高考必做大题08：实验题_试卷库

高考必做大题08：实验题

年级：学科：类型：来源：91题库

一、填空题（共7小题）

1、小明同学在“研究物体做匀变速直线运动规律”的实验中，利用打点计时器（电源频率为50Hz）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个计数点进行研究（每相邻两个计数点之间还有4个点未画出）。其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ cm（从图中读取）， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。则打点计时器在打D点时小车的速度 $\text{[math]}$ m/s，小车的加速度 $\text{[math]}$ m/s²。（计算结果均保留到小数点后两位）

2、一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A和B（B左侧安装挡光片）。

实验步骤如下：

①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A的质量比B大，实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。

②用剪刀剪断钩码B下方的细绳，使B在A带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度 $\text{[math]}$ ，如图2，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。

⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离 $\text{[math]}$ 。

⑥查表得到当地重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。

⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示），用以上物理量写出验证方程。

3、某同学用图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度，正确操作后获得图乙所示的一条纸带．他用天平测得小车的质量为M，钩码质量为m，毫米刻度尺测得纸带上自O点到连续点1、2、3、4、5、6的距离分别为：d₁=1.07cm、d₂=2.24cm、d₃=3.48cm、d₄=4.79cm、d₅=6.20cm、d₆=7.68cm．已知实验所用交流电频率为f=50Hz．

①打点2时小车的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字）；

②小车运动过程中的平均加速度大小为m/s²（结果保留两位有效数字）；

③以各点速度v的二次方为纵坐标，以各点到0点的距离d为横坐标，作v₂-d图象，所得图线为一条斜率为k的倾斜直线，不考虑小车与桌面间的摩擦，则当地的重力加速度g=（用m、M、k表示）

4、某实验小组同学利用如图所示装置研究力的合成，在半圆形框架轨道内分别安装一个固定轻质滑轮 $\text{[math]}$ 和一个可沿轨道任意滑动的轻质滑轮 $\text{[math]}$ ，用细绳穿过两个滑轮分别与两个小桶 $\text{[math]}$ 连接，滑轮 $\text{[math]}$ 中间绳上有连接结点 $\text{[math]}$ 再与重物连接，然后按如下步骤操作：

①调整绳 $\text{[math]}$ 水平，记下 $\text{[math]}$ 点位置；

②用天平测出重物的质量 $\text{[math]}$ ；

③向桶 $\text{[math]}$ 内加入适量的沙子，直到绳子的结点回到位置 $\text{[math]}$ ；

④用天平称出加入沙子后桶 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 并记录；

⑤改变滑轮 $\text{[math]}$ 的位置，重复步骤③、④。

实验中 $\text{[math]}$ 绳的拉力方向(填“需要”或“不需要”)记录， $\text{[math]}$ 点位置(填“必须”或“不必”)在轨道圆心，满足说明力的合成符合平行四边形法则。

5、用如图2实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图1所示。已知m₁＝50g、m₂＝150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）

①在打点0～5过程中系统动能的增量△E_K＝J，系统势能的减少量△E_P＝J，

②若某同学作出 $\text{[math]}$ v²﹣h图象如图3，则当地的实际重力加速度g＝m/s²。

6、某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，其频率为50Hz．已知重力加速度为g＝9.8m/s² ．在实验得到的纸带中，该同学选用如图所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的点迹清晰的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F为六个相邻的原始点。根据图中的数据，求得当打点计时器打下B点时重锤的速度v_B＝m/s，计算出对应的 $\text{[math]}$ v $\text{[math]}$ ＝m²/s² ， gh_B＝m²/s²。

7、橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关．理论与实验都表明k＝Y $\text{[math]}$ ，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．

①在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是

A． N B． m C． N/m D．N/m²

②某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图象如图所示．由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝N/m．

③若该橡皮筋的原长是10.0cm，面积是1.0mm² ，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是（保留两位有效数字）．

二、实验探究题（共15小题）

1、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=2.000cm的遮光条）相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m₀=0.010kg。

实验步骤如下：

①在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。

②用电子秤称量出滑块和遮光条的总质量为M=0.150kg。

③将n（依次取n=1，2，3，4，5，6）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录：

i.遮光条通过光电门A的时间△t₁；

ii.遮光条通过光电门B的时间△t₂；

iii.遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间△t₁₂；

④经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。

回答下列问题：

(1)在n=3时，△t₁=0.0289s，△t₂=0.0160s，△t₁₂=0.4040s。

i.忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为a₁=，其测量值为m/s²（计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到 $\text{[math]}$ =34.60s^-1 ， $\text{[math]}$ =62.50s^-1）；

ii.考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的测量值a₂a₁（填“大于”“等于”或“小于”）。

(2)利用记录的数据拟合得到a-n图象，如图（b）所示，该直线在横轴上的截距为p、纵轴上的截距为q。用已知量和测得的物理量表示滑块与长金属板之间动摩擦因数的测量值 $\text{[math]}$ =，重力加速度的测量值g=（结果用字母表示）。

2、某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）中的光敏电阻R_G、小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；电动势为E、内阻为r的电源；开关S；导线若干。

实验时，先按图（a）连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如下表。

d/cm	8.50	10.00	12.00	13.50	15.00	17.00	18.50	20.00	22.00	23.50	25.00
U/mV	271.0	220.0	180.0	156.7	114.9	114.0	94.8	89.5	78.6	72.5	65.0

回答下列问题：

(1)光敏电阻阻值R_G与电压表示数U的关系式为R_G=（用E、r、R、U表示）；

(2)在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出U-d的非线性曲线.

(3)依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而（填“增大”或“减小”）；

(4)该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图（c）路，则电路中（填“R₁”或“R₂”）为光敏电阻，另一个为定值电阻。

3、要测量一个约200Ω的未知电阻R_x的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：

定值电阻

①电流表A₁（0 ~ 5mA，内阻r₁ = 10Ω）；

②电流表A₂（0 ~ 10mA，内阻r₂ = 5Ω）；

③定值电阻R₁（R₁ = 180Ω）；

④定值电阻R₂（R₂ = 20Ω）；

⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）；

⑥干电池（电动势1.5V，内阻不计）；

⑦开关S及导线若干。

(1)某同学设计了图（a）所示的电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于端（填“左”或“右”）；

(2)图中定值电阻应选（填“R₁”或“R₂”）；

(3)若某次测得电流表A₁、A₂的示数分别为I₁、I₂ ，则被测电阻的大小为R_x = （用可能用到的符号I₁、I₂、r₁、r₂、R₁、R₂表示）；

(4)若通过调节滑动变阻器，测得多组I₁、I₂ ，作出I₂—I₁的图像如图（b）所示，求得图线的斜率为k = 1.90，则被测电阻的大小为R_x = Ω（保留三位有效数字）。

4、某实验小组以图中装置中验证“动能定理”.他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力的传感器相连，在水平气垫导轨的A、B两点各安装一个光电门，A、B两点间距为x，释放重物，挡光片通过A、B时的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，力的传感器连接计算机记录细绳的拉力大小为F，已知滑块及挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，重物的质量为m.

(1)实验操作过程中（选填“需要”或“不需要”）满足 $\text{[math]}$ ；

(2)实验过程中测得的滑块通过A、B两点时动能变化为；若关系式成立，则动能定理成立.（用题中已知的物理量字母表示）

5、在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度α与合力F的关系。

(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是______； (1)

A . 调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行 B . 在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

(2)某同学得到了如图所示的一条纸带，已知打点计时器的工作频率为50Hz，由此得到小车加速度的大小a=m/s²（结果保留三位有效数字）；

(3)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成系统误差。设拉力的真实值为 $\text{[math]}$ ，小车的质重为M，为了使 $\text{[math]}$ ，应当满足的条件是 $\text{[math]}$ 。

6、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学利用如图甲得到一条纸带，如图乙所示，纸带上每相邻两计数点间还有4个计时点未标出。打点计时器所用交流电频率为50Hz，忽略纸带所受的阻力。

(1)若纸带的右端与小车连接。根据纸带提供的数据可判断小车做直线运动。（填“匀加速”“匀减速”或“匀速”）

(2)打下计数点B时小车的速度v_B=m/s；小车加速度大小为a=m/s²。（两空的结果均保留两位有效数字）

7、有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力T_OA、T_OB和T_OC ，回答下列问题∶

(1)改变钩码个数，实验能完成的是_________。 (1)

A . 钩码的个数N₁ = N₂ = 2，N₃ = 3 B . 钩码的个数N₁ = N₃ = 3，N₂ = 6 C . 钩码的个数N₁ = N₂ = N₃ = 5 D . 钩码的个数N₁ = 3，N₂ = 4，N₃ = 9

(2)在拆下钩码和绳子前，必要的步骤是__________。 (2)

A . 标记结点O的位置，并记录OA，OB，OC三段绳子的方向 B . 量出OA，OB，OC三段绳子的长度 C . 用量角器量出三段绳子之间的夹角 D . 记录钩码的个数N₁、N₂、N₃ E . 用天平测出钩码的质量

(3)在作图时，你认为下图中是正确的。（填“甲”或“乙”）

8、在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为 $\text{[math]}$ ，电阻约几欧。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为 $\text{[math]}$ （该值与多次测量的平均值相等）。

(2)实验电路如图乙所示，实验室提供了电源E（ $\text{[math]}$ ，内阻不计）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材：

应选用的实验器材有__________（选填实验器材前的序号）

(2)

A . 电压表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ） B . 电压表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ） C . 电流表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ） D . 电流表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ） E . 滑动变阻器R₁（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ） F . 滑动变阻器R₂（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）
n

(3)请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接。

(4)实验中，调节滑动变阻器，电压表和电流表示数记录如下：

$\text{[math]}$	1.05	1.40	1.80	2.30	2.60
$\text{[math]}$	0.22	0.28	0.36	0.46	0.51

请在图丁中作出 $\text{[math]}$ 图线。由图线可知，金属丝的电阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）

(5)根据以上数据可以算出金属丝的电阻率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）。

(6)下列关于该实验误差的说法中正确的有_________。 (6)

A . 金属丝发热会产生误差 B . 电流表采用外接法，会使电阻率的测量值偏小 C . 电压表内阻引起的误差属于偶然误差 D . 用 $\text{[math]}$ 图像处理数据可以减小系统误差

9、图中电源E（电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻较小）、电压表V（量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）， $\text{[math]}$ （量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）。

(1)用如图所示的电路粗测 $\text{[math]}$ 时，S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________。 (1)

A . 最左端 B . 最右端 C . 正中间

(2)图中，当 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ 时，V的示数为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 的真实值最接近________。 (2)

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

(3)若还有电流表 $\text{[math]}$ （量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）、定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为 $\text{[math]}$ ）可供选择，为更精确地测量 $\text{[math]}$ 的阻值，请将设计的电路画在方框中。

10、“探究平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹。

(1)在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外，下列实验器材中还需要的有_________。（填入正确选项前的字母） (1)

A . 刻度尺 B . 秒表 C . 天平

(2)引起实验结果出现误差的原因可能是_________。 (2)

A . 实验中使用密度较小的小球 B . 斜槽不光滑，有摩擦 C . 小球自由滚下时起始位置不完全相同 D . 以斜槽末端紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O

(3)实验中，某同学安装实验装置时斜槽末端的切线不水平，导致斜槽的末端Q斜向上与水平方向所成的夹角为θ。该同学在某次实验时，小球离开斜槽的速度大小为v₀ ，建立xQy平面直角坐标系。请根据平抛运动规律写出小球水平方向的位移x与时间t关系式和竖直方向的位移y与时间t关系式。

11、图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其电路图如图（b）所示。所用器材有：

压敏电阻R_F（无压力时的阻值为50Ω）

电源E₁（电动势12V，内阻不计）

电源E₂（电动势6V，内阻不计）

毫安表mA（量程30mA，内阻10Ω）

滑动变阻器R₁（最大阻值为200Ω）

滑动变阻器R₂（最大阻值为60Ω）

开关S，导线若干。

现进行如下操作：

①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于b端位置，然后闭合电键S；

②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变：

③在R_F上施加竖直向下的压力F时，毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值；

④将毫安表的表盘从10mA到30mA之间的刻度标记上对应的F值，完成电子秤的设计。请回答下列问题：

(1)实验中应该选择的滑动变阻器是（填“R₁”或“R₂”），电源是（填“E₁”或“E₂”）；

(2)由图（a）可得出压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为Ω，实验小组设计的电子测力计的量程是N。

12、某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：

(1)先用螺旋测微器测量该导线的直径如图甲所示，则导线的直径d=mm；

(2)然后在实验室中找到如下实验器材：学生电源灵敏电流计、电流表（两个）、滑动变阻器（两个）、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。他利用现有器材进行了如下实验：

a．按照图乙所示的电路图连接好实验电路；

b．将滑动变阻器R₃的滑片调至适当位置，滑动变阻器R₁的沿片调至最左端，闭合开关S；

c．将滑动变阻器R₁的滑片逐步向右滑动，并反复调节R₂和R₃使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱R₂的数值为4.0 $\text{[math]}$ ，电流表A₁的示数为0.15A，电流表A₂的示数为0.30A。

根据上述实验过程，请回答：

①待测电阻R_x的阻值为 $\text{[math]}$ ；

②电流表的内阻对测量结果影响（选填“有”或“无”）；

(3)最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率 $\text{[math]}$ =2.82×10^-8 $\text{[math]}$ ·m，则这捆导线的长度为m。（结果保留三位有效数字）

(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是。（请答出两条措施）

13、某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率 $\text{[math]}$ 的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内表面长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，高 $\text{[math]}$ 。将废水注满容器后，进行如下实验操作。