2017-2018学年高考物理二轮复习 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)_。答案：(1)42.20(2)2.986(2.9852.987均可)(3)0.34(4)2.22(2.202.23均可)(5)3002(2017全国卷)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30 s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30 s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)0.19 m/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/s20.037 m/s2。因此加速度的大小为0.037 m/s2答案：(1)从右向左(2)0.190.0373一小灯泡上标有“3 V1.0 W”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(03 V，内阻10 k)B电压表(015 V，内阻70 k)C电流表(03 A，内阻0.4 )D电流表(00.6 A，内阻1 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(500 ，1 A)G学生电源(直流06 V)、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3.0 V，故电压表选用A。小灯泡的额定电流为I额 A0.33 A，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03 V，故电压表的读数为1.81 V；电流表量程为00.6 A，故电流表的读数为0.22 A。此时灯泡的功率为PUI1.810.22 W0.398 W。(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)ADE(3)见解析图甲(4)1.810.220.398(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RxB直流电流表A(05 mA，内阻约为5 )C直流电压表V(03 V，内阻约为5 k)D滑动变阻器R(阻值范围为020 ，额定电流为1 A)E电源(3 V，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_。(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_。解析：(1)多用电表读数乘以倍率可得到电阻值，故Rx6100 600 。(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0.5 mm20.00.01 mm0.700 mm。(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 570 。答案：(1)600(2)0.700(3)见解析图(4)甲5705(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3 V)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3 V，电阻约为4 k)B电流表A1(量程1 A，内阻约0.5 )C电流表A2(量程3 A，内阻约0.5 )D定值电阻R0(阻值约为3 )E滑动变阻器R(010 )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2.8 。(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_，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3 V，定值电阻R0的阻值约为3 ，则通过定值电阻R0的最大电流约为1 A，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UEI(R0r)，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R0r3.75 ，所以电源的内阻r0.95 ，I0时对应的路端电压U表示电源的电动势，故E2.9 V。答案：(1)Ba(2)图见解析(3)0.952.96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。S2接1位置时，作出的UI图线是图丙中的_(填“A”或“B”)线；S2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(U0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)B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WFx2mgx2。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v2kWb，在直线上取两点，如(1.4102,0.07)(8102,0.38)，代入上式，解得k4.7，b0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v24.7W。把功的单位用基本单位表示，JNmkgm2s2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg1，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(Mm)a和FMa知Fmg，由动能定理得：FxMv2，v2xx，而Wmgx，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)AB(3)mgx2(4)v24.7W(4.5W5.0W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：待测电流表 (05 mA，内阻约300 )电流表 (015 mA，内阻约100 )定值电阻R1(R1150 )滑动变阻器R2(020 )电源(电动势3 V)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I2I1，定值电阻R1与电流表G1并联，电压相等，即I1rg(I2I1)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50 mA，内阻约为100 ，可供选择的滑动变阻器R1有A阻值为010 ，额定电流为2 AB阻值为050 ，额定电流为1.5 A可供选择的电阻箱R有C阻值为099.9 D阻值为0999.9 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_。ARg测Rg真BRg测Rg真CRg测Rg真DRg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I0RgI0(RgR0)，即RgR0。(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)RgR0(3)AD(4)A3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03.0 V的理想电表，电阻箱的阻值为099.9 ，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R8.8 ，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_。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RR0。(2)由闭合电路欧姆定律得E(R0Rr)，变形得，结合图线可解得E2.0 V，r1.2 。答案：(1)R0(2)2.01.24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50 Hz。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/s1.6 m/s由逐差法求解小车的加速度，a m/s23.2 m/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)1.63.2(2)见解析图(3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够12