2022届高三物理二轮复习卷：实验题专题练习（五）

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 2022届高三物理二轮复习卷：实验题专题练习（五）一、实验探究题1．（2021高三上·太原期中）图甲为测量滑块与长木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上，其上B处装有光电门；放在木板上的滑块通过轻质细线与重物相连，其上固定有宽度为d的遮光条。实验主要步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则 　     　cm；  （2）将滑块从某点由静止释放，测得该点与光电门的距离为x，遮光条通过光电门的时间为△t；若某次实验测得 s，则滑块经过光电门时的速度 　     　m/s（保留2位有效数字）；（3）多次改变滑块的释放位置，测出x及对应的△t，作出 图像如图丙所示，求出图像的斜率　     　；  （4）已知滑块与遮光条的总质量为m，重物的质量为 ，不计空气阻力，则滑块与长木板间的动摩擦因数的表达式为 　            　（用题目中的字母表示）。  2．（2021高三上·滕州期中）用图甲所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系。实验前已经调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，已经平衡了摩擦力。g＝9.8 m/s2。（1）实验时保持小车(含车中砝码)的质量M不变，用打点计时器测出小车运动的加速度a。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50 Hz，则小车的加速度大小a＝　     　m/s2。若悬挂钩码的质量为50 g，把悬挂的钩码和小车(含车中砝码)看成一个整体，则小车(含车中砝码)的质量M＝　     　kg。(结果均保留2位有效数字)（2）实验时保持悬挂钩码的质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车的质量，得到对应的加速度，若用加速度作为纵轴，小车(含车中砝码)的质量用M表示，为得到线性图像，则横轴代表的物理量为________。  A．小车(含车中砝码)的质量MB．小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和m＋MC．小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和的倒数 D．悬挂钩码质量的倒数 3．（2021高三上·滕州期中）某实验小组用弹簧测力计和量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计的实验装置如图所示。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。（1）实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点再次到达O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，此时弹簧测力计的示数为F1；③根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力F1′=　     　；④比较　               　，即可初步验证力的平行四边形定则。（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时保持绳套2沿120°方向不变，此过程中仍旧保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________。  A．逐渐增大 B．先增大后减小C．逐渐减小 D．先减小后增大4．（2021高三上·许昌月考）用如图所示的实验电路图来测量电阻 的阻值，所用测量器材如下:  A．待测电阻 ;B．电流表 ，量程为10mA，内阻RA1 =20Ω；C．电流表A2，量程为10mA，内阻未知；D．定值电阻R0，阻值为1000Ω;E.滑动变阻器R，最大阻值约为50Ω;F.电源E，电动势约为4. 5V ，内阻很小;C．开关S及导线若干。为了能够利用该电路图测量出待测电阻Rx的阻值，请你完成下列填空:（1）电路图中的虚线框“1”内应接上电流表　     　、“2”内应接上电流表　     　（均选填“A1”或“A2”）。（2）开关S闭合前，滑动变阻器R的滑动端应滑动到　     　端（选填“左”或“右”）。（3）在虚线框“1”、“2”内正确接上电流表后，闭合开关S。实验过程中，当滑动变阻器R的滑动端滑动到某一位置时，两个电流表中，其中一个读数为2. 0mA，另一个读数为3.4mA，则待测电阻 的阻值为　     　Ω。  5．（2021高三上·南宁月考）要测量两节干电池串联后的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A．两节干电池B．电流表A（0.6A，内阻约1.5Ω）C．滑动变阻器R1（0～10Ω允许流过的最大电流为1A）D．电阻箱R2（0～9999Ω）E．电压表V（量程0～1.5V，内阻Rv=1000 Ω）F．开关和导线若干某同学根据实验器材，设计了两个实验电路图，如图甲、乙所示。（1）若按图甲连接电路进行实验，请将图丙中实物连接好　     　。实验时，将电阻箱接入电路的电阻调为1000Ω，调节滑动变阻器滑片，使其接入电路的电阻　     　（填“最大”或“为零”），闭合开关，若电压表读数为U，则电源路端电压U'=　     　，调节滑动变阻器，测得多组路端电压U'和电流表示数I，作出U'—I图像。已知图像与纵轴的交点为U0，斜率的绝对值为k，则在消除电表内阻引起的系统误差影响下，电源的电动势为E1=　            　，内阻r1=　          　（用符号U0、Rv、k表示）；（2）若用图乙进行实验测得的电源电动势为E2、内阻为r2，则E2　     　（填“> ”“=”或“<”）E1，r2　     　（填“>”“=”或“<”）r1。6．（2021高三上·河北月考）某同学从电子市场买了一个手机电池，该同学通过实验测量该电池的电动势和内阻，除了开关和若干导线以外，还有如下器材可供选择：A．电流表A（0.6A， ）B．电压表V（5V， ）C．滑动变阻器 （ ，1A）D．滑动变阻器 （ ， ）（1）为了使测量结果尽可能准确，请根据现有器材在方框中设计电路图（画在答题卡上）　     　，其中滑动变阻器应选　     　（填写前面的字母序号）。（2）根据实验中记录的电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到 图像，如图所示，根据图中所给数据，该电池的电动势与内电阻分别为 　     　V， 　     　Ω。 
答案解析部分1．【答案】（1）0.64（2）0.21（3）（4）【考点】滑动摩擦力【解析】【解答】（1）如图乙所示，则 （2）滑块经过光电门时的速度可以用遮光条通过光电门的平均速度代替 （3）如图丙所示，图像的斜率 （4）根据牛顿第二定律 根据速度位移公式 整理得 故 【分析】（1）根据游标卡尺的读数规律进行读数；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块经过光电门时的速度 ；
（3）根据图像得出  图像得出斜率的表达式；
（4）利用牛顿第二定律以及匀变速直线运动的位移与速度的关系得出动摩擦因数的表达式。2．【答案】（1）0.93；0.48（2）C【考点】匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律【解析】【解答】（1）已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为 根据 可得 小车运动的加速度 即小车的加速度大小为0.93 m/s2根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 即小车的质量为0.48 kg（2）根据牛顿第二定律可得 解得 故为了得到线性图像应作 图像故答案为：C。【分析】（1）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出小车运动的就速度；结合牛顿第二定律得出小车的质量；
（2）根据牛顿第二定律得出加速度的表达式，从而得出的的图像。 3．【答案】（1） F；F1与F′1的大小（2）D【考点】平行四边形定则【解析】【解答】（1）根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力F′1=F tan30°= F   比较F1和F′1的大小，即可初步验证力的平行四边形定则；（2）保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动60°，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，说明绳套1和绳套2拉力的合力不变，绳套1转动过程受力分析如图所示，故绳套1的拉力先减小后增大。故答案为：D。【分析】（1）根据平行四边形得出绳套1的拉力；比较F1和F′1即可验证平行四边形定则；
（2）根据平行四边形定则判断得出绳套1拉力的变化情况。4．【答案】（1）A2；A1（2）左（3）680【考点】电阻的测量【解析】【解答】（1）因为电流表 的内阻确定，所以 与待测电阻串联，可知求出分压比，当知道待测电阻与 的总电压时，可以通过分压之比求出待测电阻的阻值，则虚线框2内接电流表 ，虚线框1应接上电流表 ，通过 ，与 、 电流差可以求出 两端的电压，即待测电阻与 的总电压；   （2）为了保护电路，开关S闭合前，滑动变阻器应接到电路阻值最大处，由图可知，应滑动到左端；（3）流过 的电流 则 的两端的电压 电流表 两端的电压 可得 的电阻 代入数据联立解得 【分析】（1）根据实验的原理以判断电路中1、2位置处的电表；
（2）为了保护电路，实验开始时，滑动变阻器滑片在最大值处；
（3）根据并联电路的分流特点以及欧姆定律得出第一个电表两端的电压；从而再次利用欧姆定律得出待测电阻的阻值。5．【答案】（1）；最大；2U；；（2）=；>【考点】测电源电动势和内阻【解析】【解答】(1)根据图甲所给电路图，图丙实物连接如下图所示将滑动变阻器电阻调到最大为保护电路。将电阻箱电阻调节至与电压表内阻相同，当电压表示数为U时，路端电压就为2U。由已知得 则有 所以有 可求得 将r带回U’中，当U’取U0时，I取0，则有 整理得 (2)安阻法测量出的电源电动势与真实电动势相同，但电源内阻会偏大，所以有 ， 【分析】（1）利用电路图进行实物图连线，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻最大；利用分压电路可以判别路端电压等于电压表的两倍；利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；
（2）由于电流表的分流作用所以导致电动势的测量值等于真实值，其内阻的测量值大于真实值。6．【答案】（1）；C（2）3.6；1【考点】测电源电动势和内阻【解析】【解答】（1）电流表内阻已知，电流表应接在干路中，所画电路图如图所示由（2）题中图像可知，电源电动势为3.6V，实验中电流最大为0.6A，选择滑动变阻器 即可满足实验要求，且滑动变阻器 允许通过的最大电流太小，且电阻太大不易调控，故答案为：C。（2）由题中图像可得电池的电动势为3.6V，图像斜率为3Ω，减去电流表内阻，易得电池内阻为1Ω。【分析】（1）已知电流表的内阻，其电流表应该相对于电源使用内接法；其滑动变阻器应该使用小阻值；
（2）利用图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小。