2024年高考物理二轮复习题型专项训练——实验题专项练(二)

实验题专项练(二)
1.(2023湖北武汉模拟)某实验小组利用图甲所示装置探究弹簧的弹力与形变量的关系。

实验中使用螺旋弹簧,该弹簧在自然状态下有一定的收缩力。

实验时把弹簧的上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自然下垂时下端的示数(L )。

在弹簧的下端悬挂不同质量(m )的钩码,记录弹簧在不同弹力下弹簧下端的示数并填入表格中,计算对应的弹簧伸长量x 的值。

甲
乙
(1)图乙是根据上表数据绘制的m -x 图线,其中AB 段为曲线、BC 段为直线,则该弹簧在 (选填“OA ”“AB ”或“BC ”)段满足胡克定律;
(2)由图乙可得直线BC 的函数表达式为m=200
21x+920
21(单位:g),弹簧的劲度系数k= N/m,弹簧在自然状态下的收缩力F 0= N(重力加速度大小g 取9.8 m/s 2,结果均保留2位小数); (3)由于弹簧的质量不能忽略,它对弹簧劲度系数的测量 (选填“有”或“没有”)影响。

2.(2023海南海口模拟)有一个待测电阻R x 大约100 Ω,某同学想测量多组数据并尽可能准确地测量它的阻值,在实验室找到以下器材: A.学生电源E (电动势为6.0 V)
B.电压表V(量程为0~6 V,内阻约6 k Ω)
C.电流表A(量程为0~30 mA,内阻为5 Ω)
D.滑动变阻器R 1(最大阻值1 k Ω,额定电流50 mA)
E.滑动变阻器R 2(最大阻值10 Ω,额定电流1 A)
F.定值电阻R 3=5 Ω
G.定值电阻R 4=20 Ω
H.开关、导线若干
(1)根据所提供的器材设计实验电路,滑动变阻器应选。

(填实验器材前面的选项序号)
(2)请在图甲虚线框内画出你设计的电路图,并在电路图上标出选择的定值电阻的符号。

(3)在某次测量时,电压表和电流表指针分别如图乙、丙所示,则电压表的示数是 V,电流表示数是 mA,请你用这一组数据计算出待测电阻的阻值是Ω。

实验题专项练(二)
1.答案 (1)BC (2)9.33 0.43 (3)没有
解析 (1)由胡克定律F=kx ,有ΔF=k Δx ,即Δmg=k Δx ,故BC 直线段满足胡克定律。

(2)由Δmg=k Δx ,有
Δm=k g Δx ,则斜率k g
=
200×10-3 kg 21×10-2m
,故k=9.33 N/m 。

由图知当m=70 g 时弹簧完全
展开,F 0+kx=mg ,所以F 0=0.43 N 。

(3)由(2)有Δm=k
g Δx ,弹簧的自身重力不影响图像斜率,从而不影响测量结果。

2.答案 (1)E (2)见解析图 (3)4.4 22.0 97.5
解析 (1)为了尽可能准确地测量电阻的阻值,需要使电阻的电压从零开始,滑动变阻器采用分压式连接,为了调节方便,滑动变阻器应选择阻值较小的R 2,即选择E 。

(2)由所提供的器材可知通过待测电阻R x 的最大电流约为I m =U m R x
=6
100 A=60 mA,故可将电流表
A 与定值电阻R 3=5 Ω并联,改装成量程为60 mA 的新电流表,改装后的新电流表内阻为R A '=
R A R 3R A +R 3
=
5×5
5+5
Ω=2.5 Ω,则改装后的新电流表采用内接法,由于滑动变阻器R 2的阻值比待测
电阻R x 小得多,故滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示。

(3)在某次测量时,电压表和电流表指针分别如图乙、丙所示,则电压表的示数是4.4 V,电流表的示数是22.0 mA,可知通过待测电阻的电流为I x =2I=44.0 mA,待测电阻两端电压为U x =U-IR A =4.4 V-22.0×10-3×5 V=4.29 V,则待测电阻的阻值为R x =U x I x
=
4.2944.0×10-3
Ω=97.5 Ω。