的算一格),再根据方格的边长求出油膜的面积SB.将一滴
油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C.用浅盘装入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上D.用公式d=������,求出薄膜厚度,即油酸分子直径的大小E.根据油酸酒精溶液
的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积VF.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序是;(2)在步骤B中滴入盛水浅盘中的油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积为4.0×10-6
mL,将浅盘平放在方格边长为1cm的坐标纸上,水面上散开的油膜轮廓如图所示,该油膜面积约为cm2,油酸分子直径约为m。4.(1)如图所示,在“探究气体压强与体积的关系”实验中,研究对象是,实验中应保持不变的参量是,它的体积由直接读出,它的压强由传感器等计算机辅助系统得到;6/8(2)某同
学在一次实验中,计算机屏幕显示的图像如图所示,其纵坐标表示封闭气体的压强,则横坐标表示的物理量是封闭气体的;A.热力学温度TB.摄氏温度tC.体积VD.体积的倒数������(3)实验过程中,下列操作错误的是。A.推拉活塞时,动作要慢B.推拉活塞时,手不能握住注射
器含有气体的部分C.气体压强传感器与注射器之间的软管脱落后,应迅速重新装上继续实验D.活塞与注射器筒之间要保持气密性题型三光学实验1.(2021·6月浙江选考T17(2)补偿题)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实
验的装置。实验中:(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是(单选);A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是(单选)。A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双
缝与测量头间的距离2.如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验。在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像,关于该实验:7/8(1)
以下说法正确的是;A.P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度B.P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高准确度C.入射角θ适当大些,可以提高准确度D.P1、P2的间距,入射角的大小均与实验的准确度无关(2)该玻璃砖的折射率n=。另一同学将大头针插在P1'和
P2'位置时,沿着P3、P4的方向看不到大头针的像,其原因可能是。3.某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度;A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下列四幅图所示,其中实验操作正确的是;ABCD(3)
该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=(用图中线段的字母表示)。8/81/7专题六实验技能与创新1.某同学在
“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,先对一劲度系数为k的轻质弹簧甲进行实验,得到的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线为图中的图线1;然后将弹簧甲截成乙、丙两段,再分别对乙、丙两弹簧进行实验,得到的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线分别为图中的图线2和图线3。(1)弹簧乙的劲度
系数k1=N/m,弹簧丙的劲度系数k2=N/m。(结果均保留3位有效数字)(2)k、k1、k2的大小关系是。(3)一根弹簧截成两段后,每段弹簧的劲度系数均(选填“大于”“等于”或“小于”)原来弹簧的劲度系数。2.(2020·山东卷T14补偿题)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测
量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);定值电阻R1(阻值2Ω);定值电阻R2(阻值5
Ω);开关一个,导线若干。2/7(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现
电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是;(单选,填正确答案标号)A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小甲乙(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数
据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据,回答以下问题:①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点,请标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像;丙②根据实
验数据可知,所选的定值电阻为(选填“R1”或“R2”);3/7③用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将下图所示实物图连接成完整电路。丁3.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图甲所示。甲乙(1)实验步骤:①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m;②用
游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示,则d=cm;③由刻度尺读出两光电门中心之间的距离s;④将滑块移至光电门A右侧某处,待托盘和砝码静止不动时,释放滑块,要求托盘和砝码落地前遮光条已通过光电门B;⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出遮光条通过光电门A和光电门
B所用的时间ΔtA和ΔtB。(2)除了上述操作之外,该实验中还需要完成操作是。A.将气垫导轨右端垫高,以平衡摩擦力B.将气垫导轨调节至水平C.用天平称出滑块和遮光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量mD.用天平称出滑块和遮光条的总质量M,再称出托盘和砝码
的总质量m,且满足M≫m(3)在误差允许的范围内,如果满足mgs=(用题干已知物理量和测得物理量字母表示),则可认为验证了机械能守恒定律。4.某学校一物理兴趣小组选用内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA的电流表、4/7标识不清的电源,以及定值电阻、导线、滑动变阻器等组装成了一个多
用电表,其结构如图甲所示。当选择开关接“3”时为量程15V的电压表,该多用电表表盘如图乙所示,中排刻度均匀,上排刻度线对应数值还没有及时标出。甲乙丙(1)其中电阻R2=Ω;(2)兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱,利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“
测”的实验:①将选择开关接“2”,红、黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;②将多用电表红、黑表笔与图丙电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央刻度处(此时刻度盘图像题中未画出),电阻箱示数如图丙所示,此多用电表中所用电源的电动势为V;③用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之
间,表盘指针指在图乙中所示的位置,则可知待测电阻为Rx=Ω(结果保留3位有效数字);④小组成员另外拿来一个电压表,将两表笔分别触碰电压表的两接线柱,其中_____表笔(选填“红”或“黑”)接电压表的负接线柱,发现电
压表读数为1.45V,可求得该电压表内阻为Ω。5.现要准确地测量量程为0~100mA、内阻约为10Ω的电流表A的内阻RA,实验室提供的器材如下:5/7甲电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ);定值电阻R1(阻值为2.0Ω);定值电阻R2(阻值为15Ω);定值电阻R3(阻值为150Ω);滑动变阻器R(最大阻值约10Ω,允许通过的最大电流为2A);电源E(电动势1.5V,内阻约0.5Ω);开关S,导线若干。
乙(1)为测量电流表A的内阻,某同学选用上述的一些器材如图甲所示,其中定值电阻R甲应该选择(填写对应器材的符号),并在图中以笔画线连接实物电路图。(2)按图甲电路进行实验,多次测量得到多组电流表A和A1的读数I、I1,以I为纵轴,I1为横轴,用描点法得到I-I1图像,若图像
的斜率为k,定值电阻R甲的阻值设为R0,则电流表A的内阻RA=。(用题中所给字母R0、k表示)(3)为测电流表A的内阻,另一同学选用上述的一些器材设计了如图乙所示的电路。从实验测量精度的角度分析,该电路存在的主要问题是。6.在“测量电源的电动势与内
阻”实验中,某同学设计了如图甲所示的实验电路,所用的实验器材有甲A.待测电源(电动势约为3V,内阻约为几欧)6/7B.半圆形变阻器(总阻值12Ω,阻值均匀,带有可指示滑片转过角度θ的刻度盘)C.电流表(量程为0.6A,
内阻不计)D.定值电阻R0E.开关、导线若干(1)实验时定值电阻R0有下列三种阻值,应选用;A.4ΩB.20ΩC.40Ω(2)实验中,转动半圆形变阻器滑片,改变角度θ的值,测得对应的电流I,根据测得的多组数据,以������为纵坐标,θ为
横坐标,作出的������-θ图像(用直线拟合)如图乙所示;乙(3)由图乙可得电源的电动势E=V,内阻r=Ω。(结果均保留3位有效数字)7.(2020·天津卷T9(1)补偿题)某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上,在桌面上固定
一个斜面,斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离,让钢球从斜面顶端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球的落点。图1图2(1)为了正确完成实验,以下做法必要的是;A.实验时应保持桌面水平B.每次应使钢球从静止开始释放7/7C.使斜面的
底边ab与桌边重合D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面(2)实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2m,在白纸上记录了钢球的4个落点,相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm、35.0cm,如
图2所示。重力加速度g取10m/s2,钢球平抛的初速度为m/s;(3)图1装置中,木板上悬挂一条铅垂线,其作用是。