专题16+实验题解题方法与技巧（热点难点突破）-2019年高考物理考纲解读与热点难点突破

专题16+实验题解题方法与技巧（热点难点突破）-2019年高考物理考纲解读与热点难点突破

‎1．某实验小组欲测定一块电池的电动势E和内阻r，现有以下器材：‎ A．待测电池：电动势约为2 V，内阻约为1 Ω B．电压表V1：量程为0～500 mV，阻值为1 kΩ C．电压表V2：量程为0～5 V，阻值为1 kΩ D．定值电阻R2＝3 kΩ E．定值电阻R3＝7 kΩ F．电阻箱R(0～999 Ω)‎ G．开关一个、导线若干 ‎(1)为了消除电表内阻对实验的影响，作出图线的斜率更大，较准确测出此电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图，除已选定器材，电压表应选择________，R0应选择________．(选填器材前的字母序号)‎ ‎(2)根据正确选择的电压表，实验中示数如图乙所示，则该电压表的读数为________．‎ ‎(3)某同学根据上述器材，得到一组电压表和电阻箱示数，并作出－图线如图丙所示，(R为电阻箱的示数，U为电压表V的示数)，由该图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留三位有效数字)‎ ‎【答案】(1)B(1分)　D(1分)　(2)440 mV(1分)　(3)1.6(1.58～1.62 V)(1分)　1.04(1分)‎ ‎【解析】(1)电压表V2量程太大，电压表V1量程太小，应将电压表V1与定值电阻R2＝3 kΩ，串联改装成一个量程为0～2 V的电压表． ‎ ‎2．用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系．实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.‎ ‎(1)关于实验操作，下列说法正确的是________．‎ A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行 B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑 C．每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D．实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车 ‎(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离．已知所用电源的频率为50 Hz，打B点时小车的速度v＝________ m/s，小车的加速度a＝______m/s2.‎ ‎(3)改变细线下端钩码的个数，得到a－F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是__________________________________________________________________________.‎ ‎【答案】(1)AD(2分)　(2)0.316(2分)　0.93(2分)‎ ‎(3)随着所挂钩码质量m的增大，不能满足M≫m(4分)‎ ‎【解析】(1)在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，选项B错误；因为平衡摩擦力之后有Mgsinθ＝μMgcosθ，故tanθ＝μ，所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面方向的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，选项C错误．‎ ‎(3)随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足M≫m，因此图线上部出现弯曲现象．‎ ‎3．某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒．在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调节激光束与球心等高，斜槽末端水平．地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印．重复实验多次，测得小球通过光电门的平均时间为2.50 ms.(当地重力加速度g＝‎9.8 m/s2)‎ ‎(1)用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d＝________ mm，由此可知小球通过光电门的速度vB＝________ m/s；‎ ‎(2)实验测得斜槽末端离地面的高度h＝‎0.441 m，小球的平均落点P到斜槽末端正下方O点的距离x＝‎0.591 m，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0＝________ m/s；(结果保留三位有效数字)‎ ‎(3)在误差允许范围内，实验结果中小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0‎ 满足________关系，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的．‎ ‎【答案】(1)5.00(1分)　2(1分)　(2)1.97(2分)　(3)vB＝v0(1分)‎ ‎4． (1)某同学选择多用电表的“×‎1”‎挡测量一电阻的阻值．正确操作后得到如图甲所示的指针情况．则电阻的阻值约为________Ω.‎ ‎(2)为了精确测量该电阻Rx的阻值，该同学从实验室找来了下列器材：‎ 电流表A1(0～40 mA，内阻r1＝11.5 Ω)‎ 电流表A2(0～100 mA，内阻r2≈5 Ω)‎ 滑动变阻器R(0～10 Ω)‎ 电源E(电动势1.5 V，有内阻)‎ 开关、导线若干 ‎①实验中要求调节范围尽可能大，在方框内画出符合要求的电路图，并在图中注明各元件的符号．‎ ‎②用I1、I2分别表示电流表A1、A2的示数，该同学通过描点得到了如图乙所示的I1－I2图象，则电阻的阻值为________Ω.‎ ‎【答案】(1)12　(2分)‎ ‎(2)①如图所示(4分)　②11.5(4分)‎ ‎5． (1)在“探究求合力的方法”实验中，下列器材中必须要用的是________、________。‎ ‎(2)下列两个学生实验中，必须要测量质量、时间和位移的是________。‎ A．用打点计时器测速度 B．探究加速度与力、质量的关系 ‎(3)电磁打点计时器用的电源为________，电火花打点计时器用的电源为________。‎ A．直流4～6 V B．直流220 V C．交流4～6 V D．交流220 V ‎【答案】(1)B　D　(2)B　(3)C　D ‎【解析】(1)做共点力合成的规律实验需要的实验器材有：方木板、白纸、刻度尺、绳套、弹簧测力计、图钉、三角板、橡皮条，不需要秒表、打点计时器，选项B、D正确。‎ ‎(2)用打点计时器测速度不需要测量质量，探究速度与力、质量的关系的实验需要测量质量、时间和位移，选项B正确。‎ ‎(3)电磁打点计时器用的电源为交流电4～6 V，选项C正确；电火花打点计时器用的电源为交流 220 V，选项D正确。‎ ‎6．某物理兴趣小组利用如图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表、电压表：量程5 V，内阻为RV、滑动变阻器：最大阻值5 kΩ、导线若干。回答下列问题：‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点。‎ ‎(2)将图1中多用电表的黑表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，红表笔连接另一端。 ‎ 图1　　　　　　　　　　图2‎ 图3‎ ‎(3)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图2所示，设此多用电表内电池的电动势为E，电阻“×1 k”挡内部电路的总内阻为r。调节滑动变阻器，测得多组多用电表的读数R和电压表读数U，由测得的数据，绘出如图3所示的－R图线，已知图中斜率为k，纵轴截距为b，则电源电动势E＝________，电阻r＝________(用k，b，RV表示)。‎ ‎【答案】(2)2　(3)　 ‎7．《探究碰撞中的不变量》实验有多种实验方案，如图4所示的是一个常用方案。设入射球质量为mA，靶球质量为mB，实验前两球质量最佳的配置是mA________mB(填“大于”“小于”或“等于”)。在所记录的落点M、N、P中________段距离(填“OM”“ON”或“OP”)可用于测量入射球碰撞前的平抛速度；在误差允许的范围内，只要验证了某个关系式成立，便可确定在碰撞中存在守恒的物理量，需验证的关系式是________(‎ 用题中所列物理量及图中所标的字母表示)。‎ 图4‎ ‎【答案】大于　OP　mA·OP＝mA·OM＋mB·ON ‎8．某同学在进行“探究加速度与力和质量的关系”实验时，经历了以下过程：‎ ‎(1)在实验准备过程中，发现实验室有两种打点计时器，如图1甲所示。该同学决定使用电火花打点计时器，该打点计时器对电源的要求是________。‎ A．交流220 V B．直流220 V C．交流4～6 V D．直流4～6 V ‎(2)该同学欲通过图乙所示装置打出的纸带(图丙)来判断是否已经平衡摩擦力。‎ 根据纸带的点迹可以判断：为进一步平衡摩擦力，图乙中垫块应向________(选填“左”或“右”)移一些。‎ ‎(3)在利用此装置做实验时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图丁。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离(单位 ‎ cm)。则打下计数点3时小车的瞬时速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2。(以上两空均保留两位有效数字)‎ 丁 图1‎ ‎【答案】(1)A　(2)左　(3)0.38　0.16‎ ‎9．小明同学在测定电源电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 Ω)实验中， 实验室中的器材有：量程为3 V的理想电压表，量程为0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R0，滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω)，开关K，导线若干。‎ ‎(1)固定电阻R0应选用________(填“A”或“B”)。‎ A．阻值9 Ω，额定电流3.6 A B．阻值1 Ω，额定电流1.5 A ‎(2)在虚线框内画出实验电路原理图(图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出)。‎ ‎(3)图2是某次测量中的电压表示数为________ V。‎ ‎(4)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可求出E＝________， r＝________。(用I1、I2、U1、U2 及R0表示)‎ 图2‎ ‎【答案】(1)A　(2)见解析图　(3)1.00(1.00±0.01都对)　(4)　－R0‎ ‎【解析】(1)因电源电动势4.5 V，电压表量程为3 V，则在电源内阻和定值电阻R0上至少要分得1.5 V电压可知，定值电阻要选择A。‎ ‎(2)电路图如图。‎ ‎10．(1)在“探究电磁感应的产生条件”实验中，如图3所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合的瞬间，发现电流表指针向右偏转，能使电流表指针向左偏转的实验操作是________。‎ 图3‎ A．拔出线圈A B．迅速向右移动滑动变阻器的滑片 C．断开开关 D．在线圈A中插入铁芯 ‎(2)在 “插针法”测定玻璃折射率实验中，某同学在操作时不小心使玻璃砖向上平移如图4所示，则他测出的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；该同学发现问题后及时做出调整后实验，如图5所示，他插第四枚大头针的依据是________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ 图4　　　　　　　　图5‎ ‎【答案】(1)AC　(2)不变　眼睛在另一侧看大头针，第4枚大头针把P1、P2、P3处的大头针都挡住 ‎(2)如图所示。‎ 实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律n＝可知，测得的折射率将不变。根据光路的可逆性可知，他插第四枚大头针的依据是眼睛在另一侧看大头针，第4枚大头针把P1、P2、P3处的大头针都挡住。‎ ‎11．某同学采用如图1甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。‎ 图1‎ ‎(1)除了图甲装置中的器材之外，还必须从图乙中选取实验器材，其名称是________；‎ ‎(2)指出图甲装置中不合理的地方(一处)__________________________；‎ ‎(3)小明同学得到了如图丙的一条纸带，读出0、4两点间的距离为________cm；‎ ‎(4)已知打点计时器的电源频率为50 Hz，打下计数点5时纸带速度的大小为________m/s(保留2位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)刻度尺　(2)重锤离打点计时器太远 ‎(3)3.10　(4)0.91‎ ‎12．小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了更准确选取电压表和电流表的合适量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。‎ ‎(1)在使用前发现电表指针位置如图2甲所示，该同学应该调节哪个位置________(选“①”或者“②”)；‎ ‎(2)小明使用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆挡________(填“×100”挡或“×1”挡)两表笔短接并调节________(选“①”或者“②”)。‎ ‎(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙位置，则小灯泡阻值的测量值为________Ω。‎ 图2‎ ‎【答案】(1)①　(2)×1　②　(3)28 Ω(25～30范围内都可)‎ ‎【解析】(1)使用前指针不指零，应调机械调零旋钮①。‎ ‎(2)示数太小，应换小倍率，所以小明应旋转开关至欧姆挡“×1”，两表笔短接，欧姆调零，应调欧姆调零旋钮②。‎ ‎(3)电阻表读数规则是“示数×倍率”，读数应为28×1 Ω＝28 Ω ‎13． (1)某同学用如图3所示的实验装置“探究电磁感应的产生条件”，发现将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时，甲图中的电流表发生明显偏转，乙图中的小灯泡始终不发光(检查电路没有发现问题)，试分析小灯泡不发光的原因________________________________。‎ 图3‎ ‎(2)下列关于“用双缝干涉测量光的波长”实验的操作，正确的是________。‎ A．光具座上从光源开始依次摆放凸透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头和目镜 B．将单缝向双缝靠近，相邻两亮条纹中心的距离减小 C．将滤光片从红色换成绿色，观察到的条纹间距增大 D．单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节 ‎【答案】(1)感应电流太小　(2)D ‎【解析】(1)根据感应电流产生条件，结合题意，将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时，甲图中的电流表发生明显偏转，乙图中仍有电流，而小灯泡始终不发光原因是电流的值太小。‎ ‎14．(1)小王同学用如图1甲所示的装置做“探究合力做功与物体速度变化关系”的实验，小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。‎ 图1‎ 在实验准备过程中，小王整理了一些实验器材(导线未画出) 如图乙所示，还缺少两种器材是________。实验中，该同学发现纸带有如图丙所示的两种穿法，________(填“A”或“B”)的穿法更合理。‎ ‎(2)小张同学用如图2所示装置，尝试通过测得细绳拉力(悬挂重物重力近似等于拉力)做的功和小车获得的速度的值进行探究，则 图2‎ ‎①下列说法正确的是________。‎ A．该方案需要平衡摩擦力 B．该方案需要重物的质量远小于小车的质量 C．该方案操作时细线应该与木板平行 D．该方案处理数据时应选择匀速时的速度 ‎②某次获得的纸带如图3所示，小张根据点迹标上了计数点，计数点2在刻度尺上的读数为________ cm，并求出计数点2的速度为________ m/s(计算结果保留3位有效数字)。‎ 图3‎ ‎【答案】(1)低压交流电源(或学生电源)　刻度尺　B　(2)①ABC　②4.36(4.35～4.39)　0.410(0.405～0.415)‎ ‎【解析】(1)除了图中已有的实验器材以外，要计算小车的速度v＝，其中t由打点计时器给出，还需要刻度尺来测量长度，因此还缺少低压交流电源(或学生电源)和刻度尺。纸带应该放在复写纸下面，故选项B正确。‎ ‎15.(1)用如图4所示的电路，做测定电池的电动势和内阻实验并用图象法处理数据过程中，下列说法正确的是________。‎ 图4‎ A．用旧电池比新电池效果好 B．实验中滑动变阻器不能短路，若当滑动变阻器短路时，通过电源的短路电流无穷大，导致电源损坏 C．用图象法处理数据时选择坐标轴的标度，应使表示实验数据的点尽可能地集中 D．选择坐标轴的标度时，应使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸 ‎(2)用多用电表测某一元件的物理量，指针偏转如图5所示，其示数为________。‎ ‎(3)在某次测量时电表欧姆挡示数如图6所示，为了更准确地测量阻值，应完成以下步骤：‎ ‎①将选择开关旋转到“2”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)‎ ‎②将两表笔短接并调零，应使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。‎ 图5　　　　　　　　　　　　　图6‎ ‎【答案】(1)AD　(2)2.00 V　(3)①×1　②电阻 ‎(2)从图中可知电表测量电压，所以读数为2.00 V。‎ ‎(3)从图中可知指针偏转角度过大，被测电阻小，所以使用小挡位“×1”挡；并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线。‎ ‎16．小洁同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中：‎ ‎(1)在利用游标卡尺测量摆球直径时，测得示数如图7甲所示，则该摆球的直径d＝________ mm。‎ ‎(2)在测摆长L时，她将刻度尺的零刻度线与悬点对齐，示数如图乙所示，由此可知该单摆的摆长为L＝________ cm。‎ 图7‎ ‎(3)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。‎ A．摆线要选择细些的，伸缩性小些的，并且尽可能长一些 B．摆球尽量选择质量大些，体积小些的 C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置小于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球第n次回到开始位置时停止计时，若所用时间为Δt，则单摆周期T＝ ‎【答案】(1)14.3　(2)76.20(76.20±0.02)　(3)AB ‎【解析】(1) 由图可知，主尺读数为14 mm，游标尺上第4条刻度线与主尺上某一刻度线对齐，则游标尺的读数为3×0.1 mm＝0.3 mm，所以摆球直径为14 mm＋0.3 mm＝14.3 mm。‎ ‎(2)摆长等于悬点到球心的距离，分度值为1 mm，则摆长L＝76.20 cm。‎ ‎ ‎