专题05 实验-2018年高考物理考试大纲解读

专题05 实验-2018年高考物理考试大纲解读

专题十三 实验 考纲原文再现 内容 要求 实验一：研究匀变速直线运动 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定则 实验四：验证牛顿运动定律 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律 实验七：验证动量守恒定律 实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)‎ 实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线 ‎1.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等 ‎2.要求认识误差问题在实验中的重要 考查方向展示 考向1 以弹簧或橡皮筋为纽带的力学实验 ‎【样题1】 （2015·福建卷）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。‎ ‎（1）图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm，图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为 cm；‎ ‎（2）本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是 ；（填选项前的字母）‎ A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 ‎（3）图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是 。‎ ‎【答案】（1）6.93 cm （2）A （3）钩码重力超过弹簧弹力范围 ‎ ‎【解析】（1）由乙图知，读数为14.66cm，所以弹簧伸长14.66–7.73=6.93 cm；‎ 考向2 以纸带或光电门为纽带的车板模型 ‎【样题2】 （2017·北京卷）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。‎ ‎（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。‎ A．直流电源 B．交流电源 ‎（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。‎ A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量 在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。‎ A．计时器不打点 B．计时器打点 ‎（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。‎ 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。‎ ‎（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验 结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。‎ ‎（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。‎ ‎【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW，k=(4.5~5.0) kg–1 质量 （5）A ‎【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。‎ ‎（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B。‎ ‎（3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则。‎ 考向3 以平抛运动为基础研究弹性势能及动量守恒 ‎【样题3】 （2011·北京卷）如图甲，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。‎ ‎（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题。‎ A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 ‎（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的符号）‎ A．用天平测量两个小球的质量m1、m2‎ B．测量小球m1开始释放高度h ‎ C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON ‎（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________________（用（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________（用（2）中测量的量表示）。‎ ‎（4）经测定，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前、后m1的动量分别为与，则:=_______:11；若碰撞结束时m2的动量为，则:=11:_______。实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为_______。‎ ‎（5）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用（4）中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm。‎ ‎【答案】（1）C （2）ADE （3）m1·OP=m1·OM+m2·ON m1·OP2=m1·OM2+m2·ON2 （4）14 2.9 1.01‎ ‎（5）76.8‎ ‎【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，要研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可通过落地高度不变情况下的水平射程来体现速度，故选C。‎ ‎（2）实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球 ‎（4）碰撞前后m1动量之比为，碰后m1、m2动量之比为，碰撞前后总动量的比值。 （5）发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒有，动能守恒有，解得，最大射程。‎ 考向4 以测量电阻或电动势为核心的电学实验 ‎【样题4】 （2017·天津卷）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。‎ ‎（1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、‎ 间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开。‎ ‎ ‎ ‎（2）排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1–I2图象得到电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。‎ ‎【答案】（1） （2）1.41（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可）‎ ‎【解析】（1）用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在间后有示数，说明电路被接通，即间有断路故障，再测量间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到间，则一定是导线断开；若读数为零，则说明电路未被接通，断路故障的范围被确定在间。‎ ‎（2）根据闭合电路的欧姆定律有，由于，上式可简化为，即，图线斜率，解得内阻r=0.5 Ω，代入横截距(260 mA，0.05 mA)，解得电动势E=1.41 V。‎ ‎ ‎