高考物理通用版二輪復(fù)習(xí)專題檢測：二十七 技法專題——堅持“2原則”智取物理實驗題 Word版含解析

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1、 專題檢測（二十七） 技法專題——堅持“2原則”智取物理實驗題 1．讀出如圖所示的游標(biāo)卡尺(50分度)與螺旋測微器、電流表、電壓表、歐姆表(×10倍率)的讀數(shù)。 (1)________mm；(2)________mm；(3)________A；(4)________V；(5)________Ω。 答案：(1)42.20　(2)2.987(2.986～2.988均可) (3)0.34　(4)2.22(2.20～2.23均可)　(5)160 2．某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪

2、；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N＝5個，每個質(zhì)量均為0.010 kg。實驗步驟如下： (1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將n(依次取n＝1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。 (3)對應(yīng)于不同的n的a值如表所示。n＝2時的s-t圖像如圖(b)所示；由圖(b)求出此時小車的加速

3、度(保留兩位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入表中。 n 1 2 3 4 5 a/(m·s－2) 0.20 0.58 0.78 1.00 (4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖像。從圖像可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。 (5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為________kg(保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是________(填入正確選項前的標(biāo)號)。 A．a(chǎn)-n圖線不再是直線 B．a(chǎn)-n圖線仍是直線，但該直線不過原

4、點 C．a(chǎn)-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大 解析：(3)根據(jù)題圖(b)可知，當(dāng)t＝2.00 s時，位移s＝0.78 m，由s＝at2，得加速度 a＝＝0.39 m/s2。 (4)描點及圖像如圖所示。 (5)由(4)圖像求得斜率k＝0.20 m/s2。由牛頓第二定律得nm0g＝(m＋Nm0)a，整理得 a＝n，即k＝，代入數(shù)據(jù)得m＝0.44 kg。 (6)若保持木板水平，則所掛鉤碼總重力與小車所受摩擦力的合力提供加速度，即 nm0g－μ[m＋(N－n)m0]g＝(m＋Nm0)a，整理得a＝n－μg，可見a-n圖線仍是直線，但不過原點，且斜率變大，選項

5、B、C正確。 答案：(3)0.39　(4)見解析圖　(5)0.44　(6)BC 3．(2018·哈爾濱模擬)如圖所示為彈簧彈射裝置，在內(nèi)壁光滑、水平固定的金屬管中放有輕彈簧，在其兩端各放置一個金屬小球1和2(兩球直徑略小于管徑且與彈簧不拴接)，壓縮彈簧并鎖定?，F(xiàn)解除鎖定，則兩個小球同時沿同一直線向相反方向彈射。按下述步驟進(jìn)行實驗： ①用天平測出兩球質(zhì)量分別為m1、m2； ②用刻度尺測出兩管口離地面的高度均為h； ③解除彈簧鎖定彈出兩球，記錄兩球在水平地面上的落點P、Q。 回答下列問題： (1)要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能，還需測量的物理量有________。(已知重力加

6、速度g) A．彈簧的壓縮量Δx B．兩球落點P、Q到對應(yīng)管口M、N的水平距離x1、x2 C．小球直徑 D．兩球從管口彈出到落地的時間t1、t2 (2)根據(jù)測量結(jié)果，可得彈性勢能的表達(dá)式為Ep＝____________________________。 (3)由上述所測得的物理量來表示，如果滿足關(guān)系式____________，那么說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒。 解析：(1)彈簧的彈性勢能等于兩球剛被彈出時得到的動能之和，要求解動能必須知道兩球彈射的初速度v0，由平拋運(yùn)動規(guī)律，可知v0＝，故還需要測出兩球落點P、Q到對應(yīng)管口M、N的水平距離x1、x2，B正確。 (2)小球

7、剛被彈簧彈出時的動能為Ek＝mv02＝m2＝；故彈簧彈性勢能的表達(dá)式為Ep＝m1v12＋m2v22＝＋。 (3)由測得的物理量來表示，如果滿足關(guān)系式m1v1＝m2v2，即m1x1＝m2x2，那么說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒。 答案：(1)B　(2)＋　(3)m1x1＝m2x2 4．利用如圖甲所示的裝置可以完成力學(xué)中的許多實驗。 (1)以下說法中正確的是________。 A．用此裝置研究勻變速直線運(yùn)動時，必須設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響 B．用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，每次改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力 C．用此裝置探究加速度與力、

8、質(zhì)量的關(guān)系時，為保證拉力近似等于沙桶(含沙)所受的重力，必須滿足沙桶(含沙)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 D．用此裝置探究做功和速度變化的關(guān)系時，必須調(diào)節(jié)滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行 (2)某同學(xué)在進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，經(jīng)歷了以下過程： a．在實驗準(zhǔn)備過程中，該同學(xué)決定使用電火花計時器，該打點計時器對電源的要求是________。 A．交流220 V　　　　　　　 B．直流220 V C．交流4～6 V D．直流4～6 V b．該同學(xué)欲通過如圖乙所示裝置打出的紙帶來判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力。根據(jù)紙帶(如圖丙所示)的點跡可以判斷：為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖中的墊塊應(yīng)向

9、________(選填“左”或“右”)移一些。 c．在利用此裝置做實驗時(已知電源頻率為50 Hz)，實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖丁所示。從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離。則打下計數(shù)點3時小車的瞬時速度大小為________m/s，小車的加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)用此裝置研究勻變速直線運(yùn)動時，由于摩擦阻力是恒力，不必設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響，選項A錯誤；用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，每次改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力，選項B錯誤；用此裝置探究加速度

10、與力、質(zhì)量的關(guān)系時，為保證拉力近似等于沙桶(含沙)所受的重力，必須滿足沙桶(含沙)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，選項C正確；用此裝置探究做功和速度變化的關(guān)系時，必須調(diào)節(jié)滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行，選項D正確。 (2)a.電火花計時器使用的是220 V的交流電。b.根據(jù)紙帶的點跡可以判斷小車做加速直線運(yùn)動，需要進(jìn)一步平衡摩擦力，圖中墊塊應(yīng)向左移一些。c.打下計數(shù)點3時小車的瞬時速度大小為v3＝×10－2 m/s≈0.38 m/s。由逐差法可知小車的加速度大小為a＝×10－2 m/s2≈0.16 m/s2。 答案：(1)CD　(2)a.A b．左　c．0.38　0.16 5.隨著力傳感

11、器的測量精度的提高，不用“扭秤”而進(jìn)行實驗研究點電荷間的相互作用力(庫侖力)成為可能。如圖所示是某科技實驗小組設(shè)計的研究庫侖力的裝置，在抽成真空的玻璃容器A內(nèi)，M、N為完全相同的金屬小球(帶電后可視為點電荷)，用絕緣支柱固定帶電小球M，用可調(diào)絲線懸掛原來不帶電的小球N，調(diào)控小球N的位置，通過等距離的背景刻度線0、1、2、3、4可準(zhǔn)確確定小球M、N間的距離，相鄰刻度線間距離均為d，通過固定在容器頂部并與絲線上端相連的高靈敏度拉力傳感器B可以顯示絲線上的拉力，控制放電桿可以讓帶電小球完全 放電。 實驗小組完成了以下操作： ①在小球N不帶電時讀出傳感器示數(shù)F0； ②讓小球N與小球M接觸后，調(diào)

12、整小球N到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F1； ③繼續(xù)調(diào)整小球N分別到位置2、3、4，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F2、F3、F4； ④用放電桿使小球N完全放電，再讓小球N與小球M接觸后，放回到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F5； ⑤重復(fù)④的操作，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F6、F7。 (1)對于上述操作，下列判斷正確的是________。 A．根據(jù)②的操作，可求出小球N在不同情況下所受的庫侖力 B．根據(jù)①②③的操作，可研究庫侖力跟點電荷距離間的關(guān)系 C．根據(jù)②④⑤的操作，可研究庫侖力跟小球帶電荷量間的關(guān)系 D．要測定靜電力常量k，還須準(zhǔn)確測出小球M的帶電荷量 (2)小球N第一次與小球

13、M接觸后調(diào)整小球N到位置1，此時小球M、N間的庫侖力大小為________。 (3)實驗中使用兩個完全相同的金屬小球，其作用是_______________________________ ______________________________________________________________________________。 解析：(1)當(dāng)小球N與小球M接觸帶電后，M、N間產(chǎn)生庫侖斥力，小球N受到重力mg＝F0、絲線拉力F1及庫侖力FC1三個力，故庫侖力FC1＝F0－F1，需要①②及后續(xù)操作共同確定不同情況下所受的庫侖力，A選項錯誤；②③操作保持M、N所帶電荷量不變

14、，因此結(jié)合①可研究庫侖力跟點電荷距離間的關(guān)系，B選項正確；操作④⑤保持小球間距離不變，每次小球N放電后再與小球M接觸，由于兩球完全相同，使小球所帶電荷量依次減小到前次的，要研究的是庫侖力跟小球所帶電荷量間的關(guān)系，需要①②④⑤四步的操作共同完成，C選項錯誤；由庫侖定律可知，要測定靜電力常量，必須準(zhǔn)確測定小球M的帶電荷量，D選項正確。 (2)根據(jù)(1)可知FC1＝F0－F1。 (3)根據(jù)(1)可知，實驗中使用兩個完全相同的金屬小球，是為了使小球N與帶電小球M接觸時將小球M所帶的電荷量平分。 答案：(1)BD　(2)F0－F1　(3)使小球N與帶電小球M接觸時將小球M所帶的電荷量平分 6.(

15、2019屆高三·濰坊模擬)如圖甲所示，虛線框內(nèi)是由表頭G改裝成的一個電流表和一個電壓表的電路，其中接a、b時為電流表，接a、c時為電壓表。已知表頭的滿偏電流為2 mA，內(nèi)阻阻值范圍為180～200 Ω，定值電阻R1＝50 Ω，R2＝1 460 Ω。為確定改裝后電流表和電壓表的量程，實驗小組將a、b兩個接線柱接入如圖甲所示的電路中，來測量表頭G的內(nèi)阻。 (1)實驗室里，電流表A和滑動變阻器R均有兩種規(guī)格： 電流表：a.0～10 mA　　 B．0～600 mA 滑動變阻器：a.0～20 Ω B．0～1 000 Ω 則電流表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________(選填字母代號

16、)。 (2)將選擇的器材接入電路： ①依照電路圖甲，畫出連線，補(bǔ)充完整實物圖乙； ②閉合S，以I1表示電流表A的示數(shù)，I2表示表頭G的示數(shù)，多次調(diào)整滑動變阻器，測量多組I1、I2數(shù)據(jù)(單位均為mA)，某同學(xué)以I1為縱軸，I2為橫軸，畫出I1-I2圖線為一條過原點的傾斜直線，該同學(xué)求出了圖線的斜率k＝5，則表頭內(nèi)阻Rg＝________Ω，由表頭G改裝后的電流表量程為________mA，電壓表量程為________V。 解析：(1)表頭滿偏時流過R1的電流為：≈8 mA，則改裝后的電流表量程約為I＝ 8 mA＋2 mA＝10 mA，則電流表選a；滑動變阻器為分壓接法，則應(yīng)選最大阻

17、值較小的滑動變阻器，則選a。 (2)①根據(jù)電路圖連接實物圖如圖所示。 ②由I1＝I2＋I(xiàn)R1，I1＝5I2，可得IR1＝4I2，又I2Rg＝IR1R1，代入數(shù)據(jù)得Rg＝200 Ω，電流表的量程為I＝5Ig＝10 mA，電壓表的量程為U＝IgRg＋I(xiàn)R2＝15 V。 答案：(1)a　a　(2)①見解析圖?、?00　10　15 7．(2018·六安模擬)某課外小組在參觀工廠時，看到一丟棄的電池，同學(xué)們想用物理上學(xué)到的知識來測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，已知這個電池的電動勢約為11～13 V，內(nèi)阻小于3 Ω，由于電壓表量程只有3 V，需要將這只電壓表通過連接一固定電阻(用電阻箱代替)，改裝

18、為量程為15 V的電壓表，然后再用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻，以下是他們的實驗操作過程： (1)把電壓表量程擴(kuò)大，實驗電路圖如圖甲所示，實驗步驟如下，完成填空： 第一步：按電路圖連接實物； 第二步：把滑動變阻器滑片移到最右端，把電阻箱阻值調(diào)到零； 第三步：閉合開關(guān)，把滑動變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使電壓表讀數(shù)為3 V； 第四步：把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為________V； 第五步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯(lián)，撤去其他線路，即得量程為15 V的電壓表。 (2)實驗可供選擇的器材有： A．電壓表(量程為3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ) B．電流表(量程為

19、3 A，內(nèi)阻約為0.1 Ω) C．電阻箱(阻值范圍0～9 999 Ω) D．電阻箱(阻值范圍0～999 Ω) E．滑動變阻器(阻值為0～20 Ω，額定電流2 A) F．滑動變阻器(阻值為0～20 kΩ) 電阻箱應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________。 (3)用該擴(kuò)大了量程的電壓表(電壓表的表盤沒變)，測電池電動勢E和內(nèi)阻r，實驗電路圖如圖乙所示，得到多組電壓U和電流I的值，并作出U-I圖線如圖丙所示，可知電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω。 解析：(1)把量程為3 V的直流電壓表接一電阻箱，改裝為量程為15 V的電壓表時，將直流電壓表與電

20、阻箱串聯(lián)，整個作為一只電壓表，由題意知，電阻箱阻值調(diào)到零，電壓表讀數(shù)為3 V，由＝，可得U＝0.6 V，則把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為0.6 V時，即得到量程為15 V的電壓表。 (2)由題意知，電壓表的量程為3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ，要改裝成15 V的電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，所串聯(lián)的電阻箱阻值應(yīng)約為4×2 kΩ＝8 kΩ，故電阻箱應(yīng)選C；在分壓電路中，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選用阻值較小的滑動變阻器，即選E。 (3)由題圖丙讀出，圖線在縱軸的截距為U＝2.3 V，則電源的電動勢為E＝2.3×5 V＝ 11.5 V，內(nèi)阻為r＝＝ Ω＝2.5 Ω。 答案：(1)0.6　(2)C　E　(3)11.5　2.5