高考物理复习 题型突破2 实验题突破练.docx

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高考物理复习题型突破2实验题突破练

二　实验题突破练

1．（2017·龙岩质检）某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则，实验装置如图甲所示．在贴有白纸的竖直板上，有一水平细杆MN，细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器A、B，传感器与计算机相连接．两条不可伸长的轻质细线AC、BC（AC>BC）的一端结于C点，另一端分别与传感器A、B相连．结点C下用轻细线悬挂重力为G的钩码D.实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器A、B间的距离d，传感器将记录的AC、BC绳的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图乙所示张力F随距离d的变化图线．AB间的距离每增加0.2m，就在竖直板的白纸上记录一次A、B、C点的位置．则在本次实验中，所用钩码的重力G＝________N；当AB间距离为1.00m时，AC绳的张力大小FA＝________N；实验中记录A、B、C点位置的目的是________________．

解析：

根据题意，由于AC＞BC，所以刚开始分开的时候，只有绳BC有拉力，而且其拉力大小等于物块的重力，即G＝30N；由题给图象分析可以知道图线Ⅱ为绳AC拉力的图象，则当AB间距离为1.00m时，由图线可以知道此时AC绳的张力大小FA＝18N；实验中记录A、B、C点位置的目的是记录AC、BC绳张力的方向，从而便于画出平行四边形．

答案：

30.0　18.0　记录AC、BC绳张力的方向

2．（2017·广东实验中学模拟）

（1）用游标卡尺测量小钢球直径如图所示，则小球直径为________mm.

（2）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：

先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O.

接下来的实验步骤如下：

步骤1：

不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：

把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：

用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．

①对于上述实验操作，下列说法正确的是________．

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置静止滚下

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端必须水平

D．小球1质量应大于小球2的质量

②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________．

A．A、B两点间的高度差h1

B．B点离地面的高度h2

C．小球1和小球2的质量m1、m2

D．小球1或小球2的直径d

③当所测物理量满足表达式____________________________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______________________________________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失．

解析：

（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第47个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为47×0.02mm＝0.94mm，所以最终读数为：

10mm＋0.94mm＝10.94mm.

（2）①因为平抛运动的时间相等，根据v＝

，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度，故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量，故A、C、D正确，B错误；

②根据动量守恒得，m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2，故选项C正确；

③因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是球1不与球2碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表球1碰撞前的速度，OM是球1碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后球1的速度，ON是碰撞后球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后球2的速度，当所测物理量满足表达式m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要

m1v

＝

m1v

＋

m2v

，则机械能守恒，故若m1·（OP）2＝m1·（OM）2＋m2·（ON）2，说明碰撞过程中机械能守恒．

答案：

（1）10.94　

（2）①ACD　②C　③m1·OP＝m1·OM＋m2·ON　m1·（OP）2＝m1·（OM）2＋m2·（ON）2

3．（2017·吉林大学附中模拟）某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了一实验：

质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h.

（1）调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如下表．为了形象直观地反映vA和h的关系，应选择________（选填“vA”“v

”或“v

”）为纵坐标，并在坐标纸中标明纵坐标，画出图象．

组次

1

2

3

4

5

6

h/m

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

vA（m·s－1）

1.23

1.73

2.12

2.46

2.74

3.00

v

（s·m－1）

0.81

0.58

0.47

0.41

0.36

0.33

v

（m2·s－2）

1.50

3.00

4.50

6.05

7.51

9.00

（2）当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek＝________（请用质量m、速度vA表示）．

解析：

（1）从数据中可看出，h与v2成正比，因此纵坐标应该是v

，图象应该是一条过原点的直线，通过描点拟合直线可得如图所示的直线．

（2）由动能定理得mg·

＝Ek，由图象得h＝

v

，

解得Ek＝mg·

v

＝

mv

.

答案：

（1）v

（2）

mv

4．（2017·楚雄模拟）用如图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8V，内阻r约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA.为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有：

A．电流表A（量程为0.05A，内阻约为0.2Ω）

B．电压表V（量程为6V，内阻为20kΩ）

C．定值电阻R1（阻值为100Ω，额定功率为1W）

D．定值电阻R2（阻值为200Ω，额定功率为1W）

E．滑动变阻器R3（阻值范围为0～10Ω，额定电流为2A）

F．滑动变阻器R4（阻值范围为0～750Ω，额定电流为1A）

G．导线和单刀单掷开关若干

（1）为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选________；滑动变阻器应该选________．（填写器材名称）

（2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图所示的图线．根据图线得出该电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω.（结果保留两位有效数字）

解析：

（1）为保护电源安全，电路最小电阻R最小＝

Ω＝200Ω，保护电阻阻值至少为200Ω－30Ω＝170Ω＞100Ω，则保护电阻应选定值电阻R2；电源等效电阻（电源内阻与保护电阻之和）为200Ω，为进行多次实验，测出多组实验数据，滑动变阻器应选滑动变阻器R4.

（2）由电源UI图象可知，图象与纵轴的交点坐标值是7.8，则电源电动势E＝7.8V，图象斜率k＝

＝

Ω≈229Ω，电源内阻r＝k－R2＝229Ω－200Ω＝29Ω.

答案：

（1）R2　R4　

（2）7.8　29

5．（2017·保定模拟）在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5V　0.6W”的字样，实验室提供的器材有：

A．电流表A1（内阻约为5Ω，量程为0～25mA）

B．电流表A2（内阻约为1Ω，量程为0～300mA）

C．电压表V1（内阻约为5kΩ，量程为0～3V）

D．电压表V2（内阻约为15kΩ，量程为0～15V）

E．滑动变阻器R1（最大阻值为0～10Ω，额定电流为0.6A）

F．滑动变阻器R2（最大阻值为0～1000Ω，额定电流为0.2A）

G．稳压电源E（电动势为9.0V，内阻可忽略）

H．开关一个、定值电阻若干、导线若干

由以上信息回答下列问题：

（1）实验前设计的电路图如图甲所示．为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为________（选填器材前的字母）．为保护滑动变阻器和灯泡，应在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为________（选填“1Ω”“10Ω”“30Ω”或“100Ω”）．

（2）请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置是________（选填“接a”或“接b”）．

（3）连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E＝3V、内电阻r＝5Ω的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为________W．（结果保留两位有效数字）

解析：

（1）小灯泡上额定电压为2.5V，故电压表应选择C；额定电流为I＝

＝

A＝0.24A，故电流表应选择B；本实验采用分压接法，故应采用小电阻滑动变阻器E；由于电动势为9V，而测量电压只需要2.5V，故可以采用定值电阻与滑动变阻器串联分压的方式减小滑动变阻器两端的电压，为了满足电压要求，可以采用10Ω电阻串联．

（2）由于灯泡内阻较小，故为了减小误差应采用电流表外接法，故接a处．

（3）两灯泡并联接在电源两端，则设电压为U，电流为I，则由闭合电路欧姆定律可知：

U＝E－2Ir，在灯泡伏安特性曲线中作出U＝E－2Ir对应的伏安特性曲线，如图所示，则由图可知，此时灯泡的电压为1.2V，电流为0.18A，则功率为：

P＝UI＝1.2×0.18W≈0.22W.

答案：

（1）B、C、E　10Ω　

（2）接a　（3）0.22（0.21～0.23均可）

6．（2017·吉林模拟）某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：

“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜，电阻率达不到要求……”．

（1）欲测量该捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，取长度为100m（真实长度）的电线，横截面积取1mm2，可供选用的器材有：

A．电源（电动势约为6V，内阻不计）；

B．待测长度为100m的导线一捆；

C．电压表V1（量程为3V，内阻为6kΩ）；

D．电压表V2（量程为15V，内阻为20kΩ）；

E．电流表A1（量程为0.6A，内阻约为0.125Ω）；

F．电流表A2（量程为3A，内阻约为0.025Ω）；

H．定值电阻R1＝1kΩ；

G．定值电阻R2＝6kΩ；

K．滑动变阻器（5Ω，3A）

为使实验尽可能准确，电表的示数均要达到满偏的

以上，请你根据实验要求设计电路，并在图甲中完成实物图的连线，注意闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．

（2）请你选择合适的器材，电压表为________，电流表为________，定值电阻为________．（请填仪器前的序号）

（3）某次测量得电压表示数为2.50V，电流表读数如图乙所示，为________A.

（4）经分析计算，这捆导线电阻率是否达标________．（选填“是”或“否”）

解析：

（1）电源电动势为6V，电压表V2量程过大，V1量程还过小，则可考虑将定值电阻R2与电压表V1串联使用；100m铜导线的电阻约为Rx＝ρ

＝1.7×10－8×

Ω＝1.7Ω，故滑动变阻器可用限流电路；电压表的内阻远大于待测电阻阻值，可用电流表外接；电路中可能的最大电流I＝

＝

A＝3.5A，故电流表选择A2，电路接法如图所示：

（2）电压表为C，电流表为F，定值电阻为G.

（3）电流表的读数为2.50A.

（4）被测电线的电阻R＝

＝

Ω＝2.0Ω，电阻率ρ＝

＝

Ω·m＝2.0×10－8Ω·m＞1.7×10－8Ω·m，故该铜质导线电阻率不达标．

答案：

（1）见解析图　

（2）C　F　G　（3）2.50　（4）否