2020-2021学年上海高二下学期期末物理试题分类汇编：实验题（Word版含答案）

2021届上海名校高二下学期期末物理试题分类汇编
实验题
（（华东师范大学第二附属中学2020-2021学年高二（下）期末））1．图甲所示为某实验小组测量A、B两个箱子质量的装置图,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略),F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计)．此外该实验小组还准备了砝码一套(总质量m0=1kg)和刻度尺等,请在以下实验步骤中按要求作答:
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门之间的高度差h．
(2)取出质量为m的砝码放在A中,剩余砝码都放在B中,让A从位置O由静止开始下降．
(3)记录下遮光条通过光电门的时间t,根据所测数据计算出A下落到F处的速率v=____;下落过程中的加速度大小a=______．
(4)改变m,重复(2)(3)步骤,得到多组m及a的数据,作出____(填“a-m”或“a-”)图像如图乙所示(图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单位)
(5)由图像可得,A的质量mA=____kg,B的质量mB=____kg(保留两位有效数字,重力加速度大小g取10m/s2)
（南洋模范中学2020-2021学年高二（下）期末）2．如图，一长直铁芯上绕有固定线圈M，铁芯右侧悬挂一闭合金属环N，金属环与铁芯共轴。将M接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。
（1）请填写下列操作中金属环N的摆动方向___________（选填“向左”、“向右”或“不动”）。
操作 环N摆动方向
在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 ①_________
在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 ②_________
在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时 ③_________
在S已向b闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时 ④_________
在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时 ⑤_________
在S已向b闭合的情况下，断开S ⑥_________
（2）从上述实验现象中可以归纳出：使环N向右摆动的操作引起的共同变化有（请写出2个）______；_____。
（复兴中学2020-2021学年高二（下）期末）3．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。
（1）图中实验用的弹簧测力计A的示数为______N；
（2）下列能减小实验误差的措施是( )
A．让重物的质量适当大一些
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．弹簧测力计B所拉的细绳套应尽可能保持水平方向
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置
（上海外国语大学附属外国语学校2020-2021学年高二（下）期末）4．“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置如图所示。
(1)本实验用到的传感器是___________，为让标尺盘处于竖直平面内，标尺盘上的垂直线与自然下垂的摆线要___________（选填“平行”或“垂直”）。
(2)某同学以摆锤运动的最低点为零势能面，在离开最低点一定高度h处静止释放摆锤，测量摆锤到达最低点的瞬时速度，测得动能与重力势能的三组数据。由第1组数据可估算出摆锤下落高度h约为______m。
挡光时间（s） 最低点处动能（J） 释放点处重力势能（J）
1 0.004698 0.0109 0.0110
2 0.004659 0.0111 0.0110
3 0.004619 0.0113 0.0110
摆锤宽度：0.0080m
(3)该同学根据上述三组数据中动能与重力势能近似相等，得出：摆锤在释放后，摆动整个过程近似满足机械能守恒。这一推断证据___________（选填“充分”或“不充分”），理由是___________。
（延安中学2019-2020学年高二（下）期末等级考试）5．某同学在验证“力的平行四边形定则”的实验中，在第一次实验时，采用如图所示的实验装置，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_____N；
(2)下列不必要的实验要求是( )
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)在第二次实验中，某同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F′。通过作图法验证平行四边形定则时，下图中符合实际情况的是( )
A ． B．
C． D．
（延安中学2019-2020学年高二（下）期末等级考试）6．如图，将长直木板B支成斜面，挡光片P固定在小车C的前端，光电门G固定在木板的侧面A处。让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，分别测得宽度△x为2cm、4cm、6cm，8cm，10cm不同挡光片的挡光时间△t（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度（）画出图像如图。
(1)（单选）实验中最接近小车过A点时的瞬时速度的挡光片的宽度是( )
A．2cm B．6cm
C．10cm D．8cm
(2)若挡光片宽度△x，挡光时间△t，小车加速度a，则小车前端过A处的瞬时速度表达式为vA=_____；
(3)小车的加速度大小为_____m/s2。
（华东师范大学第二附属中学2020-2021学年高二（下）期末）7．某同学利用如图所示的器材完成“探究感应电流产生的条件实验”。
（1）请用铅笔代替导线完成实验电路连接___________；
（2）写出三种能产生感应电流的方法：_________；_______；________。
（3）该实验的结论是_____________。
（金山区2020-2021学年高二（下）质量监控）8．在“用DIS测定加速度”的实验中，固定在轨道上的是位移传感器的______部分（选填“接收”或“发射”），加速度的大小可以由v-t图像的______来获得。
（金山区2020-2021学年高二（下）质量监控）9．如图为“研究感应电流产生的条件”的实验电路图，保持电键S始终闭合。使线圈B中产生感应电流的方法可以是______（写出一种即可），原因是穿过线圈B的______发生变化了。
（宝山区2020-2021学年高二（下）期末学业水平质量监测）10．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，将油酸酒精溶液滴到水面上，几乎形成单分子油膜，若将油酸分子看成球形，则单分子油膜的厚度被近似认为等于油酸分子的______ ；实验中测量出滴入水中的纯油酸体积后，为得到油酸分子的大小，还需要测量的物理量是油膜铺展开稳定后的______。
（宝山区2020-2021学年高二（下）期末学业水平质量监测）11．如图（a）同示，是“用研究加速度与力的关系”的实验装置。
（1）小车上安装的是位移传感器的______部分（选填“接收”或“发射”）。
（2）实验中，多次改变______的总质量，获得各组小车运动的加速度和所受拉力的数据。某同学根据数据绘出的图像如图（b）所示。图线没有通过坐标原点，经检查分析，是由于小车与轨道间存在摩擦所致，则该小车与轨道间的摩擦力大小为______。
（宝山区2020-2021学年高二（下）期末学业水平质量监测）12．在“用研究通电螺线管的磁感应强度”实验中。
（1）磁传感器______（选填“需要”或“不需要”）调零。
（2）某同学实验操作正确，得到通电螺线管中心轴线上的磁感应强度的分布如图所示，则通电螺线管内的磁感应强度分布的特点是：______。若螺线管匝数为100匝，横截面积为，按照该同学的实验结果，穿过通电螺线管中心横截面的磁通量约为______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1． 3.0kg 1.0kg
【解析】
【详解】
(1)由很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度可知， ；
(2)由匀变速直线运动的速度位移公式得：，解得：；
(3)由牛顿第二定律得：，解得：，所以应作出的图象；
(4)图象斜率为：，截距为：，联立解得：．
2． 向右 向右 向右 向右 向左 不动 电路中电流增大 穿过金属环的磁通量增加（或通电螺线管M的磁场增强）
【解析】
【详解】
（1）[1]在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间，线圈M中的电流有无到有增大，磁场由无到有增强，通过金属环N的磁通量由无到有增大，相当于线圈M向金属环N靠近，根据楞次定律“来拒去留”，可判断金属环N将向右摆动。
[2]在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间，线圈M中的电流有无到有增大，磁场由无到有增强，通过金属环N的磁通量由无到有增大，相当于线圈M向金属环N靠近，根据楞次定律“来拒去留”，可判断金属环N将向右摆动。
[3]在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时，接入电路的电阻减小，电流增大，线圈M中的磁场增强，通过金属环N的磁通量增大，相当于线圈M向金属环N靠近，根据楞次定律“来拒去留”，可判断金属环N将向右摆动。
[4]在S已向b闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时，接入电路的电阻减小，电流增大，线圈M中的磁场增强，通过金属环N的磁通量增大，相当于线圈M向金属环N靠近，根据楞次定律“来拒去留”，可判断金属环N将向右摆动。
[5]在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时，接入电路的电阻变大，电流减小，线圈M中的磁场减弱，通过金属环N的磁通量减小，相当于线圈M远离金属环N，根据楞次定律“来拒去留”，可判断金属环N将向左摆动。
[6]在S已向b闭合的情况下，断开S后，线圈M中没有电流通过，无磁场，所以金属环N不动。
（2）[7] [8]从上述实验现象中可以归纳出：使环N向右摆动的操作引起的共同变化有电路中电流增大，穿过金属环的磁通量增加（或通电螺线管M的磁场增强）。
3． 3.8 AB
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.2N，故图可知，读数为3.8N；
（2）[2]A．重物的质量适当大一些，两弹簧测力计的示数也会适当大些，读数误差更小，故A正确；
B．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零；故B正确；
C．弹簧测力计B所拉的细绳套不一定要保持水平方向，只要也木板平行即可，故C错误；
D．由于实验中合力即为重力一定，P点已经固定，如果O点在同一位置则A弹簧的拉力和重力都不变，则B弹簧拉力也不变，因此O点不能再同一位置，D错误。
故选AB。
4． 光电门传感器 平行 0.1480 不充分 三组数据中释放点处重力势能相同，即在同一高度释放，所得结论不具有普遍性
【解析】
【详解】
(1)[1][2] DIS研究机械能守恒定律实验中所用传感器为光电门传感器，自然下垂的摆线竖直，故将标尺盘上垂直线与摆线平行，即可保证标尺盘处于竖直平面内。
(2)[3]由，其中
g取9.8m/s2，则可估算出摆锤下落高度h约为
(3)[4][5]验证相关定律时，欲确保结论的准确性及普遍性，需进行多次重复实验且实验中起始数据要进行适当改变，本题中，虽然进行了多组实验，但由数据可知，其初始变量未进行改变，故结论不具有普遍性，证据不充分，理由是三组数据中释放点处重力势能相同，即在同一高度释放，所得结论不具有普遍性。
5． 3.6 D C
【解析】
【详解】
(1)[1]弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.2N，图指针落在3N到4N的第3格处，所以3.6N
(2)[2]A．实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道．故A正确；
B．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故B正确；
C．拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确；
D．当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验，故D错误。
本题选不必要的，故选D
(3)[3]实际测量的合力应与橡皮筋在同一条直线上，即F′与橡皮筋在同一条直线上，由平行四边形定则作出的为理论值与实际值有一定的偏差，即由平行四边形定则作出的为F
故选C
6． A 0.88
【解析】
【详解】
(1)[1]根据得挡光片宽度越小， 越接近小车过A点时的瞬时速度，故选A．
(2) [2]若挡光片宽度△x，挡光时间△t，则小车前端过A处的瞬时速度表达式为
(3)[3]根据
在图象中，图象的斜率大小等于物体的加速度二分之一，因此有
则
a=0.88m/s2
7． 闭合或断开电键 闭合电键迅速移动滑片 闭合电键将原线圈拔出或插入副线圈中 产生感应电流的条件是通过闭合回路的磁通量发生变化
【解析】
【详解】
（1）[1]根据电磁感应原理连接实物图
（2）[2][3][4]电路图连接完成后，根据电磁感应原理，磁通量的变化会形成感应电动势，并形成感应电流，故能产生感应电流的方法有：闭合或断开电键，闭合电键迅速移动滑片，闭合电键迅速移动滑片等。
（3）[5]通过该实验验证了法拉第电磁感应定律，即产生感应电流的条件是通过闭合回路的磁通量发生变化。
8． 接收 斜率
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由于发射器固定在小车上，故固定在轨道上的是位移传感器的接收器；
[2]加速度的大小可以由v-t图像的斜率来获得。
9． 使滑动变阻器的滑片P向左或右移动 磁通量变化
【解析】
【分析】
【详解】
[1]使线圈B中产生感应电流的方法可以是使滑动变阻器的滑片P向左或右移动；
[2]原因是线圈A中的电流变化，使得穿过线圈B的磁通量变化。
10． 直径 面积
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，将油酸酒精溶液滴到水面上，几乎形成单分子油膜，若将油酸分子看成球形，则单分子油膜的厚度可近似认为等于油酸分子的直径。
[2]实验中测量出滴入水中的纯油酸体积后，油膜稳定后铺展开的面积为S，则油酸分子的直径
若将油酸分子看成球形，油酸分子的大小
故还需要测量的物理量是油膜铺展开稳定后的面积。
11． 发射 钩码 0.5
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]按照传感器的使用方法，安装在小车上的传感器是发射部分；
（2）[2][3]实验中，多次改变钩码总质量，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据，再描出a-F图像；图线没有通过坐标原点，是由于摩擦力影响，根据牛顿第二定律有
根据图像的斜率和截距有
当时，有
解得
所以小车与轨道间的摩擦力
12． 需要 通电螺线管内部中间部分的磁场可以视为匀强磁场，且中间磁场强，两端磁场弱，离中心越远，磁场越弱
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]研究通电螺线管的磁感应强度，螺旋管通电前，磁传感器需要调零。
（2）[2]根据磁感应强度的分布图，可知通电螺线管内的磁感应强度分布的特点是：通电螺线管内部中间部分的磁场可以视为匀强磁场，且中间磁场强，两端磁场弱，离中心越远，磁场越弱。
[3]根据
可得穿过通电螺线管中心横截面的磁通量约为