2023年高考物理预测系列试题五实验题147257高中物理.docx

2023年高考物理预测系列试题〔5〕·实验题 适用：全国各地区 理综物理实验题预测4例 一、根本仪器读数、电路设计、实验器材选择、图表图象法处理数据。 乙 1．〔1〕新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏〞，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。新式游标卡尺的刻度有三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份三种规格；以“39mm等分成20份〞的新式游标卡尺为例，它的准确度是_____mm；用它测量某物体的厚度，示数如图甲所示，正确的读数是____cm。螺旋测微器的螺距为0.5mm，可动刻度一周共50小格。当测微器螺杆与小砧并拢时，可动刻度的零刻线恰好与固定刻度的中央轴线重合。今使可动刻度旋转90°，那么此时测微器的读数为____mm。用它测一螺栓外径时刻度如图乙所示，那么其外径为_____mm。 〔2〕某同学从实验室中找到一只小灯泡，上边标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清，为了得到额定电压值，他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U ==V =1.23V。该同学疑心所得电压值不准确，于是，他利用下面可供选择的实验器材设计了一个电路进行测量。当电压到达1.23V时，发现灯泡亮度很弱，于是，该同学继续缓慢地增加电压，当到达2.70V时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，并将数据记录在表中。 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/v 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 A．电压表V〔量程3V，内阻约3kΩ〕 B．A1电流表〔量程150mA，内阻约2Ω〕 C．电流表 A2〔量程500mA，内阻约0.6Ω〕 D．滑线变阻器R1〔0－20Ω〕 E．滑线变阻器R2〔0－50Ω〕 F．电源E〔电动势4.0V，内阻不计〕 G．开关S和导线假设干 请你根据实验要求，帮助该同学完成实验分析： ①根据表中的实验数据，在给出的方格纸内作出U—I图线，并从图线上分析该灯的额定电压应为_____V；这一结果大于一开始的计算结果，原因是_______。 ②根据表中的实验数据，从题中选出该同学实验时所用的最正确电路和器材：电路图应为图 ；电流表为 〔填A1或A2〕；滑线变阻器为 〔填R1或R2〕。 答案：〔1〕0.05，3.030；0.125mm，8.600mm 〔2〕①如图；2.5；灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻〔或答灯泡电阻随温度升高而变大，意思对就可以给分〕；②〔A〕；A2；R2；或〔C〕；A2；R1 二、探究性实验。注重实验原理的迁移、电路设计、实验器材选择、图象图表法处理数据。 P L O Q v 速度传感器 甲 乙 2．Ⅰ．某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系〞的实验前，提出了以下几种猜测：①W∝，②W∝v，③W∝v 2。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器〔用来测量物体每次通过Q点时的速度〕，每次物体从初始位置处由静止释放。在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体的质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离L和读出速度传感器的读数v就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。 ①请你简要说明为什么不需要测出物体的质量？ ________。 ②让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4……，读出物体每次通过Q点的速度v 1、v 2、v 3、v 4、……，并绘制了如图乙所示的L－v图象。假设为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应怎么做？____。 ③在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果，为什么？_______。 Ⅱ．将两个金属电极插入水果中可以做成水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池〞，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。 〔1〕同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。晓宇同学找来了一个土豆做实验，如图，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A〞的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表测量其电压确实能到达3V多。据你猜测，出现这种现象的原因应当是：______ 〔不要求写分析、推导过程〕。 〔2〕晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池〞的两极，测得内阻的读数为30Ω。小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池〞的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得r=3.0kΩ。因而晓宇说土豆的内阻为30Ω，而小丽那么说是3kΩ。以下关于两位同学实验过程的分析正确的选项是_______。 A．晓宇的方法不正确，因水果电池本身有电动势不能用欧姆表直接测其内阻 B．晓宇的方法正确，因水果电池本身也是一个导体，可以用欧姆表直接测其电阻 C．小丽的测量结果十分准确，除了读数方面的偶然误差外，系统误差很小 D．小丽的测量结果不准确，因为水果电池内阻很大，用伏特表测得的电动势误差很大，因此计算出的内阻误差也很大 〔3〕假设实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A．电流表A1〔量程为0～0.6A ，内阻为1Ω〕 B．灵敏电流表A2〔量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω〕 C．灵敏电流表A3〔量程为0～300μA ，内阻未知〕 D．滑动变阻器R1 〔最大阻值约10Ω〕 E．滑动变阻器R2〔最大阻值约2kΩ〕 F．定值电阻〔阻值2kΩ〕 G．变阻箱〔0～9999Ω〕 ①为了能尽可能准确测定“土豆电池〞的电动势和内阻，实验中应选择的器材是_____ 〔填器材前的字母代号〕。 ②在方框中画出应采用的电路。 A B E D C 6.19 6.71 7.21 7.72 单位：cm A B C D 〔a〕 〔b〕 Ⅲ．某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系〞实验。如以以下图〔a〕为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量，小车运动加速度a可用纸带上的打点求得．电源频率50Hz。 ①上图〔b〕为某次实验得到的纸带〔纸带上的点为实际打点〕，根据纸带可求出小车的加速度大小为a=_______m/s2。〔取两位有效数字〕 ②在“探究加速度与质量的关系〞时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表： 图c 根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在上图〔c〕方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并做出图线。〔如有需要，可利用上表中空格〕 答案：Ⅰ．①功W与距离L成正比，得到L和v的关系即可得到W和v的关系。 ②绘制L－v2图象。 ③不会；重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比。 Ⅱ．〔1〕水果电池的内阻太大。〔2〕AD〔3〕①B、G②如图 A Ⅲ．①3.2；②作a－1/m图象，是一条过坐标原点的直线，图略。要求标明坐标、单位及数值。 三、测量性实验〔器材选择、数据处理、误差分析、实物连接、实验原理的迁移〕 3．〔1〕某同学用伏安法测量一个待测电阻的阻值，他将实验中读得的各组数据用实心圆点标于坐标纸上，如图甲所示。 ①要求较准确地测出待测电阻的阻值，且操作方便，在以下实验器材中，该同学选用的电压表应为 ，电流表应为 ，滑动变阻器应为 ．〔填序号〕 A．电压表0～3V，内阻约3kΩ B．电压表0～15V，内阻约15kΩ C．电流表0～0.6A，内阻约0.6Ω D．电流表0～1.5mA，内阻约5Ω E．滑动变阻器，0～15Ω F．滑动变阻器，0～100Ω ②根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值Rx=__ _Ω〔保存两位有效数字〕，该测量值与真实值相比应该_____〔填“偏大〞或“偏小〞〕。 ③根据实验原理和实验要求，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，在此题的实物图〔图乙〕上以笔画线代替导线连好电路。 V1 A E r S R R0 V2 P 〔2〕在测定电源电动势和内阻的实验时，某同学设计了如以下图的电路来测量定值电阻R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电压表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。 ①该同学在同一坐标纸上分别作出了U1－I、U2－I的图线，其中______图线的斜率较大； ②定值电阻R0的计算表达式是R0=_____〔用测得的物理量表示〕， 假设实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的R0值______〔填“大于〞、“等于〞或“小于〞〕实际值。 ③老师点评说：“在该同学所用的实验器材中，如果电压表视为理想电表，并知道电流表的内阻RA，只用一个电压表和一个电流表就能测出电动势、内阻以及R0的值。〞请你在虚线框中画出电路图。一位同学按以下步骤进行了实验：a．按电路图连接好电路；b．闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器短路，测得两电表读数为U1、I1；c．移动滑片P使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为U2、I2；d．整理器材，数据处理。请你用该同学所测实验数据写出E、r、R0三个物理量的计算式：E=_____，r=_____，R0=______。 答案：〔1〕①A；D；E；②图略，2.4〔2.3~2.5〕×103 ，偏大；③图略。 〔2〕①U2－I；②，大于；③电路如图；，，。 V1 A E r S R R0 P 四、验证性实验〔根本仪器的使用、实验原理的迁移等〕 4．〔1〕某同学用如以下图的装置做验证动量守恒定律的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次． ①本实验必须测量的物理量有以下哪些______。 A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的质量ma、mb C．小球a、b的半径r D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平局部间的高度差h ②放上被碰小球b，两球〔ma>mb〕相碰后，小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点． a b O A B C H O A B C ③某同学在做实验时，不小心将a、b两球的位置换了，小球b单独落下时的平均落点为图中的C点，碰后b球没有反弹，两球的平均落点分别为图中的A点和B点，那么该同学也测量了过程中的各个物理量，利用上述数据也能验证碰撞中的动量守恒，那么判断的依据是看 ____和______在误差允许范围内是否相等。 〔2〕某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒． ①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？ 。 ②如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_____cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s，那么滑块经过光电门时的瞬时速度为_____m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_