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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練（五）物理實驗 1.(12分)(1)圖甲是探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗示意圖。根據(jù)某次實驗記錄的數(shù)據(jù),作出a-F圖線如圖乙所示,圖線不經(jīng)過原點的原因是　; 平衡摩擦?xí)r,主要是平衡了　　　　之間及　　　　之間的摩擦。 (2)幾位同學(xué)分析所得到的a-F圖線不是一條直線的原因后,重新設(shè)計了一個實驗如圖丙所示,滑塊m0放在氣墊導(dǎo)軌上,并在滑塊上固定一個速度傳感器,力傳感器固定在另一水平臺子上,分別與兩臺電腦相連,氣墊導(dǎo)軌連上氣泵并調(diào)成水平。多次改變鉤碼m的質(zhì)量,由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值。則下列說法正確的是(　　) 丙 A.由于空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦很小,可以得出a∝F的結(jié)論,圖線是傾斜的直線 B.力傳感器測得的力F=,在實驗時應(yīng)確保鉤碼的質(zhì)量m遠小于滑塊的質(zhì)量m0 C.除空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦力之外,動滑輪C的質(zhì)量是實驗最大的誤差來源 D.實驗中測出加速度a的值不可能大于重力加速度g 2. 甲 (20分)(xx山東滕州實驗中學(xué)期末)用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學(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計時器打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,已知重力加速度為g,即可驗證機械能守恒定律。 (1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟: A.按照圖示的裝置安裝器件; B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上; C.用天平測量出重錘的質(zhì)量; D.先釋放紙帶,然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶; E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離; F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動能。 其中沒有必要或操作不恰當?shù)牟襟E是　　　　　　(填寫選項對應(yīng)的字母)。 (2)如圖乙所示是實驗中得到一條紙帶,將起始點記為O,并在離O點較遠的任意點依次選取6個連續(xù)的點,分別記為A、B、C、D、E、F,量出與O點的距離分別為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點時重錘的動能為　　　　　,在打O點和E點這段時間內(nèi)的重力勢能的減少量為　　　　　　　　　　　　　　　　。 乙 丙 (3)在本實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是　　　　　　　　　(選填“大于”或“小于”)重錘增加的動能,主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用,為了測定阻力大小,可算出②問中紙帶各點對應(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,則可測出阻力大小為　　　　　　　　　　　。 3.(22分)某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有: 多用電表; 電壓表:量程5 V,內(nèi)阻十幾千歐; 滑動變阻器:最大阻值5 kΩ; 導(dǎo)線若干。 回答下列問題: (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“1k”擋,再將紅表筆和黑表筆　　　　,進行調(diào)零。 (2)將圖甲中多用電表的紅表筆和　　　(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。 (3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為　　　 kΩ和　　　 V。 (4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為　　 kΩ。 (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動勢為　　　 V,電阻“1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為　　　 kΩ。 4.(23分)(xx江西紅色六校聯(lián)考)為了測量某電池的電動勢E(約為3 V)和內(nèi)阻r,可供選擇的器材如下: A.電流表G1(2 mA,內(nèi)電阻為100 Ω) B.電流表G2(1 mA,內(nèi)電阻未知) C.電阻箱R1(0~99.9 Ω) D.電阻箱R2(0~9 999.9 Ω) E.滑動變阻器R3(0~10 Ω　1 A) F.滑動變阻器R4(0~1 000 Ω　10 mA) G.定值電阻R0(800 Ω　0.1 A) H.待測電池 I.導(dǎo)線、開關(guān)若干 (1)采用如圖甲所示的電路,測定電流表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)測量數(shù)據(jù),請在圖乙坐標中描點作出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,要測量該電池的電動勢和內(nèi)阻,采用了圖丙的電路,若把電流表G2改裝成量程為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0.5 A的電流表,則電阻箱①該調(diào)到　　　Ω。(結(jié)果保留兩位數(shù)字) (3)以G2示數(shù)I2為縱坐標,G1示數(shù)I1為橫坐標,作出I2-I1圖象如圖丁所示,結(jié)合圖象可得出電源的電動勢為　　　　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)(xx安徽皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)很多教輔用書中提到的二極管正接電阻均是某一定值,而他又注意到人教版高中《物理》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LED藍光二極管: (1)他首先利用多用電表對它的正向電阻進行粗略測量,如圖甲所示,下面說法中正確的是(　　) 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,測量值將偏大 C.若采用“100”擋測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏角過大,應(yīng)換“10”擋,且要重新進行歐姆調(diào)零 D.若采用“10”擋測量時,發(fā)現(xiàn)指針位于刻度“15”與“20”的正中央,測量值應(yīng)略大于175 Ω (2)為了正確描繪出該二極管正接時的伏安特性曲線,可供選擇的器材如下: 直流電源E:(電動勢為3 V,內(nèi)阻不計) 電流傳感器mA:(量程-10 mA~+10 mA,相當于理想電流表,能較為精確地測出通過二極管的電流) 電壓表V:(量程1 V,內(nèi)阻為1 kΩ) 定值電阻R0:阻值為2 kΩ 滑動變阻器R1:(0~10 Ω) 滑動變阻器R2:(0~1 000 kΩ) 開關(guān)、導(dǎo)線若干 ①實驗中滑動變阻器應(yīng)選　　　　(選填“R1”或“R2”); ②請在圖乙方框中畫出實驗電路原理圖; ③實驗記錄的8組數(shù)據(jù)如下表所示,其中7組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標在圖丙的坐標紙上,請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,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 2.75 ④由所繪制圖象可知,他選用的LED藍光二極管是　　　　　(選填“線性”或“非線性”)電學(xué)元件。 參考答案 1.答案:(1)平衡摩擦力時木板傾角太大　小車與木板　紙帶與打點計時器　(2)A 解析:(2)定滑輪只改變繩拉力的方向,并不改變拉力的大小,故力傳感器的示數(shù)即滑塊m0所受合外力,即F=m0a,選項A正確;因鉤碼m有加速度,故F≠,選項B錯誤;動滑輪質(zhì)量對本實驗無影響,選項C錯誤;若F>m0g,則加速度a可能大于g,選項D錯誤。 評分標準:本題共12分。第(1)問9分,第(2)問3分。 2.答案:(1)BCD　(2)　mgh5　(3)大于　m 解析:(1)沒有必要或操作不恰當?shù)牟襟E是BCD。B項應(yīng)將打點計時器接到電源的交流輸出端上;C項沒有必要用天平測量出重錘的質(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點的速度為vE=,動能增量ΔEk=;重力勢能減少量ΔEp=mgh5。(3)因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用,重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能;即Ff hn=mghn-,解之得Ff=mg-=m=m。 評分標準:本題共20分。第(1)問4分,第(2)問8分,第(3)問8分。 3.答案:(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0　(5)9.00　15.0 解析:(1)歐姆表調(diào)零前,需要將兩表筆短接。 (2)應(yīng)用多用電表的歐姆擋時,電流從黑表筆流出,所以黑表筆接電壓表正極,即黑表筆接2,紅表筆接1。 (3)歐姆表選用的倍率是“1k”,歐姆表的讀數(shù)15.01 kΩ=15.0 kΩ;電壓表量程為0~5 V,最小分度值0.1 V,讀數(shù)時需要估讀一位,為3.60 V。 (4)當滑動變阻器的阻值為0時,歐姆表所測的電阻即為電壓表的內(nèi)阻,所以為12.0 kΩ。 (5)由(4)知,電壓表內(nèi)阻12.0 kΩ,在(3)中,歐姆表的讀數(shù)為15.0 kΩ,所以此時接入電路的滑動變阻器的阻值為3 kΩ,設(shè)電動勢為E,多用表內(nèi)阻為R,根據(jù)(3)和(4)中給的兩組數(shù)據(jù)可知,兩式聯(lián)立得E=9.00 V,R=15.0 kΩ。 評分標準:本題共22分。第(1)(2)每問2分,第(3)(4)(5)每問6分。 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)因為電流表G2(量程為1 mA,內(nèi)電阻為200 Ω),把它改裝成3 V的電壓表時,由于電流表上的電壓為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。 (3)由圖象可知,當I1=0時,I2=0.9 mA,故E=(3 000 Ω+r+R1)0.9 mA;當I1=0.4 mA時,I2=0.6 mA,通過計算得出電阻R1的阻值為0.4 Ω,故此時通過R3的電流約為100 mA,所以通過電池的電流也約為100 mA,而此時的路端電壓為0.6 mA3 000 Ω=1.8 V,所以E=1.8 V+100 mA(r+R1);以上兩式聯(lián)立方程解得E=2.7 V,r+R1=9.0 Ω,故電源的內(nèi)阻r=8.6 Ω。 評分標準:本題共23分。第(1)問7分,第(2)問6分,第(3)問10分。 5.答案:(1)AC　(2)①R1　②見解析圖甲　③見解析圖乙?、芊蔷€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A正確;由于人體是導(dǎo)體,雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏小,故B錯誤;若采用“100”擋測量時,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,且要重新進行歐姆調(diào)零,選項C正確;歐姆表刻度是左密右疏,選擇“10”擋測量時發(fā)現(xiàn)指針位于15與20正中間,即測量值小于175 Ω,選項D錯誤;故選A、C。(2)①實驗中滑動變阻器應(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藍光二極管是非線性電學(xué)元件。 評分標準:本題共23分。第(1)問6分,第(2)問17分。