高考物理复习专题检测二十八题型技法2招智取物理实验题.docx

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高考物理复习专题检测二十八题型技法2招智取物理实验题

专题检测（二十八）题型技法——2招智取物理实验题

1．以下仪器的读数分别是多少？

读出下图中游标卡尺（50分度）与螺旋测微器、电流表、电压表、欧姆表（×10倍率）的读数。

（1）________mm；　

（2）________mm；　（3）________A；

（4）________V；　　（5）________Ω。

答案：

（1）42.20　

（2）2.986（2.985～2.987均可）

（3）0.34　（4）2.22（2.20～2.23均可）　（5）300

2．（2017·全国卷Ⅰ）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。

实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。

实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。

在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。

（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）

（1）由图（b）可知，小车在桌面上是________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。

（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。

小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。

（结果均保留2位有效数字）

解析：

（1）由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴（时间间隔相同）的位置间的距离逐渐减小，所以由题图（b）可知，小车在桌面上是从右向左运动的。

（2）滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝

＝

s。

根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图（b）中A点位置时的速度大小为vA＝

（m/s）≈0.19m/s。

根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a＝

＝

m/s2≈－0.037m/s2。

因此加速度的大小为0.037m/s2

答案：

（1）从右向左　

（2）0.19　0.037

3．一小灯泡上标有“3V　1.0W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的IU图线，要求测量数据从零开始。

可选器材如下：

A．电压表（0～3V，内阻10kΩ）

B．电压表（0～15V，内阻70kΩ）

C．电流表（0～3A，内阻0.4Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻1Ω）

E．滑动变阻器（10Ω，2A）

F．滑动变阻器（500Ω，1A）

G．学生电源（直流0～6V）、开关、导线若干

（1）实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路来完成实验，请说明理由：

__________________________________________________________________________。

（2）实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。

（用字母序号表示）

（3）根据所选的原理图把下图所示的实物图连接完整。

（4）在一次测量时，电压表、电流表的示数如图所示，则电压测量值为U＝________V，电流测量值为I＝________A，此时小灯泡的发光功率为P＝________W。

（5）通过实验测量得到的数据已经描在了如图所示的IU坐标系中，请用光滑的曲线将各点连接好。

解析：

（1）由于测量数据要从零开始，故采用题图甲所示的分压式电路。

（2）因小灯泡额定电压为3.0V，故电压表选用A。

小灯泡的额定电流为I额＝

＝

A＝0.33A，则电流表选用D。

滑动变阻器应选阻值较小的E以方便调节。

（3）所连的实物图如图甲所示。

（4）由于电压表量程为0～3V，故电压表的读数为1.81V；电流表量程为0～0.6A，故电流表的读数为0.22A。

此时灯泡的功率为P＝UI＝1.81×0.22W＝0.398W。

（5）所描绘的伏安特性曲线如图乙所示。

答案：

（1）描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始　

（2）A　D　E　（3）见解析图甲　（4）1.81　0.22　0.398

（5）见解析图乙

4．实验室在测定金属丝电阻率的实验中，提供的器材除多用电表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：

A．粗细均匀的待测金属丝Rx

B．直流电流表A（0～5mA，内阻约为5Ω）

C．直流电压表V（0～3V，内阻约为5kΩ）

D．滑动变阻器R（阻值范围为0～20Ω，额定电流为1A）

E．电源（3V，内阻不计）

（1）为了确定电路，先用多用电表的欧姆挡粗略测量待测金属丝的电阻。

现将多用电表的选择开关置于“×100”挡，按正确的步骤进行操作，表盘示数如图1所示，则电阻Rx的粗略值为________Ω。

（2）实验时，先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，如图2所示是某次测量时的情况，读数为________mm。

（3）若要求在实验中金属丝两端的电压可以有较大变化，测量金属丝电阻的误差尽量小，请用笔画线代替导线，补上图3实物图中缺少的两根导线。

（4）某物理学习小组的两位同学在实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图4中甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为________同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω。

解析：

（1）多用电表读数乘以倍率可得到电阻值，故Rx＝6×100Ω＝600Ω。

（2）螺旋测微器读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，该次测量读数为0.5mm＋20.0×0.01mm＝0.700mm。

（3）滑动变阻器总阻值远小于待测金属丝的阻值，故滑动变阻器应采用分压式接法。

由于

>

，故电流表采用内接法。

实物图连接如图所示。

（4）当电压为零时，电流为零，图线过原点，故甲同学作出的图线正确；图线的斜率大小为金属丝的电阻值，故R＝

Ω＝570Ω。

答案：

（1）600　

（2）0.700　（3）见解析图　（4）甲　570

5．（2018届高三·哈尔滨三中摸底）某实验小组正在测定一节新型电池的电动势（约为3V）和内阻，现要选取一个定值电阻R0当做保护电阻。

（1）首先为了准确测量定值电阻R0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：

A．电压表V（量程3V，电阻约为4kΩ）

B．电流表A1（量程1A，内阻约0.5Ω）

C．电流表A2（量程3A，内阻约0.5Ω）

D．定值电阻R0（阻值约为3Ω）

E．滑动变阻器R（0～10Ω）

F．开关S一个，导线若干

根据上述器材，在测量R0阻值时应选择________（填序号）为电流表，其实验电路图应选图甲中的哪种接法________（填字母），经测量定值电阻R0阻值为2.8Ω。

（2）之后为了测量该新型电池的电动势和内阻，设计了如下实验，在图乙中将所选器材进行连接。

（3）根据实验记录做出UI图线如图丙所示，从中可以求出待测新型电池的内阻为______Ω，电池电动势为________V（保留两位有效数字）。

解析：

（1）新型电池的电动势约为3V，定值电阻R0的阻值约为3Ω，则通过定值电阻R0的最大电流约为1A，故在测量R0阻值时应选择电流表A1；由于电压表内阻远大于R0的阻值，故电流表采用外接的方法，即图a所示。

（2）电路图实物连接如图所示。

（3）由电路图可得U＝E－I（R0＋r），则在电源的UI图线中，图线斜率的绝对值表示定值电阻和电源内阻之和，即R0＋r＝

＝3.75Ω，所以电源的内阻r＝0.95Ω，I＝0时对应的路端电压U表示电源的电动势，故E＝2.9V。

答案：

（1）B　a　

（2）图见解析　（3）0.95　2.9

6．在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路。

（1）根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。

（2）实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到________（填“a”或“b”）端。

（3）合上开关S1，S2接图甲中的1位置，滑动滑片P，记录下几组电压表和电流表的示数；重置滑动变阻器，S2改接图甲中的2位置，滑动滑片P，再记录几组电压表和电流表的示数。

在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时，电压表示数U和电流表示数I的图像，如图丙所示。

两图线均为直线，与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB。

①S2接1位置时，作出的UI图线是图丙中的________（填“A”或“B”）线；

②S2接2位置时，干电池电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值。

（填“大于”“小于”或“等于”）

解析：

（1）实物连接如图所示。

（2）为保护电表，闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大，即滑片P调到a端。

（3）S2接1位置时，由于电压表的分流，使得电流的测量值偏小，而短路电流（U＝0时的电流，即图线与横轴的截距）不变，故电动势和内阻的测量值都偏小；S2接2位置时，可将电流表内阻等效到电源内阻中，即外电压和干路电流的测量值是准确的，电源电动势的测量值等于电动势的真实值，但电源内阻的测量值等于电源内阻的真实值与电流表内阻的和。

答案：

（1）见解析图　

（2）a　（3）①B　②等于　大于

7．（2017·北京高考）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。

利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

（1）打点计时器使用的电源是________（选填选项前的字母）。

A．直流电源　　　　　　B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是________（选填选项前的字母）。

A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量

在不挂重物且________（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车。

若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A．计时器不打点B．计时器打点

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。

在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。

测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。

从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝______，打B点时小车的速度v＝______。

（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2W图像。

由此图像可得v2随W变化的表达式为________。

根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是________。

（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2W关系的是________。

解析：

（1）打点计时器使用的电源是交流电源，故选B。

（2）实验中，平衡摩擦力和其他阻力时，应先不挂重物，把长木板右端适当垫高，在小车后面挂上纸带，接通电源，在打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，给小车一个初速度，若小车拖着纸带做匀速运动，则表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

（3）实验中，可认为小车所受的拉力F大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝Fx2＝mgx2。

在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故vB＝

＝

。

（4）根据图线，关系式写为v2＝kW＋b，在直线上取两点，如（1.4×10－2,0.07）（8×10－2,0.38），代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v2＝4.7W。

把功的单位用基本单位表示，J＝N·m＝kg·m2·s－2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg－1，故与图线斜率有关的物理量应是质量。

（5）若重物质量m不满足远小于小车质量M，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力，

由mg＝（M＋m）a和F＝Ma

知F＝

mg，

由动能定理得：

Fx＝

Mv2，v2＝

x＝

x，

而W＝mgx，

则实际v2W图线的斜率k＝

，重物质量m与小车质量M不变，速度虽然增大，但斜率不变，选项A正确。

答案：

（1）B　

（2）A　B　（3）mgx2　

（4）v2＝4.7W（4.5W～5.0W均认为正确）　质量　（5）A

[教师备选题]

1．实际电流表都有内阻，为了测量电流表的内阻rg，提供的器材如下：

①待测电流表

（0～5mA，内阻约300Ω）

②电流表

（0～15mA，内阻约100Ω）

③定值电阻R1（R1＝150Ω）

④滑动变阻器R2（0～20Ω）

⑤电源（电动势3V）

⑥开关S及导线若干

（1）为了使测量结果尽量精确，设计并在线框中画出实验的电路图。

（2）对照所画电路图连接如图所示实物图。

（3）闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录

和

的读数I1和I2；则待测电流表的内阻可表示为rg＝________。

解析：

（1）、

（2）注意滑动变阻器采用分压式接法，电路图和实物连接图如图所示。

（3）流过定值电阻R1的电流为I2－I1，定值电阻R1与电流表G1并联，电压相等，即I1rg＝（I2－I1）R1，解得rg＝

。

答案：

（1）

（2）见解析图　（3）

2．如图所示是测量电流表内阻Rg的实物连接图，实验的操作步骤如下：

A．将电阻箱R的电阻调到零；

B．闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑片，使得电流表达到满偏电流I0；

C．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为

；

D．读出电阻箱的电阻值R0，求得电流表的内阻Rg

（1）请画出测量电流表内阻的电路图。

（2）电流表的内阻Rg与读出的电阻箱的电阻值R0的关系为__________________。

（3）已知电流表的量程为50mA，内阻约为100Ω，可供选择的滑动变阻器R1有

A．阻值为0～10Ω，额定电流为2A

B．阻值为0～50Ω，额定电流为1.5A

可供选择的电阻箱R有

C．阻值为0～99.9Ω

D．阻值为0～999.9Ω

为了比较准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器R1是________；电阻箱R是________。

（填仪器前的字母代号）

（4）本实验中电流表的测量值Rg测与电流表内阻的真实值Rg真相比，有________。

A．Rg测＞Rg真

B．Rg测＜Rg真

C．Rg测＝Rg真

D．Rg测可能大于Rg真，也可能小于Rg真

解析：

（1）根据实物连接图可画出测量电流表内阻的电路图，如图所示。

（2）可认为分压电路输出的电压不变，所以有I0Rg＝

I0（Rg＋R0），即Rg＝

R0。

（3）根据实验原理可知滑动变阻器R1应选阻值较小的，所以应选A；电阻箱应选精确度高且最大阻值大于电流表内阻的2倍的，所以应选D。

（4）由于电阻箱阻值调大后，电路的总电阻增大，干路电流减小，由于滑动变阻器的滑片不动，所以分压电路的输出电压U0会升高。

当正确操作调节电阻箱R使电流表

的示数由I0减小到

时，电阻箱R两端的电压将略大于

，所以电阻箱的阻值将大于电流表的内阻Rg的两倍，即电流表内阻的测量值大于真实值，选项A正确。

答案：

（1）见解析图　

（2）Rg＝

R0　（3）A　D　（4）A

3．某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图测量一电源的电动势E和内阻r以及某未知电阻R的阻值，电路中的电压表是量程为0～3.0V的理想电表，电阻箱的阻值为0～99.9Ω，其中K1为单刀单掷开关、K2为单刀双掷开关。

（1）为了测量未知电阻的阻值，该小组的同学首先将开关K1闭合，然后将单刀双掷开关K2扳到位置1，调节电阻箱的阻值，当电阻箱的阻值为R0时，电压表的读数为U1，此时保持电阻箱的阻值不变，将单刀双掷开关K2扳到位置2，此时电压表的读数为U2，用以上给出的物理量表示未知电阻的阻值R＝________。

（2）通过测量，该小组的同学得到未知电阻的阻值为R＝8.8Ω，为了测量电源的电动势E和内阻r，又进行了如下的操作：

将开关K1闭合，然后将单刀双掷开关K2扳到位置1，多次调节电阻箱的阻值，读出电阻箱的读数R0以及对应的电压表的读数U，根据多次测量的数据，以

为纵坐标、

为横坐标作出的图线如图乙所示，则可知该电源的电动势E＝________V，该电源的内阻r＝________Ω。

解析：

（1）当单刀双掷开关接1时，测的是R0两端电压，当单刀双掷开关接2时，测的是R和R0两端电压，由欧姆定律得R＝

R0。

（2）由闭合电路欧姆定律得E＝

（R0＋R＋r），变形得

＝

·

＋

，结合图线可解得E＝2.0V，r＝1.2Ω。

答案：

（1）

R0　

（2）2.0　1.2

4．某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。

图甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。

（1）图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。

根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为________m/s，小车的加速度大小为__________m/s2。

（结果均保留两位有效数字）

（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图像（如图丙所示）。

请继续帮助该同学作出坐标系中的图像。

（3）在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图丁，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。

答：

________________________________________________________________________。

解析：

（1）AC段位移的平均速度等于AC段时间中间时刻的瞬时速度，即B点的瞬时速度，故

vB＝

＝

m/s＝1.6m/s

由逐差法求解小车的加速度，

a＝

＝

m/s2

＝3.2m/s2。

（2）将坐标系中各点连成一条直线，连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所示。

（3）图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。

答案：

（1）1.6　3.2　

（2）见解析图　（3）实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够