实验题专项练1 2025年高考总复习优化设计二轮专题物理H课后习题题型专项练含答案

实验题专项练12025年高考总复习优化设计二轮专题物理H课后习题题型专项练含答案实验题专项练(一)1.(6分)(2024陕西宝鸡二模)某实验小组设计如图甲所示的实验装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数。将右端带有滑轮的长木板平放在水平实验桌面上,滑块放在长木板上,滑块的左端与穿过打点计时器(未画出)的纸带相连,右端用细线通过定滑轮与托盘连接。调整滑轮高度使细线方向与长木板平行。在托盘中放入适量砝码,滑块在托盘的水平牵引力下运动,通过纸带测量滑块的加速度。(1)图乙为某次实验得到的一段纸带,计数点A、B、C、D、E相邻两点间有四个计时点未画出,交变电流频率为50Hz,根据纸带上打出的A、B、C、D、E五个点的位置可求出滑块的加速度大小为m/s2(结果保留两位有效数字)。

(2)滑块质量是托盘(含砝码)质量的k倍,滑块的加速度用a表示,重力加速度为g,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=(用题中所给物理量的字母表示)。

(3)实验中,由于没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦,导致测得的动摩擦因数会(选填“偏大”或“偏小”)。

答案(1)0.43(2)1k-解析(1)根据题意可知,打点计时器的打点周期T=1f=0.02s,每两个计数点之间的时间间隔t0=5T=0.1s,根据逐差相等公式可得加速度a=Δxt2=xCE-xAC(2t0)(2)设托盘(含砝码)的质量为m,则滑块的质量为km,对整体由牛顿第二定律有mg-μkmg=(m+km)a,解得μ=1k(3)若考虑纸带与打点计时器间的摩擦力,设纸带与打点计时器间的摩擦力为Ff,由牛顿第二定律有mg-μkmg-Ff=(m+km)a,解得μ=1k-(1+k)2.(10分)某同学为了测量一个量程为3V的电压表V0的内阻,进行了如下实验。(1)他将多用电表选择开关调至电阻挡“×100”,对其进行欧姆调零,然后用电阻表的红表笔接电压表的(选填“正”或“负”)接线柱,黑表笔接电压表另一个接线柱,对电压表的内阻进行测量。表盘显示如图所示,可测得电压表的内阻为Ω。

(2)为较准确地测定电压表V0的内阻,除待测电压表外,另准备有如下器材:A.电压表V1(量程3V,内阻r1约为2000Ω)B.电压表V2(量程6V,内阻r2约为5000Ω)C.定值电阻R1(阻值R1=300Ω)D.定值电阻R2(阻值R2=2000Ω)E.滑动变阻器R'(阻值0~100Ω)F.电源E(电动势E=6V,内阻r约为2Ω)G.开关S、导线若干①同学根据以上器材现设计了如图甲、乙两种电路,你认为应选择电路较为合理;

②在合理的电路中,电压表V选,定值电阻R0选;(填仪器前的字母序号)

③若定值电阻R0阻值为R,待测电压表V0的读数为U0,电压表V的读数为U,则待测电压表的内阻计算公式为RV=(用题中测得的物理量字母表示)。

答案(1)负2200(2)乙V2R2U解析(1)电阻表测量电阻时,电流从黑表笔流出多用电表,所以黑表笔接电压表正接线柱,红表笔接电压表负接线柱;选择开关调至电阻挡“×100”,由指针所指位置可知,电压表的内阻为RV=22×100Ω=2200Ω。(2)为了准确测定电压表V0的内阻,需要得到流过V0的电流。在图甲所示电路中,流过V0的电流等于定值电阻R0和电压表V的电流之和,由于电压表V的内阻未知,所以无法求得流过V的电流,也就无法得到流过V0的电流。在图乙所示电路中,流过V0的电流等于定值电阻R0的电流,则有I=U-U0R,电压表V0的内阻为RV=U0I=U0RU-U0,为了减小V0和V的读数误差,应使它们的示数较大,则定值电阻1.(6分)(2024湖南衡阳二模)某实验小组做验证牛顿第二定律的实验,所用的实验装置如图甲所示,滑块(含遮光条)的质量用m0表示,钩码的质量用m表示。甲乙(1)本实验(选填“需要”或“不需要”)满足m≪m0。

(2)通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L,通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变,改变光电门1的位置进行多次测量,测得多组L和t数据,根据测验数据,作出了Lt-t图像如图乙所示,若图线斜率的绝对值为k,图线在纵轴上的截距为b,根据图线可求出滑块加速度的大小为,经过光电门2的速度大小为(3)由以上实验即可验证牛顿第二定律。答案(1)不需要(2)2kb解析(1)当实验中调节气垫导轨水平且细线与气垫导轨平行时,力传感器的示数F等于细线的拉力,结合上述可知,该示数即为滑块的合力,可知实验中不需要使力传感器和钩码的总质量远小于滑块及遮光条的总质量。(2)滑块释放位置不变,光电门2的位置不变,则无论光电门1位置如何变化,经过光电门2的速度大小不变,设为v,则根据匀变速直线运动中平均速度的规律,两光电门之间的距离为L=v+(v-at)2·t,整理可得Lt=v-a2·t,则Lt-t图像中斜率绝对值为k,则k=-a2,解得滑块加速度的大小为2.(10分)如图甲所示,用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池,电动势大约在0.5~0.6V之间,内阻几千欧左右。某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。甲乙丙(1)如图乙所示,直接用多用电表2.5V直流电压挡测量出可乐电池的电动势大小为V(保留两位有效数字);

(2)现有实验器材:A.电压表(0~3V,RV约为3000Ω)B.电流表(0~300μA,RA为300Ω)C.电阻箱(0~9999Ω)D.滑动变阻器(0~20Ω)E.开关,导线若干①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图完成电路连接;

②通过数据处理画出相应的可乐电池R-1I图像如图丙实线所示,可知该可乐电池的内阻约为Ω,测量值(选填“>”“=”或“<”③将该可乐电池静置5h后再次测量获得的R-1I图像如图丙虚线所示,可知该可乐电池的电动势(选填“增大”“减小”或“不变”答案(1)0.50(2)D1700=不变解析(1)选择“直流2.5V”量程时,分度值为0.05V,则可乐电池的电动势大小为E=0.05×10V=0.50V。(2)电池的内阻远大于滑动变阻器的阻值,因此用滑动变阻器调节范围很小,电流表内阻已知,且电压表量程过大,所以应采用安阻法进行测量,即将电流表与电阻箱串联,使系统误差最小,故选D。根据闭合电路欧姆定律有E=I(RA+R+r),所以R=EI-(RA+r),结合图像可得RA+r=2000Ω,所以r=1700Ω,由于不存在系统误差,所以内阻的测量值等于真实值。根据以上分析可知,由于图像的斜率不变,实验题专项练(三)1.(6分)(2024山西朔州二模)某实验小组用如图甲所示的实验装置探究弹簧弹力与形变量的关系,将轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上,刻度尺竖直固定在轻弹簧旁边,在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码,记录每次钩码的总质量m以及对应指针所指刻度值x如表格所示。甲实验次数1234567钩码质量m/g0306090120150180弹力F/N00.30.60.91.21.51.8指针刻度x/cm6.07.28.610.610.911.813.2弹簧伸长量Δx/cm01.22.64.64.95.87.2(1)根据实验表格记录的数据可知,刻度尺的最小分度值为(选填“1mm”或“1cm”)。

(2)在图乙的坐标系中描点,作出弹簧弹力F与伸长量Δx之间的关系图像,由图像可知,记录实验数据时第次实验数据出现了明显的实验误差。根据描绘的F-Δx图像可知,该弹簧的劲度系数为k=N/m(结果保留两位有效数字)。

乙(3)若实验中悬挂弹簧和刻度尺时,弹簧的上端未与刻度尺的0刻度线对齐,而对齐的是0.5cm,则该情况会导致实验算得的弹簧劲度系数结果(选填“偏大”“偏小”或“无误差”)。

(4)若截取实验中所用弹簧长度的一半制成一个弹簧测力计,并挂上1.5N的钩码,当钩码处于静止状态时,弹簧的形变量为cm。

答案(1)1cm(2)见解析图425(3)无误差(4)3.0解析(1)根据实验表格记录的数据可知,读数精确到1cm,估读到0.1cm,刻度尺的最小分度值为1cm。(2)根据实验数据,在给出的坐标系中描点,作出弹簧弹力F与伸长量Δx之间的关系图像如下,由图像可知,记录实验数据时第4次实验数据出现了明显的实验误差。根据描绘的F-Δx可知,该弹簧的劲度系数为k=1.87.2(3)若实验中悬挂弹簧和刻度尺时,弹簧的上端未与刻度尺的0刻度线对齐,而对齐的是0.5cm,那么弹簧末端指针刻度也会下移0.5cm,弹簧对应的形变量不变,则该情况不会导致实验算得的弹簧劲度系数结果改变,无误差。(4)若截取实验中所用弹簧长度的一半制成一个弹簧测力计,则截下来的两段弹簧的劲度系数相同,把两段弹簧串接起来的劲度系数与原来那根弹簧的劲度系数相同,根据弹簧的串联公式可得,截下来的一根弹簧的劲度系数变为2k=50N/m,挂上1.5N的钩码,当钩码处于静止状态时,根据胡克定律可知,弹簧的形变量为Δx1=1.550m=3.02.(10分)(2024湖北二模)某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率ρ,同时测电源的内阻r,实验室提供了如下器材:待测的圆柱形导体Rx(阻值未知)螺旋测微器游标卡尺电流表A(内阻很小)电阻箱R待测电源开关S、开关K,导线若干(1)他用螺旋测微器测量该导体的直径D,结果如图甲所示,可读出D=mm,用游标卡尺测得该导体的长度为L=4.97cm。

甲他设计了如图乙所示的电路,并进行了如下的操作:①断开开关K,闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,记录不同R对应的电流表示数I;②将开关S、K均闭合,改变电阻箱的阻值R,再记录不同R对应的电流表示数I。乙丙(2)他画出了步骤①②记录的数据对应的1I-R图像,如图丙中两条图线Ⅰ、Ⅱ,则步骤①对应的图线为(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”),电源的内阻r=(3)若考虑电流表内阻的影响,则电源内阻的测量值相对真实值(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。

(4)若不考虑电流表内阻的影响,此导体材料的电阻率为ρ=Ω·m。(结果保留一位有效数字)

答案(1)9.500(2)Ⅱ2.1(3)偏大(4)3×10-3解析(1)螺旋测微器的读数为9.5mm+0×0.01mm=9.500mm。(2)在步骤①