1、专项练 1 1.(2020 浙江高三模拟)利用图示装置可以做力学中的许多实验。图甲(1)以下说法正确的是 。A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,须平衡摩擦力 B.利用此装置探究“小车加速度与力、质量的关系”时,须平衡摩擦力 C.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时,可以不平衡摩擦力 D.可以利用此装置验证机械能守恒定律(2)小明对实验装置进行了改进,改进后的装置如图乙所示,利用此装置探究“小车加速度与力、质量的关系”时钩码质量是否需要远小于小车质量?(填“是”或“否”)。图乙(3)图丙为实验得到的一条清晰的纸带,A、B、C、D、E、F、G 是纸带上 7 个连续的点,sAD=cm。已知
2、电源频率为 50 Hz,则小车的加速度大小 a=m/s2(保留两位有效数字)。图丙 2.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中(1)实验时需要的仪器为图中的 (填选项字母,多选)。(2)一次实验中,变压器原、副线圈的匝数分别为 400 匝和 200 匝,测得的电压分别为 8.00 V和 3.80 V,发现电压比与匝数比并不相等,主要原因是 (至少写出两点)。(3)某同学在完成上述实验后,用多用电表测量变压器原线圈的电阻,测量时所用倍率为“1”挡,指针偏转如图所示,则线圈电阻为 。(4)另一同学在完成上述实验后,采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安
3、全,实验结束时,首先应断开 (填选项前的字母)。A.导线 A B.导线 B C.开关 C D.导线 D 3.(2020 山东高三模拟)某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面 h=1.25 m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为 m 的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x 后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离 s;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间 t。多做几次实验后,记录表如下表所示:(1)由表中数据可知,在 h 一定时,小球水
4、平位移 s=x,与 无关;(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能 Ep与弹簧形变量 x 的关系式为 Ep=(用m、h、x 和重力加速度 g 表示);实验次数 1 2 3 4 5 x/m 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 s/m 0.51 0.99 1.50 1.98 2.50 t/ms 505.3 505.1 504.8 504.9 505.2 (3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:t=2=21.2510 s=0.5 s=500 ms,由表中数据可知,发现时间的测量值均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是 。4.(
5、2020 山东高三模拟)利用如图所示的电路测量一个满偏电流为 300 A,内阻 rg约为几十到几百欧姆的电流表的内阻值,有如下的主要实验器材可供选择:A.滑动变阻器(阻值范围 030 k)B.滑动变阻器(阻值范围 010 k)C.电源(电动势 3 V,内阻不计)D.电源(电动势 6 V,内阻不计)(1)为了实验安全和使测量尽量精确,在上述可供选择的器材中,滑动变阻器 R 应选用 ,电源 E 应选用 。(选填器材前面的字母序号)(2)实验时要进行的主要步骤有:A.断开 S2,闭合 S1 B.调节 R 的阻值,使电流表指针偏转到满刻度 C.闭合 S2 D.调节电阻箱 R的阻值,使电流表指针偏转到满
6、刻度的三分之一 E.记下此时 R的阻值为 90 则待测电流表的内阻 rg的测量值为 ,该测量值 电流表内阻的真实值。(选填“大于”“小于”或“等于”)5.(2020 山东高三二模)甲、乙两同学利用橡皮筋和弹簧测力计做“互成角度的两个力的合成”的实验时,结果如图所示。(1)同学的结果比较符合实验事实(填“甲”或“乙”)。(2)(多选)有关此实验,下列叙述正确的是 。A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置 O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同 D.若只增大某一弹簧测力计的拉力大小
7、而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一弹簧测力计拉力的大小即可 6.(2020 河南高三模拟)某同学设计了如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。除待测电池组外,还需使用的实验器材:灵敏电流表 G,可变电阻 R1、R2,电压表 V1、V2,电流表 A1、A2,开关,导线若干。甲(1)为了选择合适的可变电阻,该同学先用多用电表估测了电压表的内阻。测量时,先将多用电表挡位调到如图乙所示位置,再将红表笔和黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”。然后将调节好的多用电表红表笔和电压表的负接线柱相连,黑表笔和电压表的正接线柱相连。欧姆表的指针位置如图丙所示,则欧姆表的读数为 。乙 丙(2)选择
8、合适的可变电阻 R1、R2后,按照图甲所示电路图连接好电路,将可变电阻 R1、R2调到合适的阻值,闭合开关 S,反复调节可变电阻 R1、R2,直到电流表 G 的指针不偏转,电压表 V1、V2的示数之和记为 U1,电流表 A1、A2的示数之和记为 I1。(3)断开开关,适当调小可变电阻 R1的阻值,闭合开关,发现此时电流表 G 的指针发生了偏转,缓慢 (选填“调大”或“调小”)可变电阻 R2的阻值,直至电流表 G 的指针不发生偏转,电压表 V1、V2的示数之和记为 U2,电流表 A1、A2的示数之和记为 I2。(4)重复(3)的步骤,记录到多组数据(U3,I3)、(U4,I4)丁(5)实验完毕,
9、整理器材。(6)利用记录的数据,作出 U-I 图线如图丁所示,依据图线可得电池组的内阻 r为 ,电动势为 。(7)理论上该同学测得的电池组内阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。参考答案 专项练 1 1.答案(1)B(2)否(3)2.082.12 4.85.2 解析(1)研究匀变速直线运动时,能让小车做匀加速运动即可,只要摩擦力恒定即可,不需要平衡摩擦力,A 错误;研究“小车加速度与力、质量的关系”时,要让小车的质量远大于钩码的质量,小车所受的合力即拉力大小是用钩码所受的重力来代替的,所以必须平衡摩擦力,不然小车所受的合力大小不等于钩码的重力大小,B 正确;小车受到重力、支持力、摩擦力
10、和拉力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,C 错误;此装置在运动过程中绳对小车做功,所以不可以利用此装置验证机械能守恒定律,D 错误。故选 B。(2)因为使用了力的传感器,可以直接读出小车所受的拉力的大小,所以填不需要。(3)A、D 间的距离为 sAD=26.0mm-5.0mm=21.0mm=2.10cm。相邻两个点之间的时间间隔是 t=0.02s,sDG=65.0mm-26.0mm=3.90cm 根据 s=aT2 加速度 a=-(3)2=5m/s2。2.答案(1)ADF(2)见解析(3)2022(4)A 解析(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,需要变压器、
11、低压交流电源及多用电表,故选 ADF;(2)实验中,发现电压比与匝数比并不相等,主要原因可能是:有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压,从而出现电压之比与匝数之比不相符的情况;(3)测量时所用倍率为“1”挡,指针偏转如题图所示,读数为 2022。(4)实验结束时,应先把与变压器线圈并联的电表从电路中断开,否则在断开开关瞬间会产生大电压烧毁电表,故应先断开导线 A,故 A 正确,BCD 错误。3.答案(1)50 小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间 t(或“t”)(2)625x2(3)重力加速度 g 取值不准确,g 取 10 m/s2偏大 解析(1)由表中数据可知,h 一定时,在误差允许范围内,可
12、以看出运动时间大体不变,小球水平位移 s=50 x 与小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间 t 无关;(2)由功能关系可知,弹簧弹性势能 Ep=12 02 小球做平抛运动的初速度 v0=s2 联立得弹簧弹性势能 Ep=625x2。(3)该同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间时,把重力加速度的数值 g取 10m/s2。故计算值偏小,即时间的测量值均偏大。4.答案(1)A D(2)180 小于 解析(1)用半偏法测电流表的内阻时,滑动变阻器的阻值要尽可能大,因此在回路电流不超过电流表量程的前提下,为减小误差,电源电动势应尽可能大些,故变阻器应选 A,电源应选 D。(2)闭合 S2后,电
13、流表与 R并联,且并联 R后总电阻认为不变,则总电流不变,则通过 R的电流为总电流的23,故 IRIG=21,因是并联关系,=g,则 Rg=180。闭合 S2后,电路总电阻变小,电路总电流变大,通过 R的电流大于原来电流的三分之二,则该实验测出的电表内阻要小于电流表内阻的真实值。5.答案(1)甲(2)AC 解析(1)F1、F2合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值,而其实验值是指一个弹簧测力计拉橡皮筋时所测得的数值,一定沿 AO 方向,由此可知 F 是 F1、F2合力的理论值,F是合力的实验值;由于误差的存在,作图法得到的合力与实验值有一定的差别,故甲更符合实验事实;(2)两弹簧测力计
14、的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等,两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大,故 A 正确;两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,B 错误;两次拉橡皮筋时,为了使两次达到效果相同,橡皮筋结点必须拉到同一位置 O,故 C 正确;结点位置不变,合力不变,当一弹簧测力计的拉力大小改变时,另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变,故 D 错误;故选 AC。6.答案(1)2 200(3)调大(6)-b(7)等于 解析(1)由题图乙可知,多用电表选择欧姆100 挡,由题图丙可知,欧姆表读数为22100=2200;(3)由题图甲所示电路图可知,当灵敏电流表示数为零时V11=2V2 要使灵敏电流表示数仍然为零,当R1的阻值减小时,由V11=2V2可知,应缓慢调大可变电阻R2的阻值;(6)由题图甲所示电路图可知,路端电压 U=U1+U2 流过电源的电流 I=I1+I2 由闭合电路欧姆定律可知,电源电动势 E=U+Ir 路端电压 U=E-Ir 由图示 U-I 图像可知,电源电动势 E=b 电源内阻 r=|k|=-;(7)由题图甲所示电路图可知,路端电压 U=U1+U2的测量值等于真实值,流过电源的电流I=I1+I2测量值等于真实值,因此电源内阻测量值与真实值相等。