2019高考物理二轮复习2_2实验题的解题策略与技巧专项训练.docx

2-2 实验题的解题策略与技巧实验题专项训练(一)三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题；考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22(5分)如图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。已知遮光条的宽度d2.25 mm。(1)下列不必要的一项实验要求是_(请填写选项前对应的字母)。A应使A位置与光电门间的距离适当大些B应将气垫导轨调节水平C应使细线与气垫导轨平行D应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是_；(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出_图像。解析 (1)应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故A是必要的；应将气垫导轨调节水平，这样拉力才等于合力，故B是必要的；要保持细线方向与气垫导轨平行，这样拉力才等于合力，故C是必要的；拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故D是不必要的。本题选不必要的，故选D。(2)根据匀变速直线运动位移速度公式得v22aL，而v，解得a，故要测加速度还需要测出A位置到光电门的距离L。(3)根据牛顿第二定律得a，解得F，所以处理数据时应建立-F图像。答案 (1)D(2)A位置到光电门的距离L(3)-F23(10分)在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材。(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R01 。 请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示，可得电源的电动势E_V，内电阻r_(结果保留2位有效数字)。(2)乙同学将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图e所示，可得电源的电动势E_V，内电阻r_(结果保留2位有效数字)。解析 (1) 根据原理图可得出对应的实物图，如图所示： 根据原理图可得出对应的实物图，如图所示：在画出的U-I图像中，纵轴的截距表示电源电动势，斜率表示电源内电阻r与R0的和，根据图像可得E3.00 V，rR01.38 ，且R01 ，则r0.38 。(2)由乙同学的电路接法可知，R左右两部分并联后与R0串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图像，则由图像可知，当电压为2.4 V时，电流为0.5 A，此时两部分电阻相等，则总电流为I11 A；而当电压为2.3 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.3 V时，干路电流为I2(0.330.87)A1.2 A。则根据闭合电路欧姆定律可得24 VEr，2.3 VE1.2r，解得E2.9 V，r0.50 。答案 (1)图见解析3.00.38(2)2.90.50实验题专项训练(二)三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题。考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22(5分)如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m1.5 kg，小车的质量为M1.65 kg。一根轻质细绳跨过光滑的轻质定滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态。现打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒沙子。若力传感器采集的Ft图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则：(1)滑块与小车间的动摩擦因数_；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动的加速度大小a_m/s2。(2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起动摩擦因数的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”)。解析 (1)由乙图知，物块与小车间滑动摩擦力为3 N，根据Ffmg，代入数据解得0.2；由乙图知，当沙桶的重力为3.5 N时，小车开始运动，此时沙桶与沙子的质量为m00.35 kg，对小车及沙桶和沙子组成的系统由牛顿第二定律有m0gFf(m0M)a，解得a0.25 m/s2。(2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，物块m对小车的正压力大于物块重力，从而引起动摩擦因数的测量结果偏大答案 (1)0.20.25(2)偏大23(10分)某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表A1、A2(量程为3 mA，内阻不计)，电阻箱R(最大阻值9 999 )，定值电阻R0(可供选择的阻值有100 、1 k、10 k)，开关S，导线若干，刻度尺。实验步骤如下：A测得圆柱形玻璃管内径d20 mm；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数分别记为I1、I2，记录电阻箱的阻值R；D改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；E断开S，整理好器材。(1)为了较好的完成该实验，定值电阻R0应选_；(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx_(用R0、R、I1、I2表示)；(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的R-L关系图像，则自来水的电阻率_ m(保留2位有效数字)。(4)在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。解析 (1)电源电动势为3 V，电流表的量程为3 mA，则最小电阻R1 k，故定值电阻选1 k的即可。(2)由部分电路欧姆定律得I1RxI2(R0R)，即Rx。(3)当I1I2时，RxR0R，即R0R，即RLR0，由图像可知m15104m1，则51043.14(20103)2m16 m。(4)若电流表内阻不能忽略，则RxrAR0RrA，即RxR0R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。答案 (1)1k(2)(3)16(4)不变实验题专项训练(三)三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题。考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22(5分)(1)图甲是多用电表简化电路图，A插孔应接_表笔(选填“红”或“黑”)；作为欧姆表使用时，选择开关应接_(选填“1”“2”或“3”)。(2)利用多用电表直流电流挡和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙所示。调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数，作出的图线如图丙。由图丙可求得电动势E_V，内阻r_。(结果均保留2位有效数字)解析 (1)图甲的多用电表中，A插孔应接红表笔；作为欧姆表使用时，内部有电源，选择开关应接2。(2)根据闭合电路欧姆定律得EIRIr，解得REr，可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则有EV2.9 V，r1.2 。答案 (1)红2(2)2.9(2.82.9)1.2(1.01.2)23(10分)如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装量可验证机械能守恒定律。(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需的器材是_。A直流电源、天平及砝码B直流电源、刻度尺C交流电源、天平及砝码D交流电源、刻度尺(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为hl、h2、h3。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep_，动能的增加量Ek_(用题中所给字母表示)。(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量。关于这个误差，下列说法正确的是_A该误差属于偶然误差B该误差属于系统误差C可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差(4)某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响。他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2-h图线，如图所示。图像是一条直线，此直线斜率的物理含义是_(用数学表达式书写，可能用到的物理量m、g、f)。解析 (1)打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离，从而可知道重锤下降的距离以及通过纸带上两点的距离，进而求出这两点间的平均速度，从而可知瞬时速度。纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表。重锤的质量可以不测。故必需的仪器有D。(2)从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量Epmgh2。F点的瞬时速度vF，则动能的增加量为Ekmv。(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差。故选B、D。(4)根据能量关系可知mghmv2fh，则v2h，可知图线的斜率k。答案 (1)D(2)mgh2(3)BD(4)k实验题专项训练(四)三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题。考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22(5分)(2017陕西宝鸡市二检)为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切，A为桌子右边缘，O点为A在地面上的竖直投影点。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，且其末端与桌子右边缘A对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面的P点，如图甲所示；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出其末端与桌子边缘A的距离为L，滑块仍从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面的Q点，如图乙所示。已知重力加速度为g，不计空气阻力。(1)实验还需要测出的物理量是(填写选项前面的字母)_。A滑槽顶端距桌面的高度hB桌面距地面的高度HCO点到P点的距离d1DO点到Q点的距离d2E滑块的质量m(2)根据已知量和测量的量，可以得出动摩擦因数的表达式为_。(3)如果该同学在进行第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑块在水平桌面上滑行的距离为s，则动摩擦因数可表示为_。解析 (1)滑块离开桌面后做平抛运动，实验需要测出滑块离开滑槽与离开桌面时的速度，因此实验时需要测出：桌子的高度H；O点到P点的距离d1；O点到Q点的距离d2，故选B、C、D。(2)滑块离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上：Hgt2，在水平方向上：d1v0t，d2vt，滑块在桌面上运动时，要克服摩擦力做功，由动能定理得：mgLmv2mv，解得：。(3)如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为s，由动能定理得：mgs0mv，解得：。答案 (1)BCD(2)(3)23(10分)一位同学想测量一个量程约为5 V有清晰刻度但没有示数、内电阻约为10 k的电压表Vx的内阻，可以使用的实验器材如下：A电源(电动势约15 V，内电阻小于2 )B标准电压表V0(量程为15 V，内电阻约30 k)C电阻箱(阻值范围09 999.9 )D电阻箱(阻值范围099 999.9 )E滑动变阻器(阻值为020 )F滑动变阻器(阻值为020 k)G开关S和导线若干该同学的实验操作过程为：(1)将实验仪器按图甲所示电路连接，电阻箱R1应选_，滑动变阻器R0应选_(选填仪器前的字母序号)。(2)将电阻箱R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至滑动变阻器接近右端处，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电压表Vx满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电压表V0的示数。(3)向左移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R1直至电压表Vx满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电压表V0的示数。(4)重复步骤(3)35次。(5)该同学将实验中记录的各组电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U的数据在UR坐标系中正确地描好了点(如图乙)，请你在图中完成UR图线。(6)根据图线可以求得电压表Vx的内电阻为_k(结果保留1位有效数字)。解析 (1)因要测电压表的电阻约为10 k，所串联电阻分压由所给的数据可达电压表的2倍，则其阻值要达到20 k，故选D；滑动变阻器用的分压式接法，选小电阻便于调节，故选E。(5)图线如图所示(6)因UUxR，由图知纵截距4.5 V为其量程，斜率为可得：Rx9 k。答案 (1)DE(5)UR图线见解析(6)9实验专项训练(五)三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题。考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22(5分)某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量动摩擦因数。将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端B处固定一个光电门以测量滑块通过该处时的速度，实验时滑块由距地面h高的A处静止释放，测出滑块滑到B点的速度v。改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点A到B点的水平距离(即B、C间的距离)L0.8 m不变。重复实验，最后作出如图乙所示的h-v2图像。(1)木板倾斜程度更大时，为了保证L不变，滑块下滑到底端B点的位移将_(选填“变大”“变小”或“不变”)；(2)滑块与木板间的动摩擦因数_；(3)若所用木板更粗糙些，重复上述实验步骤，得到的图像的斜率将_。(选填“变大”“变小”或“不变”)解析 (1)根据几何关系得出滑块下滑到底端B点的位移x，木板倾斜程度更大时，为了保证(即B、C间的距离)L0.8 m不变，滑块下滑到底端B点的位移将变大。(2)根据h-v2图像得v0时h0.2 m，即此时滑块处于平衡状态，根据牛顿第二定律得mgcos mgsin ，解得tan 0.25。(3)对滑块下滑过程，根据动能定理得mghmgcos mv2，解得hL，所以若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，得到的图像的斜率将不变。答案 (1)变大(2)0.25(3)不变23(10分)测定电流表内阻的实验中备用的器材如下：A待测电流表(量程0100 A，内阻约为几百欧)；B标准伏特表(量程05 V)；C电阻箱(阻值范围0999.9 )；D电阻箱(阻值范围099 999.9 )；E电源(电动势2 V，内阻不为零)；F电源(电动势6 V，内阻不为零)；G滑动变阻器(阻值范围050 ，额定电流1.5 A)；H电键和导线若干。(1)采用如图甲所示的电路测定电流表A的内阻，且要求较高的测量精确，那么从以上备用的器材中，电阻箱R1应选用_，电阻箱R2应选用_，电源E应选用_。(填写字母代号)(2)实验时要进行的步骤有：A闭合S1；B.闭合S2；C.将R1的阻值调至最大；D.调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；F.记下R2的阻值。把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序排列：_。(3)如果在步骤F中R2的阻值为600 ，则该电流表内阻Rg的测量值为_。(4)如果要将第(3)小题中的电流表A改装成量程为05 V的伏特表，则改装的方法是与电流表_联一个阻值为_的电阻。(5)在如图乙所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的(要求对05 V的所有刻度都能校对)。试在实物图中画出连线使其能对改装后的伏特表进行校对。解析 首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理：设电源的电动势为E，内阻为r，S2断开时，电流表满偏电流Ig，实验要求R1Rg，R1r，这样才有Ig，当S2闭合时，R2和Rg并联，并联后总阻值R并RgR1，这样才有S2闭合后，电路中总电流几乎不变，仍然近似等于，调节R2使电流表半偏为，所以流过R2的电流也为，所以R2Rg。(1)从上述原理可知，S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R1Rg。故实验器材选择应满足电源电动势尽可能大，R1尽可能大。所以R1选用大量程的电阻箱D，R2选用较小的电阻箱C，电源选用电动势较大的F。(2)根据半偏法测量原理，则操作步骤为：按电路图连接好电路；将R1的阻值调到最大；闭合S1；调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；闭合S2；调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；记下R2的阻值。实验步骤的合理顺序是：CADBEF。(3)如果在步骤F中R2的阻值为600 ，则该电流表内阻Rg的测量值为RgR2600 。(4)如果要将第(3)小题中的电流表A改装成量程为05 V的伏特表，则改装的方法是与电流表串联一个阻值为rg 49 400 的电阻。(5)校对电压表时，电压应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，标准电压表与改装后的电压表应并联，电路图如图所示：答案 (1)DCF(2)CADBEF(3)600(4)串49 400(5)图见解析实验专项训练(六)三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题。考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22(5分)某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验：如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间的距离s；滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过A光电门的时间为t1，通过B光电门的时间为t2。回答下列问题：(1)计算出通过光电门A的瞬时速度为_(用所给出的字母表示)；(2)利用题目已知的数据，请用字母表示出滑块的加速度大小为_；(3)若已知滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为，则实验小组所在地的重力加速度为_。解析 (1)滑块通过光电门A的瞬时速度近似等于滑块通过光电门的平均速度，即vA，同理滑块通过光电门B的瞬时速度vB；(2)滑块沿水平导轨做匀减速运动，则有vv2as，解得a。(3)根据牛顿第二定律，有mgma，解得g。答案 (1)(2)(3)23(10分)在测量未知电阻Rx阻值的实验中，可供选择的器材有：A待测电阻Rx(阻值约300 )；B电流表A1(量程20 mA，内阻约50 )；C电流表A2(量程50 m