1、高考物理,新高考专用,专题十七 实验,考点一探究弹簧弹力与形变量的关系,1.(2021广东,11,7分)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。,(1)利用Li=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:L1
2、=6.03 cm,L2=6.08 cm,L3=cm,压缩量的平均值=cm;(2)上述是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量;(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80 m/s2,该弹簧的劲度系数为N/m(结果保留3位有效数字)。,答案(1)6.046.05(2)3(3)48.6,2.(2018课标,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。,现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘
3、内放有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。,答案3.77553.7,3.(2018课标,23,9分)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。
4、,图(a),图(b),图(c),回答下列问题:(1)f4=N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k=;(4)取g=9.80 m/s2,由绘出的f-m图线求得=。(保留2位有效数字),答案(1)2.75(2)如图所示(3)(M+m)gg(4)0.40,考点二探究两个互成角度的力的合成规律,1.2022浙江6月选考,17(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图所示,在该实验中,下列说法正确的是(单选);A.拉着细绳套的两只弹簧秤,稳定后读数应相同B
5、.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D.测量时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板若只有一只弹簧秤,为了完成该实验至少需要(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点。,答案D3,2.2018天津理综,9(2)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有。A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的
6、位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力,该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。其中对于提高实验精度最有利的是。,答案BCB,考点三长度的测量及其测量工具的选用,1.2021北京,15(1)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径,示数如图所示。则该金属管的内径为mm。,答案31.4,2.(2022湖南,
7、11,6分)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图(a)所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下:,图(a),(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05 g;(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡皮筋的长度l,记录数据如下表:,(3)根据表中数据在图(b)上描点,绘制图线;,图(b),图(c),(4)取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示,此时橡皮筋的长度为cm;(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g(计算结果保留3位有效数字)。,答案(3)见解析(4)15.35(15.3415.36)(5
8、)127,解析(3)根据表中数据描点连线如图所示;(4)根据刻度尺的读数规则,读出橡皮筋的长度为15.35 cm-0.00 cm=15.35 cm;,(5)由胡克定律F=kx可得k=,本题中F可用5枚硬币的重力表示,则x指的是橡皮筋的伸长量,约为1.51 cm,则k=N/cm0.196 N/cm;设冰墩墩玩具的质量为m,挂上冰墩墩后,橡皮筋长度为15.35 cm,与表中第4组数据联立可得k=N/cm,解得m127 g。,考点四电表的改装与校对,1.(2019课标,23,10分)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200,经计算后将一阻值
9、为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。,图(a),(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号),图(b),A.18 mAB.21 mAC.25 mAD.28 mA,图(c),(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 C.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R
10、值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=。,答案(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4),2.(2022辽宁,11,6分)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 A,内阻为1.2 k)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R1=40,R2=360。(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0mA;(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接A端时(填“大”或“小”);,(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电表测量未知电阻Rx的阻值,设计了图(b
11、)中的两个电路,不考虑实验操作中的偶然误差,则利用(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。,答案(1)1(2)大(3)乙,3.(2019课标,23,10分)某同学欲将内阻为98.5、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度,可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 k),滑动变阻器R1(最大阻值1 500),滑动变阻器R2(最大阻值500),电阻箱(099 999.9),干电池(E=1.5 V,r=1.5),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻
12、器R接入电路的电阻应为;滑动变阻器选(填“R1”或“R2”)。,图(a),(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、。,图(b),(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向k处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为。,图(c),答案(1)连线如图900R1(2)45 k5 k(3)035 000.0,考点五用单摆测量重力加速度的大小,1.2020海南,14
13、(1)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道,其截面如图,某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。,主要实验过程如下:用手机查得当地的重力加速度g;找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次全振动的时间t,算出滑板车做往复运动的周期T=;将滑板车的运动视为简谐运动,则可将以上测量结果代入公式R=(用T、g表示)计算出轨道半径。,答案,2.2020浙江7月选考,17(2)某同学用单摆测量重力加速度,为了减少测量误差,下列做法正确的是(多选);A.摆的振幅越大越好B.摆球质量大些、体积小些C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D.
14、计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处改变摆长,多次测量,得到周期二次方与摆长的关系图像如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是。,A.测周期时多数了一个周期B.测周期时少数了一个周期C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长,答案 BCC,考点六测量玻璃的折射率,1.2021浙江1月选考,17(2)小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时,发现只有3枚大头针,他把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率。请在方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r,并写出折射率n的计算式。,答案 如图所示n=,2.2
15、019天津理综,9(2)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四枚大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是。,该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=。(用图中线段的字母表示
16、),答案ADD,考点七用双缝干涉实验测量光的波长,1.(2018浙江4月选考,21,4分)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下,小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝和细丝,在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示。已知细丝的直径为0.605 mm,现用螺旋测微器测量细丝的直径,如图2所示,细丝的直径为mm。图1中的(填“a”或“b”)是细丝的衍射图样。,图1图2,(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图3所示,白炽灯发出的光经滤光片成为波长为的单色光照射单缝,能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线
17、的距离为h、与光屏的距离为D,则条纹间距x=。随后小明撤去平面镜,在单缝下方A处放置同样的另一单缝,形成双缝结构,则在光屏上(填“能”或“不能”)观察到干涉条纹。,图3,答案(1)0.999a(2)不能,2.2019课标,34(2),10分某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:()若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可;A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动,D.使用间距更小的双缝()若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离
18、为x,则单色光的波长=;()某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字)。,答案()B()()630,3.2021浙江6月选考,17(2)图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是(单选)。A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行,要增大观察到的条纹间距,正确的做法是(单选)。A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双
19、缝与测量头间的距离,答案CD,考点八用油膜法估测油酸分子的大小2019课标,33(1),5分用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是。,答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积,拓展一测量做直线运动物体的瞬时速度,1.(2020江苏单科,11,10分)疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下
20、落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图1所示。,(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是。(2)下列主要操作步骤的正确顺序是。(填写各步骤前的序号)把刻度尺竖直固定在墙上捏住小球,从刻度尺旁静止释放手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置打开手机摄像功能,开始摄像(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s,刻度尺的分度值是1 mm,由此测得重力加速度为m/s2。,(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。,图2,答案(1)小钢球(2)(3)9.6(9.59.7都算对)(4)仍能,2.2021天津,9(1)某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置,将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中,示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6。,写出小球在位置1的速度表达式。要求充分利用测量数据,写出小球运动过程中的加速度表达式。在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是误差。(填“偶然”或“系统”),
