（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練15 電學(xué)實(shí)驗(yàn)

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1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十五) 1．(2019·全國(guó)卷Ⅰ)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究．物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出．在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是____________________點(diǎn)．在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為________________m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________________m/s2(保留2位有效數(shù)字)． [解析]　根據(jù)題述，物塊加速下滑，在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)

2、計(jì)時(shí)器最先打出的是A點(diǎn)．根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則可讀出，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為1.20 cm，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為3.15 cm，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為5.85 cm，E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間T＝5× s＝0.10 s，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得，打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為vC＝≈0.233 m/s.由逐差法可得a＝，解得a＝0.75 m/s2. [答案]　A　0.233　0.75 2．(2019·江蘇卷)某興趣小組用下圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理．

3、 (1)有兩種工作頻率均為50 Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用： A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇________________(選填“A”或“B”)． (2)保持長(zhǎng)木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動(dòng)．同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除．同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)．看法正確的同學(xué)是________________(選填“甲”或“乙”)． (3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電

4、源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng)．紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如下圖所示．圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA＝________________m/s. (4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng).小車動(dòng)能的變化量可用ΔEk＝Mv算出．砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g.實(shí)驗(yàn)中，小車的質(zhì)量應(yīng)________________(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理． [解析]　(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力小于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力，實(shí)驗(yàn)時(shí)誤差小，故選B.

5、(2)在砝碼盤中慢慢加入沙子直至小車開始運(yùn)動(dòng)，小車從靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)砝碼盤和沙子的總重力大于小車與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦力，平衡摩擦力過度；輕推小車，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件可知，此時(shí)砝碼盤和沙子的總重力等于小車與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦力大小，消除了摩擦力的影響，看法正確的是同學(xué)乙．(3)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．用刻度尺量出A左側(cè)第一個(gè)點(diǎn)與A右側(cè)第一個(gè)點(diǎn)之間的距離l＝1.24 cm，再除以0.02 s×2＝0.04 s，可得vA＝0.31 m/s.(4)本實(shí)驗(yàn)中砝碼的重力近似等于小車所受的拉力．只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤、砝碼以及沙子的總質(zhì)量時(shí)，才

6、可以將砝碼的重力當(dāng)成小車受到的合外力． [答案]　(1)B　(2)乙　(3)0.31(0.30～0.33都算對(duì))　(4)遠(yuǎn)大于 3．(2019·武漢市示范高中聯(lián)考)橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋的原長(zhǎng)L、橫截面積S有關(guān)．理論與實(shí)際都表明k＝，其中Y是一個(gè)由材料決定的常量． (1)在國(guó)際單位中，Y的單位應(yīng)該是________________． A．N B．m C. D. (2)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，作出了外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖像如圖所示．由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________________N/

7、m.(保留兩位有效數(shù)字) [解析]　(1)根據(jù)表達(dá)式k＝可知Y＝，勁度系數(shù)k的單位為N/m，L的單位為m，S的單位為m2，則Y的單位應(yīng)為N/m2，選項(xiàng)C正確．(2)由胡克定律可知，外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系為F＝kx，外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖像的斜率等于勁度系數(shù)k，則橡皮筋的勁度系數(shù)k＝＝ N/m＝5.0×102 N/m. [答案]　(1)C　(2)5.0×102 4．(2019·陜西省部分學(xué)校摸底)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，該小組的同學(xué)完成了如下的操作： (1)首先利用螺旋測(cè)微器測(cè)出了小球的直徑，其示數(shù)如圖乙所示，則該小球的直徑

8、d＝________________cm. (2)將該小球由光電門1的正上方無初速度釋放，測(cè)得小球先后通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間為Δt1和Δt2，則小球通過兩光電門的速度分別為v1＝________________，v2＝________________.(用所測(cè)量的物理量符號(hào)表示) (3)該小組的同學(xué)測(cè)出了兩光電門之間的距離為H，重力加速度用g表示，若小球的機(jī)械能守恒，則需要驗(yàn)證的關(guān)系式為__________________________________________________．(用所測(cè)量的物理量符號(hào)表示) [解析]　(1)小球直徑：d＝3.5 mm＋0.01 mm×3

9、0.0＝3.800 mm＝0.3800 cm.(2)小球通過光電門1、2的速度分別為：v1＝、v2＝.(3)設(shè)小球質(zhì)量為m，在該過程中，小球的重力勢(shì)能減少量為mgH，小球的動(dòng)能增加量為m2－m2，若小球的機(jī)械能守恒，則需要驗(yàn)證的關(guān)系式為mgH＝m2－m2，即：2gH＝2－2. [答案]　(1)0.3800　(2)　　(3)2gH＝2－2 5．(2019·濟(jì)南市高三質(zhì)量評(píng)估)空間站中不能利用天平測(cè)量質(zhì)量，為此某同學(xué)為空間站設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用來測(cè)量小球質(zhì)量．圖中彈簧固定在擋板上，光滑軌道B處裝有光電門，可以測(cè)量出小球經(jīng)過光電門所用的時(shí)間．該同學(xué)設(shè)計(jì)的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①

10、用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d ②將彈簧左端固定在擋板上 ③小球與彈簧接觸并壓縮彈簧，記錄壓縮量x ④由靜止釋放小球，測(cè)量小球離開彈簧后經(jīng)過光電門所用的時(shí)間t ⑤改變彈簧的壓縮量，重復(fù)步驟③、④多次 ⑥分析數(shù)據(jù)，得出小球的質(zhì)量 已知彈簧彈性勢(shì)能Ep＝kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量．該同學(xué)使用了一個(gè)已知?jiǎng)哦认禂?shù)為k0的彈簧進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題． (1)步驟①中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如圖(b)所示，小球的直徑d＝________________cm. (2)某一次步驟④中測(cè)得小球通過光電門所用的時(shí)間t為5.00 ms，則此次小球離開彈簧時(shí)的速度v＝________________

11、m/s. (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟中測(cè)得的物理量，可得小球的質(zhì)量m＝________________.(用實(shí)驗(yàn)步驟①、③、④中測(cè)得的物理量和k0表示) [解析]　(1)由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，小球的直徑為11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm＝1.14 cm.(2)由于小球經(jīng)過光電門的時(shí)間極短，因此小球經(jīng)過光電門的平均速度可近似為瞬時(shí)速度，等于小球離開彈簧時(shí)的速度，則v＝＝ m/s＝2.28 m/s.(3)小球被彈開的過程，由能量守恒定律得k0x2＝mv2＝m2，解得m＝. [答案]　(1)1.14　(2)2.28　(3) 6．(2019·昆明市高三摸底)某小組的同學(xué)通過設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)

12、來驗(yàn)證：“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的輕彈簧從形變量為x到恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，彈力做的功為W＝kx2”的結(jié)論． (1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．將一輕彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌的左端，彈簧左端固定，讓彈簧處于自然狀態(tài)．在彈簧下面的氣墊導(dǎo)軌上水平固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度線與彈簧的左端剛好對(duì)齊，此時(shí)彈簧右端在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為x1，如圖甲所示． B．用彈簧測(cè)力計(jì)拉著彈簧右端水平向右緩慢移動(dòng)，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F時(shí)，彈簧右端在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為x2，如圖乙所示(彈簧的形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi))．則此彈簧的勁度系數(shù)為________________． C．在水平氣墊導(dǎo)軌的右端合適位置安裝一

13、個(gè)光電門(光電門與彈簧最左端的距離大于x1)，如圖丙所示． D．用天平測(cè)得小車(帶有遮光條)的質(zhì)量為m，用螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光條寬度d的結(jié)果如圖丁所示，則d＝________________mm. E．把小車置于氣墊導(dǎo)軌上，向左推小車使彈簧壓縮一段距離(彈簧與小車未拴接)，此時(shí)彈簧右端在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為x3，如圖丙所示(彈簧的形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi))．由靜止釋放小車，測(cè)得小車通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間為Δt.小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為________________(用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示)． (2)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若________________＝__________

14、______(用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示)，就可驗(yàn)證彈力做的功W＝kx2的結(jié)論． (3)同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中有如下討論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是________________． A．遮光條的寬度越小越好 B．把氣墊導(dǎo)軌左端墊起適當(dāng)高度來平衡摩擦力 C．計(jì)算彈簧勁度系數(shù)時(shí)，多次測(cè)量取平均值 D．向左推小車壓縮彈簧時(shí)，彈簧形變量越大越好 [解析]　(1)由題意知，彈簧的原長(zhǎng)為x1，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著彈簧緩慢向右移動(dòng)至x2位置時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了Δx＝x2－x1，根據(jù)胡克定律有F＝k·Δx＝k(x2－x1)，因此彈簧的勁度系數(shù)為k＝；螺旋測(cè)微器的讀數(shù)由兩部分構(gòu)成，即固定讀數(shù)＋可動(dòng)讀數(shù)，所

15、以d＝2.5 mm＋17.0×0.01 mm＝2.670 mm；由于遮光條較窄，因此可以用小車通過遮光條的平均速度來代替通過光電門的瞬時(shí)速度，所以有v＝.(2)小車的動(dòng)能是由彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來，由能量守恒知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若·(x1－x3)2＝m2，則說明彈力做的功為W＝kx2.(3)遮光條的寬度適當(dāng)?shù)男∮欣跍p小實(shí)驗(yàn)誤差，但并不是越小越好，因?yàn)閷挾忍?huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；應(yīng)用氣墊導(dǎo)軌時(shí)不需要平衡摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)時(shí)，多次測(cè)量有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)C正確；在實(shí)際操作時(shí)，向左推小車壓縮彈簧時(shí)，彈簧形變量太大，彈簧可能無法完全恢復(fù)原狀，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． [答案]　(1)B.　D．2.670　E.　 (2)·(x1－x3)2　m2　(3)C 6