2021年山西省高考物理总复习：实验题（附答案）

2021年山西省高考物理总复习：实验题1 .图 甲 是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（1）实验前应对实验装置反复调节，直 到 斜 槽 末 端 切 线,每次让小球从同一位置由静止释放，是 为 了 保 证 每 次 小 球 平 抛；（2）图乙是实验取得的数据，其 中 O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s （g=9.8 m/s2）；（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 c m,实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s,小球运动到 B点的竖直分速度为 m/s,平 抛 运 动 初 位 置 的 坐 标 为（如图丙所示，以O 点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，g=1 0 m/s2）2.用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L i =1 0 0 mm,双缝与屏的距离L 2=7 0 0 m m,双缝间距d=0.2 5 mm,用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如 图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。卷光x 双0在m nt息 芯0H 甲 S3乙第 5 条条纹时读数（1）分划板的中心刻线分别对准第1 条和第5条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）第1页 共1 0 8页所示，则对准第1条时读数x i=2.1 9 0 mm、对准第5条时读数X2=m m（2）根据以上条件，可算出这种光的人=nm（保留三位有效数字）（3）在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹变稀疏的是。A.改用波长较短的光（如紫光）做入射光B.增大双缝到屏的距离C.减少双缝间距D.增大双缝间距3.（1）在研究匀变速直线运动规律的实验中，使用的电火花计时器和电磁打点计时器都是一种计时的仪器，均使用交流电源，若电源的频率为5 0 H z时，它们每隔 s打一个点。1 5i E!cm17.5431.6C49.20（2）如图所示为一次记录小车运动情况的纸带。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0s。根据实验给出的数据可以判断小车做匀变速直线运动。D点的瞬时速度大小为 m/s,运动小车的加速度大小为 m/s 2.（要求保留3位有效数字）4 .某研究小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电流表的内阻。（1）首先用欧姆表测量电流表的内阻，测 量 时 红 色 表 笔 应 该 接 电 流 表 的（填：“正接线柱”或“负接线柱”）；用“X 1 0”挡测量时指针指示如图甲所示，则应该换 挡再次测量。（2）研究小组又设计了更精确的测量方案，所用电路如图乙所示。将开关S闭合，调节第2页 共108页R i、R2使电流表、电压表指针都在合适位置，然后在保持 不变的前提下，多次改变Ri、R 2,记录RI和电流表偏转的格数N,再根据记录数据作出RL与图象，若作出的图象如图丙所示，则 电 流 表 的 内 阻 等 于。5.几位同学对一个阻值大约为60 0 C的未知电阻进行测量，要求较精确地测量电阻的阻值。有下列器材供选用：A.待测电阻RxB.电压表V（量程6 V,内阻约3k。）C.电流表Ai（量程20 m A,内阻约5。）D.电流表A2（量 程 1 0 m A,内阻约1 0 Q）E.滑动变阻器Ri（0 20。，额定电流2A）F.滑动变阻器R2（0 20 0 0 C,额定电流0.5A）G.直流电源E（6 V,内阻约1。）H.多用表I 开 关、导线 若 干甲（1）甲同学用多用表直接测量待测电阻的阻值如图甲所示。若选用欧姆表“X 1 0 0”档位，则 多 用 表 的 读 数 为。（2）乙同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路，电路图如图乙所示，则电流表应选择（选填“Ai”或“A2”），滑 动 变 阻 器 应 选 择（选填“R1”或“R 2。（3）丙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图丙所示的测量电路，具体操作如下：按图丙连接好实验电路，调节滑动变阻器Ri、R2的滑片至适当位置；开 关 S2处于断开状态，闭合开关S.调节滑动变阻器Ri、R2的滑片，使电流表A2的第 3 页 共 1 0 8页示数恰好为电流表A i的示数的一半，读出此时电压表V的示数U i和电流表A的示数I i。保持开关S i闭合，再闭合开关S 2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出此时电压表V的示数U2和电流表A2的示数12。可 测 得 待 测 电 阻 的 阻 值 为,同时可测出电流表A i的内阻为（用U i、U2、11、12 表示）。（4）比较乙、丙两位同学测量电阻R x的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差？（选 填“乙”或“丙”）同学。6.如图甲所示，是研究小车做匀变速直线运动基本公式应用的实验装置，打点计时器的工（1）实验中，必 要 的 措 施 是。A、细线必须与长木板平行B、小车必须具有一定的初速度C、小车质量远大于钩码质量D、平衡小车与长木板间的摩擦力（2）如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G是打好的纸带上7个连续的点。从图乙中可读得S6=c m,计算F点对应的瞬时速度大小的计算式为VF=（用题目中所给量的字母表示）（3）如图丙所示，是根据实验数据画出的v2-2s图线（s为各打点至同一起点的距离），由图线可知：该 图 线 的 斜 率 表 示,其大小为（保留2位有效数字）。7.如图是一种运动传感器的原理图。这个系统由A、B两个小盒子组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器。A固定在被测的运动小车上，B固定在桌面上。第一次测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波第4页 共108页脉冲，B 盒收到红外线脉冲时，开始计时，收到超声波脉冲时计时停止（红外线的传播时间可以忽略），两者的时间差为t i =l s；经过t=1 0 s 时间，再进行第二次测量时，两者的时间差为t 2=1.5 s；设：空气中的声速为3 4 0 m/s,以 B盒接收超声波的孔为坐标原点，向右为坐标轴正方向。（1）A盒第一次发射超声波时发射孔的坐标x i =；A盒第二次发射超声波时发射孔的坐标X2=m.（2）该小车的运动速度v=m/s,B盒第二次接收到超声波时，A盒发射孔的坐标 X 2 =m o（3）用此方法求得小车的速度比真实的速度偏.（填：大或小），理由是连接到1町卢波A/j=ls.打 外线X2_4 5 5s AXA 尸 10s-*；4|运 动 方 向 二二二.A*77777777777.8.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:（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）。第5页 共1 0 8页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Ro=O.5Q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。J AffiP四乙（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）。1 0 .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（1 0。）、滑动变阻器（40 C,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0.1 5A,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。I I .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=2.9C,满偏电流Ig=1 0 0 mA）、电压表V（量程U o=3 V,内阻很大）、电阻箱R i（0 第6页 共1 0 8页9 9 9.9(1),滑动变阻器R 2、开关、导线若干。(1)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R 1 与毫安表A并联，可使其量程扩大，取 R i=点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 -1G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=1(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 I,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=/k x 2,k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或压缩量。(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 o(2)某同学进行了以下实验操作步骤，其 中 有 错 误 的 步 骤 是。第7页 共108页A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在220V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=50Hz.相邻计数点间有四个点迹没有画出，测量出XI、X2、X3、X4、X5、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）。（4）若实验时电源频率略大于50H z,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5。的电阻Rx的阻值.现有电源（3 V,内阻可不计）、滑动变阻器（05 0 Q,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3k。）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”兀第8页 共108页（2）若 在（1）问中选用甲电路，产 生 误 差 的 主 要 原 因 是；若