2024高考物理二轮复习阶段训练五物理实验含解析

PAGE7-阶段训练(五)物理试验(时间:45分钟满分:100分)1.(18分)(2024·天津卷)某探讨小组做验证力的平行四边形定则的试验,所用器材有方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。(1)详细操作前,同学们提出了如下关于试验操作的建议,其中正确的有。

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复试验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.运用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必需都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次试验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高试验精度最有利的是。

答案:(1)BC(2)B解析:(1)做验证力的平行四边形定则试验时,橡皮条和两绳套夹角的角平分线没有必要在一条直线上,选项A错误;在同一次试验中要保持橡皮条结点O在同一位置,但为了找寻普遍规律重复试验(或不同试验小组试验)时,结点O的位置可以不同,选项B正确;由弹簧测力计的运用规则可知选项C正确;合力与分力的大小关系不确定,试验中没有必要使两个测力计拉橡皮条时拉力小于只用一个测力计时的拉力,选项D错误。(2)A、D图中选择的力的标度太大,不便利作图,并且A图中表示力的作用线的点离结点O太近,不利于确定力的方向,选项A、D错误;C图中试验时弹簧测力计的示数太小,作图误差较大,不利于总结试验结论,选项C错误。故只有选项B最符合题意。2.(20分)用如图甲所示的试验装置验证机械能守恒定律。试验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的沟通和直流两种电流。重锤从高处由静止起先落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律。甲(1)下面列举了该试验的几个操作步骤:A.依据图示的装置安装器件B.将打点计时器接到电源的直流输出端上C.用天平测量出重锤的质量D.先释放纸带,然后接通电源开关打出一条纸带E.测量打出的纸带上某些点之间的距离F.依据测量的结果计算重锤下落过程中削减的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能其中没有必要或操作不恰当的步骤是(填写选项对应的字母)。

(2)如图乙所示是试验中得到的一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的随意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,运用交变电流的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为,在打O点和E点这段时间内的重力势能的削减量为。

乙(3)在本试验中发觉,重锤削减的重力势能总是(选填“大于”或“小于”)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出第(2)问中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v6,并作vn2-hn图像,如图丙所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为丙答案:(1)BCD(2)m(h(3)大于mg解析:(1)没有必要或操作不恰当的步骤是BCD。B项应将打点计时器接到电源的沟通输出端上;C项没有必要用天平测量出重锤的质量;D应为先接通电源,再释放纸带,打出一条纸带。(2)打E点的速度为vE=h6-h42T,动能Ek=12mh6-h42T2=m(h6-h4)28T3.(16分)(2024·广州凯里模拟)图中矩形框内存在一沿水平方向且与金属棒垂直的匀强磁场,金属棒放在电子秤上。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小并判定其方向。(1)在图中画线完成试验电路图的连接,要求接通电源后电流由a流向b。(2)完成下列主要试验步骤中的填空:①按图接线;②保持开关S断开,读出电子秤示数m0;③闭合开关S,调整R的阻值使电流大小适当,此时电子秤仍有读数,读出并记录、(填物理量名称及符号);

④用刻度尺测量(填物理量名称及符号)。

(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得到B=。

(4)推断磁感应强度方向的方法是:若,则磁感应强度方向垂直金属棒向外;反之,磁感应强度方向垂直金属棒向里。

答案:(1)如图所示(2)③电流表的示数I此时电子秤的示数m1④金属棒的长度l(3)|m(4)m1<m0解析:(2)依据安培力公式F=BIl并结合平衡学问可知,须要记录和测量的物理量有电流表的示数I、电子秤的示数m1和金属棒的长度l。(3)开关断开时,电子秤称出金属棒质量m0;开关闭合后,若磁感应强度的方向垂直于金属棒向里,则所受安培力向下,有m0g+BIl=m1g,所以B=m1-m0Ilg;若磁感应强度的方向垂直于金属棒向外,则安培力向上,有m0g-BIl=m1g,得到B=m0(4)由第(3)题分析可知,当m1<m0时磁感应强度方向垂直金属棒向外。4.(23分)为了测量某电池的电动势E(约为3V)和内阻r,可供选择的器材如下:A.电流表G1(0~2mA,内阻为100Ω)B.电流表G2(0~1mA,内阻未知)C.电阻箱R1(0~99.9Ω)D.电阻箱R2(0~9999.9Ω)E.滑动变阻器R3(0~10Ω1A)F.滑动变阻器R4(0~1000Ω10mA)G.定值电阻R0(800Ω0.1A)H.待测电池I.导线、开关若干(1)采纳如图甲所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:I1/mA0.400.811.201.592.00I2/mA0.200.400.600.801.00依据测量数据,请在图乙坐标中描点作出I1-I2图线,由图线可得出电流表G2的内阻等于Ω。

(2)某同学在现有器材的条件下,要测量该电池的电动势和内阻,采纳了图丙的电路,若把电流表G2改装成量程为0~3V的电压表,则电阻箱②该调到Ω。把电流表G1改装成量程为0~0.5A的电流表,则电阻箱①该调到Ω(结果保留两位有效数字)。

(3)以G2示数I2为纵坐标,G1示数I1为横坐标,作出I2-I1图像如图丁所示,结合图像可得出电源的电动势为V,电源的内阻为Ω。(结果均保留两位有效数字)

答案:(1)如解析图所示200(2)28000.40(3)2.78.6解析:(1)描点作出I1-I2图线如图所示,从表格中的数据看,I1与I2成正比。图线为过原点的直线,电流表G2和电流表G1并联,电流之比就是内阻的反比。如图,I1I2=2,电流表G1(2)因为电流表G2量程为0~1mA,内阻为200Ω,把它改装成0~3V的电压表时,电流表上的电压为0.2V,故串联的电阻上的电压为2.8V,电阻箱②该调到电阻的大小为R2=2800Ω。若将G1改装成0~0.5A的电流表,则R1=2×10-3×1000(3)依据闭合电路欧姆定律应有:E=I2(r2+R2)+I1r1+I1r1R1+I1r,整理可得:I2=Er2+R2-I1(r1+r1rR1+5.(23分)(2024·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干。甲(1)欧姆表设计将图甲中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω;滑动变阻器选(选填“R1”或“R2”)。

(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图乙所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、。

乙(3)校准红、黑表笔短接,调整滑动变阻器,使欧姆表指针指向kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图丙所示,则电阻箱接入的阻值为Ω。

丙答案:(1)连线如图所示900R1(2)455(3)035000.0解析:(1)把图中各元件串联起来,留意电流从红表笔进,从黑表笔出。15kΩ为中值电阻,也是欧姆表内阻,RΩ-R0-r-Rg=15