（廣西專用）2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練（五）物理實(shí)驗(yàn)（含解析）

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1、階段訓(xùn)練(五)　物理實(shí)驗(yàn) (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 1.(18分)(2018·天津卷)某研究小組做驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn),所用器材有方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè),橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個(gè))。 (1)具體操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議,其中正確的有　　　　。? A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上 B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同 C.使用測(cè)力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度 D.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力 (

2、2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn),白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn),如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是　　　。? 答案:(1)BC　(2)B 解析:(1)做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮條和兩繩套夾角的角平分線沒有必要在一條直線上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在同一次實(shí)驗(yàn)中要保持橡皮條結(jié)點(diǎn)O在同一位置,但為了尋找普遍規(guī)律重復(fù)實(shí)驗(yàn)(或不同實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn))時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同,選項(xiàng)B正確;由彈簧測(cè)力計(jì)的使用規(guī)則可知選項(xiàng)C正確;合力與分力的大小關(guān)系不確定,實(shí)驗(yàn)中沒有必要使兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3、(2)A、D圖中選擇的力的標(biāo)度太大,不方便作圖,并且A圖中表示力的作用線的點(diǎn)離結(jié)點(diǎn)O太近,不利于確定力的方向,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;C圖中實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)太小,作圖誤差較大,不利于總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故只有選項(xiàng)B最符合題意。 2.(20分)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流和直流兩種電流。重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,已知重力加速度為g,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 甲 (1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟: A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到

4、電源的直流輸出端上 C.用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量 D.先釋放紙帶,然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶 E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離 F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動(dòng)能 其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是　　　　　　(填寫選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母)。? (2)如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,將起始點(diǎn)記為O,并在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個(gè)連續(xù)的點(diǎn),分別記為A、B、C、D、E、F,量出與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交變電流的周期為T,設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為　　　　　,在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的

5、減少量為　　　　　　。? 乙 (3)在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢(shì)能總是　　　　(選填“大于”或“小于”)重錘增加的動(dòng)能,主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,為了測(cè)定阻力大小,可算出第(2)問中紙帶各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,分別記為v1至v6,并作vn2-hn圖像,如圖丙所示,直線斜率為k,則可測(cè)出阻力大小為　　　　　　　　　　　。? 丙 答案:(1)BCD (2)m(h6-h4)28T2　mgh5 (3)大于　mg-k2 解析:(1)沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是BCD。B項(xiàng)應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上;C項(xiàng)沒有必要用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量;D應(yīng)為先接通電源,再釋放

6、紙帶,打出一條紙帶。(2)打E點(diǎn)的速度為vE=h6-h42T,動(dòng)能Ek=12mh6-h42T2=m(h6-h4)28T2;重力勢(shì)能減少量ΔEp=mgh5。(3)因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能;即Ffhn=mghn-12mvn2,解之得Ff=mg-mvn22hn=mg-vn22hn=mg-k2。 3.(16分)(2019·廣州凱里模擬)圖中矩形框內(nèi)存在一沿水平方向且與金屬棒垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬棒放在電子秤上?，F(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力,來測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小并判定其方向。 (1)在圖中畫線完成實(shí)驗(yàn)電路圖的連接,要求接通電源后

7、電流由a流向b。 (2)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空: ①按圖接線; ②保持開關(guān)S斷開,讀出電子秤示數(shù)m0; ③閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的阻值使電流大小適當(dāng),此時(shí)電子秤仍有讀數(shù),讀出并記錄　　　　　　　　、　　　　　　　　(填物理量名稱及符號(hào));? ④用刻度尺測(cè)量　　　　　　　　　　　　　　　　(填物理量名稱及符號(hào))。? (3)用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,可以得到B=　　　　　　　　。? (4)判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是:若　　　　,則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直金屬棒向外;反之,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直金屬棒向里。? 答案:(1)如圖所示 (2)③電流表的示數(shù)I　此時(shí)電

8、子秤的示數(shù)m1?、芙饘侔舻拈L(zhǎng)度l (3)|m0-m1|Ilg (4)m1

9、向外。 4.(23分)為了測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)E(約為3 V)和內(nèi)阻r,可供選擇的器材如下: A.電流表G1(0~2 mA,內(nèi)阻為100 Ω) B.電流表G2(0~1 mA,內(nèi)阻未知) C.電阻箱R1(0~99.9 Ω) D.電阻箱R2(0~9 999.9 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R3(0~10 Ω　1 A) F.滑動(dòng)變阻器R4(0~1 000 Ω　10 mA) G.定值電阻R0(800 Ω　0.1 A) H.待測(cè)電池 I.導(dǎo)線、開關(guān)若干 (1)采用如圖甲所示的電路,測(cè)定電流表G2的內(nèi)阻,得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示: I1/mA 0.40 0

10、.81 1.20 1.59 2.00 I2/mA 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1-I2圖線,由圖線可得出電流表G2的內(nèi)阻等于 　　　　　Ω。? (2)某同學(xué)在現(xiàn)有器材的條件下,要測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,采用了圖丙的電路,若把電流表G2改裝成量程為0~3 V的電壓表,則電阻箱②該調(diào)到　　　Ω。把電流表G1改裝成量程為0~0.5 A的電流表,則電阻箱①該調(diào)到　　　Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。? (3)以G2示數(shù)I2為縱坐標(biāo),G1示數(shù)I1為橫坐標(biāo),作出I2-I1圖像如圖丁所示,結(jié)合圖像可得出電源的電動(dòng)勢(shì)為

11、　　　　V,電源的內(nèi)阻為　　　Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)? 答案:(1)如解析圖所示　200　(2)2 800　0.40　(3)2.7　8.6 解析:(1)描點(diǎn)作出I1-I2圖線如圖所示,從表格中的數(shù)據(jù)看,I1與I2成正比。圖線為過原點(diǎn)的直線,電流表G2和電流表G1并聯(lián),電流之比就是內(nèi)阻的反比。如圖,I1I2=2,電流表G1的內(nèi)阻是100Ω,所以電流表G2的內(nèi)阻等于200Ω。 (2)因?yàn)殡娏鞅鞧2量程為0~1mA,內(nèi)阻為200Ω,把它改裝成0~3V的電壓表時(shí),電流表上的電壓為0.2V,故串聯(lián)的電阻上的電壓為2.8V,電阻箱②該調(diào)到電阻的大小為R2=2800Ω。若將G1改裝成0~0

12、.5A的電流表,則R1=2×10-3×1000.5-2×10-3Ω=0.40Ω。 (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有:E=I2(r2+R2)+I1r1+I1r1R1+I1r,整理可得:I2=Er2+R2-I1(r1+r1rR1+r)r2+R2,結(jié)合圖像斜率和截距的概念應(yīng)有:Er2+R2=0.9×10-3,E=2.7V,r1+r1rR1+rr2+R2=34,r=8.6Ω。 5.(23分)(2019·全國(guó)卷Ⅲ)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對(duì)應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度?？蛇x用的器材還有:定值電阻R0(阻值

13、14 kΩ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值1 500 Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500 Ω),電阻箱(0~99 999.9 Ω),干電池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。 甲 (1)歐姆表設(shè)計(jì) 將圖甲中的實(shí)物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后,滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為　　　　　Ω;滑動(dòng)變阻器選　　　　　(選填“R1”或“R2”)。? (2)刻度歐姆表表盤 通過計(jì)算,對(duì)整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度,如圖乙所示。表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為　　　　　、　　　　　。? 乙 (3)校準(zhǔn) 紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使歐姆表指

14、針指向　　　　　　 kΩ處;將紅、黑表筆與電阻箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測(cè)量值,完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)量。若校準(zhǔn)某刻度時(shí),電阻箱旋鈕位置如圖丙所示,則電阻箱接入的阻值為　　　　Ω。? 丙 答案:(1)連線如圖所示　900　R1　(2)45　5　(3)0　35 000.0 解析:(1)把圖中各元件串聯(lián)起來,注意電流從紅表筆進(jìn),從黑表筆出。15kΩ為中值電阻,也是歐姆表內(nèi)阻,RΩ-R0-r-Rg=15000Ω-14000Ω-1.5Ω-98.5Ω=900Ω,R1最大值為1500Ω,能提供900Ω的電阻,故選R1。 (2)RΩ+Rx1=EI1,RΩ=15kΩ,I1=25μA,解得Rx1=45000Ω=45kΩ,所以a處的刻度標(biāo)為45。RΩ+Rx2=EI2,I2=75μA,解得Rx2=5000Ω=5kΩ,所以b處的刻度標(biāo)為5。 (3)歐姆表歐姆調(diào)零時(shí)調(diào)到0kΩ;讀數(shù)就是箭頭指的數(shù)乘以倍數(shù),然后再加起來,求得和為35000.0Ω。 8