2023届高考物理二轮专题复习：07力学实验、电学实验

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2023届高考物理二轮专题复习--07力学实验、电学实验 一、实验题1．（2021·广东湛江·统考一模）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量已知的相同钩码，探究弹簧弹力与形变量的关系。（1）本实验还需要的实验器材有________。（2）如图乙所示，根据实验数据绘图，横轴为弹簧的形变量x，纵轴为钩码的质量m。已知重力加速度大小，则弹簧的劲度系数________（结果保留两位有效数字）。（3）从图乙可以看出，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也有一定的伸长量，其原因是_________。2．（2021·广东湛江·统考一模）某物理兴趣小组欲利用图甲所示电路测量电源的电动势和内阻。提供的实验器材有：A．电源E（电动势约为，内阻约为）；B．电压表V（量程为，内阻约为）C．电流表A1（量程为，内阻约为）；D．电流表A2（量程为，内阻约为）；E．电阻箱R（最大阻值为，最小改变值为）；F．开关S，导线若干。（1）电流表应选用___________选填C或D。（2）主要实验步骤如下，请完成步骤Ⅱ中的填空：Ⅰ．断开开关S，拆下电流表，将N与P用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指向中间某一刻度，此时电阻箱的阻值为；Ⅱ．断开S，拆下M与N之间的导线，电流表接到M、N之间，闭合S，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指向同一刻度，此时电阻箱的阻值为，则电流表的内阻_______；Ⅲ．断开S，拆下电流表，将M与N用导线直接相连，N与P之间的导线拆下，将电流表接回N、P之间；Ⅳ．闭合S，调节电阻箱，记下电阻箱的阻值R，电压表的示数，电流表的示数；再改变电阻箱的阻值，获得多组数据。（3）张同学根据电压表的示数和对应电流表的示数作出的图线如图乙所示，若图线在纵轴上的截距为a、图线斜率的绝对值为，则张同学测得电源的电动势为______、内阻为_____（电流表的内阻用表示）。（4）李同学根据电阻箱的阻值和对应电压表的示数作出的图线如图丙所示，若图线在纵轴上的截距为b、图线的斜率为，则李同学测得电源的电动势为内阻为________、内附为______（电流表的内阻用表示）。3．（2022·广东湛江·统考二模）某实验小组用如图甲所示的装置研究物体做匀变速直线运动的规律。（1）将木板水平固定在桌面上，在木板上装有两个光电门1、2，测得两光电门间的距离，用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度___________。（2）绕过木板左端定滑轮的细线的一端连在装有遮光片的物块上，另一端吊着装有砂的砂桶，将物块先固定在木板右侧；调节定滑轮高度，使连接物块的细线与木板平行。（3）释放物块，物块上的遮光片通过光电门1、2时的遮光时间分别为、，则遮光片通过光电门1的速度大小为____________；物块运动的加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）4．（2022·山东临沂·统考二模）用伏安法测干电池的电动势E和内阻r。（1）一位同学设计实验电路并部分连接，如图甲所示，由于干电池的内阻相对外电阻偏小，故串联R0以增大内阻，请你用笔画线代替导线把电压表接入电路_________。（2）为了知道R0的阻值，某同学选用欧姆挡“×1”挡位，欧姆调零后进行测量，指针偏转如图乙中线段“a”所示。他应该把挡位换到________（选填“×10”“×100”或“×1k”）挡，再次欧姆调零后进行测量，若指针偏转如图乙中线段“b”所示，则电阻R0的阻值等于________Ω。（3）下表为该同学用热敏电阻插入不同温度的水时测得的数据，由这些数据可得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω（保留3位有效数字）。t/℃20406080100I/mA1.002.824.556.468.28U/V2.742.542.352.141.94（4）利用以上数据分析还可以发现：随着水的温度的升高，热敏电阻的阻值变________（选填“小”或“大”）。5．（2022·广东湛江·统考模拟预测）在“验证力的平行四边形定则”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计。（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数。他通过实验得到如图甲所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像，由此图像求得该弹簧的劲度系数k=___________N/m。（2）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为___________N；同时利用（1）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在图丙中画出这两个共点力的合力F合___________，由图得到F合=___________N。6．（2022·广东湛江·统考模拟预测）采用如图a所示电路测量一个线圈的长度，该线圈的阻值约为。（1）要求测量的误差较小，且电压表、电流表的测量范围较大，请把图中未连接完整的线路连接完整；(        )（2）用螺旋测微器测量这个线圈的铜丝直径，如图b所示，则可读得__________；（3）若该铜丝的电阻率为，直径为，电阻为，则计算线圈长度表达式为__________。7．（2022·广东湛江·一模）某同学用如图甲所示的装置做“验证动能定理”实验，实验操作如下：（1）用50分度的游标卡尺测量固定在小车上的遮光片宽度如图乙所示，则遮光片的宽度d=______mm；（2）调节长木板的倾角，将小车放在长木板靠近滑轮的一侧，砂桶用细绳跨过定滑轮挂在小车上并使细绳平行于长木板。调整砂桶内砂子的质量，使小车以某一初速度沿长木板向下运动时，通过两个光电门的时间相等。取下细绳和砂桶，用天平称得砂桶和砂的总质量为m。再将小车在靠近滑轮的位置由静止释放，小车通过光电门1和光电门2时显示的时间分别为t1、t2，已知重力加速度为g，小车与遮光片的总质量为M，两光电门间的距离为l，则小车从通过光电门1到通过光电门2的过程中，动能的增加量为____________，小车所受合为___________。若满足等式___________，则动能定理得以验证；（结果均用已知字母表示）（3）若实验过程中，保证小车能够沿长木板下滑但不满足m<<M，则对实验结果__________（选填“无影响”或“有影响”）。8．（2022·广东湛江·一模）欧姆表电路简化图如图所示。电源的电动势为1.5V，内阻为0.8Ω，电流表的电阻为1.2Ω，满偏电流为100mA，R1为可变电阻。（1）将两表笔直接接触时，调节可变电阻R1，使电流表满偏，此时R1的阻值为__________Ω；两表笔间接未知电阻R时电流表示数为30mA，则电阻R=___________Ω；（结果保留两位有效数字）（2）改变两表笔间电阻R，电流表示数I随之改变，则R与I之间___________（选填“是”或“不是”）线性关系。9．（2022·广东湛江·统考二模）两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。实验步骤如下：a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值；b．调节电阻丝上的导电夹的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度；闭合开关，记录电压表示数、电流表示数；c．改变电阻丝上的导电夹的位置，重复步骤，记录多组、、的值。（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________。（2）若选用某组、值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________。（结果保留两位有效数字）10．（2022·广东湛江·模拟预测）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（内阻约为0.5Ω）B．电流表（0～3A内阻约为1Ω）C．电阻箱（0～999.9Ω）D．电阻箱（0～9999Ω）E．开关及导线若干则电流表应选择______；电阻箱应选择______；（均填器材前面的选项）（2）在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______V；内阻______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______；______。（选填“>”“<”或“=”）11．（2022·广东湛江·模拟预测）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧；弹簧轴线和刻度尺都应在方向___________（填“水平”或“竖直”）(2)由实验数据绘得弹簧形变量与弹力的图象，由图可知弹簧的劲度系数k=___________；(3)若弹簧原长l0=60cm，要把弹簧压缩到40cm长时，需要的压力为___________N。
参考答案：1．     刻度尺     9.8     弹簧自重的影响【详解】(1)[1]实验需要测量弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有刻度尺。(2)[2]题图乙中的图线为直线，说明弹簧的弹力大小与惮簧的伸长量成正比，可得。(3)[3]由于弹簧自重的影响，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也会有一定的伸长量。2．     C     2.7     a               【详解】(1)[1]若电流表选用量程为的A2。则通过A2的最小电流约为超过了A2的量程。(2)[2]由于电压表指针指向同一刻度，故有解得。(3)[3][4]根据闭合电路的欧姆定律有变形得结合题图乙解得、。(4)[5][6]根据闭合电路的欧姆定律有变形得结合题图丙解得、。3．     5.4     0.25     1.9【详解】（1）[1]游标卡尺读数即遮光片的宽度为（3）[2][3]遮光片通过光电门1的速度大小为遮光片通过光电门2的速度大小为根据运动学公式解得4．          ×10     100     2.83/2.84/2.85/2.86/2.87     9.80～10.0     小【详解】（1）[1]电压表的内阻远大于干电池和R0的阻值之和，故电流表相对于干电池和R0外接，同时开关断开时，电压表应没有示数，故连线如图所示（2）[2] 指针偏转如图乙中线段“a”所示，方向偏转角度较小，读数约为100Ω，说明量程选择较小，为使指针大致居中，应换稍大的×10挡。[3] 再次欧姆调零后进行测量，读数为（3）[4][5]根据所给表格，可以判断，电流表示数与电压表示数满足关系式根据闭合电路欧姆定律可得（4）[6]发现，随温度升高，干路电流增大，总电阻增小，则热敏电阻阻值变小。5．     55/52/56/53/54     1.90/1.87/1.88/1.89/1.91          3.30（或3.00～3.50）【详解】（1）[1]由胡克定律计算图线的斜率得（2）[2]弹簧测力计读数为1.90N。[3][4]选定一个比例标尺，先作出两个分力的力的图示，再以两分力为边，作出平行四边形，如下图所示量出经过两分力起点的对角线的长度，根据比例标尺可计算出合力约为3.30N。6．          0.695     【详解】（1）[1]由于被测铜丝的电阻小，故采用电流表外接法，由于要求电压表、电流表的测量范围较大，滑动变阻器必须采用分压式连接法。而电压表的量程选择就好，如图所示（2）[2]螺旋测微器读数为（3）[3]根据得7．     4.20          mg          无影响【详解】（1）[1] 游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为（2）[2] 小车通过光电门1到通过光电门2时的瞬时速度分别为，则小车动能的增加量为[3]挂上砂桶时小车向下通过两个光电门的时间相等，说明是匀速运动，由平衡条件取下细绳和砂桶后，小车向下加速运动联立可得小车所受合为[4]对小车从通过光电门1和光电门2的过程，若动能定理成立，则合外力对小车做的功等于小车动能的增加量，即（3）[5]本实验中利用代换的方法，将小车沿斜面向下加速运动的合力巧妙的用小车匀速下滑时的砂和砂桶的总重量进行代换，所以实验不满足m<<M，对实验无影响。8．     13     35     不是【详解】（1）[1] 电流表满偏时[2] 保持R1阻值不变，在A、B之间接入电阻时，电流表的电流为30mA。（2）[3]把任意电阻R接在两表笔之间，电流表读数为I，则I、R的对应关系式为可见：R与I之间不是线性关系。9．     （均给分）     偏大          没有     【详解】（1）[1]根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为（2）[2]由图甲电路图可知，电压表测量的是和电流表的电压，电流表测量的是流过的电流，若用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比偏大。（3）[3][4]根据电阻的决定式可知，电阻丝连入电路的电阻设电流表内阻为，根据欧姆定律可知根据图丙图像可知解得电流表内阻对电阻率的测量没有影响。（4）[5]根据闭合回路的欧姆定律可知由图丁的图像可知，电源的内阻10．     A     D          0.94     1.3×103     =     >【详解】（1）[1][2]由题意可知，电路中最大电流为了能精确测量，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）[3]电路图如图所示（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律得整理得可得图像斜率图像纵轴截距代入数据解得（4）[6][7]由可知电动势由斜率测出，与电流表内阻无关，所以由于电流表内阻不能确定，实验中忽略了电流表的内阻，实际应为可得可知11．     竖直     1500N/m     300N【详解】(1)[1]由于弹簧秤悬挂在铁架台上，稳定后应使弹簧秤处于竖直状态，刻度尺应与弹簧秤平行，也处于竖直状态。(2)[2]根据胡克定律可知图像斜率的倒数应为劲度系数，因此(3)[3] 根据胡克定律压力大小