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2019-2020年高考物理二輪復習 階段訓練（五）物理實驗 1.(12分)(1)圖甲是探究加速度與力、質量關系的實驗示意圖。根據某次實驗記錄的數據,作出a-F圖線如圖乙所示,圖線不經過原點的原因是　; 平衡摩擦時,主要是平衡了　　　　之間及　　　　之間的摩擦。 (2)幾位同學分析所得到的a-F圖線不是一條直線的原因后,重新設計了一個實驗如圖丙所示,滑塊m0放在氣墊導軌上,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,氣墊導軌連上氣泵并調成水平。多次改變鉤碼m的質量,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的結論,圖線是傾斜的直線 B.力傳感器測得的力F=,在實驗時應確保鉤碼的質量m遠小于滑塊的質量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量; D.先釋放紙帶,然后接通電源開關打出一條紙帶; E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離; F.根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內是否等于增加的動能。 其中沒有必要或操作不恰當的步驟是　　　　　　(填寫選項對應的字母)。 (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,設重錘質量為m,則在打E點時重錘的動能為　　　　　,在打O點和E點這段時間內的重力勢能的減少量為　　　　　　　　　　　　　　　　。 乙 丙 (3)在本實驗中發(fā)現,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)某學生實驗小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內電池的電動勢和電阻“1k”擋內部電路的總電阻。使用的器材有: 多用電表; 電壓表:量程5 V,內阻十幾千歐; 滑動變阻器:最大阻值5 kΩ; 導線若干。 回答下列問題: (1)將多用電表擋位調到電阻“1k”擋,再將紅表筆和黑表筆　　　　,進行調零。 (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到適當位置,使多用電表的示數如圖乙所示,這時電壓表的示數如圖丙所示。多用電表和電壓表的讀數分別為　　　 kΩ和　　　 V。 (4)調節(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分別為12.0 kΩ和4.00 V。從測量數據可知,電壓表的內阻為　　 kΩ。 (5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、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。根據前面的實驗數據計算可得,此多用電表內電池的電動勢為　　　 V,電阻“1k”擋內部電路的總電阻為　　　 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)和內阻r,可供選擇的器材如下: A.電流表G1(2 mA,內電阻為100 Ω) B.電流表G2(1 mA,內電阻未知) 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.導線、開關若干 (1)采用如圖甲所示的電路,測定電流表G2的內阻,得到電流表G1的示數I1、電流表G2的示數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 根據測量數據,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的內阻等于　　　　　Ω。 (2)某同學在現有器材的條件下,要測量該電池的電動勢和內阻,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該調到　　　Ω。(結果保留兩位數字) (3)以G2示數I2為縱坐標,G1示數I1為橫坐標,作出I2-I1圖象如圖丁所示,結合圖象可得出電源的電動勢為　　　　V,電源的內阻為　　　Ω。(結果均保留兩位有效數字) 5.(23分)(xx安徽皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考)某同學發(fā)現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”。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)現指針偏角過大,應換“10”擋,且要重新進行歐姆調零 D.若采用“10”擋測量時,發(fā)現指針位于刻度“15”與“20”的正中央,測量值應略大于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、導線若干 ①實驗中滑動變阻器應選　　　　(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組數據如下表所示,其中7組數據的對應點已經標在圖丙的坐標紙上,請標出余下一組數據的對應點,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的步驟是BCD。B項應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量;D應為先接通電源,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)歐姆表調零前,需要將兩表筆短接。 (2)應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阻,所以為12.0 kΩ。 (5)由(4)知,電壓表內阻12.0 kΩ,在(3)中,歐姆表的讀數為15.0 kΩ,所以此時接入電路的滑動變阻器的阻值為3 kΩ,設電動勢為E,多用表內阻為R,根據(3)和(4)中給的兩組數據可知,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,從表格中的數據看,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),電流之比就是內阻的反比。如圖,=2,電流表G1的內阻是100 Ω,所以電流表G2的內阻等于200 Ω。 (2)因為電流表G2(量程為1 mA,內電阻為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?、谝娊馕鰣D甲?、垡娊馕鰣D乙　④非線性 解析:(1)由于歐姆表的A表筆內部接電源的正極,故歐姆表的表筆A、B應分別接二極管的C、D端,選項A正確;由于人體是導體,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)現指針偏角過大,故為使指針指中央刻度附近,則應換“10”擋,且要重新進行歐姆調零,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元件。 評分標準:本題共23分。第(1)問6分,第(2)問17分。