2022版高考物理大三轮复习高考题型专项练二实验题专项练一_十二含解析20191024284.doc
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1、 实验题专项练(一)实验题专项练(一)- -(十二)(十二) 实验题专项练(一) (建议用时:15 分钟) 题号 1 2 考点 验证机械能守恒定律 传感器对电路的控制 1如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律该装置中的打点计时器所接交流电源频率是 50 Hz. (1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是_ A精确测量出重物的质量 B两限位孔在同一竖直线上 C重物选用质量和密度较大的金属重锤 D释放重物前,重物离打点计时器下端远些 (2)按正确操作得到了一条完整的纸带, 由于纸带较长, 图中有部分未画出, 如图所示 纸带上各点是
2、打点计时器连续打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点 重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_ AOA、OB和OG的长度 B.OE、DE和EF的长度 CBD、BF和EG的长度 D.AC、BF和EG的长度 用刻度尺测得图中AB的距离是 1.76 cm,FG的距离是 3.71 cm,则可测得当地的重力加速度是_m/s2.(计算结果保留三位有效数字) 2 “用 DIS 测电源的电动势和内阻”的实验电路如图(a)所示, 其中R0是阻值为 5 的定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为 10 . (1)某同学按照实验电路连接,闭合开关后,移动滑动变阻
3、器滑片,DIS 系统采集数据后,得到如图(b)所示的UI图象,则该同学在实验中可能出现的不当操作是_ (2)该同学发现操作不当之处,改正后重新实验,得到如图(c)所示的UI图象,根据图象可知电源电动势为_V,内阻为_ . (3)在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中,R上功率的变化情况是_;电源效率的变化情况是_ 二、实验题专项练 实验题专项练(一) 1解析:(1)因为在实验中比较的是mgh、12mv2的大小关系,故m可约去,不需要测量重物的质量,对减小实验误差没有影响,故 A 错误;为了减小纸带与限位孔之间的摩擦,两限位孔必须在同一竖直线上,这样可以减小纸带与限位孔的摩擦,从而减小实验
4、误差,故 B 正确;实验选择的重物应该为质量较大、体积较小的物体,这样能减少空气阻力的影响,从而减小实验误差,故 C 正确;释放重物前,为更有效的利用纸带,重物离打点计时器下端近些,故 D 错误 (2)当知道OA、OB和OG的长度时,无法算出任何一点的速度,故 A 不符合题意;当知道OE、DE和EF的长度时,利用DE和EF的长度可以求出E点的速度,从而求出O点到E点的动能变化量,知道OE的长度,可以求出O点到E点重力势能的变化量,可以验证机械能守恒定律,故 B 符合题意;当知道BD、BF和EG的长度时,由BD、BF的长度可以求出E点的速度,但无法求出G点的速度,故无法求出E点到G点的动能变化量
5、,故 C 不符合题意;当知道AC、BF和EG的长度时,可以分别求出B点和F点的速度,从而求出B点到F点的动能变化量,知道BF的长度,可以求出B点到F点重力势能的变化量,可以验证机械能守恒定律, 故 D 符合题意 根据hgt2,解得:g3.711.7650.022102 m/s29.75 m/s2. 答案:(1)BC (2)BD 9.75 2解析:(1)由图(b)可知,测量电压为负,说明电压传感器正负极接反; (2)电源的伏安特性曲线中,电压轴的截距代表电源电动势,图线斜率的绝对值表示电源内阻;由图(c)可知,电源电动势为:E2.90 V 内阻为:rR0UI2.901.500.20 7 ,则r7
6、 5 2 . (3)把定值电阻等效到电源内部,充当电源内阻,则等效内阻为:r7 ;此时滑动变阻的功率等于等效电源的输出功率,当内外电阻相等时,电源输出功率最大,滑动变阻器的阻值先减小到 7 ,此过程功率逐渐增大;电阻继续减小,则功率又开始减小,即在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中,R上功率的先增大后减小;电源的效率为:IUIE100%UE100%,滑动变阻器电阻减小,则U减小,故电源的效率减小 答案:(1)电压传感器正负极接反 (2)2.90 2 (3)先增大后减小 减小 实验题专项练(二) (建议用时:15 分钟) 题号 1 2 考点 探究轻弹簧的弹性势能 测量电压表的内阻 1用如
7、图所示的装置可以测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的小滑块压缩弹簧到某位置A,由静止释放小滑块,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x. (1)计算小滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_ (2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_ A弹簧原长 B当地重力加速度 C小滑块(含遮光片)的质量 (3)实验误差的来源有_ A空气阻力 B小滑块的大小 C弹簧的质量 2某同学准备把量程为 0500 A 的电流表改装成一块量程为
8、02.0 V 的电压表他为了能够更精确地测量电流表的内阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下: A电流表 G1(量程 01.0 mA,内阻约 100 ) B电流表 G2(量程 0500 A,内阻约 200 ) C电池组E(电动势为 3.0 V,内阻未知) D滑动变阻器R(025 ) E电阻箱R1(总阻值 9 999 ) F保护电阻R2(阻值约 100 ) G单刀单掷开关 S1,单刀双掷开关 S2 (1)实验中该同学先闭合开关 S1,再将开关 S2与a相连,调节滑动变阻器R,当电流表 G2有某一合理的示数时,记下电流表 G1的示数I;然后将开关 S2与b相连,保持_不变,调节
9、_,使电流表 G1的示数仍为I时,读取电阻箱的示数r. (2)由上述测量过程可知,电流表 G2内阻的测量值rg_ (3)若该同学通过测量得到电流表 G2的内阻为 190 ,他必须将一个_ k的电阻与电流表 G2串联,才能改装为一块量程为 2.0 V 的电压表 (4)该同学把改装的电压表与标准电压表 V0进行了校准,发现当改装的电压表的指针刚好指向满偏刻度时,标准电压表 V0的指针恰好如图乙所示由此可知,该改装电压表的百分误 差为_%. 实验题专项练(二) 1解析:(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动,故可以用BC段的平均速度表示滑块离开弹簧时的速度,则有:vst. (2)弹簧的弹性势能等于
10、滑块(含遮光片)增加的动能,故应求解滑块(含遮光片)的动能,根据动能表达式可知,应测量小滑块(含遮光片)的质量,故选 C. (3)由于存在空气阻力, 阻力做负功, 小滑块的动能增加量小于弹簧的弹性势能的减少量;由于弹簧有质量,故弹簧的弹性势能有小部分转化为弹簧的动能,故小滑块的动能增加量小于弹簧弹性势能的减少量,故选 A、C. 答案:(1)vst (2)C (3)AC 2解析:(1)当电流表 G2有某一合理的示数时,记下电流表 G1的示数I;然后将开关 S2与b相连,保持滑动变阻器R的阻值不变,调节R1,使电流表 G1的示数仍为I时,读取电阻箱的示数r. (2)电流 G2的内阻与电阻箱接入电路
11、的阻值相同,即rgr. (3)将电流表 G2改装成电压表要串联电阻分压,串联电阻的阻值为RUIgrg3.81 k. (4)标准电压表 V0的示数为 1.90 V,由此可知,该改装电压表的百分误差为2.01.901.90100%5.26%. 答案:(1)滑动变阻器R的阻值 R1 (2)r (3)3.81 (4)5.26 实验题专项练(三) (建议用时:15 分钟) 题号 1 2 考点 电学拓展探究实验 探究物体加速度与其所受合外力之间的关系 1如图(a)所示是某汽车转向灯的控制电路,电子闪光器可以产生周期性的开关动作,使转向信号灯和转向指示灯闪烁该电路的工作过程为:汽车若向左转弯,就把转向信号灯
12、 开关(单刀三掷开关)拨至左侧位置 1,闪光器工作,转向信号灯闪烁,向路人或其他车辆发出信号,同时安装在仪表盘上的转向指示灯也在闪亮,向驾驶员提供转向灯工作的情况;汽车向右转弯的原理与向左转一样 (1)闭合点火开关,将转向信号灯开关拨至右侧位置 2,发现电路不工作为排查电路故障,多用电表的选择开关应旋至_(选填“欧姆挡”“交流电压挡”“直流电压挡”或“直流电流挡”)的位置;用调节好的多用电表进行排查,若只有电子闪光器断路,则表笔接A、B时指针_(选填“偏转”或“不偏转”),接B、D时指针_(选填“偏转”或“不偏转”) (2)电容式转向信号闪光器的内部结构如图(b)所示,它主要由一个具有双线圈的
13、灵敏继电器和一个大容量的电容器组成其工作原理如下: 接通转向灯电路,蓄电池通过线圈L1和常闭触点对转向灯供电,在线圈L1的磁场的作用下,_ _. 蓄电池对电容器充电,此时线圈L1、L2均串入电路,在线圈L1、L2的磁场的作用下,触点继续打开 充电结束后,电流为零,触点闭合,蓄电池通过线圈L1和触点向转向灯供电,电容器也通过线圈L2放电, _ _. 放电结束后,线圈L2的电流为零,触点打开,转向灯不亮重复上述过程,实现转向灯的闪烁 请将上述原理补充完整 2为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的质量,m0为小车上滑轮的质量力传感器可
14、测出轻绳中的拉力大小 (1)实验时,一定要进行的操作是_ A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力 C小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数 D为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_ m/s2(结果保留三位有效数字) (3)该同学以力传感器的示数F为横坐标,以加速度为纵坐标,画出的aF图象是一条直线,求得图线的斜率为k,则小车的质量为_ A.1
15、k B.1km0 C.2km0 D.2m 实验题专项练(三) 1解析:(1)闭合点火开关,将转向信号灯开关拨至右侧位置 2,发现电路不工作为排查电路故障,由于电路中有直流电源,多用电表的选择开关应旋至“直流电压挡”的位置;用调节好的多用电表进行排查,若只有电子闪光器断路,则表笔接A、B时,电压表与直流电源构成通路,多用电表指针偏转;接B、D时,电压表与直流电源断路,多用电表指针不偏转 (2)接通转向灯电路,蓄电池通过线圈L1和常闭触点对转向灯供电,在线圈L1的磁场的作用下,触点打开,转向灯电路切断,转向灯不亮;电容器充电结束后,电流为零,触点闭合,蓄电池通过线圈L1和触点向转向灯供电,电容器也
16、通过线圈L2放电,L1、L2中电流方向相反,产生的磁场抵消,触点闭合,转向灯发光 答案:(1)直流电压挡 偏转 不偏转 (2)触点打开,转向灯电路切断,转向灯不亮 L1、L2中电流方向相反,产生的磁场抵消,触点闭合,转向灯发光 2解析:(1)本题拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故 A、D 错误;该题是弹簧测力计测出拉力,从而表示小车受到的合外力,故需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故 B正确;打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要记录弹簧测力计的示数,故
17、 C 正确 (2)由于两计数点间还有四个点没有画出,故时间间隔为T50.02 s0.1 s,由匀变速直线运动的判别式(xaT2)结合逐差法可得:ax36x039T22.00 m/s2. (3)对小车上滑轮和小车的整体为对象由牛顿第二定律得:2F(Mm0)a,则a2Mm0F,故aF图象的斜率k2Mm0,则小车的质量为M2km0;故选 C. 答案:(1)BC (2)2.00 (3)C 实验题专项练(四) (建议用时:15 分钟) 题号 1 2 考点 研究匀变速直线运动 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动规律的实验装置,打点计时器所接的交流电源的频率为f50 Hz,试
18、问: (1)实验中,必要的措施是_ A细线必须与长木板平行 B小车必须具有一定的初速度 C小车质量远大于钩码质量 D必须平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G是刚打好的纸带上 7 个连续的点从图乙中可读得x6_cm,计算F点对应的瞬时速度的表达式为vF_ (3)如图丙所示,是根据实验数据画出的v22x图线(v为各点的速度大小),由图线可知小车运动的加速度为_m/s2.(保留 2 位有效数字) 2要描绘一个标有“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 4.5 V,内阻约 1
19、); 电流表(量程为 0250 mA,内阻约 5 ); 电压表(量程为 03 V,内阻约 3 k); 开关一个;导线若干 (1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填仪器前的字母) A滑动变阻器(最大阻值 20 ,额定电流 1 A) B滑动变阻器(最大阻值 1 750 ,额定电流 0.3 A) (2)实验的电路图应选用下列的图_ (3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图 1 所示现将两个这样的小灯泡并联后再与一个2 的定值电阻R串联,接在电动势为 1.5 V、内阻为 1 的电源两端,如图 2 所示每个小灯泡消耗的功率是_W. 实验题专项练(四) 1解析:(1)实验中,细线必须与长木板平行,以减
20、小实验的误差,选项 A 正确;实验中让小车由静止释放,不需要初速度,选项 B 错误;此实验不需要使得小车质量远大于钩码质量,选项 C 错误;此实验没必要平衡小车与长木板间的摩擦力,选项 D 错误 (2)从题图乙中可读得x66.00 cm,计算F点对应的瞬时速度的表达式为vFx6x42Tf(x6x4)2. (3)由图线可知小车运动的加速度为av22x1.500.2525101 m/s20.50 m/s2. 答案:(1)A (2)6.00 f(x6x4)2 (3)0.50(0.480.52) 2解析:由描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验原理可知: (1)滑动变阻器应选总阻值较小的 A. (2)电流表应
21、选外接法,滑动变阻器应接成分压式,故实验电路为 B. (3)把 2 的定值电阻看成电源内阻,由于两个灯泡并联,每个灯泡中电流为总电流的12,作出电源关于一个灯泡的伏安特性曲线,与灯泡伏安特性曲线的交点即为电路工作点(如图),该交点横、纵坐标的乘积即等于每个小灯泡消耗的功率,即P0.6 V0.15 A0.09 W. 答案:(1)A (2)B (3)0.09 实验题专项练(五) (建议用时:15 分钟) 题号 1 2 考点 研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系 测电流表的内阻 1某探究性学习小组利用如图 1 所示装置探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系 (
22、1)下列实验方法,可以采用_ A等效法 B.控制变量法 C放大法 D.累积法 (2)实验中,通过向小车放入钩码来改变小车质量,只要测出小车从长为L的斜面顶端滑至底端的时间t,就可以由公式a_求出加速度 (3)实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出长木板顶端到水平面的高度h,求出倾角的正弦值 sin hL.某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标系后描点作图如图 2,请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g_ m/s2. 2某同学欲将电流表改装成电压表,需要测量电流表的内阻,可供选择的实验器材有: A待测电流表 G1; B一个标准电流表
23、 G2(G2的量程大于 G1的量程); C电阻箱R; D滑动变阻器R; E电池组、导线、开关 采用如图甲所示的电路测定电流表内阻时,该同学的实验步骤为:_ 按电路图甲接好电路,将滑动变阻器R调至最大; 闭合 S1,断开 S2,调节滑动变阻器R,使电流表 G1表头指针满偏; 再闭合 S2,保持滑动变阻器R不变,调节电阻箱R,使表头指针半偏读出此时电阻箱R的示数,则电流表内阻可看做此示数 (1)用上述方法得到的电流表 G1内阻的测量值与真实值相比_ (2)为了使测量更准确,请你利用上述实验器材重新设计实验,从设计原理上看可以消除上述实验中的系统误差,请你在图乙中完成实验电路图 (3) 使 用重 新
24、设 计 的实验 电 路的 测 量数 据 ,写 出 电流 表 G1内 阻表达 式Rg_,说明各测量值的意义:_. 实验题专项练(五) 1解析:(1)要探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系,由于有两个变量,可采用控制变量法,B 正确 (2)小车在光滑斜面上做初速度为零的匀加速运动,由L12at2可得a2Lt2. (3)小车在光滑斜面上运动时,其加速度agsin ,asin 图象的斜率表示重力加速度,得g9.6 m/s2. 答案:(1)B (2)2Lt2 (3)9.6 2解析:(1)本实验采用的是半偏法测量内阻,但在并联电阻箱时,总电阻减小,则总电流偏大,故使电流表达到半偏时,所并联
25、的电阻应比电流表真实电阻偏小 (2)为了减小误差,应保证各测量值准确,故可以在干路中接入电流表 G2,接入R后调节R即可;故正确原理图如答案图所示 (3)I1为 G1的示数,I2为 G2的示数,R为电阻箱电阻;由串、并联电路规律可知Rg(I2I1)RI1. 答案:(1)偏小 (2)如图所示 (3)(I2I1)RI1 I1为 G1的示数,I2为 G2的示数,R为电阻箱电阻 实验题专项练(六) (建议用时:15 分钟) 题号 1 2 考点 验证力的平行四边形定则 多用电表的原理和使用 1某同学用以下器材验证力的平行四边形定则并测量橡皮筋的劲度系数: 刻度尺、橡皮筋、装有水的矿泉水瓶(总质量为m)、
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