2020高考物理二轮练习1实验题专项练（一）（Word版带解析）

二、实验题专项练 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____________． (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(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、 1 2mv2 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＝ 3.71－1.76 5 × 0.022 ×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；(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＝| ΔU ΔI |＝ 2.90－1.50 0.20 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＝IU IE× 100%＝ U E×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＝s t. (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＝ s t　(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′＝ U Ig－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 2.0－1.90 1.90 × 100%＝5.26%. 答案：(1)滑动变阻器 R 的阻值　R1　(2)r　(3)3.81　(4)5.26