新课标2020高考物理二轮复习实验题专项练一含解析

新课标2020高考物理二轮复习实验题专项练一含解析

实验题专项练(一)‎ ‎(建议用时：30分钟)‎ ‎1．如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50 Hz.‎ ‎(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．‎ A．精确测量出重物的质量 B．两限位孔在同一竖直线上 C．重物选用质量和密度较大的金属重锤 D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些 ‎(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器连续打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．‎ ‎①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．‎ A．OA、OB和OG的长度　　 B．OE、DE和EF的长度 C．BD、BF和EG的长度 D．AC、BF和EG的长度 ‎②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76 cm，FG的距离是3.71 cm，则可测得当地的重力加速度是________m/s2.(计算结果保留三位有效数字)‎ ‎2．“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验电路如图(a)所示，其中R0是阻值为5 Ω的定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω.‎ ‎(1)某同学按照实验电路连接，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，DIS系统采集数据后，得到如图(b)所示的U－I图象，则该同学在实验中可能出现的不当操作是____________．‎ - 4 -‎ ‎(2)该同学发现操作不当之处，改正后重新实验，得到如图(c)所示的U－I图象，根据图象可知电源电动势为______V，内阻为________ Ω.‎ ‎(3)在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中，R上功率的变化情况是____________；电源效率的变化情况是________．‎ ‎3．用如图所示的装置可以测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的小滑块压缩弹簧到某位置A，由静止释放小滑块，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.‎ ‎(1)计算小滑块离开弹簧时速度大小的表达式是____________________．‎ ‎(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．‎ A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．小滑块(含遮光片)的质量 ‎(3)实验误差的来源有________．‎ A．空气阻力 B．小滑块的大小 C．弹簧的质量 ‎4．某同学准备把量程为0～500 μA的电流表改装成一块量程为0～2.0 V的电压表．他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：‎ A．电流表G1(量程0～1.0 mA，内阻约100 Ω)‎ B．电流表G2(量程0～500 μA，内阻约200 Ω)‎ C．电池组E(电动势为3.0 V，内阻未知)‎ D．滑动变阻器R(0～25 Ω)‎ E．电阻箱R1(总阻值9 999 Ω)‎ F．保护电阻R2(阻值约100 Ω)‎ G．单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2‎ - 4 -‎ ‎(1)实验中该同学先闭合开关S1，再将开关S2与a相连，调节滑动变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数I；然后将开关S2与b相连，保持________不变，调节________，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的示数r.‎ ‎(2)由上述测量过程可知，电流表G2内阻的测量值rg＝________．‎ ‎(3)若该同学通过测量得到电流表G2的内阻为190 Ω，他必须将一个________ kΩ的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为2.0 V的电压表．‎ ‎(4)该同学把改装的电压表与标准电压表V0进行了校准，发现当改装的电压表的指针刚好指向满偏刻度时，标准电压表V0的指针恰好如图乙所示．由此可知，该改装电压表的百分误差为________%.‎ 二、实验题专项练 实验题专项练(一)‎ ‎1．解析：(1)因为在实验中比较的是mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要测量重物的质量，对减小实验误差没有影响，故A错误；为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确；实验选择的重物应该为质量较大、体积较小的物体，这样能减少空气阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确；释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故D错误．‎ ‎(2)①当知道OA、OB和OG的长度时，无法算出任何一点的速度，故A不符合题意；当知道OE、DE和EF的长度时，利用DE和EF的长度可以求出E点的速度，从而求出O点到E点的动能变化量，知道OE的长度，可以求出O点到E点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒定律，故B符合题意；当知道BD、BF和EG的长度时，由BD、BF的长度可以求出E点的速度，但无法求出G点的速度，故无法求出E点到G点的动能变化量，故C不符合题意；当知道AC、BF和EG的长度时，可以分别求出B点和F点的速度，从而求出B点到F点的动能变化量，知道BF的长度，可以求出B点到F点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒定律，故D符合题意．‎ ‎②根据Δh＝gt2，解得：g＝×10－2 m/s2＝9.75 m/s2.‎ 答案：(1)BC　(2)①BD　②9.75‎ ‎2．解析：(1)由图(b)可知，测量电压为负，说明电压传感器正负极接反；‎ - 4 -‎ ‎(2)电源的伏安特性曲线中，电压轴的截距代表电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源内阻；由图(c)可知，电源电动势为：E＝2.90 V　‎ 内阻为：r＋R0＝＝ Ω＝7 Ω，则r＝7 Ω－5 Ω＝2 Ω.‎ ‎(3)把定值电阻等效到电源内部，充当电源内阻，则等效内阻为：r′＝7 Ω；此时滑动变阻的功率等于等效电源的输出功率，当内外电阻相等时，电源输出功率最大，滑动变阻器的阻值先减小到7 Ω，此过程功率逐渐增大；电阻继续减小，则功率又开始减小，即在滑动变阻器滑片从最左端逐渐向右移动的过程中，R上功率的先增大后减小；电源的效率为：η＝×100%＝×100%，滑动变阻器电阻减小，则U减小，故电源的效率减小．‎ 答案：(1)电压传感器正负极接反　(2)2.90　2‎ ‎(3)先增大后减小　减小 ‎3．解析：(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用BC段的平均速度表示滑块离开弹簧时的速度，则有：v＝.‎ ‎(2)弹簧的弹性势能等于滑块(含遮光片)增加的动能，故应求解滑块(含遮光片)的动能，根据动能表达式可知，应测量小滑块(含遮光片)的质量，故选C.‎ ‎(3)由于存在空气阻力，阻力做负功，小滑块的动能增加量小于弹簧的弹性势能的减少量；由于弹簧有质量，故弹簧的弹性势能有小部分转化为弹簧的动能，故小滑块的动能增加量小于弹簧弹性势能的减少量，故选A、C.‎ 答案：(1)v＝　(2)C　(3)AC ‎4．解析：(1)当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数I；然后将开关S2与b相连，保持滑动变阻器R的阻值不变，调节R1，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的示数r.‎ ‎(2)电流G2的内阻与电阻箱接入电路的阻值相同，即rg＝r.‎ ‎(3)将电流表G2改装成电压表要串联电阻分压，串联电阻的阻值为R′＝－rg＝3.81 kΩ.‎ ‎(4)标准电压表V0的示数为1.90 V，由此可知，该改装电压表的百分误差为×100%＝5.26%.‎ 答案：(1)滑动变阻器R的阻值　R1　(2)r　(3)3.81　(4)5.26‎ - 4 -‎