2020届高考物理二轮复习 题型突破专练2：实验题押题突破练

实验题押题突破练1探究弹力和弹簧伸长的关系(2019年福建南平二模)某实验小组用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k.每当挂在弹簧下端的钩码(每个钩码质量m50 g)处于静止状态时，用刻度尺测出对应的弹簧长度l(弹簧始终在弹性限度内)，列表记录如下：所挂钩码个数n123456ln/cm10.1813.0914.5816.0817.54(1)表格中第二组数据的弹簧长度如图所示，则弹簧长度为_cm.(2)用所学知识尽量精确计算出每挂一个钩码弹簧伸长量l_cm；并由fkl算出弹簧的劲度系数k_n/m.(g9.8 m/s2，结果保留3位有效数字)【答案】(1)1.60(2)1.4733.32测量某金属丝电阻实验老师指导小明和小华用一种更加精确的方法测量某金属丝的电阻，实验电路如图甲所示，老师告诉他们，这样的电路在物理学中叫“电桥”老师提供的实验器材有：电源(电动势约为3 v，内阻不可忽略)，电阻箱r0(最大阻值9 999 )，定值电阻r1200 ，r2500 ，灵敏电流计(0刻度在表盘正中央)，待测金属丝rx，开关s，导线若干，刻度尺 甲乙(1)部分操作步骤如下：按电路图连接电路；闭合开关s，调节r0，使灵敏电流计读数为零，记下r0的读数(2)若某次实验中，当灵敏电流计读数为零时，r0的读数如图乙所示，则此次实验测得的电阻阻值rx_.(3)老师加大了实验难度，提出假如r1、r2阻值未知，在不添加和更换任何电路元件的前提下，如何继续使用电桥测出rx？(写出必要的步骤和需要测量、记录的物理量，同时物理量用相应的字母表示)(4)写出(3)的结果表达式rx_(用测量、记录的物理量的字母表示)【答案】(2)117.5 (3)调节电阻箱r0，使灵敏电流计读数为零，记下r0的读数r01，保持电路其余部分不变，仅把电阻r1、r2位置互换(或把r0、rx位置互换)，调节电阻箱r0，使灵敏电流计读数为零，记下r0的读数r02 (4)【解析】(2)由图乙读出的示数为 r047 ，则rxr2，得rxr02.5r0117.5 .(3)(4)调节电阻箱r0，使灵敏电流计读数为零，记下r0的读数r01，保持电路其余部分不变，仅把电阻r1、r2位置互换(或把r0、rx位置互换)，调节电阻箱r0，使灵敏电流计读数为零，记下r0的读数r02，在变换r1、r2位置前，电流表g的示数为零，则有，变换r1、r2位置后，电流表g的示数为零，则有，联立得rx.3探究动能定理(2019年江西师大附中质检)(1)在实验室中用游标卡尺测量一物体长度的读数是_cm，螺旋测微仪测量金属丝的直径时，由图可知金属丝的直径是_mm.(2)某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理固定并调整斜槽，使它的末端o点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸将小球从斜槽上不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度h，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x，改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：高度h(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移x/cm5.59.111.714.215.917.619.020.621.7斜槽倾角为，小球与斜槽之间的动摩擦因数为，斜槽底端离地的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦 以h为横坐标，以_为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示：达到了验证动能定理的目的受该实验方案的启发，另一同学改用图丙的装置实验他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，仍将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度h，并测量小球击中木板时平抛下落的高度d.当他以h为横坐标，以_为纵坐标，描点作图，使之仍为一条倾斜的直线，也达到了同样的目的【答案】(1)10.1250.900(2)x2实验题押题突破练1验证力的平行四边形定则(2019年山西六校联考)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上如图甲所示将橡皮筋的一端q固定y轴上的b点(位于图示部分之外)，另一端p位于y轴上的a点时橡皮筋处于原长(1)用一只测力计将橡皮筋的p端沿y轴从a点拉至坐标o点此时拉力f的大小可由弹簧测力计测出，测力计的示数如图乙所示，大小为_ n.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋p端回到a点；现使用网个测力计同时拉橡皮筋，再次将p端拉至o点此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为f12.10 n和f22.83 n.用5mm长度的线段表示0.5 n的力，以o为作用点在图甲中画出力f1、f2的图示然后按平行四边形定则画出它们的合力f合_若f合与拉力f的大小及方向的偏差均在_，则该实验验证了力的平行四边形走则【答案】(1)2.00(2)实验所允许的误差范围内2描绘小电珠的伏安特性曲线(2019年豫北豫南名校联考)在一次探究小灯泡的伏安特性曲线的实验中，所用的器材有： 灯泡l、量程恰当的电流表a和电压表v、直流电源e、滑动变阻器r、开关s和导线若干(1)若要求小灯泡两端的电压从零开始变化，则应选择下列电路中的哪一个进行测量_ ab cd(2)某同学利用所选择的电路图，采用正确的测量方法，得到了所测灯泡l的伏安特性曲线如图甲所示，p为曲线上的一点，pn为图线上p点的切线，则下列说法正确的有()a随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大b随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小c对应p点，小灯泡的电阻约为5.33 d对应p点，小灯泡的电阳约为16 (3)另一同学利用所选择的电路采用正确的方法，分别测出了两只灯泡l1和l2的ui图象如图乙中曲线所示然后将灯泡l1和l2与电池组(电动势和内阻恒定)连成如图丙所示的电路将开关与灯泡l1接通时，理想电流表的示数为0.4 a；开关与灯泡l2接通时，理想电流表的示数为0.6 a该同学利用理想电流表的示数，结合灯泡l1和l2的ui图象，得出该电池组的电动势为_v，内阻为_.(结果保留2位有效数字)【答案】(1)a(2)ac(3)4.12.0【解析】(1)测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法；小灯泡的电阻远小于电压表内阻，接近电流表内阻，故电流表应采用外接法，故选a.(2)iu图线各点与原点连线的斜率表示电阻，由题知斜率减小，说明随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故a正确、b错误根据电阻的定义得到，对应p点由欧姆定律可知，小灯泡的电阻为r，r不等于切线斜率，故c正确、d错误(3)描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图象为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为(0.30 a,3.5 v)和(0.60 a,3 v)，则内阻为r2.0 ，电动势为e4.1 v，然后作出准确图象如图所示3验证机械能守恒定律(2019年福建名校模拟)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上a点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上b点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示a点到光电门b处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过b点时的瞬时速度v，实验时滑块在a处由静止开始运动(1)某次实验测得倾角30，重力加速度用g表示，滑块从a处到达b处时m和m组成的系统动能增加量可表示为ek_，系统的重力势能减少量可表示为ep_，在误差允许的范围内，若ekep，则可认为系统的机械能守恒；(用题中所给字母表示)(2)按上述实验方法，某同学改变a、b间的距离，得到滑块到b点时对应的速度，作出v2d图象如图所示，并测得mm，则重力加速度g_m/s2.【答案】(1)gd(2)9.6实验题押题突破练1测量动摩擦因数物理小组的同学在实验室测量小滑块与木板间的动摩擦因数，装置如图甲所示，将木板水平固定在水平实验台上，光电门a、光电门b固定在木板上甲乙(1)实验步骤如下：用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图乙所示，d_cm；两个光电门同时连接计时器，让滑块从左侧弧形轨道上滑下，通过调整滑块下滑的初始高度，使滑块能依次通过两光电门，用计时器记录遮光片通过光电门a的时间t1和通过光电门b的时间t2；保持光电门a的位置不动，逐步改变光电门b的位置，重复步骤.(2)要测量出动摩擦因数，还需要测量_a滑块沿弧形轨道下滑的高度hb滑块(含遮光片)的质量mc两光电门间的距离s(3)滑块与木板间的动摩擦因数可表示为_(用已知量和需要测量量的字母表示)【答案】(1)0.860(2)c(3)2测定电源的电动势和内阻某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻(1)现备有下列器材：a待测的干电池一节b电流表g(量程0150 ma，内阻rg3.0 )c电压表v(量程03 v，内阻rv，约1 k)d滑动变阻器r0(020 ，1.0 a)e电阻箱r0(099.99 )f开关和若干导线该同学发现上述器材中电流表的量程较小，他想利用现有的电流表和电阻箱改装成一块量程为00.6 a的电流表，则电阻箱r0的阻值应取_.请画出利用上述器材测量干电池电动势和内阻的实验电路图_(2)下图甲为该同学根据合理电路所绘出的ui图象(u、i分别为电压表v和电流表g的示数)根据该图象可得被测电池的电动势e_v，内阻r_. (3)该同学完成实验后又尝试用以下方案测定一节干电池的电动势如图乙，ex为待测干电池，es为电动势已知的标准电池，ab为一根粗细均匀的直线电阻丝，r1为保护电阻该同学的操作步骤如下：闭合开关s1，粗调滑动变阻器r，使直线电阻ab两端的电压约为2.0 v(可用电压表粗测)；将开关s2拨到位置“1”，调节滑动触头c至c1点时灵敏电流计g的读数为零，测出ac1的长度为l1; 将开关s2拨到位置“2”，调节滑动触头c至c2点时灵敏电流计g的读数再次为零，测出ac2的长度为l2.则待测电池电动势的表达式为ex_.【答案】(1)1.0如图所示(2)1.48(1.461.49) 0.84(0.820.87) (3)es【解析】(1)电流表g(量程0150 ma，内阻rg3.0 )改装成一块量程为00.6 a的电流表，则电阻箱r0的阻值r0 1.0 ，改装后电流表的内阻ra0.75 ，相对于电源来说，电流表的分压不能忽略，应采用电流表的内接法如图(2)u、i分别为电压表v和电流表g的示数，据闭合电路欧姆定律可得eur，对表达式变形后uere4ri，将ui图象向两端延长后借助图象的纵截距和斜率可得e1.48 v,4r，解得r0.86 .(3)由题意得esuc1a，exuc2a，则exes.3验证动量守恒定律(2019年陕西长安一中质检)如图所示，把a、b两个小球用等长细线悬挂起来，一小球自然下垂，拉起另一个小球，放下时它们将相碰，请你利用该实验方法验证动量守恒定律(1)写出该实验必须测量的物理量(并设定表示相应物理量的字母)：_ _；(2)用你所设定的字母写出验证动量守恒定律表达式：_；(3)请你写出一条减小实验误差的建议：_.【答案】(1)a、b两个小球的质量m1、m2，释放a球前细线与竖直方向的夹角，碰撞后a、b上升到最高点时细线与竖直方向的夹角、(2)m1m2m1(3)适当