高考总复习物理专题十七专题资料包word版

曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版 专题十七　实验 非选择题 1.(2022山东枣庄二模,13)某学习小组的同学用图甲所示装置做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验,测量弹簧原长时,为了方便测量,他们把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,弹簧顶端与刻度尺零刻线对齐,用刻度尺测出弹簧的原长如图乙所示。然后把弹簧悬挂在铁架台上,仍使顶端的同一位置对齐刻度尺的零刻线,将6个完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端,测出每次弹簧的长度,结合图乙测得的原长,得出对应的伸长量x,测量数据见下表。 甲 乙 丙 钩码质量m/g 10 20 30 40 50 60 弹簧伸长量x/cm 3.00 5.00 7.00 9.00 11.00 13.00 (1)由图乙可知,弹簧的原长为　　　　cm。  (2)请在图丙上作出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像　　　　。  (3)由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重,使得到的图像不过坐标原点O。那么,由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为　　　　cm。  答案　(1)20.00　(2)见解析　(3)1.00 解析　(1)刻度尺的分度值为1 mm,所以其读数为20.00 cm; (2)根据描点法得出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像如图 (3)由图可知,当没有挂钩码时,弹簧的伸长量为1.00 cm,可得由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为1.00 cm。 2.(2022山东济宁一模,14)(1)一电流表表盘有刻度但数值已模糊,某同学利用如图甲所示电路测量其满偏电流Ig及内阻rg。闭合开关S,多次调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表每次都满偏,分别记录每次电压表的示数U和电阻箱的阻值R,得出电压表示数U随电阻箱的电阻R变化的关系图像如图乙所示,根据图乙可求出电流表的满偏电流值Ig=　　　mA,电流表内阻rg=　　　Ω。  甲 乙 丙 丁 (2)该同学利用上述电流表及一热敏电阻制作一体温计,热敏电阻的阻值随温度变化规律及实验电路图分别如图丙、丁所示。已知所用电源的电动势E=1.5 V、内阻不计,R0为保护电阻,热敏电阻RT做测温探头,并把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“热敏电阻体温计”。若要求电流表指针满偏的位置标为42 ℃,则电阻R0=　　Ω,电流表5 mA处应标为　　℃。  答案　(1)7.5　4　(2)6　38.3 解析　(1)由图甲,根据欧姆定律可知 U=IgR+Igrg 根据图乙可知 Ig=0.034.0 A=0.007 5 A=7.5 mA,rg=0.03Ig=4 Ω (2)由图丙可知,当温度为42 ℃时,热敏电阻的阻值为190 Ω,由图丁根据闭合电路欧姆定律有 E=Ig(RT+R0+rg) 解得R0=6 Ω 电流表读数为5 mA时,根据E=I(RT+R0+rg) 解得RT=290 Ω 由图丙可知,此时的温度为38.3 ℃。 3.(2022湖南师大附中月考三,12)在学习了多用电表的原理以后,某同学对自制多用电表产生了兴趣。他走进物理实验室,用一个满偏电流为3 mA、内阻约为9 Ω的电流表,滑动变阻器和一节电动势为1.5 V的干电池组装一个欧姆表。 (1)他首先测量了电流表的内阻,另取来一个量程为1.5 V的电压表和一个总阻值为999.9 Ω的电阻箱,测量电路如图1所示,闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,他测得电流表满偏时,电压表的读数为1.47 V,电阻箱的读数为480 Ω,则电流表的内阻rg= 　　　　Ω。  (2)该同学设计了如图2所示的电路,完成调试后表盘上1.5 mA的刻度对应的电阻值为 　　　　Ω。  (3)该同学又从实验室取来R0=109 Ω的标准电阻与电流表并联,这相当于对图2中的欧姆表换挡,换挡前后欧姆表的倍率之比为　　　　。  图1 图2 图3 图4 (4)该同学还用如图4改装了一个欧姆表:当Rx未接入时,闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满偏,然后Rx接入红、黑表笔之间开始测电阻,下列关于该欧姆表说法正确的是　　　　。  A.电阻刻度的零位置在灵敏电流表的右端 B.表盘上的电阻刻度是均匀的 C.测量电阻前,欧姆调零不需要红、黑表笔短接 D.测量电阻后,应将开关S断开 答案　(1)10　(2)500　(3)10∶1　(4)CD 解析　(1)设电阻箱的阻值为R0',则有 R0'+rg=UI,解得rg=10 Ω。 (2)图2电路,表头总内阻为r内=EIg=500 Ω,当I=1.5 mA,根据I=ER+r内,解得R=500 Ω。 (3)图3电路,电流表满偏时,总电流I=IgrgR0+Ig=30 mA,表头的总内阻r内'=EI=50 Ω,故换挡前后欧姆表的倍率之比为10∶1。 (4)由图4可知,该电路是利用并联分流的特点改装的,电流表也可视为“电压表”。当红、黑表笔短接时,电流表被短路了,示数为0,此欧姆表的零刻度在电流表的左端,A错误;利用闭合电路欧姆定律,可知表盘刻度是不均匀的,B错误;测量电阻前,需要将红、黑表笔断开,调节可变电阻,使电流表满偏,C正确;测量电阻后,该电路仍闭合,故应将开关S断开,D正确。 4.(2022长沙新高考适应性考试,11)为测定当地的重力加速度g,某实验小组用图甲所示装置进行实验。长为L的轻质细绳一端固定在O点,另一端拴一个质量为m的小球(其直径远小于L),在悬点O的正下方小球摆动时球心经过处的N点固定一光电门,忽略空气阻力和细绳的形变。 实验步骤如下: (1)用螺旋测微器测出小球的直径D,示数如图乙,小球直径D=　　　　mm;  (2)将小球拉至偏离竖直方向的某位置,测出此时细绳与竖直方向的夹角θ; (3)多次从不同夹角θ处静止释放,并测出相应的小球经过光电门的时间Δt,该小组同学利用图像来分析数据,以cos θ为横轴,以　　　　为纵轴,可作出图像为如图丙所示的一条直线。  A.Δt　　　　　　　　　B.(Δt)2　　　　 C.1Δt　　　　 D.1(Δt)2 (4)若求得图像斜率的绝对值为k,则当地的重力加速度为g=　　　　(用D、k、L表示)。  答案　(1)5.670~5.672　(3)D　(4)kD22L 解析　(1)根据螺旋测微器读数规则,得小球的直径D=(5.5+17.0×0.01)mm=5.670 mm。 (3)小球经过光电门的速度为v=DΔt,根据机械能守恒定律有mgL(1-cos θ)=12mDΔt2,整理可得1(Δt)2=2gLD2-2gLD2 cos θ,以cos θ为横轴,以1Δt2为纵轴,可作出图像为一条直线。 (4)由(3)知图像斜率的绝对值为k=2gLD2,所以解得当地的重力加速度为g=kD22L。 5.[2022和平一模,9(1)]利用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,即研究半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。 ①为完成此实验,以下提供的测量工具中,必须使用的是　　　　。  A.刻度尺 B.天平 C.打点计时器 D.秒表 ②关于本实验,下列说法正确的是　　　　。  A.同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放 B.入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 C.轨道倾斜部分必须光滑 D.轨道末端必须水平放置 ③实验时先让入射球多次从斜轨上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P。然后,把被碰球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射球从斜轨上位置S由静止释放,与被碰球相撞,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。不同小组的同学分别进行实验,所用的入射球质量均为被碰球质量的2倍,下列各组白纸上记录的小球落点位置结果,由于误差较大明显不符合动量守恒规律的是　　　　。  答案　①AB　②AD　③AD 解析　①实验需要验证的是表达式m1v0=m1v1+m2v2,需要用天平测量两个小球的质量,由于两球从同一高度做平抛运动,因此空中运动的时间相等,等式两边同乘时间t,得到表达式m1·OP=m1·OM+m2·ON,因此用刻度尺测出小球在撞前、后做平抛运动的水平位移就可以了,因此选A、B; ②同一组实验,每次入射小球都从同一高度释放,才能保证碰撞前的速度相等,故A正确;只有入射小球质量大于被碰小球质量才能保证入射小球不被反弹,故B错误;本实验需要的是在轨道末端的速度,与这个速度是如何获得的无关,即与轨道是否光滑无关,故C错误;运用平抛运动的规律验证表达式,需要抛出速度水平,故D正确。 ③将题目条件m1=2m2代入m1·OP=m1·OM+m2·ON,得到ON=2(OP-OM),即ON=2PM,故选A、D。 6.[2021耀华中学月考,9(2)]在“探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10 mL处,记录此时的压强,然后逐渐减小气体体积,每减少1 mL测一次压强: ①为了更好地完成实验,下列说法正确的有(　　) A.改变气体体积时动作应尽量快 B.手不要接触注射器有气体的部分 C.活塞和注射器之间涂抹润滑油是为了减少摩擦 D.橡胶套和注射器口应保证严格密封 ②该同学根据得到的数据画出p-1V图像,发现图像不是直线,如图所示,造成这种现象的原因可能是(　　) A.橡胶套密封不严,发生了漏气 B.注射器管口处和橡胶套连接处的气体体积不能忽略 C.注射器内气体温度上升 D.压强太大,玻意耳定律不再适用 答案　①BD　②C 解析　①实验过程中,为保持温度不变,改变气体体积时动作应尽量慢些,故A错误;手接触注射器有气体的部分会导致气体的温度变化,故B正确;活塞和注射器之间涂抹润滑油是为了保证气体不发生泄露以确保质量不变,故C错误;橡胶套和注射器口应保证严格密封,是为了避免气体发生泄露导致质量变化,故D正确。②pV=nRT知,p-1V图像的图线斜率k=nRT,当橡胶套密封不严发生漏气时,n减小,图线斜率减小,而题中斜率增大,故A错误;连接软管中存在气体为被封闭气体中的一部分,实验时气体总质量不变,且这部分气体体积很小,不会影响斜率,故B错误;由pV=nRT知,温度升高,p-1V图像的图线斜率增大,故C正确;本实验满足压强不太大(和大气压相比)的条件,故D错误。 7.(2022北京朝阳一模,15)为了验证机械能守恒定律,某学习小组用如图1所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条)进行实验。在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ,并连接数字计时器;用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2。 图1 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时,游标卡尺的示数如图2所示,则d=　　　　mm。  图2 (2)某次实验中,测得滑块通过光电门Ⅰ的时间Δt1=0.026 s,则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度v1=　　　　m/s(保留两位有效数字)。  (3)将滑块从光电门Ⅰ左侧某处由静止开始释放,测出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间分别为Δt1和Δt2。在误差允许范围内,若h1-h2=　　　　　　　　　　　(用d、Δt1、Δt2以及重力加速度g表示),则可认为滑块下滑过程中机械能守恒。  (4)另一小组的同学想用如图3所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为,平衡阻力后小车和沙桶系统的机械能是守恒的,你是否同意?并说明理由