高考總復習物理專題十七專題資料包word版

曲一線2023版《5年高考3年模擬》B版第頁專題十七實驗非選擇題1.(2022山東棗莊二模,13)某學習小組的同學用圖甲所示裝置做“探究彈簧彈力與伸長量的關(guān)系”的實驗,測量彈簧原長時,為了方便測量,他們把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,彈簧頂端與刻度尺零刻線對齊,用刻度尺測出彈簧的原長如圖乙所示。然后把彈簧懸掛在鐵架臺上,仍使頂端的同一位置對齊刻度尺的零刻線,將6個完全相同的鉤碼逐個加掛在彈簧的下端,測出每次彈簧的長度,結(jié)合圖乙測得的原長,得出對應的伸長量x,測量數(shù)據(jù)見下表。甲乙丙

鉤碼質(zhì)量m/g102030405060彈簧伸長量x/cm3.005.007.009.0011.0013.00(1)由圖乙可知,彈簧的原長為cm。

(2)請在圖丙上作出彈簧的伸長量x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系圖像。

(3)由于測量彈簧原長時沒有考慮彈簧自重,使得到的圖像不過坐標原點O。那么,由于彈簧自重而引起的彈簧的伸長量為cm。

答案(1)20.00(2)見解析(3)1.00解析(1)刻度尺的分度值為1mm,所以其讀數(shù)為20.00cm;(2)根據(jù)描點法得出彈簧的伸長量x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系圖像如圖(3)由圖可知,當沒有掛鉤碼時,彈簧的伸長量為1.00cm,可得由于彈簧自重而引起的彈簧的伸長量為1.00cm。2.(2022山東濟寧一模,14)(1)一電流表表盤有刻度但數(shù)值已模糊,某同學利用如圖甲所示電路測量其滿偏電流Ig及內(nèi)阻rg。閉合開關(guān)S,多次調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱,使電流表每次都滿偏,分別記錄每次電壓表的示數(shù)U和電阻箱的阻值R,得出電壓表示數(shù)U隨電阻箱的電阻R變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,根據(jù)圖乙可求出電流表的滿偏電流值Ig=mA,電流表內(nèi)阻rg=Ω。

甲乙丙丁(2)該同學利用上述電流表及一熱敏電阻制作一體溫計,熱敏電阻的阻值隨溫度變化規(guī)律及實驗電路圖分別如圖丙、丁所示。已知所用電源的電動勢E=1.5V、內(nèi)阻不計,R0為保護電阻,熱敏電阻RT做測溫探頭,并把電流表的表盤刻度改為相應的溫度刻度,就得到了一個簡單的“熱敏電阻體溫計”。若要求電流表指針滿偏的位置標為42℃,則電阻R0=Ω,電流表5mA處應標為℃。

答案(1)7.54(2)638.3解析(1)由圖甲,根據(jù)歐姆定律可知U=IgR+Igrg根據(jù)圖乙可知Ig=0.034.0A=0.0075A=7.5mA,rg=0.03Ig(2)由圖丙可知,當溫度為42℃時,熱敏電阻的阻值為190Ω,由圖丁根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=Ig(RT+R0+rg)解得R0=6Ω電流表讀數(shù)為5mA時,根據(jù)E=I(RT+R0+rg)解得RT=290Ω由圖丙可知,此時的溫度為38.3℃。3.(2022湖南師大附中月考三,12)在學習了多用電表的原理以后,某同學對自制多用電表產(chǎn)生了興趣。他走進物理實驗室,用一個滿偏電流為3mA、內(nèi)阻約為9Ω的電流表,滑動變阻器和一節(jié)電動勢為1.5V的干電池組裝一個歐姆表。(1)他首先測量了電流表的內(nèi)阻,另取來一個量程為1.5V的電壓表和一個總阻值為999.9Ω的電阻箱,測量電路如圖1所示,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,他測得電流表滿偏時,電壓表的讀數(shù)為1.47V,電阻箱的讀數(shù)為480Ω,則電流表的內(nèi)阻rg=Ω。

(2)該同學設(shè)計了如圖2所示的電路,完成調(diào)試后表盤上1.5mA的刻度對應的電阻值為Ω。

(3)該同學又從實驗室取來R0=109Ω的標準電阻與電流表并聯(lián),這相當于對圖2中的歐姆表換擋,換擋前后歐姆表的倍率之比為。圖1圖2圖3圖4(4)該同學還用如圖4改裝了一個歐姆表:當Rx未接入時,閉合開關(guān)S,將紅、黑表筆分開時,調(diào)節(jié)可變電阻,使電流表滿偏,然后Rx接入紅、黑表筆之間開始測電阻,下列關(guān)于該歐姆表說法正確的是。

A.電阻刻度的零位置在靈敏電流表的右端B.表盤上的電阻刻度是均勻的C.測量電阻前,歐姆調(diào)零不需要紅、黑表筆短接D.測量電阻后,應將開關(guān)S斷開答案(1)10(2)500(3)10∶1(4)CD解析(1)設(shè)電阻箱的阻值為R0',則有R0'+rg=UI,解得rg=10Ω(2)圖2電路,表頭總內(nèi)阻為r內(nèi)=EIg=500Ω,當I=1.5mA,根據(jù)I=ER+r內(nèi)(3)圖3電路,電流表滿偏時,總電流I=IgrgR0+Ig=30mA,表頭的總內(nèi)阻r內(nèi)'=EI(4)由圖4可知,該電路是利用并聯(lián)分流的特點改裝的,電流表也可視為“電壓表”。當紅、黑表筆短接時,電流表被短路了,示數(shù)為0,此歐姆表的零刻度在電流表的左端,A錯誤;利用閉合電路歐姆定律,可知表盤刻度是不均勻的,B錯誤;測量電阻前,需要將紅、黑表筆斷開,調(diào)節(jié)可變電阻,使電流表滿偏,C正確;測量電阻后,該電路仍閉合,故應將開關(guān)S斷開,D正確。4.(2022長沙新高考適應性考試,11)為測定當?shù)氐闹亓铀俣萭,某實驗小組用圖甲所示裝置進行實驗。長為L的輕質(zhì)細繩一端固定在O點,另一端拴一個質(zhì)量為m的小球(其直徑遠小于L),在懸點O的正下方小球擺動時球心經(jīng)過處的N點固定一光電門,忽略空氣阻力和細繩的形變。實驗步驟如下:(1)用螺旋測微器測出小球的直徑D,示數(shù)如圖乙,小球直徑D=mm;

(2)將小球拉至偏離豎直方向的某位置,測出此時細繩與豎直方向的夾角θ;(3)多次從不同夾角θ處靜止釋放,并測出相應的小球經(jīng)過光電門的時間Δt,該小組同學利用圖像來分析數(shù)據(jù),以cosθ為橫軸,以為縱軸,可作出圖像為如圖丙所示的一條直線。

A.ΔtB.(Δt)2C.1Δt(4)若求得圖像斜率的絕對值為k,則當?shù)氐闹亓铀俣葹間=(用D、k、L表示)。

答案(1)5.670~5.672(3)D(4)k解析(1)根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則,得小球的直徑D=(5.5+17.0×0.01)mm=5.670mm。(3)小球經(jīng)過光電門的速度為v=DΔt,根據(jù)機械能守恒定律有mgL(1-cosθ)=12mDΔt2,整理可得1(Δt)2=2gLD2-2gL(4)由(3)知圖像斜率的絕對值為k=2gLD2,所以解得當?shù)氐闹亓铀俣葹?.[2022和平一模,9(1)]利用如圖所示的裝置可以驗證動量守恒定律,即研究半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下重垂線所指的位置O。①為完成此實驗,以下提供的測量工具中,必須使用的是。

A.刻度尺B.天平C.打點計時器D.秒表②關(guān)于本實驗,下列說法正確的是。

A.同一組實驗中,入射小球必須從同一位置由靜止釋放B.入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量C.軌道傾斜部分必須光滑D.軌道末端必須水平放置③實驗時先讓入射球多次從斜軌上位置S由靜止釋放,通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置P。然后,把被碰球靜置于軌道的水平部分末端,仍將入射球從斜軌上位置S由靜止釋放,與被碰球相撞,并多次重復該操作,兩小球平均落地點位置分別為M、N。不同小組的同學分別進行實驗,所用的入射球質(zhì)量均為被碰球質(zhì)量的2倍,下列各組白紙上記錄的小球落點位置結(jié)果,由于誤差較大明顯不符合動量守恒規(guī)律的是。

答案①AB②AD③AD解析①實驗需要驗證的是表達式m1v0=m1v1+m2v2,需要用天平測量兩個小球的質(zhì)量,由于兩球從同一高度做平拋運動,因此空中運動的時間相等,等式兩邊同乘時間t,得到表達式m1·OP=m1·OM+m2·ON,因此用刻度尺測出小球在撞前、后做平拋運動的水平位移就可以了,因此選A、B;②同一組實驗,每次入射小球都從同一高度釋放,才能保證碰撞前的速度相等,故A正確;只有入射小球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量才能保證入射小球不被反彈,故B錯誤;本實驗需要的是在軌道末端的速度,與這個速度是如何獲得的無關(guān),即與軌道是否光滑無關(guān),故C錯誤;運用平拋運動的規(guī)律驗證表達式,需要拋出速度水平,故D正確。③將題目條件m1=2m2代入m1·OP=m1·OM+m2·ON,得到ON=2(OP-OM),即ON=2PM,故選A、D。6.[2021耀華中學月考,9(2)]在“探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”實驗中,某同學將注射器活塞置于刻度為10mL處,記錄此時的壓強,然后逐漸減小氣體體積,每減少1mL測一次壓強:①為了更好地完成實驗,下列說法正確的有()A.改變氣體體積時動作應盡量快B.手不要接觸注射器有氣體的部分C.活塞和注射器之間涂抹潤滑油是為了減少摩擦D.橡膠套和注射器口應保證嚴格密封②該同學根據(jù)得到的數(shù)據(jù)畫出p-1V圖像,發(fā)現(xiàn)圖像不是直線,如圖所示,造成這種現(xiàn)象的原因可能是(A.橡膠套密封不嚴,發(fā)生了漏氣B.注射器管口處和橡膠套連接處的氣體體積不能忽略C.注射器內(nèi)氣體溫度上升D.壓強太大,玻意耳定律不再適用答案①BD②C解析①實驗過程中,為保持溫度不變,改變氣體體積時動作應盡量慢些,故A錯誤;手接觸注射器有氣體的部分會導致氣體的溫度變化,故B正確;活塞和注射器之間涂抹潤滑油是為了保證氣體不發(fā)生泄露以確保質(zhì)量不變,故C錯誤;橡膠套和注射器口應保證嚴格密封,是為了避免氣體發(fā)生泄露導致質(zhì)量變化,故D正確。②pV=nRT知,p-1V圖像的圖線斜率k=nRT,當橡膠套密封不嚴發(fā)生漏氣時,n減小,圖線斜率減小,而題中斜率增大,故A錯誤;連接軟管中存在氣體為被封閉氣體中的一部分,實驗時氣體總質(zhì)量不變,且這部分氣體體積很小,不會影響斜率,故B錯誤;由pV=nRT知,溫度升高,p-1V圖像的圖線斜率增大,故C正確;本實驗滿足壓強不太大(和大氣壓相比)的條件,故7.(2022北京朝陽一模,15)為了驗證機械能守恒定律,某學習小組用如圖1所示的氣墊導軌裝置(包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條)進行實驗。在導軌上選擇兩個適當?shù)奈恢肁、B安裝光電門Ⅰ、Ⅱ,并連接數(shù)字計時器;用刻度尺分別測量A、B點到水平桌面的高度h1、h2。圖1(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d時,游標卡尺的示數(shù)如圖2所示,則d=mm。

圖2(2)某次實驗中,測得滑塊通過光電門Ⅰ的時間Δt1=0.026s,則滑塊通過光電門Ⅰ的瞬時速度v1=m/s(保留兩位有效數(shù)字)。

(3)將滑塊從光電門Ⅰ左側(cè)某處由靜止開始釋放,測出滑塊通過光電門Ⅰ、Ⅱ的時間分別為Δt1和Δt2。在誤差允許范圍內(nèi),若h1-h2=(用d、Δt1、Δt2以及重力加速度g表示),則可認為滑塊下滑過程中機械能守恒。

(4)另一小組的同學想用如圖3所示的裝置做此實驗。在實驗前通過墊塊平衡了小車所受的阻力。該小組同學認為,平衡阻力后小車和沙桶系統(tǒng)的機械能是守恒的,你是否同意?并說明理由。圖3答案(1)5.2(2)0.20(3)d(4)不同意。小車和沙桶組成的系統(tǒng)機械能不守恒。掛上沙桶后,小車在沿長木板下滑的過程中,所受的阻力對系統(tǒng)做功,使得小車和沙桶系統(tǒng)不再滿足機械能守恒的條件,即“只有系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力做功”。因此小車和沙桶組成的系統(tǒng)機械能不守恒。(通過“小車下滑過程中,阻力做功使小車和沙桶系統(tǒng)的一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,引起機械能減少”說明亦可。)解析(1)圖2中游標尺上0刻線左邊最近的主尺上的讀數(shù)是5mm,游標尺上第2根刻線與主尺上某一刻線對齊,因此游標尺讀數(shù)為2×0.1mm=0.2mm,d=5mm+0.2mm=5.2mm。(2)v1=dΔt1=5.2×(3)若機械能守恒,則滿足mg(h1-h2)=12m(v22h1-h2=v22-v122g=1(4)見答案。8.(2022北京石景山一模,16)材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應”,利用這種效應可以測量壓力大小。某同學計劃利用壓敏電阻測量物體的質(zhì)量,他先測量壓敏電阻處于不同壓力F時的電阻值RF。利用以下器材設(shè)計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路,要求誤差較小,提供的器材如下:A.壓敏電阻RF,無壓力時阻值R0=600ΩB.滑動變阻器R1,最大阻值約為20ΩC.滑動變阻器R2,最大阻值約為200ΩD.靈敏電流計G,量程0~2.5mA,內(nèi)阻為30ΩE.電壓表V,量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩF.直流電源E,電動勢為3V,內(nèi)阻很小G.開關(guān)S,導線若干圖1圖2(1)滑動變阻器應選用(選填“R1”或“R2”),實驗電路圖應選用(選填“圖1”或“圖2”)。

(2)實驗中發(fā)現(xiàn)靈敏電流計量程不夠,若要將其改裝為量程0~30mA的電流表,需要(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個電阻R',R'=Ω。

(3)多次改變壓力F,在室溫下測出對應電阻值RF,可得到如圖3所示壓敏電阻的R0/RF-F圖線,其中RF表示壓力為F時壓敏電阻的阻值,R0表示無壓力時壓敏電阻的阻值。由圖線可知,壓力越大,壓敏電阻的阻值(選填“越大”或“越小”)。

(4)若利用圖4所示電路測量靜置于壓敏電阻上物體的質(zhì)量,需要將電壓表表盤刻度值改為對應的物體質(zhì)量。若m1>m2,則m1應標在電壓值(選填“較大”或“較小”)的刻度上。請分析表示物體質(zhì)量的示數(shù)是否隨刻度均勻變化,并說明理由。

圖3圖4答案(1)R1圖1(2)并聯(lián)2.7Ω(3)越小(4)較小見解析解析(1)因為要求誤差較小,該實驗應該選用滑動變阻器分壓式接法,所選滑動變阻器的總阻值應較小,故滑動變阻器應該選R1,實驗電路選圖1。(2)電流表擴大量程,應該并聯(lián)一個電阻。并聯(lián)電阻的阻值R'=IgRgI-Ig=2.5×10-3×3030×10-3-2.5×10-3≈2.7Ω。(3)從圖像上可以看出,壓力越大,R0/RF越大,因為無壓力時的電阻R0是個定值,說明壓力越大,RF越小。(4)由圖3知R09.(2022江蘇南通如皋二模,11)小明利用如圖甲所示的裝置進行“驗證動量守恒定律”的實驗。已知被碰小球b與入射小球a半徑相同,b的質(zhì)量為a的一半。甲乙(1)下列實驗操作步驟,正確順序是。

①在薄平木板表面先后釘上白紙和復寫紙,將該木板豎直并貼緊桌面右側(cè)邊緣②將a向左壓縮彈簧到某一位置由靜止釋放,撞到木板,在白紙上留下壓痕P③在桌面的適當位置固定好彈簧發(fā)射器,調(diào)節(jié)桌面為水平狀態(tài)④將b放在桌面的右邊緣,將a向左壓縮彈簧到同一位置由靜止釋放,與b相碰后,兩球在白紙上留下壓痕P1、P3⑤將木板向右平移適當距離,再將a向左壓縮彈簧到某一位置由靜止釋放,撞到木板,在白紙上留下壓痕P2(2)關(guān)于該實驗,下列說法正確的有。

A.步驟②⑤中a的釋放點位置可以不同B.為減小誤差,彈簧的壓縮量越大越好C.a與彈簧發(fā)射器的摩擦不影響實驗驗證D.a、b碰撞過程有動能損失,會導致實驗誤差(3)測得小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3,當滿足關(guān)系式時,可證明a、b碰撞過程中動量守恒。

(4)若改變小球a、b的材質(zhì)和質(zhì)量,b下落的最小高度為(用h2表示)。

(5)若操作步驟⑤后,小明未發(fā)現(xiàn)木板向右平移到圖乙的虛線位置,則測得a、b碰后的總動量將(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

答案(1)③①②⑤④(2)AC(