2012年高考物理實驗新題特快專遞七

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1、2012年高考物理實驗新題特快專遞七 1. （10分）（2012年4月?溫州二模）某實驗小組想探究一款剛上市的手機電池的輸出 功率及其他參數(shù)，實驗步驟如下。 步驟一：準(zhǔn)備器材：剛開封的新電池、電壓表 （量程3V、內(nèi)阻較大）、電流表（量程 0.6A、 內(nèi)阻很小卜滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線。 步驟二：將電池放在充電器上充電，直到顯示充電完畢。 步驟三：：甲同學(xué)取下電池，將其與其它器材搭配，設(shè)計出了圖 （1）所示的電路。 問題1:細(xì)心的乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)了圖⑴電路中導(dǎo)線的連接有不妥當(dāng)之處， 她發(fā)現(xiàn)的是 導(dǎo)線（填 導(dǎo)線上的名稱） 步驟四：導(dǎo)線調(diào)整后，改變滑片位置，得到了如下表中的實驗數(shù)據(jù)。 I/

2、A [ 0.06 0. 14 0. 24 0, 36 0. 44 0. 54 U/V L95 L87 L80 L 76 L64 1. 56 步驟五：丙同學(xué)在方格紙 上建立了直角坐標(biāo)系，準(zhǔn)備畫出“ U— I”圖線。他已經(jīng)描出了兩 個數(shù)據(jù)點，如圖⑵所示。 問題2:請你幫他描出剩余的數(shù)據(jù)點，并作出“ UII”圖線。 步驟六：分析研究 問題3:根據(jù)以上研究，可求出通過電池的電流為 0.36A時，電池輸出功率為 W （保 留兩位有效數(shù)字）。 問題4: 丁同學(xué)認(rèn)為，既然是研究電池的輸出功率，就應(yīng)該畫出輸出功率 P隨電流I的變化 圖線，你認(rèn)為“ P—I”圖線是—

3、（填“直線”或“曲線”）。 問題5:乙同學(xué)認(rèn)為調(diào)整導(dǎo)線后的實驗電路，雖然測出了實驗數(shù)據(jù)，但在操作過程中存在安 全隱患。大家思考后，從實驗室又找來了一個定值電阻 （阻值約為2 Q ）作為保護電阻接入 電路，此電路既能測出不同負(fù)載下電池的輸出功率，又能消除安全隱患，請在圖（ 3）方框 內(nèi)畫出他們修改的電路圖。 1.答案：問題1： e、f 問題2:作出的“UII”圖線如圖所示。 問題3: 0.61 問題4:曲線 問題5:他們修改的電路圖如圖所示。 解析：問題1:探究一款剛上市的手機電池的輸出功率及其他參數(shù)，其設(shè)計的電路電壓表 應(yīng)與電源并聯(lián)，測量電源路端電壓，導(dǎo)線 f另一端

4、應(yīng)該接電源負(fù)極。為了使開關(guān)打開后， 電壓表斷電，導(dǎo)線 e另一端應(yīng)該接電流表正接線柱。 問題2：根據(jù)表格中給出的數(shù)據(jù)描點，作出“ UII”圖線如圖所示。 問題3:通過電池的電流為0.36A時，電源輸出電壓為1.7V,電池輸出功率為 P=U=0.61W。 問題4：由P=UI=(E-Ir)I=EI-I 2r,可知輸出功率 P隨電流I的變化圖線是曲線。 問題5:保護電阻與滑動變阻器串聯(lián)后接入電路，可避免電源短路，他們修改的電路圖如 圖所示。 2. (2012年4月山東棗莊二模)研究小組通過分析、研究發(fā)現(xiàn)，彈簧的彈性勢能 Ep與彈簧 形變量x的關(guān)系為Ep=Cx,其中，C為與彈簧本身性

5、質(zhì)有關(guān)的已知常量；為了進一步探 究n的數(shù)值，通常采用取對數(shù)作函數(shù)圖象的方法來確定。為此他們設(shè)計了如圖所 .示的 實驗裝置，L型長直平板一端放在水平桌面上，另一端放在木塊 P上；實驗開始時，移 動木塊P到某一位置，使小車可以在板面上做勻速直線運動。 彈簧一端固定在平板上端， 在平板上標(biāo)出彈簧未形變時 另一端位置 O, A點處放置一光電門，用光電計時器記錄小 車的擋光板經(jīng)過光電門的擋光 時間。 (1)某同學(xué)建議按以下步驟采集實驗數(shù)據(jù)， 以便作出lgv與lgx的函數(shù)圖象： A.用游標(biāo)卡尺測出小車的擋光板寬度 d B.用天平稱出小車的質(zhì)量 m C.用刻度尺分別測出 OM巨離L,

6、O點到桌面的高度 hi, A點到桌面的高度h2 用心愛心專心 11 x;再將小車由靜止釋放，從 D.將小車壓縮彈簧一段距離，用刻度尺測出彈簧壓縮量 光電計時器上讀出小車的擋光板經(jīng)過光電門的擋光時間 t E.改變小車壓縮彈簧的壓縮量，重復(fù)步驟 D 根據(jù)實驗?zāi)康?，你認(rèn)為必須的實驗步驟是 ; (2)若小車的擋光板寬度為 d,經(jīng)過光電門的擋光時間為 t ,則小 車過A點的速度v=; (3)取lgv為縱坐標(biāo)，lgx為橫坐標(biāo)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點畫出，如 圖所示的圖象。已知該直線與縱軸交點的坐標(biāo)為 (0, a),與橫軸交點的坐標(biāo)為(-b,0); 由圖可知，n= 2.答

7、案：(1) ADE (2) d/t (1) 2a/b 解析：(1)由于是探究彈簧的彈性勢能 日與彈簧形變量x的關(guān)系為 用Cxn中n的數(shù)值，需要 測量出x和Ep,根據(jù)能量守恒定律，彈簧的彈性勢能 Ep等于小車動能，由光電門測出 小車速度。因此，根據(jù)實驗?zāi)康?，必須的實驗步驟是：用游標(biāo)卡尺測出小車的擋光板寬 度d;將小車壓縮彈簧一段距離，用刻度尺測出彈簧壓縮量 x;再將小車由靜止釋放， 從光電計時器上讀出小車的擋光板經(jīng)過光電門的擋光時間 t;改變小車壓縮彈簧的壓縮 量，重復(fù)步驟D (2)若小車的擋光板寬度為 d,經(jīng)過光電門的擋光時間為 t ,根據(jù)速度定義，則小車過 A 點的速度v=d/

8、t ; (3)由Ep=Cx1,吐=lm\2,聯(lián)立解得v2=2?xn,兩邊取對數(shù)，2lgv=lg(2 — )+nlgx ,變換成 2 m m lgv= 11g(2 C)+ 1 nlgx ,由此可知，取Igv為縱坐標(biāo)，lgx為橫坐標(biāo)，lgv — lgx圖線 2 m 2 1 斜率等于一n,所以n=2a/b。 2 3.(8分)(2012年4月江蘇昆山市模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證 “動能定理”，他們 在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置， 另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、 導(dǎo)線、 復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙.當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋 放小桶，滑塊處

9、于靜止?fàn)顟B(tài). 般帶 小沙桶 若你是小組中的一位成員，要完成該項實 驗，則： (1 )你認(rèn)為還需要的實驗器材 有. (2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙 和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件 是,實驗時首先要做的步驟是 (3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量 M往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天 平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量 m讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況， 在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距 L和這兩點的速度大小 vi與V2 (vi< V2).則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為 o (用題中的 字母表示實

10、驗中測量.得到的物理量). 3.答案：(1)天平，刻度尺(2分) (2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量( 2分)，平衡摩擦力(2分) ,, 1,2 1 . . 2 (3) mgL=-Mv2--Mv1 (3 分) 解析：(1)需要用天平稱量沙和沙桶的總質(zhì)量 m滑塊質(zhì)量M;需要用刻度尺測量紙帶上計 數(shù)點之間的距離。 (2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì) 量應(yīng)滿足的實驗條件是沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，實驗時首先要做的步驟是將 固定打點計時器的一端稍微墊高，以平衡摩擦力。 (3)本實驗中沙和沙桶的總重力做功，使滑塊動能增大，最終要

11、驗證的數(shù)學(xué)表達式為 1 2 1 2 mgl=- Mv2 - - Mv1 o 4 (10分)(2012年4月江蘇昆山市模擬)發(fā)光晶體二極管是電器上做指示燈用的一種電子元 件.它的電路符號如圖甲所示， 正常使用時，帶"+”號的一端接高電勢， 帶"一”號的一端接 低電勢.某同學(xué)用實驗的方法測得它兩端的電壓 J和通過它的電流I的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示. U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 I/mA 0 0.4 0.9 1.5 2.3 3.2 4.3

12、 5.4 6.8 9.3 12 15 19 24 30 37 (1)在圖乙中的虛線框內(nèi)畫出該同學(xué)的實驗電路圖. (實驗用電壓表內(nèi)阻 R約為10kQ,電 流表內(nèi)阻RU勺為100Q); 甲 應(yīng)該串聯(lián)一個阻值多大的電 (2)在圖丙中的小方格紙上用描點法畫出 U- I圖線. ⑶若發(fā)光二極管的最佳工作電壓為 2. 0 V，而電源是由內(nèi)阻不計、電動勢為 1.5 V的 兩節(jié)干電池串聯(lián)而成.根據(jù)畫出的伏安特性曲線上的信息分析, 阻后與電源接成閉合電路，才能使二極管工作在最佳狀態(tài)? 4.答案：(1)實驗電路如圖所示. (2)用描點法畫出U- I圖線如圖所示.

13、 (3) 83.3 Q 解析：(1)我們知道同時測定二極管上的電流和電壓時，有電流表的內(nèi)接法和外接法兩 種接法.而用滑動變阻器改變電壓又有分壓式和限流式兩種接法. 畫電路前，首先必須對這 兩個問題作出選擇，內(nèi)、外接法要根據(jù)二極管的電阻大小確定， 但題目沒有直接提供電阻的 大致數(shù)值。分壓還是限流要根據(jù)電壓調(diào)節(jié)的需要確定： 這兩個問題為表格信息的分析提供了 方向.由歐姆定律分析表格中的每一組數(shù)據(jù)， 可以看出發(fā)光二極管的電阻是變化的， 變化的 范圍大約在100?500◎之間.與JWaR/ =1000。比較,屬于小電阻，應(yīng)采用電流表外接法； 又從表格中得到信息， 實驗時，電壓

14、必須從0開始增大，因此滑動變阻器接成分壓器的形式. (2)用描點法畫出U- I圖線如圖中的.曲線所示。 (3)根據(jù)串聯(lián)電路的特點，由 UD = E —IR還可以畫出一條發(fā)光二極管的伏安特性曲線，該圖 線是一條直線.其物理意義是：它的斜率的絕對值就是需串電阻的數(shù)值. 找出兩點即能畫出 該線.因為兩條曲線都是二極管必須遵守的， 所以實際的工作點必定是它們的交點， 按題意 應(yīng)是U=2 V的點，這可以從已畫出的特性曲線上找到，即圖中的 P點.另一點是當(dāng)1= 0時， UD=E=3 V勺點.由這兩點連成的直線即圖中的 MN由其M函線的斜率得應(yīng)串的電阻為 83.3 Q . 5. (8分)(20

15、12年4月上海閩行區(qū)調(diào)研)某同學(xué)使用多用電表測量一定值電阻 R的阻值， 先把選擇開關(guān)旋到“ Mik”檔位并調(diào)零，測量時指針偏轉(zhuǎn)如圖 1所示。然后他應(yīng)通過以下操 作完成實驗， (1)請你將以下操作過程補充完整： ① ② ③將兩表筆接觸待測電阻的兩端，從表盤上讀出數(shù)據(jù)， 再乘以所選倍率即為所測電阻值； ④測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)旋到“ OFF擋。 (2)為更準(zhǔn)確地測量該電阻的阻值，某同學(xué)設(shè)計了圖 A電源E、單刀雙擲開關(guān) S各一只 2所示的電路。 其所用器材有：滑動變阻器 R、電阻箱R電流表 以及導(dǎo)線若干。以上器材均滿足實驗所需條件。 ①圖3為該電路的實物圖，其中部

16、分電路已經(jīng)連接好，請用筆畫完成電路實物圖的連接。 ②測量時，有同學(xué)進行了如下一些操作，請將正確的步驟挑選出來，按正確操作順序?qū)⒉? 驟前的字母寫到橫線上：。 F 圖2 A.根據(jù)電路圖，連接實物，將電阻箱的阻值調(diào)至最大; B.先將單刀雙擲開關(guān)擲向 適當(dāng)位置，記下 A的示數(shù)I; C.先將單刀雙擲開關(guān)擲向 適當(dāng)位置，記下A的示數(shù)I; D.再將單刀雙擲開關(guān)擲向 E.再將單刀雙擲開關(guān)擲向 為I ； F.再將單刀雙擲開關(guān)擲向 流表A的示數(shù)也為I ; b端，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表 a端，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表 a端，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表 A的指針指到表盤上某一 A的

17、指針指到表盤上某一 A的示數(shù)變?yōu)镮/2 ; b端，同時調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱，使電流表 A的示數(shù)也 b端，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電 G.記下此時電阻箱接入電路的電阻值，即等于所測電阻值; 5答案：.(1)①把選擇開關(guān)旋到“ M100”檔位； ②將紅黑表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指到電阻的零刻度處; (2)①電路實物圖的連接如右圖所示。 ② A、C、F、Go 解析：.(1)先把選擇開關(guān)旋到“黑住”檔位并 調(diào)零，測量時指針偏轉(zhuǎn)如圖1所示角度大，說 明電阻值較小，應(yīng)該把選擇開關(guān)旋到“父100” 檔位；選檔后需要重新調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使 指針指到電阻的

18、零刻度處。 (2)按照電路圖，電路實物圖的 連接如圖所示。此題電路是采用等效替代法測量電阻, 也就是，按照電路圖連接好電路，先將單刀雙擲開關(guān)擲向 a端，調(diào)節(jié)滑動變阻器， 使電流表 A的指針指到表盤上某一適當(dāng)位置，記下 A的示數(shù)I;再將單刀雙擲開關(guān)擲向 b端，保持滑 動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表 A的示數(shù)也為I;記下此時電阻箱接入電 路的電阻值，即等于所測電阻值；正確操作順序的步驟為 A、C、F、G 6. （5分）（2012年5月山東荷澤重點中學(xué)聯(lián)考沖刺卷）用伏安法測量金屬絲的電阻（阻值 在4~8Q之間），現(xiàn)提供圖甲所示的實驗器材。實驗

19、要求獲得多組數(shù)據(jù)，且金屬絲上所 加的電壓須從零開始。 （1）請在圖甲中選擇必要的器材，并進行連線。 （2）某次實驗測量時，兩表均選用小量程。表面刻度及指針如圖乙所示，則該金屬絲的 電阻值為 6. （5分）答案：（1）電路連線圖如圖所示。 田 (2)5.0 Q。 解析：電源必須連接在直流輸出上， 采用電流表外接電路，滑動變阻器分壓接法。 電壓 為2.30V,電流為0.46A,該金屬絲的電阻值為 R=U/I=5.00。 7. (8分)(2012年5月山東荷澤重點中學(xué)聯(lián)考沖刺卷)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī) 律”實驗中，得到了一條記錄小車運動的紙帶

20、，如圖所示 (實驗所用的交流電頻率為 50 Hz )。 即吧1小|!哪「||：『「阡|||叫岫呷那那叫唧腿口刁卿卿啊唧1T㈣mL?「廠?「 (1)請在紙帶上選取6個測量點并標(biāo)在紙帶上， 要求所標(biāo)的測量點以刻度尺的零點作為 起始點，每相鄰兩個測量點之間還有 1個計時器打下的點。每兩個相鄰測量點之間 的間距用為表示，利用圖中的刻度尺完成對紙帶的測量，并填入下表： Xi /cm X2/cm X3/5 X4/cm x5/cm x6/cm (2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)繪出速度 v與時間t的圖象; (3)分析小車的運動情況，并求出加速度的大小。 7.答案：(8

21、分)(1) x1 /cm x2/cm x3/cm x4/cm x5/cm x6/cm 1.62 2.13 2.63 3.12 3.60 4.00 (2)實驗用的交流電頻率為 50Hz,兩測量點間的時間為 t=2 X 0.02s=0.04s 根據(jù)［:得 t 2t Vi = 1.62 2.13 2 0.04 cm/s=0.47m/s V2= 2.13 2.63 2 0.04 cm/s=0.60m/s V3= V4= 3.12 3.60 cm/s=0.84m/s 2.63 3.12 cm/s=0.72m/s ; 2 0.04 2 0.04 V5= 3.60 4.00 2 0.04 cm/s=0.95m/s 速度V與時間t的圖像 (3)從速度v與時間t的圖像分析小車作勻加速直線運動, 由圖的斜率知，加速度的大小為 a=3.0 m/s 2。 11 用心 愛心 專心