题型专练18　近三年高考实验题特训--2021届高考物理二轮复习微专题专练（人教版）（解析版）

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题型专练 18　近三年高考实验题特训
(一)2019 年全国卷
Ⅰ
实验题全仿真训练
22.某同学利用如图 1所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数,已知当地重力加速度为 g。采用如下步
骤完成实验:
①用量角器测出斜面的倾角 θ,并用游标卡尺测量挡光片的宽度 d;
②用毫米刻度尺测量挡光片到光电门的距离 x;
③由静止释放滑块,记录数字计时器显示的挡光片挡光时间 t;
④多次改变 x,测出所对应的挡光时间 t;
⑤以
1
t2
为纵坐标,x为横坐标,作图像
1
t2
-x,得出一条过坐标原点的直线如图 2所示,测得其斜率为 k;
⑥根据实验数据和图像,计算滑块与斜面之间的动摩擦因数 μ。
根据上述的实验步骤,请回答:
(1)用游标卡尺测量挡光片宽度时,示数如图 3所示,则挡光片的宽度 d=
　　　　
mm。{
(2)滑块通过光电门时的速度大小 v=
　　　　
(用实验中所测物理量及已知量符号表示)。{
(3)滑块与斜面间的动摩擦因数 μ=
　　　　
(用k,g,d,θ表示)。{
【答案】
　
(1)2.4
　
(2)
d
t
　
(3)tan θ-
k d2
2gcos θ
【解析】 (1)游标卡尺的读数 d=2 mm+4×
1
10
mm=2.4 mm。
(2)用滑块通过光电门时的平均速度来代替瞬时速度的大小,故v=
d
t
。
(3)根据速度位移公式有 2ax=v2;根据牛顿第二定律可得 mgsin θ-μmgcos θ=ma;结合 v=
d
t
,k=
1
x t2
,联立解
得μ=tan θ-
k d2
2gcos θ
。
23.某同学要测定一电源的电动势 E和内阻 r,实验器材有:一只 DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电
流用 I表示),一只电阻箱(阻值用 R表示),一只开关和导线若干。该同学设计了如图 1所示的电路进行实验和
采集数据。
(1)该同学设计实验的原理表达式是 E=
　　　　
(用r、I、R表示)。{
(2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱调到
　　　　
(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”),实验
过程中,将电阻箱调至如图 2所示的位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为
　　　　
Ω。{
(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图 3所示的
1
I
-R 图像 ,则由图像可求得,该电源的电动势 E=
V,内阻 r=
　　　　
Ω。(结果均保留 2位有效数字)
【答案】(1)I(R+r)
　
(2)最大值
　
21 (3)6.3(6.1~6.4均可)
　
2.5(2.4~2.6均可)
【解析】 (1)根据闭合电路欧姆定律,该同学设计实验的原理表达式是 E=I(R+r)。
(2)根据实验的安全性原则,在闭合开关之前,应先将电阻箱调到最大值,根据电阻箱读数规则,电阻箱接
入电路的阻值为 2×10 Ω+1×1 Ω=21 Ω。
(3)由E=I(R+r)可得
1
I
=
1
E
·R+
r
E
,
1
I
-R 图像的斜率 k=
1
E
=
4−1
22−3.5
,得E≈6.2 V,
1
I
-R 图像的截距 b=
r
E
=0.4,得
r≈2.5 Ω。
(二)2019 年全国卷
Ⅱ
实验题全仿真训练
22.实验小组采用如图 1所示的实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数 μ,提供的器材有:带定滑轮的长木
板、有凹槽的木块、质量为 20 g 的钩码若干、打点计时器、电源、纸带、细线等。实验中将部分钩码悬挂
在细线下,剩余的钩码放在木块的凹槽中,保持长木板水平,利用打出的纸带测量木块的加速度。
图1
图2
(1)正确进行实验操作,得到一条纸带,从某个清晰的打点开始,依次标注 0、1、2、3、4、5、6,分别测出位置
0到位置 3和位置 6间的距离,如图 2所示。已知打点周期 T=0.02 s,则木块的加速度 a=
　　　
m/s2。(结果保
留小数点后 2位)
(2)将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,改变悬挂钩码的总质量 m,测得相应的加速度 a,作出 a-m 图像
如图 3所示。已知当地重力加速度 g=9.8 m/s2,则木块与木板间的动摩擦因数 μ=
　　　
。(结果保留 2位有效
数字)
图3
(3)实验中
　　　
(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码的总质量远小于木块和槽中钩码的总质量。{
【答案】(1)3.33
　
(2)0.35(0.32~0.36 均可) (3)不需要
【解析】(1)木块的加速度 a=
x36 -x03
9T2
=
(8.20-3.50-3.50)×1 0-2
9×0.022
m/s2≈3.33 m/s2。
(2)设木块的 质 量 为 M,根据牛 顿 第 二定 律 有 mg-f=(M+0.02n)a,f=μ(M+0.02n-m)g,可 解 得加速度 a=
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