高考物理二轮实验题专练.docx

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高考物理二轮实验题专练

高考题型专项练——实验题专练

实验题专练

（一）

（共15分，限时10分钟）

1．[2015·厦门质监]（6分）在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图甲所示的实验装置。

（1）实验时，该同学用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为应该采取的措施是________。

（填选项前的字母）

A．保证钩码的质量远小于小车的质量

B．选取打点计时器所打的第1点与第2点间的距离约为2mm的纸带来处理数据

C．把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力

D．必须先接通电源再释放小车

（2）如图乙所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离已在图中标出，测出小车的质量为M，钩码的总质量为m。

从打B点到打E点的过程中，合力对小车做的功是________，小车动能的增量是________。

（用题中和图中的物理量符号表示）

答案　

（1）AC（2分）　

（2）mgs（2分）

M（

）2－

M（

）2（2分）

解析　

（1）为使钩码的重力近似于小车受到的合力，需要把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力，C项正确；同时保证钩码的质量远小于小车的质量，减小钩码失重带来的误差，A项正确；D项是打点计时器实验的正确做法，对减小本题中的实验误差无影响，D项错；B项为保证重物由零开始做自由落体运动的措施，B项是错误的。

（2）从B点到E点合力对小车做的功W＝mgs。

vB＝

，vE＝

，小车动能增量ΔEk＝EkE－EkB＝

M（

）2－

M（

）2。

2．[2015·盐城二模]（9分）某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。

A．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5V，内阻约几欧姆

B．直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻约为3kΩ

C．定值电阻R0未知

D．滑动变阻器R，最大阻值Rm

E．导线和开关

（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图；

（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0＝________（用U10、U20、Rm表示）；

（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则两节干电池的总电动势E＝________，总内阻r＝________（用k、a、R0表示）。

答案　

（1）如图所示（3分）

（2）

（2分）　（3）

（2分）　

（2分）

解析　

（1）由实物连线可画出电路图。

（2）由部分电路欧姆定律可得：

＝

，得R0＝

。

（3）由闭合电路欧姆定律得：

E＝U2＋

r

变形得：

U1＝

U2－

由丙图得：

＝k

a＝

解得：

E＝

，r＝

。

实验题专练

（二）

（共15分，限时10分钟）

1.[2015·云南统考]（6分）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验电路图如图所示，实验室提供下列器材：

电流表A1（量程0.6A，内阻约1.0Ω）

电流表A2（量程3A，内阻约0.5Ω）

电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）

滑动变阻器R1（0～20Ω）

滑动变阻器R2（0～200Ω）

干电池E（电动势约1.5V，内阻未知）

开关及导线若干

（1）实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________（填器材的代号）；

（2）实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量电池两极的电压。

根据图示电路，电流表的示数________（填“大于”或“小于”）所需测量的电流值；

（3）若有相同型号的新旧两节干电池，分别接入图示电路，当电流在相同范围内变化时，电压表读数变化范围较大的是________（填“新干电池”或“旧干电池”）。

答案　

（1）A1　R1（每空1分）　

（2）小于（2分）　（3）旧干电池（2分）

解析　

（1）滑动变阻器应选择R1，其阻值与待测电源电阻更接近，操作方便。

根据实验的准确性原则电流表应选择A1；

（2）由于电压表的分流作用，电流表示数小于实际通过干电池的电流即需要测量的电流；（3）由电源的伏安特性曲线可知，电流变化范围相同，电压变化范围大的伏安特性曲线斜率更大，即是电源内电阻更大，故旧干电池电压变化范围更大。

2．[2015·云南统考]（9分）一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。

在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器。

木

块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动。

实验中测得木块质量M＝150g，钩码质量m＝50g。

（1）实验开始时，应调整滑轮的高度，让绳子与木板________；

（2）实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A、B、C、D、E是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10s，所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a＝________m/s2（结果保留两位有效数字）；

（3）根据实验原理可导出计算动摩擦因数的表达式μ＝_______（用M、m、g、a表示）；取g＝10m/s2，代入相关数据可求得μ＝________（计算结果保留一位有效数字）。

答案　

（1）平行（2分）　

（2）0.25（2分）　（3）

－

（3分）　0.3（2分）

解析　

（1）实验由纸带测定木块加速度，木块所受拉力方向不变，保持与桌面平行，因此需要在实验前调整滑轮高度，使绳子与木板平行；

（2）根据匀变速直线运动规律的推论Δx＝aT2可知，木块的加速度a＝

m/s2＝0.25m/s2；（3）钩码与木块加速度大小相等，假设绳子张力为T，对钩码有：

mg－T＝ma，对木块则有：

T－μMg＝Ma，解两式得：

μ＝

－

，将已知条件代入解得：

μ＝0.3。

实验题专练（三）

（共15分，限时10分钟）

1．（2分）（多选）如图所示“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置。

下列步骤正确的是（　　）

A．让摆锤自然下垂，调整标尺盘，使其竖直线与摆锤线平行

B．将摆锤置于释放器内，释放杆进行伸缩调整，使摆锤的系线松弛一点便于摆锤释放

C．调整光电门的位置，使光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内

D．将释放器先后置于a、b、c点，将光电门置于标尺盘的d点，分别测量释放器内的摆锤由a、b、c三点静止释放摆到d点的势能和动能

答案　AC

解析　A项，让摆锤自然下垂，以摆线为基准，调整标尺盘的放置位置，使标尺盘上的竖直线与摆线平行，故A正确。

B项，将摆锤置于释放器内并对释放杆进行伸缩调整，应该使摆锤的细线刚好绷紧释放摆锤，故B错误。

C项，调整光电门的位置，使光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内，以保证竖直的高度测量准确，故C正确。

D项，应该把光电门置于标尺盘的b、c、d点，释放器的摆锤始终在a点，故D错误。

2．[2015·北京海淀区二模]（13分）

（1）甲同学根据图1所示电路采用“半偏法”测量一个量程为3V的电压表内阻（约3kΩ）。

①为使测量值尽量准确，在以下器材中，电阻箱R应选用________，滑动变阻器R0应选用________，电源E应选用________（选填器材前的字母）。

（　　）

A．电阻箱（0～999.9Ω）B．电阻箱（0～9999Ω）

C．滑动变阻器（0～50Ω）D．滑动变阻器（0～2kΩ）

E．电源（电动势1.5V）F．电源（电动势4.5V）

②该同学检查电路连接无误后，在开关S1、S2均断开的情况下，先将R0的滑片P调至a端，然后闭合S1、S2，调节R0，使电压表指针偏转到满刻度，再断开开关S2，调节R的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半。

如果此时电阻箱R接入电路中的阻值为3150Ω，则被测电压表的内阻测量值为________Ω，该测量值________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

（2）乙同学将一个电流计

改装成量程为3V的电压表。

该电流计

内部由表头和定值电阻r串联组成，其中表头电阻rg＝100Ω，r约为几千欧。

为确定该电流计

的满偏电流Ig和r的阻值，他采用如图2所示电路进行测量。

实验中使用的电源电动势E＝3.0V，电阻箱R的最大阻值为9999Ω。

具体操作步骤如下：

a．将滑动变阻器R0的滑片P调到a端，电阻箱接入电路的阻值R调到5000Ω；

b．闭合S，仅调节R0使电流计

满偏，记录此时电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U；

c．断开S，将滑动变阻器R0的滑片P再次调到a端，将电阻箱接入电路的阻值R减小1000Ω；

d．重复步骤b、c，直到将电阻箱接入电路的阻值R调为0Ω，断开S，结束实验。

根据实验测量出的多组数据绘制电压表示数U随电阻箱接入电路中的阻值R变化的图象，如图3所示。

①现有如下三种量程的电压表，在该实验中为使电压的测量值尽可能准确，电压表应选用的量程为________（选填器材前的字母）。

A．0～15VB．0～3V

C．0～0.5V

②根据上述实验数据绘制出的图象，并考虑实验中存在的误差，可以推测出该表头的满偏电流Ig以及定值电阻r的值应为________。

（选填选项前的字母）

A．30μA,2.4kΩB．300μA,5.0kΩ

C．300μA,2.4kΩD．30μA,5.0kΩ

③乙同学参考②中判断的结果，他若将电流计

________联（选填“串”或“并”）一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计

改装成量程为3V的电压表。

答案　

（1）①B　C　F（各1分）　②3150　略大于（各1分）　

（2）①B（2分）　②C（3分）　③串（1分）　7.5（2分）

解析　

（1）①用半偏法测电压表内阻，电阻箱的最大值应大于等于被测电阻的阻值，因此应选B。

滑动变阻器比被测电压表阻值越小越好，所以应选C。

电源电动势应比电压表的量程稍大，所以应选F。

②由于S2断开后，R与

串联后再与R0的左半部分并联，总电阻几乎不变，所以电压表和电阻箱的总电压不变，而此时电压表示数变成原来的一半，说明电阻箱的电压为另一半，所以RV＝R＝3150Ω。

电阻箱与电压表串联后，总电阻实际比原来的稍大，所以电压表和电阻箱的总电压比电压表的满偏电压稍大，而电压表半偏时，电阻箱的电压比电压表半偏电压稍大，所以电阻箱的值比电压表内阻稍大，所以电压表的测量值略大于实际值。

（2）①电压表的量程应大于或等于电源电动势，所以电压表应选3V的，选B。

②由欧姆定律可得：

U＝Ig（R＋rg＋r）＝IgR＋Ig（r＋rg）。

由图3可知，Ig＝

＝300μA，Ig（r＋rg）＝0.75，解得r＝2.4kΩ，所以选C。

③改装成大量程的电压表，应串一个大电阻，由欧姆定律可知：

3V＝Ig（r＋rg＋R′），得R′＝7.5kΩ。

实验题专练（四）

（共15分，限时10分钟）

1．[2015·绵阳二诊]（6分）用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。

两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。

横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。

如图是探究过程中某次实验时装置的状态。

（1）在研究向心力的大小F与质量m的关系时，要保持________相同。

A．ω和rB．ω和m

C．m和rD．m和F

（2）图中所示是在研究向心力的大小F与________的关系。

A．质量mB．半径r

C．角速度ω

（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1∶9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为________。

A．1∶3B．3∶1

C．1∶9D．9∶1

答案　

（1）A（2分）　

（2）C（2分）　（3）B（2分）

解析　

（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法，选项A正确。

（2）图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系，选项C正确。

（3）根据F＝mω2r，两球的向心力之比为1∶9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1∶3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v＝rω，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3∶1，选项B正确。

2．[2015·绵阳二诊]（9分）学校实验室新进了一批低阻值的绕线电阻，已知绕线金属丝是某种合金丝，电阻率为ρ。

要测算绕线金属丝长度，进行以下实验：

（1）先用多用电表粗测金属丝的电阻。

正确操作后转换开关的位置指示和表盘示数如图所示，则金属丝的电阻约为________Ω。

（2）用螺旋测微器测金属丝的直径d。

（3）在粗测的基础上精确测量绕线金属丝的阻值R。

实验室提供的器材有：

电流表A1（量程0～3A，内阻约为0.5Ω）

电流表A2（量程0～0.6A，内阻约为3Ω）

电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）

电压表V2（量程0～15V，内阻约18kΩ）

定值电阻R0＝3Ω

滑动变阻器R1（总阻值5Ω）

滑动变阻器R2（总阻值100Ω）

电源（电动势E＝6V，内阻约为1Ω）

开关和导线若干。

①还需要先利用实验室提供的器材较准确测量将选用的电流表的内阻。

测量电路的一部分可选用以下电路中的________。

②请在给出的器材中选出合理的器材，在虚线框内画出精确测量绕线金属丝阻值的完整电路（要求在图中标明选用的器材标号）。

（4）绕线金属丝长度为________（用字母R、d、ρ和数学常数表示）。

答案　

（1）9.0（2分）

（3）①CD（2分）　②电路图如下图所示（3分）

（4）

（2分）

解析　

（1）由于欧姆表置于“×1”挡，所以应按×1倍率读数，即1×9.0Ω＝9.0Ω。

（3）①A、B选项中电表测量不准确，选项A、B错误；可将电流表A2与定值电阻串联然后再与电压表并联，如选项C所示；或因电流表A2的满偏电流小于A1的满偏电流，可将定值电阻与电流表A2并联再与A1串联，如选项D所示。

②又由于滑动变阻器R1的最大电阻小于待测金属丝的电阻，所以变阻器应用分压式接法。

（4）根据电阻定律R＝ρ

，S＝π（

）2，解得L＝

。

实验题专练（五）

（共15分，限时10分钟）

1．（6分）某实验小组利用电磁打点计时器和如图的其他器材开展多项实验探究，选择了一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），回答下列问题：

（1）按装置安装器材时，纸带应穿过电磁打点计时器的限位孔从复写纸的________（填“上”或“下”）表面通过。

（2）若是探究重力做功和物体动能的变化的关系，需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试写出在E点时重锤运动的瞬时速度vE＝________（用题中字母表示）。

（3）若是测量重力加速度g，为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g＝________（用题中字母表示）。

（4）如果研究重锤在AE运动过程中机械能守恒时，重锤增加的动能总是小于减小的重力势能，造成实验误差的主要原因是________（只写一条）。

答案　

（1）下（1分）　

（2）

（2分）

（3）

（2分）

（4）重锤克服阻力做功（或阻力对重锤做负功）（1分）

解析　

（1）根据打点计时器的工作原理可知，纸带应压在复写纸下方，才能清晰地打点。

（2）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，vE＝

。

（3）利用匀变速直线运动的推论，相邻相等时间内的位移差Δx＝at2，可知g＝

＝

。

（4）重锤克服阻力做功（或阻力对重锤做负功）。

2．[2015·葫芦岛调研]（9分）要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。

已选用的器材有：

电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；

电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；

电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；

电键一个、导线若干。

（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________（填字母代号）。

A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）

B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）

（2）请将设计的实验电路图画入下面的表格中。

（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。

现将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，由此得到小灯泡消耗的功率是________W。

答案　

（1）A（2分）

（2）如图所示（4分）

（3）0.1（3分）

解析　

（1）要测灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压需要由零开始，必须用滑动变阻器的分压式接法，而分压式接法，要求滑动变阻器的阻值较小，所以应选A。

（2）由于灯泡的阻值约为R灯＝

＝15Ω，属于小电阻，要用电流表的外接，因此要用分压、外接。

（3）在IU图象上，画出电源的IU图线，与灯泡的图线的交点的横坐标为灯泡的实际电压1.0V，纵坐标为灯泡的实际电流0.1A，所以灯泡的实际功率P灯＝UI＝1.0×0.1＝0.1W。

实验题专练（六）

（共15分，限时10分钟）

1.[2015·合肥质检]（6分）某同学用两个弹簧测力计、细线和橡皮条做共点力合成的实验，最后画出了如图所示的图。

（1）在图上标出的F1、F2、F和F′四个力中，力________不是由弹簧测力计直接测得的，比较力F与力F′的大小和方向基本相同，这就验证了共点力合成的平行四边形定则。

（2）某同学对此实验的一些说法如下，其中正确的是________。

A．如果手头只有一个弹簧测力计，改变方法也可以完成实验

B．用两个测力计拉线时，橡皮条应沿两线夹角的平分线

C．拉橡皮条的线要长一些，用以标记同一细线方向的两点要相距远些

D．拉橡皮条时，细线应沿弹簧测力计的轴线

E．在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，只需这两次橡皮条的伸长相同就行

（3）下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________mm和________mm。

答案　

（1）F′（1分）　

（2）CD（1分）　（3）11.4（2分）

5．663～5.666（2分）

解析　

（1）F′是F1和F2的合力，按平行四边形法则做出的。

（2）完成该实验时，必须同时读出两个分力的大小和方向，所以只有一个弹簧测力计，没办法做到以上要求，A选项是错误的。

橡皮条不一定要在两个测力计拉线的角平分线上，B选项是错误的。

两个离的较远些的点确定一条直线，误差会小些，所以C选项是正确的。

拉橡皮条时细线应与弹簧测力计的轴线平行，这样会减小误差，所以D选项是正确的。

用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，两次橡皮条的伸长量相同，方向也必须相同，E选项是错误的。

（3）游标卡尺主尺读出11mm，游标尺读出4×0.1＝0.4mm，所以卡尺读数：

11.4mm；螺旋测微器主尺读出5.5mm，螺旋套筒读出16.5×0.01＝0.165mm，所以螺旋测微器读数为5.665mm。

2．[2015·山西质监]（9分）用图（a）的电路，可测量叠层电池“6F22”的电动势E和内阻r，所用的实验器材有：

电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R0（阻值为900.0Ω），电流表

（量程为10mA，内阻为RA＝100.0Ω），开关S。

实验中，闭合开关S后，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱对应的阻值R，算出

与

的值如下表：

R/Ω

17.5

23.1

26.7

36.9

58.1

139.0

/（×10－2Ω－1）

5.71

4.33

3.75

2.71

1.72

0.72

I/mA

2.50

3.00

3.30

4.00

5.00

6.67

/（×102A－1）

4.00

3.33

3.03

2.50

2.00

1.50

回答下列问题：

（1）根据图（a）用笔画线代替导线将图（b）中的实验器材连成实验电路。

（2）

与

的关系式为_______________________________。

（3）在图（c）的坐标纸上标出数据点并作图。

（4）根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

（保留2位有效数字）

答案　

（1）如图所示（2分）

（2）

＝

＋

·

（2分）

（3）如图所示（2分）

（4）9.2（8.7～9.5均对，2分）　46（43～48均对，1分）

解析　

（1）以笔代线连接实物图时，注意按电流从电源正极出发依次连接，连接电流表时，电流由正接线柱流入，负接线柱流出，先串联再并联；

（2）电流表与定值电阻串联等效为电压表使用，根据欧姆定律U＝I（RA＋R0），由闭合电路欧姆定律E＝U＋（

＋I）r＝I（RA＋R0＋r＋

r），所以

＝

＋

·

；（3）用直线拟合各数据点时，注意使直线尽量多地通过数据点，其他点均匀分布在直线两侧，离直线较远的点大胆舍弃；（4）由

（2）中所得解析式可知，图象斜率k＝

，截距b＝

，根据图象代入斜率和截距可计算出电源电动势和内阻。