2021年上海市高考物理总复习：实验题（附答案）

2021年上海市高考物理总复习：实验题1.某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m（滑轮光滑），交流电频率为f=50Hz。（1）本实验中（需要或不需要）满足m 一 4 4小一红外线“=LS 故-Ar=IOs；4|运动方向-/，8 .某课外研究小组为了“探究电池电极间距对电动势E和内电阻r的影响”，以铜片、锌片和果汁制作的电池作为研究对象，选用实验器材如图甲所示。探究实验过程如下:#4-)（1）请你用笔画线代替导线连接图甲电路。（2）连好电路后闭合开关前，应 进 行 的 一 步 操 作 是。（3）实验中保持电池其他条件不变，依次增大铜片与锌片间的距离，分别测出实验数据。通过数据处理画出相应的果汁电池R-彳 图象，如图乙中（a）、（b）、（c）、（d）所示。由图象可知：随着电极间距的增大，电 源 电 动 势,内阻（均 填“增大”、“减小”或“不变”）；曲 线（c）对应的电源电动势E=（保留二位有效数字）。9 .某同学为测定某一干电池的电动势和内电阻，连接电路实物图如图甲所示，其中定值电阻R o=O.5 Q起保护作用，实验中移动滑动变阻器触头。读出电压表和电流表的多组数据U、I,得出如图乙所示的U-I图象。图甲第6页 共109页(1)图甲所示电路实物图中少连了一根导线，请在图甲中补上；(2)利用图象求得电源电动势E=,内电阻r=(结果保留2 位小数)。10.某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”，提供的实验器材有：电 源(6V)、电流表、电压表、定值电阻R(10Q)、滑动变阻器(40Q,0.5A)、开关和导线若干。(1)请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整；闭合开关前，应该将滑片P 置于端；(2)小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为0.15A,此时定值电阻消耗的功率为 W,变 阻 器 接 入 电 路 的 阻 值 为。；(3)该小组打算将定值电阻R 替换成小灯泡L(阻值较小)，利用现有器材探究“小灯泡中电流和电压的关系”,要求电流可以从零开始变化。为满足实验要求，在设计电路时，电 流 表 应 采 用 (选填“外接”或“内接”)法，滑 动 变 阻 器 应 采 用 (选填“限流”或“分 压“)式，请在方框中画出相应的电路图。11.某同学要测量一蓄电池的电动势和内阻，在学校实验室找到以下器材：毫安表A(内阻Rg=2.9。，满偏电流Ig=100mA)、电压表V(量程U o=3V,内阻很大)、电阻箱Ri(0999.9Q)、滑动变阻器R2、开关、导线若干。0.6必0.4%0 02g 0.4/,0.64 0.8/g/G乙(1)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R i与毫安表A 并联，可使其量程扩大，取 R尸 克 R g,则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的 倍。(2)扩大量程后毫安表的刻度盘并没有改变，将器材连接成如图甲所示的电路，调节滑第7页 共109页动变阻器R 2,读出了多组电压表的示数U和毫安表的示数IG，并作出了 U-IG图线如图乙所示，由作出的U -IG图线及题中的相关信息，可求得蓄电池的电动势E=V,内阻r=Q (结果保留两位有效数字)。1 2 .用如图所示装置验证机械能守恒定律。在已经调整为水平的气垫导轨上，将劲度系数为k的轻质弹簧右端固定在气垫导轨右端，弹簧左端与一质量为m 的滑块接触而不固连。第 1 次向右推滑块压缩弹簧一段距离，并测出压缩量X”然后静止释放滑块，通过光电门测量并计算得出滑块通过光电门的速度为v i；接下来重复以上实验操作，得到压缩量X和通过光电门的速度v的多组数据。已知弹簧的弹性势能E p=1 k x2,k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或压缩量。缓冲片 光电门 弹簧(1)在实验误差允许范围内，若 满 足 关 系 式,则可验证系统的机械能守恒定律。(2)为了更直观地验证，某同学建立的直角坐标系应以 为纵坐标，以 为横坐标，得 出 图 象 的 斜 率 为，同样可以验证机械能守恒定律。1 3 .在 做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：(1)图 1 中 的 仪 器 需 要 用 到 的 有。(2)某同学进行了以下实验操作步骤，其 中 有 错 误 的 步 骤 是。A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在2 2 0 V 交流电源上B.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D.拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源(3)某同学在实验中得到一条如图2所示的纸带，已知电源频率为f=5 0 H z.相邻计数点间有四个点迹没有画出，测量出X I、X 2、X 3、X 4、X 5、X 6,根据测量数据，该同学作出了正确的判断，即小车是做匀加速直线运动的，则 小 车 的 加 速 度 为 (用题中所给字母写出加速度的表达式)。第8页 共109页（4）若实验时电源频率略大于50Hz,则测量得到的图2 中各计数点的速度 小车的 实 际 速 度（填“大于”“小于”或“等于”）。图214.某同学通过实验测定一个阻值约为5Q的电阻Rx的阻值。现有电源（3 V,内阻可不计）、滑动变阻器（050。，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表：A.电 流 表（03 A,内阻约0.025。）B.电 流 表（00.6 A,内阻约0.125。）C.电 压 表（03 V,内阻约3kQ）D.电 压 表（0-1 5 V,内阻约15kQ）（1）为减小测量误差，在实验中，电 流 表 应 选 用,电 压 表 应 选 用 （选填器 材 前 的 字 母）；实 验 电 路 应 采 用 图 1 中的（选 填“甲”或“乙”兀（2）若 在（1）问中选用甲电路，产 生 误 差 的 主 要 原 因 是；若 在（1）问中选用乙电路，产 生 误 差 的 主 要 原 因 是。（选填选项前的字母）A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值C.电压表测量值小于Rx两端的电压值第9页 共109页D.电压表测量值大于R x两端的电压值（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图2所示，U=V,1=A,可得该电阻的测量值R x 。o1 5.如图所示，一打点计时器固定在斜面上端，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速直线滑下。由于实验者不小心将纸带弄成了三段，并把中间一段丢失了，如图所示是打出的完整纸带中剩下的两段，这两段纸带是小车运动的最初和最后两段时间分别打出的纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50 H z,即如图每两个相邻计时点的时间间隔为0.0 2 s,请根据如图给出的数据回答下列问题：5.12 5.74 6.36 8.85 9.47（单位：cm）（1）纸带的（选 填“右端”或“左端”）与小车相连；（2）根据匀变速直线运动的规律可求得：小车通过A点的瞬时速度vA=m/s。纸带上D E之间的距离X D E=c m,小车的加速度a=m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）若电源实际频率6 0 H z,计算时仍按照50 H z计算，则速度大小的测量值比真实值（选 填“偏大”“偏小”或“不变”）.（4）丢失的中间一段纸带上应该有 个计时点。1 6 .某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装双缝时得 到 分 布 图 是 （选 填 a”或 b”）；若要使干涉条纹的间距变大，可使缝屏与光屏 间 的 距 离 （选 填“增大”或“减小”）.图甲卜八八人八八/1b图乙1 7 .某同学利用图甲所示的装置“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”，实验器材还有祛码第1 0页 共109页盘和祛码。(1)弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L o：弹簧下端挂上祛码盘时，长度记为L x；在袪码盘中每次增加1 0 g 祛码，弹簧长度依次记为L i至 艮，数据如表：代表符号 LoLxLL2L3UL5u数 值（c m）2 5.3 52 7.3 52 9.3 53 1.3 03 3.4 03 5.3 53 7.4 03 9.3 0以祛码盘中祛码的质量m为纵轴，以弹簧长度与Lx的差值AL为横轴，建立如乙图所示的坐标系。请根据表中数据，在乙图上作出m-L图象。(2)由 m -AL图象可知弹簧的劲度系数为 N/m (结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s 2)。(3)通过m -AL图象和表中数据可知祛码盘的质量为 g。1 8.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M 间的关系时，采用如图1 所示的实验装置。小车及车中的祛码质量用M 表示，盘及盘中的祛码质量用m表示。(1)当 M 与 m的大小关系满足 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和祛码的重力。(2)某一组同学先保持盘及盘中的祛码质量m 一定来做实验，其具体操作步骤如下，以 下 做 法 正 确 的 是。A.平衡摩擦力时，应将盘及盘中的祛码用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=翳求出第1 1页 共109页cm1.10.3.09 5.12.7.10.9J311.09 r t r t t t-10 1 2 3 4 5 6(3)某同学在某次实验得到了如图2 所示的纸带(两计数点间还有四个点没有画出，纸带上的数字是相邻两点间的距离，电源频率是5 0 赫兹)。根据纸带可求出小车的加速度大小为 询 2,打计数点“4”时的速度大小为 m/s,(结果保留两位有效数字)1 9.在“探究加速度与小车质量关系”实验中，实验小组采用如图1 所示的装置。M 表示小车及祛码的总质量，m 表示沙桶及沙的总质量。行片件好驶小车及磋码打 点 映 器 内/.纸带=.飞滑轮均 用4 益鹏沙和沙桶图1图2(1)为使实验中小车所受合外力等于细线的拉力，应 采 取 的 措 施 是；为使细线对小车拉力大小近似等于沙桶和沙的重力m g,应 控 制 的 实 验 条 件 是。(2)实验小组在实验中得到如图2 所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50H z的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为m/s2(结果保留三位有效数字)。(3)在控制沙桶和沙的质量一定的情况下，该实验小组测得的实验数据如表所示，为了直观反映加速度与小车及祛码总质量的关系，请在图方格坐标纸中选取恰当的物理量建立坐标系，并在答题卡上作出相应的图，根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：_ _ _ _ _ _ _次数小车及祛码的总质量M/g加速度a/m*s 2/kg-1M12001.915.0022501.714.0033001.503.3343501.362.8654001.122.5064501.002.2275000.902.002 0.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学按照如下步骤进行操作:第1 2页 共109页a.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；b.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点，在橡皮条的另一端检上两条细绳形成结点,细绳的另一端系着绳套；c.如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置 O,记录结点位置和两个弹 测力计的示数、两根细绳的方向；d.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F i和 F2的图示，并以Fi和 F2为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线；e.只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到同一位置0,读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，并按同一标度作出这个力F 的图示；f.比较F 和 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.（1）本实验中步骤c 和 e 两次拉橡皮条的过程，主要体现了下列哪种科学方法 oA.理想实验