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1、2022年全国名校高考物理专项练习及答案解析：实验题1.（5分）某实验小组用细线做了如下实验，请完成填空。图甲 图乙（1）一同学将细线一端固定，另一端系在弹簧测力计挂钩上，水平拉细线，缓慢增大拉力，当弹簧测力计示数如图甲所示时，细线恰好被拉断。则该细线所能承受的最大拉力为4.9 0 No（2）另一个同学用完全相同的细线与一小球（小球质量用m表示）做成一个摆，细线上端固定在。点，如图乙所示，他用该装置来验证机械能守恒定律。在小球轨迹的最低点安装好光电门（未画出），依次测量细线的长度/,摆球的直径/现从适当高度由静止释放小球，测量摆角伏 夕 9 0。），摆球通过光电门的时间t.若 等 式 g（/十
2、与（1 c os，）=E 在误差范围内成立,则验证了机械能守恒定律。（用题中物理量符号表示）若已知小球的质量为0.3 5 k g,gm l O m/s2,要使实验过程中细线始终不断裂，则 c os。应满足的条件是.（）牛c os，l 。解析 由题图甲可知，弹簧测力计的最小分度值为0.1 N,其示数为4.9 0 N。（2）若机械能守恒，小球应满足 c os e）=/o 2,而小球通过光电门的速度V11 1 2=7，联立有g（/+）（l c os 0）=2 po小球在最低点时，细线所受的拉力最大，由牛顿第二定律有 F m g=?一F 4.9 N,解得 c os 9 0.8。/+22.（1 0 分）
3、某探究小组在做电表的改装和练习使用多用电表的实验。（1）如图甲所示是某同学设计的电流、电压两用表的电路图，已知电流计。的量程是1 m A,内阻是1 0 0 C,电阻以=1.O l d 7?2=9 9.0 Q,则选择开关接到2 （填力”或“2”）时是电压表，电流表、电压表的量程各是0.1 A 、1 0 V OG图甲 图乙(2)多用电表表盘指针位置如图乙中a所示，如果此时选用的是直流5 0 mA挡，则读数为1 7 a mA：如果选用的是直流2.5 V挡，则 读 数 为 0.8 5.V：如果选用的是欧姆“义1 0 0”挡，多用电表表盘指针位置如图乙中6所示，则读数为9 0 0(3)如图丙所示是欧姆表
4、的工作原理图。若表头的满偏电流为/g=5 0 0 M，干电池的电动势 为 1.5 V,灵敏电流计的电流刻度值50 p A 对应的欧姆表电阻值为2.7义1。4 解析(1)根据电表原理，选择开关接到2时是电压表；电流计G与电阻R 并联后，总电阻为1.0 C,根据并联电路特点1 mAX l O O C=/X 1.0 C,/=0.1 A,所以电流表的量程是0.1 A:电阻&与量程为0.1 A 的电流表串联改装成电压表，根据串联电路特点U=0.1 AX(1.0Q+9 9.0 Q)=1 0 V,所以电压表的量程是1 0 V。(2)如果用直流50 m A 挡测电流，则读数为1 7.0 mA;如果是用直流2.
5、5 V挡测量电压，则读数为0.8 5 V：如果是用欧姆“X 1 0 0”挡测量电阻，则读数为9 X 1 0 0 0=9 0 0。(3)对应电流“0”刻度的电阻刻度为“8”，对应满偏电流“50 0 刻度的电阻刻度为“0”，所以调F零时，由闭合电路欧姆定律有/g=$7 m z两,F得欧姆表总内阻H内=凡+r+%=7=3 0 0 0 Q,7g对测量电阻尺有/=联 冷瓦，得R苦一R打当 7=50(.(A 时,Rx=2.7X 1 04Q练习二1.（5 分）某同学利用气垫导轨来探究重力做功与速度变化的关系。该同学首先将导轨倾斜放置在水平面上，倾角为仇然后在导轨上的4 点固定一个光电门，将带有挡光片的滑块从
6、气垫导轨上的不同位置由静止释放，实验装置如图甲所示。（1）该同学用20分度的游标卡尺测量挡光片的宽度4,游标卡尺的示数如图乙所示，则”=0.500 cm。（2）若测得挡光片通过光电门的时间为A 3 则计算挡光片通过光电门的速度的表达式为。=（用题给字母表示），不考虑实验误差的影响，从理论上说，由该表达式计算得出的速度 小 于（填“大于”“等于”或“小于”）挡光片中心通过光电门时的速度。（3）为了探究重力做功与速度变化的关系，该同学进行了多次实验，得到的实验数据如下表所示，其中心为滑块释放点到光电门的距离。实验次数123456Z/cm102030405060v/m-s-0.991.401.711
7、.982.212.42V/(m-s0.991.181.311.411.491.56t;2/(m-s!)20.981.962.923.924.885.86分析表格中的数据，能够得出“滑块重力做功与速度变化的关系”的结论是 滑块重力做的功与滑块速度的平方（速度平方的变化量）成 正 比。解析（1）由游标卡尺的读数规则可知该挡光片的宽度d 为0.500cm。（2）计算挡光片通过光电门的速度的表达式为由于该速度等于中间时刻的瞬时速度，而挡光片中心通过光电门时的速度为中间位置时的瞬时速度，匀变速直线运动时，中间时刻瞬时速度小于中间位置时瞬时速度，且滑块在下滑过程中，滑块重力做的功为 WG=m g L s
8、m G L,而 从 表 格 中 可 以 看 出 乙 故 8 力，所以滑块重力做的功与滑块速度的平方成正比。2.（10分）为了测定阻值约为1 2 0 c 的电阻&的阻值，实验小组从实验室找到以下器材:a.电源（电动势E=3.0 V,内阻不计）b.电流表Ai（量程0 30 m A,内阻n=80C）c.电流表A2（量程0 50 m A,内阻 2约为20 C）d.电压表V（量 程 1 5 V,内阻=1 5 0 0。）e.滑动变阻器岛（最大阻值为2 5 Q）f.开关、导线若干（1）从已有器材中选择适当的器材.，设计电路完成此实验，要求电表读数不小于其量程的测量尽可能准确。实物图中已有部分器材用导线相连，
9、请用笔画线代表导线完成其余实验电路的连接。（2）根据你设计的电路，测 得 电 阻 凡=”彳1，小 可 分别为电流表A；A 2 的 示 数。（写出表达式并说明式中除题中给出的物理量外，其他物理量的含义）（3）根据你的电路和计算，简要说明产生实验误差的可能原因 电流表的读数精度：实验者读数的准确性；电流表A i 内 阻 的 准 确 性。（答出两点即可）答案（1）如图所示 解析（1）电压表量程太大，不能使用；电流表A 内阻已知，电流表A1的满偏电压U2 4,=IA r=2A V,可作为电压表使用，回路最大电流/m=30 m A+yjX 10mA=50 m A,故电流 表 A2作电流表使用，由 于 A
10、2内阻精确值未知，不能采用A2内接的形式，所以电流表A2外接，此时回路最大电流/m=n=44 1T1A,通 过 A 的最大电流约/m=D 二一I m._i_ Kvrl x十，2&+=26.4 m A,两表读数均超过其量程的;；滑动变阻器接成限流式电路更简单。（2）根据电路的串并联原理有，解得号7T1,小，2分别为电流表A1、A2的示数。（3）由于电流表A1内阻已知，计算中消除了其分流作用的影响，没有带来系统误差。实验误差主要来源为电流表的读数精度，实验者读数的准确性，电流表A i内阻的准确性。练习三1.（5分）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验，设计了如图甲所示的实验装置。图甲 图乙（
11、1）下 列 关 于 操 作 步 骤 的 说 法 正 确 的 是（填选项字母标号）先测量原长，后竖直悬挂先竖直悬挂，后测量原长先后顺序对实验结果无影响先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重A.B.C.D.（2）如果实验时将指针固定在图甲中P点上方的0处,弹簧劲度系数的测量值与弹簧劲度系数的真实值相比，可能偏 大（选 填“偏大”“偏小”或“不变”）。（3）一个实验小组做该实验时，使用两条不同的轻质弹簧a和 6,得到弹力与弹簧长度关系的图象如图乙所示，则a的劲度系数 小 于（选 填“大于”“等于”或“小于”）b的劲度系数，a的原长 小 于（选 填“大于”“等于”或“小于”）6的原长。解析（1）
12、为了减小由弹簧自重而产生的弹簧伸长对实验造成的误差，实验时应先竖直悬挂，后测量原长，D正确。（2）如果将指针固定在P点上方的。处，则测得伸长量变小，则弹簧劲度系数的测量值偏大。（3）在图象中斜率表示弹簧的劲度系数左，故 a的劲度系数比6的大，图象中横截距表示弹簧的原长，故 b的原长比的大。2.（1 0 分）温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：A.直流电源，电动势E=6V,内阻不计：B.毫安表A”量程为6 0 0 mA,内阻约为0.5 C；C.毫安表A 2,量程为1 0 mA,
13、内阻a=1 0 0。；D.定值电阻Ro=4 O O C；E.滑动变阻器最大阻值R=5 C；F.被测热敏电阻入，开关、导线若干。(1)实验要求能够在0 5 V 范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值凡进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路。(2)某次测量中，闭合开关S,记下毫安表A i的示数人和毫安表A2的示数人，则计算热敏电阻阻值的表达式为R产，也十几)或&二,，*。)(用题给的物理量符号表示)。幺 -l-y2(3)该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的/2 /1图象如图乙所示，由图可知，该热敏电阻的阻值随毫安表A,的示数的增大而 增 大(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)该
14、小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图内所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9 V,内阻不计，理想电流表示数为0.7 A,定值电阻R=3 0。，则 由 以 上 信 息 可 求 出 定 值 电 阻&的 阻 值 为 此 时 该 金属热敏电阻的温度为 答案(1)如图所不 解析(1)由于所给器材中没有电压表，所以要将内阻已知的毫安表A2与定值电阻串联，改装成一个量程为5 V 的电压表，为了减小实验误差，应将毫安表A1外接进行测量，滑动变阻器采用分压接法。(2)由于电流八/2,所以可认为流过热敏电阻的电流就是八，故计算热敏电阻阻值的表达式为4=?因+R o)或
15、a=誓泮。4 112(3)由题图乙可知，曲线的斜率逐渐增大，故该热敏电阻的阻值也逐渐增大。(4)由题图丁和闭合电路欧姆定律可知，流过金属热敏电阻的电流大小为/=0.4 A,结合题图乙和R=(%+&)可知，此时热敏电阻的阻值a=怒(1 0 0+4 0 0)Q=5 Q,故电 阻 必9 0 4 X 5的阻值为4=钝 Q=1 7.5 Q由题图丙可知，该热敏电阻的阻值与温度之间为一次函数关系，设0 时金属热敏电阻的阻值为R,图中直线的斜率为七则有4=R +k t,将4 1(1 0 0 ,8。)和(1 0,2 C)分别代入可得凡=(1+正。，故当凡=5。时，t=5 5 练习四1.（5分）如图甲是某同学设计
16、的测定动摩擦因数的实验装置示意图。将上表面水平的长木板固定在水平桌面上，轻弹簧右端固定在长木板的C 处，左端连一木块，木块上方固定有窄片P,当弹簧处于原长时，木块在4点处，用以测量窄片的遮光时间的光电门（图中未画）固定在/点。第一次，将木块向右压缩弹簧使木块移到8点处并由静止释放，木块通过/处时记下窄片的遮光时间”，测出木块的质量，川；第二次，在木块上增加祛码后，向右压缩弹簧使木块再次移到8点处并由静止释放，木块通过/处时记下窄片的遮光时间勿 测出木块和祛码的总质量加2；如此重复多次实验。重力加速度大小为g,请回答下列问题。（1）为了测量木块与长木板间的动摩擦因数”，实验中除了测量窄片的宽度d
17、,还需要测量 的 物 理 量 有 4、8两点间的距离x 。（写出物理量名称及其表示符号）（2）在坐标纸上作出窄片遮光时间f的平方的倒数 随木块质量的倒数 变 化 的关系图象，如图乙所示，根据图象，求得木块与长木板间的动摩擦因数=_ 强 一；同时还能根据图象求出木块从8点运动到4点的过程中，弹簧弹力对木块做的总功吸=鸣_。（用含。、b、d、g及需要测量的物理量符号表示）解析 木 块 通 过/点 时 的 速 度 大 小 f为窄片通过光电门的遮光时间，木块从8点运动到4点的过程，根据动能定理有W imgx=mv2,得_2埠,结合题图乙 得 堂=“，学=会 解得=誓，印*=给,可见为测量，还需要测量/
18、、8两点间的C t C l I*N g 人 乙距离Xo2.（1 0 分）有位同学想用一个量程为2 mA、内阻约1 0 0 C 的电流表。和一个热敏电阻号组装成电子温度计，可供选择的实验器材有：图甲 图乙A.电源&（电动势3 V,内阻为1。）B.纽扣电池所（电动势1.35 V,内阻1C）C.标准电压表（量程0 3 V,内阻6kC）D.标准电阻箱&i（最大阻值999.9 C）E.标准定值电阻（阻值475。）F.标准定值电阻（阻值2 kC）C.滑动变阻器区（阻值0 2 kC）H.单刀双掷开关S 及导线若干（1）为了组装温度计，必须先准确测定电流表。的内阻心。该同学设计图甲所示电路来测 量 将 滑 动
19、 变 阻 器 及。调到最大阻值，开关S 接位置a,调节品,使标准电压表有适当的示数U。保持滑动变阻器&滑动触头位置不变，将品阻值调到100 Q,开关S 接位置6,再调节&,使标准电压表示数恢复到U,此时电阻箱示数如图乙所示，则电流表。的内阻/99.6）6（2）对 照 热 敏 电 阻 型 号 查 询 得 知，该电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值与温度的关系如下表所示：T/-20.0020.040.060.080.0100.0RT/Q6 175.02 800.01 155.0550.0300.0170.0100.0图丙要求用纽扣电池、电流表。、定值电阻R 和热敏电阻即 组装成测量温度最高为10。的电
20、子温度计，该同学已经将电路连接好，如图丙，其中定值电阻公选用（填“E”或F”）；若要求在电流表表盘上刻上温度示数，则“0.20 mA”“0.40 mA”和“1.20 mA”分别对应温度一 一20.0、0 40,0 o 解析（1）电压表串联在电路中，当作电流表使用，当单刀双掷开关分别接a、b 且电压表示数相同时，表明电流表内阻心与电阻箱&阻值相同，故 由 题 图 乙 可 读 出 示 数为 99.6。（2）当温度计示数最大时，回路总电阻K 8=牛=675 Q,因此定值电阻7?=/?.g一七一号/g-1 C=47 4.4 C,所以选E o“0.20 mA”“0.40 mA”和“1.20 mA”分别对应热敏电阻阻值为/?Ti1 35 1 35=（7 7 7 7 -4 7 5 99.61）Q=6 174.4 C、氏 T2=0 7 1 7 一47599.61）Q=2 799.4U./UK 1 U U.4U A 1 UC、47599.61)C=2 799.4 C、=(7 -4 7 5-9 9.6-1)549.4 Q 对应题表中数据可知温度分别为“一20.0”“0 ”和“40.0 ”。