2022届高三物理二轮复习卷：实验题专题练习（七）

这是一份2022届高三物理二轮复习卷：实验题专题练习（七），文件包含2022届高三物理二轮复习卷实验题专题练习七学生版docx、2022届高三物理二轮复习卷实验题专题练习七教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
一、实验探究题
1．（2021高三上·临沂期中）某实验小组想测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，实验装置如图甲所示。实验中采用了弹簧测力计来测量轻绳的拉力大小F。
（1）紧扣实验目的，利用图甲并结合你曾有的实验经历，下列说法正确的是_______。
A．不需要平衡摩擦力
B．应当先释放滑块，再接通电源
C．滑块在加速运动的过程中，弹簧测力计的示数等于钩码和动滑轮的重力
D．不需要保证钩码和动滑轮的总质量远小于滑块的质量
（2）图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点间的距离如图乙所示。已知所用电源的频率为 50Hz ，则滑块的加速度大小 a= ms2 。（结果保留2位有效数字）
（3）现将长木板水平放置，并提供毫米刻度尺处理纸带。根据多条纸带的数据，绘制了滑块的加速度a与滑块所受拉力F的图像，如图丙所示。由图像可算出滑块的质量 M= kg ；若重力加速度g取 10ms2 ，则滑块与长木板间的动摩擦因数 μ= 。
【答案】（1）A；D
（2）0.93
（3）0.25；0.2
【考点】滑动摩擦力
【解析】【解答】（1）A．本实验目的是测量动摩擦因数，不需要平衡摩擦力，A符合题意；
B．为充分利用纸带，应当先接通电源后释放滑块，B不符合题意；
C．弹簧测力计的示数等于绳的拉力， 对于钩码和动滑轮，根据牛顿第二定律 mg−2F=ma
可以发现当钩码和动滑轮的加速度较小时，弹簧测力计的示数小于钩码和动滑轮的重力，C不符合题意；
D．滑块受到的拉力可以由测力计测出，不需要保证钩码和动滑轮的总质量远小于滑块的质量，D符合题意。
故答案为：AD。
（2）相邻计数点间时间间隔 T=5f=0.1s
根据逐差法，可得 a=16.36−6.32−6.324×0.12×10−2m/s2=0.93m/s2
（3）根据牛顿第二定律 F−μMg=Ma
a=1MF−μg
结合图像可知 1M=103−0.5kg−1
F=0.5=μMg
解得 M=0.25kg
μ=0.2
【分析】（1） 测量滑块与长木板之间的动摩擦因数 的实验原理进行分析判断正确的选项；
（2）根据周期与频率的关系得出相邻计数点间的时间间隔；结合匀变速直线运动的相同时间间隔的位移差得出滑块的加速度大小；
（3）根据牛顿第二定律得出a-F的表达式，结合图像得出滑块的质量以及滑块与木板间的动摩擦因数。
2．（2021高三上·菏泽期中）图甲为测定当地重力加速度的实验装置，不可伸长的轻摆线一端固连在铅质小圆柱的上端，另一端固定在O点。将轻绳拉至水平后由静止释放，在小圆柱通过的最低点附近安置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点通过光电门的挡光时间t，用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示。忽略空气阻力，实验步骤如下：
⑴小圆柱的直径d＝ cm；
⑵测出悬点到圆柱中心的距离l，并测出对应的挡光时间△t；
⑶改变摆线的长度，重复步骤 (2)，多测几组数据；
⑷以悬点到圆柱重心的距离l为纵坐标，以 为横坐标，得到的图象是一条通过坐标原点的直线，如图丙所示。计算得该图线的斜率为k，则当地重力加速度g= (用物理量的符号表示)。
【答案】1.02；1(Δt)2；d2k
【考点】探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】(1)小圆柱的直径d=1.0cm+2×0.1mm=1.02cm.
(2)根据机械能守恒定律得 mgl=12mv2
所以 gl=12v2=12(dΔt)2
得到 l=d22g1(Δt)2
则以悬点到圆柱重心的距离l为纵坐标，以 1(Δt)2 为横坐标。
其中 k=d22g
故 g=d22k
【分析】（1）利用游标卡尺的结构可以读出对应的读数；
（2）利用机械能守恒定律可以求出坐标轴的物理量；利用图象斜率可以求出重力加速度的大小。
3．（2021高三上·德州期中）某实验小组测量某种材料与木板间的动摩擦因数，该小组用此种材料做成了两个完全相同的槽状物块，两槽状物块的质量均为M，实验装置如图甲所示，木板固定在水平桌面上，稍伸出桌面的一端装上定滑轮；两物块用质量可忽略并且跨过定滑轮的细绳相连，放在木板上的物块一端与穿过打点计时器的纸带连接。打点计时器使用的交流电源的频率为f=50Hz。实验时，释放两物块，打点计时器在纸带上打出一系列的点。重力加速度为g=9.8m/s2。
（1）对于此实验，以下说法正确的是___________
A．实验时要先释放物块再接通电源
B．为减小实验误差，应将木板左端垫高
C．两物块的质量相同会造成较大误差
D．释放物块前，放在木板上的物块应置于靠近打点计时器的位置
（2）图乙是实验中获取的一条纸带，O、A，B、C、D、E、F是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），各相邻计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算得物块的加速度大小a= m/ s2（结果保留两位小数）。
（3）由第（2）问的结果可得物块与木板间的动摩擦因数μ= （结果保留两位小数）。
（4）为使测量结果精确，该实验小组又在置于木板的槽状物块中放上了若干已知质量的槽码，所有槽码的总质量为m，然后将槽码逐次移至悬吊着的槽状物块中，每移动完一个槽码后，释放物块，打点计时器打出一条纸带，计算出相应的加速度﹐记录加速度a和对应的悬吊着的物块中槽码的总质量∆m，根据记录数据画出的a-∆m 图像为一条直线，若斜率为k ，则测得的动摩擦因数为 （选用M 、m ，k 、g中的字母表示）。
【答案】（1）D
（2）2.45
（3）0.50
（4）(2M+m)kg−1
【考点】牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）A．实验时要先接通电源再释放物块，A不符合题意；
B．该实验要测量动摩擦因数，必须要保持木板水平，B不符合题意；
C．两物块的质量是否相同，对实验误差无影响，C不符合题意；
D．释放物块前，放在木板上的物块应置于靠近打点计时器的位置，D符合题意；
故答案为：D。
（2）根据图中数据结合逐差法，可计算得物块的加速度大小 a=xCF−xOC9T2=(13.67+11.21+8.75−6.32−3.86−1.40)×10−29×0.12m/s2=2.45m/s2
（3）根据牛顿第二定律，对桌面上的物块 T−μMg=Ma
对悬挂的物块 Mg-T=Ma
解得μ=0.50
（4）由题意可知，根据牛顿第二定律，对桌面上的物块 T−μ(M+m−Δm)g=(M+m−Δm)a
对悬挂的物块 (M+Δm)g-T=(M+Δm)a
联立解得 a=Mg−μ(M+m)g2M+m+(1+μ)g2M+mΔm
由题意可知 k=(1+μ)g2M+m
解得 μ=(2M+m)kg−1
【分析】（1）实验要先接通电源后释放物块；为了测量动摩擦因数其木板必须水平；两个物块的质量对实验没有影响；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小；
（3）利用牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（4）利用悬挂的物块及桌面上的物块的牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的表达式。
4．（2021高三上·湖北月考）某同学利用如图所示电路，测量一表盘有刻度但数值已模糊的灵敏电流计G的满偏电流 Ig 及内阻 Rg ；已知该电流计的满偏电流约为 300μA ，内阻 Rg 约几百欧。实验室提供器材如下：
电压表V（量程 3V ，内阻约为 15kΩ ）；
电阻箱 R0 （最大阻值为 9999.9Ω ）；
滑动变阻器 R1 （阻值 0~10Ω ，额定电流 1.0A ）；
滑动变阻器 R2 （阻值 0~5000Ω ，额定电流 0.2A ）；
电源E电动势为 4V （内阻不计）；开关、导线。
①为使本实验操作起来更方便，选用的滑动变阻器 （选“ R1 ”或“ R2 ”），闭合开关S之前，滑动变阻器的滑片应置于 （选“最左端”、“中间”或“最右端”）；
②闭合开关S，调节滑动变阻器和变阻箱，使电流计满偏，记录电压表的示数U和电阻箱的阻值R；多次改变电阻箱阻值，调节滑动变阻器，使电流计每次都满偏，并记录电压表的示数U和对应的电阻箱的阻值R根据多次测量数据作出电压表示数U随电阻箱的电阻R变化的关系图像如图所示，则可求出电流表的满偏电流值为 Ig= ，电流表内阻为 Rg= （均用图中字母a、b表示）。
【答案】R1；最右端；ba；a
【考点】电路的动态变化分析；电阻的测量
【解析】【解答】①由于滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便选用阻值较小的，因此选用R1
为了保护电压表和灵敏电流计，在闭合开关S之前，滑动变阻器的滑片应置于最右端。
②根据欧姆定律 U=RIg+RgIg
利用图像斜率和截距可知 Ig=ba
Rg=a
【分析】（1）根据分压式接法选用阻值较小的；为了保护电压表和灵敏电流计，滑动变阻器的滑片应置于最右端；
（2）根据欧姆定律得出电流表的内阻以及满偏电流值。
5．（2021高三上·重庆月考）某同学测量一只未知阻值的电阻Rx.
（1）他先用多用电表进行测量，指针偏转如图甲所示，为了使多用电表的测量结果更准确，该同学应选用 挡位，更换挡位重新测量之前应进行的步骤是 .
（2）接下来再用“伏安法”测量该电阻，所用仪器如图乙所示，其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，变阻器最大阻值为100Ω.图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线．
（3）该同学用“伏安法”测量的电阻Rx的值将 (选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际值．
（4）连接电路时应注意的主要事项： 、 (任回答一项)．
【答案】（1）×100；欧姆挡调零
（2）
（3）大于
（4）使滑动变阻器所分的电压为零；电表的正负接线柱不能接错
【考点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）指针的指示值为 100Ω ，倍率为10，则读数为 1000Ω ，多用电表指针偏转角太小，为了减小误差，换用“ ×100 ”挡，指针可在刻度盘中央附近，更换挡位重新测量之前应进行欧姆挡调零，从而进一步减小实验误差；
（2）因为 RVRx