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1、2022高考物理大二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練5 物理實(shí)驗(yàn)
1.(18分)(2018·天津卷)某研究小組做驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn),所用器材有方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè),橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個(gè))。
(1)具體操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議,其中正確的有 。?
A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上
B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同
C.使用測(cè)力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度
D.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力
(2)該小組的同
2、學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn),白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn),如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是 。?
2.(20分)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流和直流兩種電流。重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,已知重力加速度為g,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
甲
(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:
A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上
C.用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量
D.先釋放紙
3、帶,然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶
E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離
F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動(dòng)能
其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是 (填寫選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母)。?
(2)如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,將起始點(diǎn)記為O,并在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個(gè)連續(xù)的點(diǎn),分別記為A、B、C、D、E、F,量出與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交變電流的周期為T,設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為 ,在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量為 。?
乙
(3)在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘
4、減少的重力勢(shì)能總是 (選填“大于”或“小于”)重錘增加的動(dòng)能,主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,為了測(cè)定阻力大小,可算出(2)問中紙帶各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,分別記為v1至v6,并作-hn圖象,如圖丙所示,直線斜率為k,則可測(cè)出阻力大小為 。?
丙
3.(16分)下圖是用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置,彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱。調(diào)節(jié)懸點(diǎn),使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點(diǎn)靜止,同時(shí)把球2放在立柱上。釋放球1,當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞,后球1向左擺最遠(yuǎn)可到B點(diǎn),球2落到水平地面上的C點(diǎn)。測(cè)
5、出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒。現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a、B點(diǎn)離水平桌面的距離為b,C點(diǎn)與桌子邊緣間的水平距離為c,立柱高h(yuǎn)。此外:
(1)還需要測(cè)量的物理量有?
。?
(2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù),驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)動(dòng)量守恒的表達(dá)式為 。(忽略小球的大小)?
4.(23分)為了測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)E(約為3 V)和內(nèi)阻r,可供選擇的器材如下:
A.電流表G1(0~2 mA,內(nèi)阻為100 Ω)
B.電流表G2(0~1 mA,內(nèi)阻未知)
C.電阻箱R1(0~99.9 Ω)
D.電阻箱R2(0~9 999.9 Ω)
E.滑動(dòng)變阻器
6、R3(0~10 Ω 1 A)
F.滑動(dòng)變阻器R4(0~1 000 Ω 10 mA)
G.定值電阻R0(800 Ω 0.1 A)
H.待測(cè)電池
I.導(dǎo)線、開關(guān)若干
(1)采用如圖甲所示的電路,測(cè)定電流表G2的內(nèi)阻,得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示:
I1/mA
0.40
0.81
1.20
1.59
2.00
I2/mA
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1-I2圖線,由圖線可得出電流表G2的內(nèi)阻等于 Ω。?
(2)某同學(xué)在現(xiàn)有器材的條件下,要測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)
7、阻,采用了圖丙的電路,若把電流表G2改裝成量程為0~3 V的電壓表,則電阻箱②該調(diào)到 Ω。把電流表G1改裝成量程為0~0.5 A的電流表,則電阻箱①該調(diào)到 Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。?
(3)以G2示數(shù)I2為縱坐標(biāo),G1示數(shù)I1為橫坐標(biāo),作出I2-I1圖象如圖丁所示,結(jié)合圖象可得出電源的電動(dòng)勢(shì)為 V,電源的內(nèi)阻為 Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)?
5.(23分)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)很多資料中提到的二極管正接電阻均是某一定值,而他又注意到教材中寫到二極管是非線性元件,它的電阻與通過電流的大小有關(guān)。他為了探求真知,找來一個(gè)LED藍(lán)光二極管:
(1)他首先利用多用電表對(duì)它的正向
8、電阻進(jìn)行粗略測(cè)量,如圖甲所示,下列說法正確的是 。?
甲
A.歐姆表的表筆A、B應(yīng)分別接二極管的C、D端
B.雙手捏住兩表筆金屬桿,測(cè)量值將偏大
C.若采用“×100”擋測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏角過大,應(yīng)換“×10”擋,且要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零
D.若采用“×10”擋測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)指針位于刻度“15”與“20”的正中央,測(cè)量值應(yīng)略大于175 Ω
(2)為了正確描繪出該二極管正接時(shí)的伏安特性曲線,可供選擇的器材如下:
直流電源E:(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻不計(jì))
電流傳感器mA:(量程-10 mA~+10 mA,相當(dāng)于理想電流表,能較為精確地測(cè)出通過二極管的電流)
電壓表V:(量程0
9、~1 V,內(nèi)阻為1 kΩ)
定值電阻R0:阻值為2 kΩ
滑動(dòng)變阻器R1:(0~10 Ω)
滑動(dòng)變阻器R2:(0~1 000 kΩ)
開關(guān)、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 (選填“R1”或“R2”)。?
②請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。
乙
丙
③實(shí)驗(yàn)記錄的8組數(shù)據(jù)如下表所示,其中7組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖丙的坐標(biāo)紙上,請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn),并畫出I-U圖象。
I/mA
0
0.10
0.31
0.61
0.78
1.20
3.10
5.00
U/V
0
0.61
0.96
1.52
2.03
2.35
2.64
10、2.75
④由所繪制圖象可知,他選用的LED藍(lán)光二極管是 (選填“線性”或“非線性”)電學(xué)元件。?
答案:
1.答案 (1)BC (2)B
解析 (1)做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮條和兩繩套夾角的角平分線沒有必要在一條直線上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在同一次實(shí)驗(yàn)中要保持橡皮條結(jié)點(diǎn)O在同一位置,但為了尋找普遍規(guī)律重復(fù)實(shí)驗(yàn)(或不同實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn))時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同,選項(xiàng)B正確;由彈簧測(cè)力計(jì)的使用規(guī)則可知選項(xiàng)C正確;合力與分力的大小關(guān)系不確定,實(shí)驗(yàn)中沒有必要使兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
(2)A、D圖中選擇的力的標(biāo)度太大,不方便作圖,并且A
11、圖中表示力的作用線的點(diǎn)離結(jié)點(diǎn)O太近,不利于確定力的方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;C圖中實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)太小,作圖誤差較大,不利于總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故只有選項(xiàng)B最符合題意。
2.答案 (1)BCD
(2) mgh5
(3)大于 m
解析 (1)沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是BCD。B項(xiàng)應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上;C項(xiàng)沒有必要用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量;D應(yīng)為先接通電源,再釋放紙帶,打出一條紙帶。(2)打E點(diǎn)的速度為vE=,動(dòng)能Ek=;重力勢(shì)能減少量ΔEp=mgh5。(3)因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能;即Ff hn=mghn-,解之得
12、Ff=mg-=m=m。
3.答案 (1)彈性球1、2的質(zhì)量m1和m2,桌面離水平地面的高度H
(2)2m1=2m1+m2
解析 (1)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量,所以要測(cè)量1、2兩個(gè)小球的質(zhì)量,計(jì)算碰撞前后兩小球的速度。根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b,由機(jī)械能守恒定律可以求出碰撞前后的速度,只要測(cè)出桌面高H,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律就可以求出彈性球2碰撞后的速度,故需要測(cè)量彈性球1、2的質(zhì)量m1和m2,桌面離水平地面的高度H。
(2)小球1從A處下擺過程只有重力做功,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有m1g(a-h)=m1得v1=
碰撞后小球1上升到最高點(diǎn)的過程中,有m1g(b-h)=
13、m1
得v2=
碰撞后小球2做平拋運(yùn)動(dòng),
運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=
得小球2碰后速度v3==c
所以該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為m1v1=m2v3+m1v2
即m1=m1+m2c
得2m1=2m1+m2c
4.答案 (1)如解析圖所示 200 (2)2 800
0.40 (3)2.7 8.6
解析 (1)描點(diǎn)作出I1-I2圖線如圖所示,從表格中的數(shù)據(jù)看,I1與I2成正比。圖線為過原點(diǎn)的直線,電流表G2和電流表G1并聯(lián),電流之比就是內(nèi)阻的反比。如圖,=2,電流表G1的內(nèi)阻是100 Ω,所以電流表G2的內(nèi)阻等于200 Ω。
(2)因?yàn)殡娏鞅鞧2量程為0~1 mA,內(nèi)阻為200 Ω,把它
14、改裝成0~3 V的電壓表時(shí),電流表上的電壓為0.2 V,故串聯(lián)的電阻上的電壓為2.8 V,電阻箱②該調(diào)到電阻的大小為R2=2 800 Ω。若將G1改裝成0~0.5 A的電流表,則R1= Ω=0.40 Ω。
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有:E=I2(r2+R2)+I1r1++I1r,整理可得:I2=,結(jié)合圖象斜率和截距的概念應(yīng)有:=0.9×10-3,E=2.7 V,,r=8.6 Ω。
5.答案 (1)AC (2)①R1 ②見解析圖甲?、垡娊馕鰣D乙 ④非線性
解析 (1)由于歐姆表的A表筆內(nèi)部接電源的正極,故歐姆表的表筆A、B應(yīng)分別接二極管的C、D端,選項(xiàng)A正確;由于人體是導(dǎo)體,雙手捏住兩表筆金屬桿,測(cè)量值將偏小,故B錯(cuò)誤;若采用“×100”擋測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏角過大,故為使指針指中央刻度附近,則應(yīng)換“×10”擋,且要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,選項(xiàng)C正確;歐姆表刻度是左密右疏,選擇“×10”擋測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于15與20正中間,即測(cè)量值小于175 Ω,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A、C。(2)①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值較小的R1;②電路圖如圖甲所示:
甲
③如圖乙所示:
乙
④由所繪制圖象可知,他選用的LED藍(lán)光二極管是非線性電學(xué)元件。