實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)練12025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專題物理H課后習(xí)題題型專項(xiàng)練含答案實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)練(一)1.(6分)(2024陜西寶雞二模)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。將右端帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在水平實(shí)驗(yàn)桌面上,滑塊放在長(zhǎng)木板上,滑塊的左端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(未畫(huà)出)的紙帶相連,右端用細(xì)線通過(guò)定滑輪與托盤(pán)連接。調(diào)整滑輪高度使細(xì)線方向與長(zhǎng)木板平行。在托盤(pán)中放入適量砝碼,滑塊在托盤(pán)的水平牽引力下運(yùn)動(dòng),通過(guò)紙帶測(cè)量滑塊的加速度。(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的一段紙帶,計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出,交變電流頻率為50Hz,根據(jù)紙帶上打出的A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)的位置可求出滑塊的加速度大小為m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(2)滑塊質(zhì)量是托盤(pán)(含砝碼)質(zhì)量的k倍,滑塊的加速度用a表示,重力加速度為g,則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=(用題中所給物理量的字母表示)。

(3)實(shí)驗(yàn)中,由于沒(méi)有考慮紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦,導(dǎo)致測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)會(huì)(選填“偏大”或“偏小”)。

答案(1)0.43(2)1k-解析(1)根據(jù)題意可知,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期T=1f=0.02s,每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔t0=5T=0.1s,根據(jù)逐差相等公式可得加速度a=Δxt2=xCE-xAC(2t0)(2)設(shè)托盤(pán)(含砝碼)的質(zhì)量為m,則滑塊的質(zhì)量為km,對(duì)整體由牛頓第二定律有mg-μkmg=(m+km)a,解得μ=1k(3)若考慮紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力,設(shè)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力為Ff,由牛頓第二定律有mg-μkmg-Ff=(m+km)a,解得μ=1k-(1+k)2.(10分)某同學(xué)為了測(cè)量一個(gè)量程為3V的電壓表V0的內(nèi)阻,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。(1)他將多用電表選擇開(kāi)關(guān)調(diào)至電阻擋“×100”,對(duì)其進(jìn)行歐姆調(diào)零,然后用電阻表的紅表筆接電壓表的(選填“正”或“負(fù)”)接線柱,黑表筆接電壓表另一個(gè)接線柱,對(duì)電壓表的內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量。表盤(pán)顯示如圖所示,可測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為Ω。

(2)為較準(zhǔn)確地測(cè)定電壓表V0的內(nèi)阻,除待測(cè)電壓表外,另準(zhǔn)備有如下器材:A.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻r1約為2000Ω)B.電壓表V2(量程6V,內(nèi)阻r2約為5000Ω)C.定值電阻R1(阻值R1=300Ω)D.定值電阻R2(阻值R2=2000Ω)E.滑動(dòng)變阻器R'(阻值0~100Ω)F.電源E(電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻r約為2Ω)G.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干①同學(xué)根據(jù)以上器材現(xiàn)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩種電路,你認(rèn)為應(yīng)選擇電路較為合理;

②在合理的電路中,電壓表V選,定值電阻R0選;(填儀器前的字母序號(hào))

③若定值電阻R0阻值為R,待測(cè)電壓表V0的讀數(shù)為U0,電壓表V的讀數(shù)為U,則待測(cè)電壓表的內(nèi)阻計(jì)算公式為RV=(用題中測(cè)得的物理量字母表示)。

答案(1)負(fù)2200(2)乙V2R2U解析(1)電阻表測(cè)量電阻時(shí),電流從黑表筆流出多用電表,所以黑表筆接電壓表正接線柱,紅表筆接電壓表負(fù)接線柱;選擇開(kāi)關(guān)調(diào)至電阻擋“×100”,由指針?biāo)肝恢每芍?電壓表的內(nèi)阻為RV=22×100Ω=2200Ω。(2)為了準(zhǔn)確測(cè)定電壓表V0的內(nèi)阻,需要得到流過(guò)V0的電流。在圖甲所示電路中,流過(guò)V0的電流等于定值電阻R0和電壓表V的電流之和,由于電壓表V的內(nèi)阻未知,所以無(wú)法求得流過(guò)V的電流,也就無(wú)法得到流過(guò)V0的電流。在圖乙所示電路中,流過(guò)V0的電流等于定值電阻R0的電流,則有I=U-U0R,電壓表V0的內(nèi)阻為RV=U0I=U0RU-U0,為了減小V0和V的讀數(shù)誤差,應(yīng)使它們的示數(shù)較大,則定值電阻1.(6分)(2024湖南衡陽(yáng)二模)某實(shí)驗(yàn)小組做驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn),所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,滑塊(含遮光條)的質(zhì)量用m0表示,鉤碼的質(zhì)量用m表示。甲乙(1)本實(shí)驗(yàn)(選填“需要”或“不需要”)滿足m?m0。

(2)通過(guò)氣墊導(dǎo)軌上的刻度尺讀出兩個(gè)光電門之間的距離L,通過(guò)數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量遮光條從光電門1到光電門2的時(shí)間t。實(shí)驗(yàn)小組保持光電門2的位置及滑塊在氣墊導(dǎo)軌上的釋放位置不變,改變光電門1的位置進(jìn)行多次測(cè)量,測(cè)得多組L和t數(shù)據(jù),根據(jù)測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出了Lt-t圖像如圖乙所示,若圖線斜率的絕對(duì)值為k,圖線在縱軸上的截距為b,根據(jù)圖線可求出滑塊加速度的大小為,經(jīng)過(guò)光電門2的速度大小為(3)由以上實(shí)驗(yàn)即可驗(yàn)證牛頓第二定律。答案(1)不需要(2)2kb解析(1)當(dāng)實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平且細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行時(shí),力傳感器的示數(shù)F等于細(xì)線的拉力,結(jié)合上述可知,該示數(shù)即為滑塊的合力,可知實(shí)驗(yàn)中不需要使力傳感器和鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊及遮光條的總質(zhì)量。(2)滑塊釋放位置不變,光電門2的位置不變,則無(wú)論光電門1位置如何變化,經(jīng)過(guò)光電門2的速度大小不變,設(shè)為v,則根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度的規(guī)律,兩光電門之間的距離為L(zhǎng)=v+(v-at)2·t,整理可得Lt=v-a2·t,則Lt-t圖像中斜率絕對(duì)值為k,則k=-a2,解得滑塊加速度的大小為2.(10分)如圖甲所示,用銅片、鋁片和可樂(lè)可以做成可樂(lè)電池,電動(dòng)勢(shì)大約在0.5~0.6V之間,內(nèi)阻幾千歐左右。某實(shí)驗(yàn)興趣小組制作了一個(gè)可樂(lè)電池并測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。甲乙丙(1)如圖乙所示,直接用多用電表2.5V直流電壓擋測(cè)量出可樂(lè)電池的電動(dòng)勢(shì)大小為V(保留兩位有效數(shù)字);

(2)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:A.電壓表(0~3V,RV約為3000Ω)B.電流表(0~300μA,RA為300Ω)C.電阻箱(0~9999Ω)D.滑動(dòng)變阻器(0~20Ω)E.開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干①為了更準(zhǔn)確測(cè)量可樂(lè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,選擇合適的器材并按電路圖完成電路連接;

②通過(guò)數(shù)據(jù)處理畫(huà)出相應(yīng)的可樂(lè)電池R-1I圖像如圖丙實(shí)線所示,可知該可樂(lè)電池的內(nèi)阻約為Ω,測(cè)量值(選填“>”“=”或“<”③將該可樂(lè)電池靜置5h后再次測(cè)量獲得的R-1I圖像如圖丙虛線所示,可知該可樂(lè)電池的電動(dòng)勢(shì)(選填“增大”“減小”或“不變”答案(1)0.50(2)D1700=不變解析(1)選擇“直流2.5V”量程時(shí),分度值為0.05V,則可樂(lè)電池的電動(dòng)勢(shì)大小為E=0.05×10V=0.50V。(2)電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的阻值,因此用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)范圍很小,電流表內(nèi)阻已知,且電壓表量程過(guò)大,所以應(yīng)采用安阻法進(jìn)行測(cè)量,即將電流表與電阻箱串聯(lián),使系統(tǒng)誤差最小,故選D。根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=I(RA+R+r),所以R=EI-(RA+r),結(jié)合圖像可得RA+r=2000Ω,所以r=1700Ω,由于不存在系統(tǒng)誤差,所以內(nèi)阻的測(cè)量值等于真實(shí)值。根據(jù)以上分析可知,由于圖像的斜率不變,實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)練(三)1.(6分)(2024山西朔州二模)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系,將輕彈簧懸掛在鐵架臺(tái)的橫桿上,刻度尺豎直固定在輕彈簧旁邊,在彈簧下端依次掛上不同質(zhì)量的鉤碼,記錄每次鉤碼的總質(zhì)量m以及對(duì)應(yīng)指針?biāo)缚潭戎祒如表格所示。甲實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234567鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150180彈力F/N00.30.60.91.21.51.8指針刻度x/cm6.07.28.610.610.911.813.2彈簧伸長(zhǎng)量Δx/cm01.22.64.64.95.87.2(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格記錄的數(shù)據(jù)可知,刻度尺的最小分度值為(選填“1mm”或“1cm”)。

(2)在圖乙的坐標(biāo)系中描點(diǎn),作出彈簧彈力F與伸長(zhǎng)量Δx之間的關(guān)系圖像,由圖像可知,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)第次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了明顯的實(shí)驗(yàn)誤差。根據(jù)描繪的F-Δx圖像可知,該彈簧的勁度系數(shù)為k=N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

乙(3)若實(shí)驗(yàn)中懸掛彈簧和刻度尺時(shí),彈簧的上端未與刻度尺的0刻度線對(duì)齊,而對(duì)齊的是0.5cm,則該情況會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)算得的彈簧勁度系數(shù)結(jié)果(選填“偏大”“偏小”或“無(wú)誤差”)。

(4)若截取實(shí)驗(yàn)中所用彈簧長(zhǎng)度的一半制成一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),并掛上1.5N的鉤碼,當(dāng)鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈簧的形變量為cm。

答案(1)1cm(2)見(jiàn)解析圖425(3)無(wú)誤差(4)3.0解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格記錄的數(shù)據(jù)可知,讀數(shù)精確到1cm,估讀到0.1cm,刻度尺的最小分度值為1cm。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在給出的坐標(biāo)系中描點(diǎn),作出彈簧彈力F與伸長(zhǎng)量Δx之間的關(guān)系圖像如下,由圖像可知,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了明顯的實(shí)驗(yàn)誤差。根據(jù)描繪的F-Δx可知,該彈簧的勁度系數(shù)為k=1.87.2(3)若實(shí)驗(yàn)中懸掛彈簧和刻度尺時(shí),彈簧的上端未與刻度尺的0刻度線對(duì)齊,而對(duì)齊的是0.5cm,那么彈簧末端指針刻度也會(huì)下移0.5cm,彈簧對(duì)應(yīng)的形變量不變,則該情況不會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)算得的彈簧勁度系數(shù)結(jié)果改變,無(wú)誤差。(4)若截取實(shí)驗(yàn)中所用彈簧長(zhǎng)度的一半制成一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),則截下來(lái)的兩段彈簧的勁度系數(shù)相同,把兩段彈簧串接起來(lái)的勁度系數(shù)與原來(lái)那根彈簧的勁度系數(shù)相同,根據(jù)彈簧的串聯(lián)公式可得,截下來(lái)的一根彈簧的勁度系數(shù)變?yōu)?k=50N/m,掛上1.5N的鉤碼,當(dāng)鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),根據(jù)胡克定律可知,彈簧的形變量為Δx1=1.550m=3.02.(10分)(2024湖北二模)某同學(xué)要測(cè)量一段特制的圓柱形導(dǎo)體材料的電阻率ρ,同時(shí)測(cè)電源的內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:待測(cè)的圓柱形導(dǎo)體Rx(阻值未知)螺旋測(cè)微器游標(biāo)卡尺電流表A(內(nèi)阻很小)電阻箱R待測(cè)電源開(kāi)關(guān)S、開(kāi)關(guān)K,導(dǎo)線若干(1)他用螺旋測(cè)微器測(cè)量該導(dǎo)體的直徑D,結(jié)果如圖甲所示,可讀出D=mm,用游標(biāo)卡尺測(cè)得該導(dǎo)體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4.97cm。

甲他設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,并進(jìn)行了如下的操作:①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K,閉合開(kāi)關(guān)S,改變電阻箱的阻值R,記錄不同R對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I;②將開(kāi)關(guān)S、K均閉合,改變電阻箱的阻值R,再記錄不同R對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I。乙丙(2)他畫(huà)出了步驟①②記錄的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的1I-R圖像,如圖丙中兩條圖線Ⅰ、Ⅱ,則步驟①對(duì)應(yīng)的圖線為(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”),電源的內(nèi)阻r=(3)若考慮電流表內(nèi)阻的影響,則電源內(nèi)阻的測(cè)量值相對(duì)真實(shí)值(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

(4)若不考慮電流表內(nèi)阻的影響,此導(dǎo)體材料的電阻率為ρ=Ω·m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

答案(1)9.500(2)Ⅱ2.1(3)偏大(4)3×10-3解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為9.5mm+0×0.01mm=9.500mm。(2)在步驟①