2022届高三物理二轮复习卷：实验题专题练习（八）

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 2022届高三物理二轮复习卷：实验题专题练习（八）一、实验探究题1．（2021高三上·德州期中）某实验小组在水平放置的木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，主要实验步骤为：①将贴有白纸的木板水平放置，再将橡皮筋的一端固定在上面的A 点﹔②用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋拉伸至О点，将弹簧测力计施加的力记为F，记录О点的位置及F的大小和方向；③用两个弹簧测力计分别通过细绳将橡皮筋拉伸至О点，将两弹簧测力计施加的力分别记为F1和F2，记录F1和F2的大小和方向；④以O点为起点，作出F、F1和F2的图示，并且以F1和F2的图示为两邻边做出平行四边形。请回答以下问题：（1）在步骤②中，若弹簧测力计显示的示数如图所示，则力F=　     　N；（2）在步骤②③中，将橡皮筋拉伸至同一点O的原因是　                                                　；（3）该实验小组共做了三次实验，在白纸上记录的情况分别如以下三图所示，在接下来完成实验的过程中，其中能正确得出两个互成角度的力的合成规律的是第　     　次实验。【答案】（1）2.70（2）保证力F1和力F2共同作用的效果与力F作用的效果相同（3）一【考点】验证力的平行四边形定则【解析】【解答】（1）在步骤②中弹簧测力计的示数F=2.70N；（2）在步骤②③中，将橡皮筋拉伸至同一点O的原因是保证力F1和力F2共同作用的效果与力F作用的效果相同；（3）因为F是用一个弹簧秤拉橡皮条时的力，则F的方向应该沿着AO的方向，则B图错误；若能正确得出两个互成角度的力的合成规律，则以F1和F2为邻边所做的平行四边形，其对角线应该与F大致重合，则只有图一满足。【分析】（1）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；
（2）两次拉伸橡皮筋到同一个点是为了两次拉力的作用效果相同；
（3）利用平行四边形定则比较理论合力和实际合力进而选择对应的图。2．（2021高三上·辽宁期中）一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中：（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的 图像，其中 为弹簧弹力， 为弹簧长度。请通过图甲，分析并计算弹簧的劲度系数 　     　 。该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图乙所示时，该弹簧的长度 　     　cm。  （2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图丙所示。下列表述正确的是___________。  A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比【答案】（1）25；20（2）B【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系【解析】【解答】（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为 ，在 图像中斜率表示弹簧的劲度系数，则 题图乙中弹簧测力计的示数 ，根据 ，可知 故此时弹簧的长度 （2）A．在题图丙中，图线与 轴的交点横坐标表示弹簧原长，B的原长大于a的原长，故 错误；BC．图线斜率表示劲度系数，A的劲度系数大于b的劲度系数，故 正确， 错误；D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故 错误。故答案为：B。【分析】（1）利用图象斜率可以求出劲度系数的大小；利用胡克定律结合弹簧的原长可以求出弹簧长度的大小；
（2）利用横截距的大小可以比较原长的大小；利用图象斜率可以比较劲度系数的大小；其弹簧的弹力与形变量成正比。3．（2021高三上·辽宁期中）某同学用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。当地重力加速度为 。  （1）关于实验的要点，下列说法正确的是______。  A．打点计时器所接电源为4—6V的交流电B．打点计时器的两限位孔应在同一竖直面内C．重物在释放之前要尽量靠近打点计时器D．重物应选用质量小体积小的物块（2）如图所示为打出的一条纸带，图中 点是打点计时器打出的第一个点， ， ， 分别是连续选取的三个计时点， ， ， 交流电的频率为 ，则打 点时重物的速度大小为　           　。  （3）若测出纸带上各点到 点之间的距离 ，算出打各点的速度 ，以 为纵轴， 为横轴，作出的图像所示，图像未过坐标原点，可能原因是　                     　。重新实验，如果作出的图像为过原点的一条斜的直线，且图像的斜率为　     　，则机械能守恒得到验证。  【答案】（1）B；C（2）（3）先释放纸带后按通电源；2g【考点】验证机械能守恒定律【解析】【解答】（1）A．电磁打点计时器应使用8V的低压交流电源，A不符合题意；B．测重力加速度实验，重物应只受重力作用，为减小实验误差，应减小阻力对实验的影响，为减小纸带与限位孔间阻力对实验的影响，实验前应调整打点计时器使两个限位孔在同一竖直线上，B符合题意；C．为了充分利用纸带，重锤尽量靠近打点计时器，C符合题意；D．应选用体积较小且质量较大的重锤，D不符合题意。故答案为：BC。（2）交流电的频率为 ，则点间距的时间间隔为 则 点时重物的速度 （3）图线不过原点说明开始时物体已经具有了动能，因此该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关图像为过原点的一条斜的直线，根据机械能守恒有 即 图像的斜率为2g【分析】（1）电磁打点计时器应该使用交流8V的交流电源；重物应该选择质量大体积小的物块；
（2）利用平均速度公式可以求出重物经过B点速度的大小；
（3）图象没有经过原点说明实验时先释放了纸带再接通开关；利用机械能守恒定律可以求出图象斜率的大小。4．（2021高三上·成都月考）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。（1）如图（a），先用多用电表“ ”挡粗测其电阻R=　     　Ω，然后用图（b）的螺旋测微器测其直径 　     　mm，再用毫米刻度尺测其长度为L。  为了减小实验误差，需进一步测其电阻R，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表 量程 ，内阻约为 ；B．电压表 量程 ，内阻约为 ；C．电流表 量程 ，内阻约为 ；D．电流表 量程 ，内阻约为 ；E．滑动变阻器 ；F．滑动变阻器 ；G．电池组 电动势为 ；H．开关，导线若干。（2）为减小实验误差，选用如图（c）为该实验的电路原理图，则电压表应选　     　，电流表应选　     　，滑动变阻器应选　     　。（均填器材前的字母代号）（3）通过移动滑动变阻器测得多组电压U和电流I的值，并以U为纵轴、I为横轴建立 图像，作出一条过原点的倾斜直线，若直线斜率大小为k，则该金属丝电阻率ρ=　        　（用题中字母 、k、L、d及数字表示）。  【答案】（1）6.0；4.699（2）A；D；E（3）【考点】测定金属的电阻率【解析】【解答】(1)用多用电表“ ”挡粗测其电阻，由图 所示可知，所测阻值为 由图示螺旋测微器可知，其示数 (2) 电源电动势为3V，电压表应选择A；电路最大电流约为 电流表应选择D；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择E。(3) 由欧姆定律可知， 图象的斜率 由电阻定律得 解得，电阻率 【分析】（1）根据多用电表的读数方法读出所测电阻的阻值；根据螺旋测微器的读数方法进行读数；（2）根据电源电动势的大小选择电压表，结合电路中的最大电流选择电流表以及滑动变阻器；
（3） 图象的斜率表示导体的电阻，结合电阻定律求出电阻的电阻率。5．（2021高三上·赤峰月考）某学习小组利用如图1所示的电路测量多用电表内欧姆“×1”挡内部电池的电动势E和多用电表欧姆“×1”挡的内阻r， 为滑动变阻器，V为电压表（量程0～2V，内阻约 ）。实验步骤如下：  （1）将多用电表的选择开关调到“×1”挡，将图1中多用电表的黑表笔与　     　（填“1”或“2”）端相连。（2）两表笔与1、2正确连接后，改变滑动变阻器接入电路的阻值，某次实验中多用电表和电压表的读数分别如图2、图3所示，多用电表的读数为　     　 ，电压表的读数为　     　V。  （3）多次改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录多用电表的读数R和电压表的读数U，并在计算机上显示出如图4所示的 图线，则E=　     　V，r=　     　 。（计算结果保留三位有效数字）  【答案】（1）1（2）20；0.85（3）1.43；13.7【考点】测电源电动势和内阻【解析】【解答】（1）欧姆表内部黑表笔接电源的正极，则应将图1中多用电表的黑表笔与“1”端相连。（2）多用电表接“×1”挡，所以读数为20×1Ω=20Ω电压表量程0～2V，所以读数为0.85V。（4）由闭合电路欧姆定律可得 解得 由图像可知 解得E=1.43Vr=13.7Ω【分析】（1）欧姆表内部黑表笔接电源的正极；（2）根据多用电表的读数规律进行读数；
（3）利用闭合电路欧姆定律以及结合   的图像得出电动势和电源内阻的大小。6．（2021高三上·湛江月考）某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为该多用电表的电路图。已知选用的电流表的满偏电流 。C为最上排刻度线的中间刻度，最上排对应数据在图乙中没有标出。  （1）若选择开关接1时，指针指在图乙所示位置，则其示数为　     　。（2）为了测该多用电表电阻挡的内阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①先将选择开关接2，再将　               　，然后调节 的阻值使电表指针满偏；②将电表的红、黑表笔分别与电阻箱的两接线柱相连，调节电阻箱使电表指针指在C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则电阻箱的示数为　     　Ω，多用电表内电源的电动势为　     　V。（结果保留三位有效数字）（3）在上述基础上不换挡，直接用该多用电表测量另一电流表的内阻，指针在图乙所示位置，则　     　（填“A”或“B”）表笔接电流表的正接线柱，该电流表的阻值为　     　Ω。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）6.8mA（2）红、黑表笔短接；150；1.50（3）B；71【考点】多用电表的原理和使用【解析】【解答】（1）选择开关接1时为10mA量程的电流表，其分度值为0.2mA，不用往下估读，示数为6.8mA。（2）①先将选择开关接2，再将红、黑表笔短接，然后调节 的阻值使电表指针满偏。②题图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为150Ω，由图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5.0mA，C处电阻值为中值电阻，则电表内阻为150Ω。电源电动势为 （3）电流从电阻挡内部电源正极通过B表笔流出，从电流表正极流入，指针才会正常向右偏转，B表笔接电流表的正接线柱。根据第（1）问可知，表头所示电流为6.8mA，调零后欧姆挡的内阻为150Ω，而内部电源的电动势 、由闭合电路欧姆定律可得 所以该电流表的阻值为 【分析】（1）根据电流表的读数规律读出示数；
（2）先让红黑表笔短接，使电表满偏，读出电阻箱的示数，结合闭合电路欧姆定律得出电动势的大小；
（3）根据（1）结合闭合电路欧姆定律得出电流表的阻值。