|
天天带你学
搜名师、科目

操作成功!

操作失败!

首页高考知识点物理知识点18.实验与探究I实验的基本知识

高考物理知识点

实验的基本知识

绩优堂高考知识点实验的基本知识

考点

基本仪器的原理和使用实验的基本知识以打点计时器应用为中心的力学实验以橡皮条和弹簧类为中心的力学实验以测电阻为核心的电学实验以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

共计32道相关试题精选知识点题

霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图丙所示,在一矩形半导体薄片的 间通入电流 ,同时外加与薄片垂直的磁场 ,在 间出现电压 ,这个现象称为霍尔效应, 称为霍尔电压,且满足 ,式中 为薄片的厚度, 为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.

①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量 时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“ ”或“ ”)端通过导线相连.

②已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流 的大小,测量相应的 值,记录数据如下表所示.

根据上表中的数据在下面给定的坐标纸上画出 图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为_______________×10-3 V·m·A-1·T-1(保留两位有效数字).

③该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路, 均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流自 端流入, 端流出,应将 掷向_______(填“ ”或“ ”), 掷向_______(填“ ”或“ ”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串接在电路中.在保持其他连接不变的情况下,该定值电阻应串接在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间.

【正确答案】

②.如下图所示, );

.

【解题思路】

根据左手定则得正电荷在洛伦兹力作用下向 端移动,因此 端带正电,故电压表的正接线柱与 端相连,先描点,然后用直线连接,连接时使尽量多的点落在直线上,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,然后求出图象的斜率,图象的斜率为 ,代入两组数据得 ,要使通过霍尔元件的电流反向,需要使电源正极与 相连,因此 需掷向 掷向 ,电阻元件只要两次测量都能串在电路中即可.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案    (Ⅱ)如图所示

(1)             (2)

【答案详解】

解析    由图象可知,纵轴截距为电源电动势 ,该直线斜率表示电源内阻 ,由交点 可知,灯泡两端电压为 ,电流为 ,所以滑动变阻器连入电路的阻值为

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)   (2)如图所示

【答案详解】

解析    (1)在图甲中,根据闭合电路欧姆定律有: ,得   ,再结合图乙得 ,联立解得  

(2)现要使整个电路中电阻条上消耗功率最大,则知此时有 ,又知每根电阻条电阻为 ,且要求电阻条数最少,则可把 根电阻条并联(总电阻值为 ),然后再串联一根电阻条,如答案图所示。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻,考虑到水果电池组的内阻较大,为了提高实验的精确度,需要测量电压表的内阻。实验中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表,该同学便充分利用这块电压表,设计了如图所示的实验电路,既能实现对该电压表的内阻的测量,又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。他用到的实验器材有:

待测水果电池组(电动势约 ,内阻约  )、双向电压表(量程为 ,内阻约为  )、电阻箱(   )、滑动变阻器(   ),一个单刀双掷开关及若干导线。

(1)该同学按如图所示电路图连线后,首先测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤;

①将 的滑动触片滑至最左端,将 拨向 位置,将电阻箱阻值调为

②调节 的滑动触片,使电压表示数达到满偏;

③保持_______不变,调节 ,使电压表的示数达到_____________________;

④读出电阻箱的阻值,记为 ,则电压表的内阻  _______。

(2)若测得电压表内阻为 ,可分析此测量值应_______真实值。(填“大于”、“等于”或“小于”)

(3)接下来测量电源电动势和内阻,实验步骤如下:

①将开关 拨至_______ (填“ ”或“ ”)位置,将 的滑动触片移到最_______端,不再移动;

②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一个合适值,记录下电压表的示数和电阻箱的阻值;

③重复第二步,记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。

(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 ,作出 图象,则可消除系统误差,如图所示,其中截距为 ,斜率为 ,则电动势的表达式为   ________,内阻的表达式为_________________________________。

【正确答案】
答案     (1)③    半偏(或最大值的一半)  ④

(2)大于       (3)①  左      (4)   

【答案详解】

解析    (1)由题图可知,当 拨向 位置,滑动变阻器 在电路中为分压式接法,利用电压表的半偏法得:调节 使电压表满偏,保持 不变, 与电压表串联,调节 使电压表的示数达到半偏(或最大值的一半),电压表的内阻 与电阻箱示数 相同。(2)由闭合电路欧姆定律可知,调节 变大使电压表达到半偏的过程中,总电阻值变大,干路总电流变小,由 得: 变大,由电路知: ,变阻器的滑动触片右侧电压 变小,则 变大,电压表半偏时, 上的电压就会大于电压表上的电压,那么 的阻值就会大于电压表的阻值。(3)测电源的电动势和内阻,利用伏阻法, 拨到 ,同时将 的滑动触片移到最左侧。利用 ,联合求 。(4)由欧姆定律得 ,变形得 ,得

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)  (2)      (3)如图所示

【答案详解】

解析    (1)由题结合 图象,当开关 时,电阻箱的数据就相当于 ,此时电压表示数为 ,在图线上找到对应此电压的点所对的横坐标,则

(2)在图象上找两点:( )、( ),由闭合电路欧姆定律得: ,解得

(3)实物连接图见答案。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)    (或 ) (2)C
【答案详解】

解析    (1)游标卡尺读数

螺旋测微器读数

(2)由图丁可知当 时, ,则 ,说明 角偏大,右端垫得过高;图象的末端不是直线说明砂桶和砂的总质量 和小车质量 不满足 的关系造成的,所以只有C选项正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.利用打点计时器“研究匀变速直线运动规律”的实验中,可以利用纸带打出的点迹间接测得物体的运动速度
  • B.在“验证力的平行四边形定则”实验中,要使力的作用效果相同,只需橡皮条具有相同的伸长量
  • C.在“验证牛顿第二定律”实验中,采用了控制变量的实验方法
  • D.“验证机械能守恒定律”的实验中,应该先释放重物后接通电源
【正确答案】
AC
【答案详解】

“研究匀变速直线运动规律”实验中,由纸带上点迹及中间时刻的瞬时速度等于平均速度可以求物体的运动速度,A项正确。在“验证力的平行四边形定则”实验中,要使力的作用效果相同,橡皮条需具有相同的伸长量,且拉伸方向相同,B错误。在“验证牛顿第二定律”实验中,研究当 不变时, 的关系,当 不变时, 的关系,所以利用了控制变量法,C正确。在“验证机械能守恒定律”的实验中,应该先接通电源,打点稳定后再释放重物,D错误。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)   (2)
【答案详解】

解析    (1)游标卡尺示数为

(2)小球在 点动能 点动能 ,动能增加量: ,小球由 重力势能减少量 ,在误差允许范围内,若满足 ,即 ,就可以验证机械能守恒。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)细线与长木板平行(答“细线水平”同样给分)

(2)

(3)

【答案详解】

解析    (1)为了使细线的拉力方向与木块运动方向相同,应调整细线与长木板平行。(2)根据牛顿第二定律,对砝码盘和砝码整体有: ,对木块有: ,联立两方程得 。(3)利用逐差法得  

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)BD (2)
【答案详解】

解析    (1) 的拉力与 的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,A错误;实验中两次拉伸橡皮条,注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,以保证两次操作中 的拉力是相同的,则选项B正确;如果 的夹角适当,则两个分力可以将结点拉到 点,若夹角过大,则两拉力不一定能将结点拉到 点,所以选项C错误;弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内,正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差,因此D正确。

(2)由图乙知, 是二力用平行四边形定则合成所得, 是用一个力拉橡皮条时的外力,故一定与 共线的是

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)  (2)没有影响
【答案详解】

解析    利用题目中表格数据可画出 的图象,求图线斜率可得弹簧的劲度系数 。由图表可知,不挂钩码时的弹簧长度就相当于原长了,在描绘 图象中,弹簧的自身重量不影响劲度系数。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)减小 的质量  增加细线的长度(或增大 的质量;降低 的起始高度)

(2)如图所示

(3)0.4

(4)偏大

【命题立意】

本题考查测定动摩擦因数的实验,意在考查考生的实验探究能力.难度中等.

【解题思路】

(1)木块 撞到滑轮是因为木块 运动到滑轮位置时速度不为零,若要 不撞到滑轮应减小绳子的拉力,即减小 的质量,或增加细线的长度使木块 的初始位置远离滑轮;(2)利用描点作图法画出 的图像,图象见答案;(3)在 下落 的过程中,对系统利用动能定理得 落地后以木块 为研究对象,有 ,代入已知数据 ,解得 ,其图象的斜率 ,由 图像解得直线的斜率 ,联立解得木块与桌面间的动摩擦因数 ;(4)由于滑轮轴有摩擦,所以(3)中表示出的摩擦力 实际是A与桌面的摩擦力加上滑轮轴的摩擦力,即  ,所以滑轮轴的摩擦会导致 的测量结果偏大.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)连线如图所示

(2)③重新处于平衡状态  电流表的示数   此时细沙的质量   ④ 的底边长度

(3)

(4)

【命题立意】

本题考查的是测定磁感应强度大小和方向的实验,主要考查考生理解实验原理、处理实验数据的能力,难度中等.

【解题思路】

测磁感应强度原理:开关断开时,线框的重力等于砝码的重力,所以 ,得 ;接通电源后,若磁感应强度的方向垂直于纸面向里,则安培力向上,则有 ,此时 ,所以 ;接通电源后,若磁感应强度的方向垂直于纸面向外,则安培力向下,则有 ,此时 ,所以 ;所以(3)中磁感应强度的大小为

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)①   ② 串联  ③ (或电源)

(2)D

【命题立意】

本题考查直流电路的分析、多用电表的使用,难度较小.

【解题思路】

(1)③滑动变阻器滑到最左端, 电阻为零,电压表测的是路端电阻.

(2)双手捏住两表笔金属杆相当于把人体电阻并联进去,测量值将偏小,A错;指针偏离中央刻度过大,有可能是读数偏大,也有可能偏小,B错;C项所测电阻值应为读数乘10,C错;欧姆表内的电池使用时间太长,电池的内阻偏大,使测量电路的电流偏小,测量显示的电阻值偏大,D项正确.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1) -x图线如图所示(3分)

(2)① 成正比(1分)

成正比(2分)

(1分)

成正比  (2分)

(将“正比”写为“线性关系”的,同样给分)

【命题立意】

本题考查了速度及动能的概念,同时考查了如何在物理量间建立联系这一能力点,难度中等.

【解题思路】

(1)在  图象中描点连线,可得到图象为一条过原点的倾斜直线.

(2)①由图象知, 成正比.②滑块脱离弹簧后,做匀速直线运动, ,则 ,即 成正比.③由能量转化与守恒可知,当滑块脱离弹簧后,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能,即 .④综合①②③可知, 成正比,则 成正比,又 ,所以 成正比.

【题眼】

本题是借助中间物理量 ,把 建立起联系,做实验类题目,弄清实验原理是关键.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂

首页上一页下一页末页1/3转到Go

分享到:

相关知识点