2013年全国各地高考招生物理试题汇编专题12 22页

专题十二　实验与探究 ‎ ‎ ‎1．[2013·课标Ⅰ，23]某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”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，内阻十几千欧；‎ 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“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔________ ，调零点．‎ ‎(2)将图(a)中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．‎ ‎(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________ V.‎ 22‎ ‎(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ.‎ ‎ (5)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(d)所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.‎ ‎2．[2013·山东理综，21(1)]图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________ mm.‎ 22‎ ‎3. [2013·安徽理综，21 Ⅰ(1)、Ⅱ(1)]Ⅰ.根据单摆周期公式T＝2π，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．‎ ‎ 用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为________mm.‎ 22‎ Ⅱ.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.‎ ‎4．[2013·课标Ⅱ，22]某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．‎ A．小球的质量m B．小球抛出点到落地点的水平距离s 22‎ C．桌面到地面的高度h D．弹簧的压缩量Δx E．弹簧原长l0‎ ‎(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝________ .‎ ‎(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s－Δx图线．从理论上可推出，如果h不变，m增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的________次方成正比．‎ ‎5．[2013·课标Ⅰ，22]图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：‎ 22‎ ‎①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；‎ ‎②调整轻滑轮，使细线水平；‎ ‎③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB，求出加速度a；‎ ‎④多次重复步骤③，求a的平均值；‎ ‎⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图(b)所示，其读数为________cm.‎ ‎(2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a＝________.‎ ‎(3)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ＝________.‎ ‎(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．‎ ‎6. [2013·江苏单科，11]‎ 22‎ 某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示．倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球．手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落…….这样，就可测出多个小球下落的总时间．‎ ‎(1)在实验中，下列做法正确的有________．‎ A．电路中的电源只能选用交流电源 B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方 C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度 D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时 ‎(2)实验测得小球下落的高度H＝1.980 m,10个小球下落的总时间T＝6.5 s．可求出重力加速度g＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)‎ ‎(3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法．‎ ‎(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt，这导致实验误差．为此，他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间 22‎ T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响？请推导说明．‎ ‎7．[2013·浙江理综，21]如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上．一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点．‎ ‎(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________．‎ ‎(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________，纸带①和②上c、e两点间的平均速度①________②(填“大于”、“等于”或“小于”)；‎ ‎(3)图中________ (填选项)．‎ A．两条纸带均为用装置甲实验所得 B．两条纸带均为用装置乙实验所得 C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得 ‎ D．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得 ‎8．[2013·四川理综，8(2)]如图1所示，某组同学借用“探究a 22‎ 与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：‎ ‎①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．‎ ‎ ②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.‎ ‎ 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)．‎ 22‎ ‎ 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致．‎ ‎③实验前已测得托盘质量为7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)．‎ ‎9. [2013·重庆理综，6(1)]我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系．要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是________．忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据________定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率．‎ ‎10. [2013·课标Ⅱ，23]某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：‎ ‎(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线．‎ ‎(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”、“‎ 22‎ 电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)．‎ ‎(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．‎ ‎(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(结果取3位有效数字)‎ ‎11．[2013·天津理综，9(3)]要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作．已选用的器材有：‎ ‎ 电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；‎ ‎ 电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；‎ ‎ 电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；‎ ‎ 电键一个、导线若干．‎ ‎ ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．‎ ‎ A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A)‎ 22‎ ‎ B．滑动变阻器(最大阻值1750 Ω，额定电流0.3 A)‎ ‎ ②实验的电路图应选用下列的图 ________(填字母代号). ‎ ‎③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是 ________ W.‎ ‎12. [2013·北京理综，21]某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻RX的阻值．‎ ‎(1)现有电源(4 V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：‎ A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω)‎ B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)‎ C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)‎ D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)‎ 22‎ ‎ 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的________ (选填“甲”或“乙”)．‎ ‎(2)图2是测量RX的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线．‎ 图2‎ ‎(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值RX＝＝________Ω(保留两位有效数字)．‎ 22‎ 图3‎ ‎(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是____________________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________________．(选填选项前的字母)‎ A．电流表测量值小于流经RX的电流值 B．电流表测量值大于流经RX的电流值 C．电压表测量值小于RX两端的电压值 D．电压表测量值大于RX两端的电压值 ‎(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻RX两端的电压U也随之增加，下列反映U－x关系的示意图中正确的是____________．‎ ‎13．[2013·福建理综，19(2)]‎ 22‎ 硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件．某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探究其在无光照时的反向伏安特性．图中电压表V1量程选用3 V，内阻为6.0 kΩ；电压表V2量程选用15 V，内阻约为30 kΩ；R0为保护电阻；直流电源电动势E约为12 V，内阻不计．‎ ‎ ①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路．‎ ‎②用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示数U1、U2.‎ ‎(ⅰ)某次测量时，电压表V1示数如图丙，则U1＝________V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为________mA(保留两位小数)．‎ ‎(ⅱ)该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐标纸上建立Ix－Ux坐标系，标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点．请你标出余下的4个坐标点，并绘出Ix－Ux图线．‎ 22‎ ‎(ⅲ)由Ix－Ux图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix与Ux成________(填“线性”或“非线性”)关系．‎ ‎14．[2013·浙江理综，22]采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．‎ ‎(1)除了选用照片中的部分器材外，________(填选项)；‎ 22‎ A．还需要电压表　　　 B．还需要电流表 C．还需要学生电源 D．不再需要其他器材 ‎(2)测量所得数据如下：‎ 用作图法求得电池的内阻r＝________；‎ ‎(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻RA＝________.‎ ‎15. [ 2013·四川理综，8(1)]在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．‎ 22‎ 实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．‎ 实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________ 而增大，随其所带电荷量的________而增大．‎ 此同学在探究中应用的科学方法是________(选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)．‎ ‎16. [2013·江苏单科，10]为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率．实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.‎ ‎(1)准备使用的实物电路如图所示．请将滑动变阻器接入电路的正确位置．(用笔画线代替导线)‎ 22‎ ‎(2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻．‎ ‎(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材．‎ ‎(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图所示．请指出图象中不恰当的地方．‎ ‎17. [2013·重庆理综，6(2)]‎ 22‎ 某同学对有故障的电热毯进行探究．图1是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接．图2为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表．‎ ‎①请在虚线框内画出与题图2对应的电路图．‎ ‎②断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U－I曲线如图3所示．已知电热线材料的电阻率为2.8×10－7 Ω·m，电热线的直径为0.200 mm，可求得此电热线的电阻为______kΩ，总长度为______ m．(结果均保留两位有效数字)‎ 22‎ ‎③为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B 22‎ 分别对图1中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示．由此测试结果可判断出电路有断路，位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项) 。‎ ‎ ‎ 22‎