1、2011 届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题 14:第 7 专题 高考物理实验(2) 经典考题 纵观近三年的高考实验题，会发现以下特点1对力学实验的考查基本上以创新题出现，试题源于教材，又高于教材，总体来说其变化在于：同一实验可用于不同装置，同一装置可完成不同实验2高考对电学实验的考查一般书本实验稍加变化来出题，以“电阻的测量”最为常见，包括测电阻率、测伏安特性等，当然也可能会有其他电学实验出现，如测电动势与内阻、电路故障等1在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6 为连接点的标号在开关闭合后，发现小灯泡不亮现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电
2、路中的各连接点(1)为了检测小灯泡以及 3 根导线，在连接点 1、2 已接好的情况下，应当选用多用电表的 _挡在连接点 1、2 同时断开的情况下，应当选用多用电表的_挡(2)在开关闭合情况下，若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤：_某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图甲所示长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上在平板上标出 A、B 两点，B 点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间实验步骤如下：用游标卡尺测量滑块的挡光长度 d，用天平
3、测量滑块的质量 m；用直尺测量 A、B 之间的距离 s，A 点到水平桌面的垂直距离 h1，B 点到水平桌面的垂直距离 h2；将滑块从 A 点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间 t；重复步骤数次，并求挡光时间的平均值 ；t 利用所测数据求出摩擦力 f 和斜面倾角的余弦值 cos ；多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，作出 fcos 关系曲线(1)用测量的物理量完成下列各式( 重力加速度为 g)：斜面倾角的余弦 cos _；滑块通过光电门时的速度 v_；滑块运动时的加速度 a_；滑块运动时所受到的摩擦阻力 f_(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图乙所示，读得 d_2009 年高考 全国理综
4、卷【解析】在 1、2 两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡，在 1、2 同时断开的情况下，应选用欧姆挡(2)表明 5、6 两点可能有故障(3)调到欧姆挡；将红黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作； 测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，受重力、支持力和滑动摩擦力的作用根据三角形关系可得到 cos s2 (h1 h2)2s又 v ，根据运动学公式 x ，有 s ，即有 axt dt v22a v22a d22st 2根据牛顿第二定律得：mgsin fma则有：fmg m h1 h2s d22st 2(2) 在游标卡尺中，主尺上是 3.6 c
5、m，在游标尺上恰好是第 1 条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10 分度，所以读数为 3.6 cm0.11 mm3.61 cm 或者 3.62 cm 也对答案 (1)电压 欧姆(2)开关或连接点 5、6(3)调到欧姆挡；将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；测量小灯泡的电阻如电阻无穷大，则表明小灯泡有故障(1)1ss2 (h1 h2)2 mg mdt d22st 2 h1 h2sd22st 2(2)3.62 cm【点评】在本实验中，r 解出的为滑块画过去由门的平均速度，只是当滑块才较小时 r 趋近于瞬dt 时速度，故滑块长度小点测量越准确2一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动盘边缘上
6、固定一竖直的挡光片盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示图乙为光电数字计时器的示意图光源 A 中射出的光可照到 B 中的接收器上若 A、B 间的光路被遮断，显示器 C 上可显示出光线被遮住的时间挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丙所示圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图丁所示由图可知：(1)挡光片的宽度为_mm；(2)圆盘的直径为_cm；(3)若光电数字计时器所显示的时间为 50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_弧度/ 秒( 保留 3 位有效数字)图示为用伏安法测量电阻的原理图图中， 为电压表，内阻为 4000 ； 为电流表，内阻为50 ；E 为电源， R 为电阻箱，
7、R x为待测电阻，S 为开关(1)当开关闭合后电压表读数 U1.6 V，电流表读数 I2.0 mA若将 Rx 作为测量值，所得结果的UI百分误差是_(2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是_(百分误差 100%)|实 际 值 测 量 值实 际 值 |2008 年高考 四川理综卷 【解析】由螺旋测微器与游标卡尺的读数规则可得两者的读数d10 mm24.20.01 mm10.242 mmD242 mm40.05 mm242.20 mm24.220 cm 圆盘转动的角速度为 ，而 2，综合两式并代入数据可得：
8、 1.69 rad/st dD(1)测量值为 R 800 ，因电流表外接，所以：UIRRxRVRx RV故真实值为 Rx1000 ，对应的百分误差为：A 20%1000 8001000(2)电流表内接时，百分误差 A 5% |1050 10001000 |答案 (1)10.243 (2)24.220 (3)1.69(1)20% (2)5%【点评】无论是否显示单位，螺旋测微器和游标尺主尺最小刻度一定都为 mm；内接法的测量值 R 测 R xR A，外接法的测量值 R 测 R xR V能力演练1(16 分) 在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律 ”的实验中，若打点计时器所接交变电流的频率为 50
9、 Hz，得到的甲、乙两条实验纸带(如图所示 )中应选_纸带更好若已测得点 2 到点 4间的距离为 s1，点 0 到点 3 间的距离为 s2，打点周期为 T，要验证重物从开始下落到打点计时器打下点 3这段时间内机械能守恒，则 s1、s 2 和 T 应满足的关系为：T_要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：甲A待测电压表 (量程为 3 V，内阻未知) ；B电流表 (量程为 3 A，内阻为 0.01 )；C定值电阻 R(阻值为 2 k，额定电流为 50 mA)；D蓄电池 E(电动势略小于 3 V，内阻不计) ；E多用电表；F开关 S1、S 2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验
10、操作(1)首先用多用电表进行粗测，选用“100 ”倍率，操作方法正确若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是_ (2)为了更精确地测出此电压表的内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是_，理由是_乙 丙(3)用你选择的电路进行实验时，用所测物理量的符号表示电压表的内阻，即 RV_答案 甲 或 (每空 3 分)s12gs24gs2 s122gs2(1)3000 (3 分)(2)丙 图乙中电流表测量时的示数太小，误差太大；图丙中 R 的阻值与电压表内阻接近，误差小 (每空 2 分)(3) R (3 分)U2U1 U22(17 分) 某同学在做测定木块与木板间
11、动摩擦因数的实验过程中，测滑动摩擦力时，他设计了两种实验方案方案一：木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示方案二：用弹簧测力计水平地钩住木块，用力使木板在水平面上运动，如图乙所示甲 乙除了实验必需的弹簧测力计、木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重均为 2.00 N 的砝码(1)上述两种方案中，你认为更合理的方案是_( 填“甲”或“乙”)，理由是：(回答两个理由)_；_(2)该同学在木块上加砝码，改变木块对木板的压力，记录了 5 组实验数据，如下表所示实验次序 1 2 3 4 5砝码个数 0 1 2 3 4砝码对木块的压力/N 0 2.00 4.00 6.00 8.00测力
12、计示数/N 1.50 2.00 2.50 2.95 3.50木块受到的摩擦力/N 1.50 2.00 2.50 2.95 3.50请根据上述数据，在坐标纸上作出木块受到的摩擦力 f 和砝码对木块的压力 F 的关系图象(以 F 为横坐标) 由图象可知，木块重为 _N；木块与木板间的动摩擦因数为 _现有一块灵敏电流表 ，量程为 200 A，内阻约为 1000 ，要精确测出其内阻 R1，提供的器材有：电流表 (量程为 1 mA，内阻 R250 )；电压表 (量程为 3 V，内阻 RV 约为 3 k)；滑动变阻器 R(阻值范围为 0 20 )；定值电阻 R0(阻值 R0100 )；电源 E(电动势约为
13、 4.5 V，内阻很小)；单刀单掷开关 S 一个，导线若干(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的 将电路图画在下面的虚框中13(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 表的内阻，表达式为 R1_，表达式中各符号表示的意义是_答案 (1)乙 乙方案测力计静止，读数误差小 乙方案木板可的不做匀速运动，便于控制 ( 每空 1 分)(2)如图甲所示 (1 分) 6.00 (2 分) 0.25 (2 分)(1)如图乙所示 (5 分)(供电部分用分压电路给 1 分；测量部分知道把 表改装且正确给 2 分；知道将 表当保护电阻使用给 2
14、 分)(2) (3 分) I 2表示 表的示数，I 1表示 表的示数，R 2表示 表内阻，R 0表示定值I2(R0 R2)I1电阻 (1 分)3(16 分) 一量程为 100 A 的电流表的刻度盘如图所示今在此电流表两端并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的 ，使之成为一新的电流表，则图示的刻度盘上每一小格表示149_mA已知弹簧振子做简谐运动的周期 T2 ，其中 m 是振子的质量， k 是弹簧的劲度系数(回复力mk系数) 某同学设计了一个在太空站中利用弹簧振子测量物体质量的装置，如图所示，两轻弹簧分别与挡板 P、Q 相连，A 是质量为 M 的带夹子的金属块，且与两弹簧固定相连， B 是待测物体
15、(可以被 A 上的夹子固定) (1)为了达到实验目的，还需要提供的实验器材是：_ (2)简要写出测量方法及所需测量的物理量( 用字母表示)_；_(3)用所测物理量和已知物理量表示待测物体的质量的计算式为：mB _【解析】改装后的量程为：II 100(149) A5 mAIRAR0故每小格 I 0.5 mAI10答案 0.5 (6 分)(1)秒表 (2 分)(2)不放 B 时用秒表测出振子振动 30 次的时间 t1(或者测出振子的周期 T1) (2 分)将 B 固定在 A 上，用秒表测出振子振动 30 次的时间 t2(或者测出振子的周期 T2) (2 分)(3) M 或 M (4 分 )t2 t
16、21t21 T2 T21T214(16 分) 小汽车正在走进我们的家庭，你对汽车了解吗？油耗标准是评价一辆汽车性能优劣的重要因素，而影响汽车油耗的一个重要原因是其在行进中所受到的空气阻力人们发现，汽车在高速行驶过程中受到的空气阻力 f(也称风阻)主要与两个因素有关： 汽车正面的投影面积 S；汽车行驶的速度 v某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：(1)由上述数据可得，汽车所受的风阻 f 与汽车正面的投影面积 S 及汽车行驶的速度 v 之间的关系式为：f _(要求用 k 表示比例系数)(2)由上述数据可求得 k_(3)据推理或猜测，k 的大小与_、_等因素有关现有下列可供选用
17、的器材及导线若干，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流A待测电流表 (满偏电流约为 700 A800 A，内阻约为 100 ，已知表盘刻度均匀、总格数为N)；B电流表 (量程为 0.6 A，内阻为 0.1 )；C电压表 (量程为 3 V，内阻为 3 k)；D滑动变阻器 R(最大阻值为 200 )；E电源 E(电动势为 3 V，内阻约为 1.5 )；F开关 S 一个(1)根据你的测量需要， “B电流表 ”与“C 电压表 ”中应选择_(只需填写序号即可)(2) 在虚线框内画出你设计的实验电路图(3)测量过程中测出了多组数据，其中一组数据中待测电流表 的指针偏转了 n 格，可算出满偏电流IAm
18、ax_ ，式中除 N、n 外，其他字母符号代表的物理量分别是_答案 (1)kSv 2 (2 分) (2)0.26 kg/m 3 (2 分)(3)空气密度 车的外形 车的表面情况 (4 分)(1)C (2 分) (2) 电路图如图所示 (2 分)(3) U 为电压表的示数，R V为电压表的内阻(每空 2 分)Nn URV5(17 分) 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中(1)已知双缝到光屏之间的距离为 600 mm，双缝之间的距离为 0.20 mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm某同学在用测量头测量时，先将从测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹( 记作第 1条)的中心，这时手轮上的示
19、数如图甲所示然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第 7 条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示这两次的示数依次为_mm 和_mm ，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_nm (2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是_A增大单缝和双缝之间的距离B增大双缝和光屏之间的距离C将红色滤光片改为绿色滤光片D增大双缝之间的距离现有一块 59C2 型的小量程电流表 (表头)，满偏电流为 50 A，内阻约为 800850 ，要把它改装成 1 mA、10 mA 的两量程电流表，可供选择的器材有：A滑动变阻器 R1(最大阻值为 20 )；B滑动变阻器 R2(最大阻值为 100 k)；
20、C电阻箱 R(最大阻值为 9999 )；D定值电阻 R0(阻值为 1 k)；E电池 E1(电动势为 1.5 V)；F电池 E2(电动势为 3.0 V)；G电池 E3(电动势为 4.5 V)；H标准电流表 (满偏电流为 1.5 mA)；I单刀单掷开关 S1 和 S2；J单刀双掷开关 S3；K电阻丝及导线若干(所有电池的内阻均不计)(1)采用如图甲所示的电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_；选用的电池为_(填序号 )甲(2)要将 改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图乙、丙所示图_为合理电路，另一电路不合理的原因是_(3)将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对( 仅核对
21、 1 mA 量程) ，在下面的虚线框中画出所用电路图，图中待核对的电流表的符号用 来表示【解析】(1)测量头的读数原理与螺旋测微器的相同，所以图甲中的示数为 0.640 mm，图乙中的示数为 10.295 mm设第 1 条亮条纹与第 7 条亮条纹间的距离为 a，则 a10.295 mm0.640 mm9.655 mm，由此得相邻两条亮条纹间的距离 x ，又因为 x ，代入数据可解得光的波长an 1 Ld 5.36 10 7 m536 nmdxL(2)根据相邻两条亮条纹间的距离公式 x 可知，增大双缝和光屏之间的距离 L、增大光的波长 Ld和减小双缝之间的距离 d 都可使相邻两条亮条纹间的距离增
22、大所以选项 B 正确答案 (1)0.640 10.295 536 (5 分) (2)B (3 分)(1)B G (每空 2 分)(2)乙 图丙所示的电路在通电状态下更换量程，会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而烧坏表头 (3 分)(3)电路图如图丁所示 (2 分 )丁6(18 分) 听说水果也能做电池某兴趣小组的同学用一个柠檬作为电源，连接电路如图甲所示电路中 R 是电阻箱，其阻值可调且可读出其接入电路中电阻的大小他们多次改变电阻箱的阻值，记录下相应的电流表的示数，算出电流的倒数，并将数据填在下面的表格中甲外电阻 R() 电流 I(mA) 电流的倒数 (mA1 )1I9000 0.0502 19.92 8000 0.0528 18.93
