高考物理二轮复习 精练二 实验题15分标准练（一）试题VIP免费

实验题15分标准练(一)22.(6分)某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某种小灯泡L1(6V2.5W)的伏安特性曲线，设计了如图1所示的电路，要求多次测量，尽可能减小实验误差，备有下列器材：图1A.直流电源；B.电压表V；C.电流表A；D.滑动变阻器R1(0～20Ω，5A)；E.滑动变阻器R2(0～200Ω，1A)；F.开关与导线若干。请回答以下问题：(1)滑动变阻器应选择________(填选项前的字母)。(2)根据实验原理图，用笔画线代替导线，将图2中的实物图连接完整。图2(3)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________。(选填“A端”“B端”或“A、B中间”)(4)如图3所示为该种小灯泡的U－I图象，现将两个这种小灯泡L1、L2与一个阻值为5Ω的定值电阻R0连成如图4所示的电路，电源的内阻为r＝2.5Ω，开关S闭合后，小灯泡L1与定值电阻R0的电功率恰好均为P，则P＝________W，电源的电动势E＝________V。图3图4解析(1)绘制伏安特性曲线，要求小灯泡两端电压由零开始连续调节，故滑动变阻器采用分压式接法，因此选择阻值较小的滑动变阻器，选D。(2)小灯泡电阻较小，电流表采用外接法。(3)为确保闭合开关时，小灯泡两端电压最小，滑动变阻器滑片应置于A端。(4)L1与电阻R0并联，电压相等、功率相等，故此时小灯泡L1的电阻为5Ω，由伏安特性曲线可知，此时小灯泡L1两端电压为1V，通过的电流为0.2A，所以功率P＝UI＝0.2W；由并联电路知识可知，通过L2的电流为0.4A，由伏安特性曲线可知，L2两端电压为4V，故电源的路端电压为5V；由闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋Ir＝5V＋0.4×2.5V＝6V。答案(1)D(2)如解析图所示(3)A端(4)0.2623.(9分)某同学利用图5所示的实验装置探究小车在均匀长木板上的运动规律。(1)如图6所示是在小车做匀加速直线运动时打出的一条纸带，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，x1＝3.62cm，x4＝5.12cm，由图中数据可求得小车的加速度为________m/s2，第3个计数点与第2个计数点的距离(即x2)约为________cm。图5图6(2)若用该实验装置“探究a与F、M之间的关系”，要用钩码(质量用m表示)的重力表示小车所受的细线拉力，需满足________，满足此条件做实验时，得到一系列加速度a与合外力F的对应数据，画出a－F关系图象，如图7所示，若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响，由图象可知，实验操作中不当之处为________________；小车的质量M＝________kg；如果实验时，在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图8所示，从理论上分析，该实验图线的斜率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。图7图8(3)为了验证动能定理，在用钩码的重力表示小车所受合外力的条件下，在如图5所示的装置中，用图6中1、3两点间对应的运动过程验证动能定理的表达式为________。(用x1、x2、x3、x4、m、M、g、t表示，其中m为钩码的质量，M为小车的质量，t为两个计数点间的时间间隔)解析(1)因为打点周期为T＝0.02s，且每5个点取一个计数点，所以每两个计数点间的时间间隔t＝0.1s；由匀变速直线运动的推论xm－xn＝(m－n)at2得x4－x1＝3at2，代入数据解得a＝0.50m/s2；由匀变速直线运动的推论x2－x1＝at2得x2＝x1＋at2，代入数据得x2＝0.0412m，即4.12cm。(2)要使细线的拉力等于钩码的重力，应该满足的条件是M≫m。由a－F关系图象可知实验操作不当之处为没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车的质量M＝＝1kg。实验中把钩码的重力作为拉力F，实际上，由于钩码向下加速运动，拉力小于钩码重力。若在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，则小车加速度a和拉力F的关系图线的斜率将变大。(3)在钩码的重力等于小车所受的合外力的条件下，从计数点1到计数点3，合外力对小车做的功为mg(x2＋x3)。计数点1对应的速度v1＝，计数点3对应的速度v3＝，用1、3两计数点间对应的小车的运动过程验证动能定理的表达式为mg(x2＋x3)＝[(x3＋x4)2－(x1＋x2)2]。答案(1)0.504.12(2)M≫m没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足1变大(3)mg(x2＋x3)＝[(x3＋x4)2－(x1＋x2)2]