高考物理二轮复习 实验题专练（一）

实验题专练（一）近四年全国卷实验题涉及的考点与内容年份第22题分值第23题分值2013年测量动摩擦因数、光电装置、游标卡尺读数7分测量多用电表内电池的电动势和内部总电阻、电表读数8分2014年探究牛顿第二定律、加速度与质量的关系6分安培表、电阻箱法测量电源的电动势和内阻9分2015年测量玩具车过凹型桥最低点的速度，牛二定律应用，托盘秤的读数6分改装、校对毫安表并判断故障9分2016年(乙卷)自由落体法验证机械能守恒5分热敏电阻控制的报警系统10分例题展示1.(2016全国乙卷22)某同学用图1(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示.(a)(b)图1该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算.(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_，打出C点时重物下落的速度大小为_，重物下落的加速度大小为_.(2)已测得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为_Hz.解析(1)由于重物匀加速下落，B点的速度vB等于AC段的平均速度，即vB由于T，故vB(s1s2)同理可得vC(s2s3)匀加速直线运动的加速度a故a(s3s1)(2)重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得mgF阻ma由已知条件F阻0.01mg由得a0.99g由得f ，代入数据得f40 Hz答案(1)(s1s2)(s2s3)(s3s1)(2)402.(2016全国乙卷23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警.提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干.在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线(图2).图2(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”).(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_.将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_.(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用.解析(1)热敏电阻工作温度达到60 时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0 ，使报警器能正常报警，电路图如图所示.(2)U18 V，当通过报警器的电流10 mAIc20 mA，故电路中总电阻R，即900 R1 800 ，故滑动变阻器选R2.(3)热敏电阻为650.0 时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻箱阻值也应为650.0 ，实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警.为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b端.答案(1)见解析图(2)R2(3)650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏c报警器开始报警命题分析与对策1.命题特点(1)考查实验基本能力：重点考查游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数、构造、原理、重要实验方法、实验器材的选择、电路实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据、实验结论、误差分析及电学实验中的故障分析等. (2) 考查设计与创新能力：以课本实验为背景，改变实验条件或增加条件限制以完成新的实验要求的设计性实验，加强了对迁移、创新、实验设计等能力的考查将逐步取代对原教材中实验的考查. (3)实验题类型近年高考通常为“一力一电”模式. 力学设计性实验有加强趋势.2.应考策略(1)考试大纲所要求的必考实验必须全部复习，尤其是基本实验原理、仪器使用方法、读数方法要重点复习.不能有遗漏，高考实验试题在向演示实验和小实验拓展延伸，认真读课本也是非常必要的.(2)对实验原理和相关步骤要细致周到.使学生真正理解实验原理，而不是记忆实验步骤，只有理解才能在考题创新之处从容进行知识迁移和应对.(3)注重基本实验，加强学生动手实验操作能力的培养，重在掌握物理实验的基本原理和基本方法.实验操作过程、实验数据的获得、实验数据的处理、如何排除故障，只有学生亲自进行，才能了解实验和仪器使用的细节之处.(4)用探究性实验培养科学研究能力，尝试从实验原理出发进行简单的实验设计.包括会挑选仪器，设计实验装置图，合理安排实验步骤，设计表格，记录数据，数据处理，如何减小误差，注意事项.实验题专练(一)1.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小.若图1甲为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线，其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验.甲乙丙图1(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框内画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.41020.8102 N，不考虑压力对电路其它部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：A.压敏电阻，无压力时阻值R06 000 B.滑动变阻器R，全电阻约200 C.电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 D.电压表V，量程3 V，内阻约3 kE.直流电源E，电动势3 V，内阻很小.F.开关S，导线若干(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为_ V.(3)此时压敏电阻的阻值为_ ；结合图甲可知待测压力的大小F_ N.(计算结果均保留两位有效数字)答案(1)见解析图(2)2.00(3)1.5103 0.60102 N解析(1)根据题述对实验电路的要求，应该设计成滑动变阻器分压式接法，电流表内接电路.如图所示(2)根据电压表读数规则，电压表示数为2.00 V.(3)由欧姆定律，此时压敏电阻的阻值为RF1.5103 .无压力时，R06 000 ，有压力时，4，由题图甲可知，对应的待测压力F0.60102 N.2.如图2所示为“验证力的平行四边形定则”的实验，三个细线套L1、L2、L3一端共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点P.手持B拉动细线，使结点静止于O点.图2(1)某次实验中A的指针位置如图所示，其读数为_ N；(2)实验时要读出A、B的示数，还要在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置、_、_和_；(3)下列实验要求中必要的是_(填选项的字母代号)A.弹簧测力计需要在实验前进行校零B.细线套方向应与木板平面平行C.需要用托盘天平测量重物M的质量D.弹簧测力计B始终保持水平答案(1)2.00 N(2)L1的方向L2的方向L3的方向(3)AB3.某学生用如图3a所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab，电阻约10 ，导线允许流过的最大电流为0.8 A，稳恒电源E，电源输出电压恒为E12 V，电压表V，量程为3 V，内阻约5 k，保护电阻：R110 ，R230 ，R3200 .刻度尺、螺旋测微器，开关S，导线若干等.图3实验时的主要步骤如下：用刻度尺量出导线ab的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d.按如图a所示电路将实验所需器材用导线连接好.闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U.描点作出Ux曲线求出金属导线的电阻率.完成下列填空：(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图b所示，该金属导线的直径d_ mm.(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R应选_.(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U给出的Ux图线如图c所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率_.(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)答案(1)0.870(2) R2(3) 解析(1)根据螺旋测微器读数规则，该金属导线的直径d0.870 mm.(2)根据题述电源输出电压恒为E 12 V，电压表V，量程为3 V，保护电阻R应该分压9 V.由于被测金属导线ab，电阻约10 ，所以保护电阻R应选R230 .(3)被测金属导线横截面积S，aP段电阻Rx. 电压表的示数UIRx. 电流表示数I，联立得到：Ux.Ux图线的斜率k，解得：.