2020高考物理备考之百所名校组合卷系列专题19 物理实验（2） 15页

‎2020高考物理备考之百所名校组合卷系列专题19 物理实验（2） ‎ ‎【试题1】在使用打点计时器时 (　　)‎ A．应先接通电源，再使纸带运动 B．应先使纸带运动，再接通电源 C．在使纸带运动的同时接通电源 D．先使纸带运动或先接通电源都可以 ‎【解析】　先接通电源再使纸带运动，可使纸带上打出的点子更多，纸带利用率更高，另外，在纸带运动较快的情况下，如果先释放纸带后接通电源，可能造成纸带上无点的情况．‎ ‎【答案】　A ‎【试题出处】2020·广西玉林一中模拟 ‎【试题2】一同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动加速度”的实验时，纸带上打出的点不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为 (　　)‎ A．打点计时器错接在直流电源上 B．电源电压不稳定 C．电源的频率不稳定 D．打点针压得过紧 ‎【试题出处】2020·广州模拟 ‎【试题3】(1)某同学要进行探究匀变速直线运动的实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)：________‎ ‎①打点计时器　②天平　③低压交流电源　④低压直流电源　⑤细绳和纸带　⑥钩码和小车　⑦秒表　⑧一端有滑轮的长木板　⑨刻度尺 ‎(2)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度大小vA＝________m/s，小车运动的加速度大小a＝________m/s2.(结果要求保留三位有效数字)‎ ‎【解析】　(2)vA＝，T＝0.1s，所以解出vA＝‎0.337m/s.由BD－OB＝a(2T)2，‎ 解出a≈‎0.393m/s2.‎ ‎【答案】　(1)②④⑦　(2)0.337　0.393‎ ‎【试题出处】2020·长春模拟 ‎【试题4】用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，造成各连续相等的时间间隔内的位移之差不是一个恒量的主要原因是 (　　)‎ A．长度测量不准确 B．打点间隔不是0.02s，而是0.018s C．运动中受摩擦力作用 D．木板未调成水平 ‎【试题出处】2020·湖南湘潭一中模拟 ‎【试题5】在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格中所示，为了算出加速度，合理的方法是 (　　)‎ 计数点序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 计数点对应时刻(s)‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ 通过计数点的速度(cm/s)‎ ‎44.0‎ ‎62.0‎ ‎81.0‎ ‎100.0‎ ‎110.0‎ ‎168.0‎ A.根据任意两计数点的速度应用公式a＝Δv/Δt算出加速度 B．根据实验数据，画出v－t图象，量出其倾角，由公式a＝tanα算出加速度 C．根据实验数据，画出v－t图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式a＝Δv/Δt算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 ‎【解析】　方法A偶然误差较大，方法D实际上也仅由始末两段位移决定，偶然误差也较大，只有C充分利用画出的v－t图象的各次数据，减小了偶然误差，而B找v－t图象的倾角tanα是不妥的，因为物理学计算图象中纵横坐标的分度选取往往是不相同的，是由我们自己随意定大小的，不像数学中的纯数坐标．‎ ‎【答案】　C ‎【试题出处】2020·河北襄樊一中模拟 ‎【试题6】某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：(填字母，单位：cm)‎ ‎(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的________．‎ ‎(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2.‎ ‎【解析】　因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打A纸带时，加速度 a＝＝＝m/s2＝‎0.6m/s2.‎ 又小车运动的加速度：a＝，‎ 则4、5两点间隔为：‎ s5＝s2＋3aT2＝36.0×10－‎3m＋3×0.6×‎‎0.12m ‎＝54×10－‎‎3m 所以从纸带A上撕下的那段应是C.‎ ‎【答案】　(1)C　(2)0.6‎ ‎【试题出处】2020·河南鹤壁一中模拟 ‎【试题7】利用打点时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，如图所示给出了该次实验中，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0,1,2,3,4,5,6都为计数点．测得：s1＝‎1.40cm，s2＝‎1.90cm，s3＝‎2.38cm，s4＝‎2.88cm，s5＝‎3.39cm，s6＝‎3.87cm.‎ ‎(1)在计时器打出点1,2,3,4,5时，小车的速度分别为：‎ v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s.‎ ‎(2)作出v－t图象，并由图象求出小车的加速度a＝________cm/s2.‎ ‎【答案】　(1)16.50　21.40　26.30　31.35　36.30　(2)图见解析　50.33‎ ‎【试题出处】2020·山东威海模拟 ‎【试题8】如图所示为小球从某一高度处自由下落时，用频闪照相获得的轨迹的一部分，计数点1、2的间隔为‎7.71cm,2、3的间隔为‎8.75cm,3、4的间隔为‎9.80cm，4、5的间隔为‎10.86cm，每次闪光的时间间隔为1/30s，求小球运动到计数点3时的瞬时速度是多少？‎ ‎【解析】　根据某段时间内的平均速度可以“粗略”代表某点的速度的思想来计算小球的速度．‎ 小球运动到计数点3时，其速度为 v3＝＝m/s ‎＝‎2.7825m/s ‎【答案】　‎2.7825m/s ‎【试题出处】2020·昆明一中模拟 ‎【试题9】在“用单摆测定重力加速度”的实验中，采用了以下几种不同的测量摆长的方法，其中不妥或错误的是 (　　)‎ A．装好单摆，用力拉紧摆线，用米尺测量摆线长度，然后加上摆球半径 B．让单摆自然下垂，用米尺直接测出悬点到球心的距离 C．让单摆自然下垂，用米尺测出摆线长度，然后加上摆球的半径 D．把单摆取下并放于桌面上，用米尺测出摆线长，然后加上摆球的半径 ‎【解析】　正确的测摆长的方法是让单摆自然下垂，用米尺测出摆线长L0，用游标卡尺测小球直径D，则摆长L＝L0＋.‎ ‎【答案】　ABD ‎【试题出处】2020·四川宜宾模拟 ‎【试题10】)某同学在用单摆做测重力加速度的实验中，用了一不规则小铁块代替小球，因而无法测量摆长的确切值．他第一次用长l1的悬线，测得周期T1；第二次用长l2的悬线，测得周期T2.则g值应为 (　　)‎ A.　　　　　　　　 B. C. D．无法计算 ‎【解析】　由T＝2π得：T1＝2π，T2＝2π，所以Tg＝4π‎2l1，Tg＝4π‎2l2，所以(T－T)g＝4π2(l1－l2)，所以g＝，即B对．‎ ‎【答案】　B ‎【试题出处】2020·湖南质量检测 ‎【试题11】2020年第1季度，国际原油价格暴涨．假设一艘油轮装载有密度为ρ＝9×‎102kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故使原油泄漏了9t，则这次事故造成的最大可能污染的海洋的面积约为(　　)‎ A．‎1012m2‎　　　B．‎109m‎2‎　‎　　C．‎108m2‎　　　D．‎‎1011m2‎ ‎【解析】　9t原油体积V＝m/ρ＝m3＝‎10m3‎，油膜厚度d取分子直径10－‎10m，单分子油膜面积S＝＝‎1011m2‎即为可能被污染的最大面积．‎ ‎【答案】　D ‎【试题出处】2020·北京四中模拟 ‎【试题12】某学生在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于 (　　)‎ A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量酒精 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴 ‎【解析】　由d＝知，选项A、C会导致油酸面积偏小，会使d偏大；选项B、D会使油酸体积偏小，分子直径d减小．‎ ‎【答案】　AC ‎【试题出处】2020·河北秦皇岛模拟 ‎【试题13】学习了“用油膜法估测分子的大小”的实验后，我校课外物理兴趣小组欲体验一下真实情况，小组同学将体积为1.2×10－‎3cm3的石油滴在平静的水面上，经过一段时间后，石油扩展为‎3m2‎的单分子油膜，请你估算一下油分子的直径为 (　　)‎ A．6.0×10－‎10m B．4.0×10－‎‎10m C．4.0×10－‎8m D．4.0×10－‎‎12m ‎【解析】　d＝＝m＝4.0×10－‎10m.‎ ‎【答案】　B ‎【试题出处】2020·山西临汾一中模拟 ‎【试题14】利用油膜法可粗略地测定阿伏加德罗常数．若已知n滴油的总体积为V，一滴油形成的油膜面积为S，这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，油分子可视为球体，则阿伏加德罗常数NA应为 (　　)‎ A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ ‎【试题出处】2020·辽宁大连模拟 ‎【试题15】利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的45×‎50cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．则：‎ ‎(1)下面给出的实验步骤中，正确顺序为________．‎ A．将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N C．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为‎1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，等出油酸薄膜的面积S(单位为cm2)‎ D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ‎(2)该实验测得的单个油酸分子的直径约为________(单位：cm)．‎ A. B. C. D. ‎【解析】　(2)1mL油酸酒精溶液所含纯油酸0.05%cm3，每滴溶液所含纯油酸0.05%/Ncm3，n滴溶液所含油酸0.05%n/Ncm3，油酸薄膜厚度d＝(cm)即为测得的油酸分子的直径．‎ ‎【答案】　(1)BDAC　(2)B ‎【试题出处】2020·浙江海宁中学模拟 ‎【试题16】在做“用油膜法估测油酸分子直径的大小”实验时，‎ 某同学实验操作如下：‎ ‎①用游标卡尺测得用完了的中性笔笔芯外径如图所示，用小刀截取一段剖开，用游标卡尺测得笔芯筒的厚度为‎0.95mm，记下内径d；‎ ‎②用笔芯吸取浓度为A的油酸酒精溶液，用小刀在溶液上、下两个界面刻线做上记号；‎ ‎③将笔芯中一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上；‎ ‎④将笔芯中所剩溶液一滴一滴的滴入原装溶液的容器中，数得有N滴；‎ ‎⑤用游标卡尺测得两条刻线记号之间的距离为h；‎ ‎⑥待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上如图所示，测得油酸薄膜占有的小正方形个数为X.‎ ‎(1)中性笔笔芯的内径为________cm；‎ ‎(2)从图上数得油膜占有的小正方形个数为X＝________；‎ ‎(3)用以上字母表示油酸分子直径的大小D＝________.‎ ‎【解析】　(1)中性笔笔芯的外径为‎4mm＋5×1/20mm＝‎4.25mm＝‎0.425cm，中性笔笔芯的内径为d＝‎0.425cm－2×‎0.95mm＝‎2.35mm＝‎0.235cm.‎ ‎(2)油膜所占格子超过半个算一个，不足半个舍去，数得格子数为57个．‎ ‎(3)一滴油酸酒精溶液中含有油酸体积V＝，油酸分子直径的大小等于油膜厚度D＝V/S＝.‎ ‎【答案】　(1)0.235　(2)57　(3) ‎【试题出处】2020·福建龙岩一中模拟 ‎【试题17】在“用油膜法估测分子直径”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C的内容及实验步骤E中的计算式：‎ A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N；‎ B．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面积足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；‎ C．________________________________________________________________________；‎ D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长‎1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m；‎ E．用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径d＝______cm.‎ ‎【答案】　将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸薄膜的形状 ×10－4‎ ‎【试题出处】2020·安徽铜陵一中模拟 ‎【试题18】如图所示，是打点计时器打出的纸带，图中A、B、C、D、E、F等是按时间顺序先后打出的计数点(每两个计数点间有四个计时点未画出)．用刻度尺量出AB、EF之间的距离分别是‎2.40cm和‎0.84cm，那么小车的加速度大小是________，方向是________．‎ ‎【解析】　由纸带数据知，s1＝‎2.40cm，s5＝‎0.84cm，计数点时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s 则小车的加速度 a＝＝m/s2＝－‎0.39m/s2‎ 所以，加速度大小为‎0.39m/s2，方向与运动方向相反．‎ ‎【答案】　‎0.39m/s2　与运动方向相反 ‎【试题出处】2020·大庆一中模拟 ‎【试题19】在“利用单摆测重力加速度”的实验中 ‎(1)以下做法中正确的是 (　　)‎ A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长 B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时停表，然后求出完成一次全振动的时间 C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动 D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时小于15°‎ ‎(2)某同学先用米尺测得摆线长为‎97.43cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为________cm，则单摆的摆长为________cm；然后用秒表记录单摆振动50次所用的时间如图乙所示，从图可读出时间为________s，则单摆的周期为________s，当地的重力加速度g＝________m/s2.‎ ‎(3)下表是另一同学在实验中获得的有关数据 摆长l(m)‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.1‎ 周期平方T2(s2)‎ ‎2.2‎ ‎2.4‎ ‎3.2‎ ‎4.8‎ ‎①利用上述数据，在如图所示坐标图描出l－T2图象；‎ ‎②利用图象，求出的重力加速度为g＝________m/s2.‎ ‎(4)实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，一位同学设计了一个巧妙的方法而不用测量摆球的半径．具体作法如下：第一次量得悬线长为l1，测得振动周期为T1；第二次量得悬线长为l2，测得振动周期为T2，由此可推得重力加速度g＝________.‎ ‎【解析】　(1)测量摆长时，应用刻度尺量出从悬点到摆球球心间的距离．所以A错误；测量周期时，应从小球到达最低位置(即平衡位置)时开始计时，不能在小球到达振幅位置开始计时．所以B错误；实验时，要保证小球的运动是简谐运动，因而必须使小球始终在竖直面内运动，避免小球做圆锥摆运动，并且小球摆动的最大偏角应小于10°所以C正确，D错误．‎ ‎(2)由图甲中可读出小球直径d＝‎‎2.125cm 所以单摆的摆长l＝L＋≈‎‎98.49cm 由图乙可读出单摆振动50次所用的时间t＝99.8s 所以单摆运动的周期为T＝＝1.996s 由单摆运动周期公式T＝2π得 g＝＝‎9.75m/s2.‎ ‎(3)由表中给出的数作出的图象如图所示．‎ 由图象求得g＝‎9.85m/s2.‎ ‎(4)由单摆周期公式T＝2π有T2＝4π2 则T＝4π2，T＝4π2，解得g＝4π2.‎ ‎【答案】　( 1)C　(2)2.125　98.49　99.8　1.996‎ ‎9．75　(3)9.85　(4)4π2 ‎【试题出处】2020·吉林通化一中模拟 ‎【试题20】某同学利用单摆测定当地重力加速度g，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，于是他应用所学的物理知识设计出一个测量重心偏离球心的距离的实验．实验步骤如下：‎ A．用游标卡尺测出小球的直径d；‎ B．将单摆安装好后，用刻度尺测出摆线的长度L；‎ C．让单摆在小角度下摆动，用秒表测出单摆完成30次全振动的时间，求出周期T；‎ D．改变摆线的长度，共测得6组L的值和对应的周期T，即(L1，T1)、(L2，T2)、(L3，T3)、(L4，T4)、(L5，T5)、(L6，T6)．‎ ‎(1)甲同学只用两组数据(L1，T1)、(L2，T2‎ ‎)和d表示重心偏离球心的距离h，则该同学求得的h＝________ _ _.‎ ‎(2)乙同学认为甲同学的数据处理方法__________(填“偶然”或“系统”)误差较大，就利用所得的实验数据画出(L＋)—T2图线如图所示，其中正确的图线应是__________(填“A”、“B”或“C”)，从图中可得出重心偏离球心的距离h＝__________，当地重力加速度g＝__________.‎ ‎【解析】　(1)根据单摆周期公式得：‎ T1＝2π，‎