高考物理二轮复习【题型练习】第31讲 实验题题型练（一）

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高考二轮物理复习策略高考备考一轮复习已接近尾声，即将迎来二轮复习。一轮复习注重知识的理解与基础的夯实，二轮复习注重知识的综合运用与能力的提高，是高考复习中的重要阶段。二轮复习要注意以下几个方面：一、以核心和主干知识为重点，构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。按高中物理主干知识确定力与运动、能量、动量、电磁学四大专题，其余内容为小专题，重点加强四大专题的复习，注意知识间的联系。二、注重情景与过程的理解与分析，善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结：学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。五、把握高考热点、重点和难点。充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。 实验题题型练（一）如图所示为某实验小组测量盒状物体A（物体中空，其中可盛放砝码）质量mA的装置图，通过质量不计的细线与滑块相连接，滑块上固定宽度为l的挡光条，已知滑块和挡光条总质量为M，气垫导轨上放置两个光电门，调节气垫导轨水平。请在以下实验步骤中按要求作答：（1）测得光电门1和光电门2之间的距离为s；（2）在总质量为m0的砝码中取出质量为m的砝码放入盒状物体中，剩余砝码放在滑块上，释放滑块，使其从静止开始运动：（3）记录下遮光条通过光电门1和光电门2的时间t1、t2（4）下落过程中物体A的加速度大小a＝　　（用实验所测数据s、l、t1、t2表示）；（5）改变m重复以上步骤，得到多组a及m的数据，作出a﹣m图象。并求得图象斜率为k；（6）斜率与所测数据间关系式k＝　　（用字母M、m0、mA表示，已知当地重力加速度为g）；（7）由k可得物体A的质量；（8）如果滑块所受阻力不能忽略，且阻力恒定。则物体A质量的测量值　＝　真实值（选填“＞”，“＝”或“＜”）。【解答】解：（4）根据极短时间的平均速度等于瞬时速度可知，滑块经过光电门的速度分别为，根据速度﹣位移关系可知，解得：a（6）研究系统的受力，根据牛顿第二定律可知，（mA+m）g＝（mA+m0+M）a解得：a则：k
（8）如果滑块所受阻力不能忽略，且阻力恒定，设为f，则表达式变为（mA+m）g﹣f＝（mA+m0+M）a即a可知a﹣m图象的斜率不变，求得的mA不变，即物体A质量的测量值等于真实值。故答案为：（4）；（6）；（8）＝。（1）在测定玻璃的折射率时，实验室提供了多种形状的玻璃砖供同学们使用，某实验小组使用两种不同形状的玻璃砖进行实验，他们在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图1所示，他们的其他操作均正确，下列说法正确的是 　AC　。A．学习小组没有量角器和圆规，利用刻度尺和三角板也可以测出玻璃砖的折射率B．光线从矩形玻砖上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射C．图①测得的折射率比真实值小D．图②测得的折射率比真实值大（2）另一个实验小组使用半圆柱玻璃砖测定玻璃的折射率，他们的操作步骤如下：A．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2；C．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O；D．以垂直于纸面过圆心O的直线为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从玻璃砖下方恰好看不到P2和P1的像，然后沿半圆柱玻璃砖的直径画一条直线AB，过O画AB的垂线与半圆交于C点，过圆上的C点作垂直于OP1的直线交OP1于D，如图2所示：①看不到P2和P1的像是因为发生了 　全反射　；②只使用毫米刻度尺，且计算简洁，还需要测量 　CD　（选择“OD”或“CD”）的长度，记作l；③玻璃砖的折射率的表达式n＝　　。
【解答】解：（1）A、在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，分别向法线作垂线，用刻度尺量出入射角和折射角的对角和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，根据折射定律计算出折射率，故A正确；B、由于上下表面平行，光线从上表面射入下表面射出，入射角等于出射角且小于90°，则不可能在下表面发生全发射，故B错误；C、在图①中，通过作图的方法，根据几何关系可知，所得到的光在介质中的折射角偏大，则所测得的折射率偏小，故C正确；D、在图②中，只要操作正确，测量结果与玻璃砖的形状无关，测得的折射率等于真实值，故D错误。故选：AC。（2）从玻璃砖下方恰好看不到P2和P1的像，则P2和P1的像是发生了全反射。（3）根据可知，折射率为 可知，只需要知道临界角的正弦值就可得到折射率，即只需要测量出“CD”的长度l，就可得 则折射率为n
故答案为：（1）AC；（2）①全反射；②CD；③某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，如甲图所示玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。小组估计该电池的电动势约为1V，内阻约为1KΩ，为了精确测量这种橙汁电池的电动势和内阻，小组设计了以下实验：（1）现有如下器材可供选择：A．电流表A1（0～300μA内阻约为0.5Ω）B．电流表A2（0～3A内阻约为1Ω）C．电阻箱R1（0～999.9Ω）D．电阻箱R2（0～9999Ω）E．开关及导线若干则电流表应选择 　A　；电阻箱应选择 　D　。（均填器材前面的选项）（2）在下面方框中画出该实验的电路图。（3）若利用图像确定电池的电动势和内电阻，根据测量的数据，该小组在乙图中建立相应坐标并描绘出图像，请根据图像求出橙汁电池的电动势E＝　0.94　V；内阻r＝　1.3×103　Ω（结果均保留两位有效数字）。（4）由于实验的系统误差，导致电动势E测　＝　E真；r测　＞　r真（选填“＞”“＜”或“＝”）。【解答】解：（1）由题意可知，电路中最大电流
ImaxA＝0.001A为了能精确测量，故电流表选择A，由于电池内阻较大，为了能多次测量，所以电阻箱选择最大阻值较大的D；（2）电路图如图所示（3）由闭合电路欧姆定律得E＝I （R+r）整理得 可得图像斜率k图像纵轴截距b代入数据解得E＝0.94Vr＝1.3×103Ω（4）由k，可知电动势由斜率测出，与电流表内阻无关，所以E测＝E真由于电流表内阻不能确定，实验中忽略了电流表的内阻，实际应为b可得bE﹣RA＝r可知r测＞r真故答案为：（1）AD；（2）见解析；（3）0.94，1.3×103；（4）＝，＞
利用重物做自由落体运动，做《验证机械能守恒定律》的实验：（1）已备好的器材有：带夹子的铁架台、电火花打点计时器，另外还有下列器材可供选择：A、毫米刻度尺、B、带夹子的重物、C、220V交流电源、D秒表．则：①其中不必要的一种器材是　D　（写出器材前的字母代号）②还缺少的一种器材是　纸带　．（2）做此实验时，有同学按以下步骤进行①用天平称出物体的质量②固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住纸带末端，让手尽量靠近打点计时器③先接通电源，再松开纸带，开始打点，并如此重复几次，取得几条打点纸带④取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O，在离O点适当距离处选择几个连续的计数点（或计时点）并计算出各个点的速度值⑤测出各点距O点的距离，即为对应的下落高度⑥计算出mghn和，看是否相等ⅰ、在上述步骤中，有一项多余的步骤是　①　，（填序号）ⅱ、在上述步骤中，有一项错误的步骤是　②　（填序号）；（3）在一次实验中，质量为m的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图2所示，（相邻计数点的时间间隔为T），纸带的左端与重物相连，测出h1，h2，h3，当地的重力加速度为g，则：①打点计时器打下计数点B时，物体的速度VB＝　　．②从初速为零的起点O到打下计数点B的过程中重力势能的减少量△EP＝　mgh2　，③此过程中物体的动能的增加量△Ek＝　　．【解答】解：（1）实验中打点计时器可以记录时间，所以不需要秒表，运用打点计时器还需要纸带，则缺少的器材是纸带．
（2）验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量物体的质量，故①是多余的步骤．固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住纸带上端，让重物靠近打点计时器，故②是错误的步骤．（3）B点的瞬时速度为：则动能的增加量为：重力势能的减小量△Ep＝mgh2．故答案为：（1）D，纸带；（2）①，②；（3）①；②mgh2；③．（1）如图甲中Rx为待测电阻，请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置。（2）现有两个滑动变阻器供选择，在分压式控制电路中除了考虑安全因素外，为了弄清哪一个滑动变阻器更方便调节，分别将两滑动变阻器按图甲接入电路，调节滑动变阻器的滑片位置，用L表示滑动变阻器电阻总长度，用x表示滑动变阻器与电压表并联部分的电阻长度，计算出滑片在不同位置x与L的比值及相应电压表测量值U，画出U随变化的图像如图丙m、n所示，根据图像你会选择　m　（填“m”或“n”）对应的滑动变阻器进行进一步测量，选择它进行实验的理由是　输出电压U随着滑动变阻器滑片移动距离接近均匀变化　。（3）为测量R，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器分别测得5组电压U和电流I的值，作
出的U﹣I关系图像如图丁p所示。再将电压表接在图甲a、b两端，作出的U﹣I关系图像如图丁q所示，可求得电阻丝的Rx＝　10.0　Ω。【解答】解：（1）根据电路图连接实物如图所示；（2）由图丙所示图象可知，图线n在x较小时随x的变化分压电路两端电压变化很小，当x达到一定值时随x增加U迅速变化，使用该图线对应的滑动变阻器不方便实验操作；图线m随x的增加U接近均匀变化，使用图线m所对应的滑动变阻器方便实验操作，应选择图线m对应的滑动变阻器。（3）根据图线p，由欧姆定律得：Rx+RA+R050.0Ω，根据图线q，由欧姆定律得：RA+R040.0Ω，电阻丝阻值Rx＝10.0Ω。故答案为：（1）如图所示；（2）m、输出电压U随着滑动变阻器滑片移动距离接近均匀变化；（3）10.0