实验题增分练1(Word练习)-【精讲精练】2025年高考物理二轮专题辅导与训练

二、实验题增分练 增分练(1) 1．(2024·九省联考)某同学设计实验验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。一质量为m、直径为d的小球固定于释放装置上，在小球正下方固定四个光电门，调节各光电门的中心，使其与小球的球心均在同一竖直线上。由静止释放小球，记录小球通过每个光电门的挡光时间，重力加速度为g。 (1)若测得某光电门的中心与释放点的竖直距离为h，小球通过此光电门的挡光时间为Δt，则小球从释放点下落至此光电门中心时的动能增加量ΔEk＝____________ ，重力势能减小量ΔEp＝____________ (用题中字母表示)。 (2)根据实验数据，作出ΔEk-ΔEp的图像，如图乙所示。若图中虚线的斜率k≈____________ ，则可验证机械能守恒定律； (3)经过多次重复实验，发现小球经过第三个光电门时，ΔEk总是大于ΔEp，下列原因中可能的是_____________。(填字母) A．第三个光电门的中心与释放点的竖直距离测量值偏大 B．第三个光电门的中心偏离小球下落时球心所在的竖直线 C．小球下落过程中受到空气阻力的作用 解析　(1)小球经过光电门中心时的速度为v＝ 则小球从释放点下落至此光电门中心时的动能增加量为ΔEk＝mv2－0＝m 小球从释放点下落至此光电门中心时的重力势能减小量ΔEp＝mgh。 (2)根据机械能守恒定律可得ΔEk＝ΔEp，则作出ΔEk-ΔEp的图像中虚线的斜率k≈1，则可验证机械能守恒定律。 (3)第三个光电门的中心与释放点的竖直距离测量值偏大，则ΔEp的测量值偏大，使得ΔEk小于ΔEp，故A错误；第三个光电门的中心偏离小球下落时球心所在的竖直线，使得挡光宽度小于小球的直径，则速度测量值偏大，ΔEk的测量值偏大，使得ΔEk大于ΔEp，故B正确；小球下落过程中受到空气阻力的作用，使得减少的重力势能有一部分转化为内能，则ΔEk小于ΔEp，故C错误。 答案　(1)m　mgh　(2)1　(3)B 2．(2024·九省联考)某些材料的电阻率在外磁场作用下发生改变的现象称为磁致电阻效应，利用该效应可以制作磁敏器件。为探究某磁敏器件材料的电阻率随外磁场的变化规律，设计如图甲所示电路。该器件在无外磁场时的阻值为R0，加磁感应强度为B的外磁场后，阻值变为R，阻值的变化量ΔR＝R－R0，相对变化率能反映器件材料电阻率的变化。图中V1和V2均为理想电压表，定值电阻R1＝300 Ω，RP为滑动变阻器，S为开关，E为电源。 甲 (1)不加外磁场，调节RP使V1示数为U1＝0.30 V，读出V2示数U2＝0.40 V，由此可计算出R0＝____________Ω 。 (2)加外磁场，调节RP使V1示数仍为0.30 V，记录B和V2示数U2，计算。 (3)改变B，重复(2)操作，实验数据如下表，B＝0.30 T时，电压表V2示数如图乙所示，读出数据，完成下表。 乙 B/T … 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 U2/V … 0.56 0.59 0.62 ____ 0.69 0.72 … 0.40 0.48 0.55 ____ 0.73 0.80 (4)在图丙坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图。由此可知，B在0.15～0.40 T范围内，该器件材料的电阻率随B的增大而增大。 丙 解析　(1)根据电阻分压关系可得＝，磁敏器件在无外磁场时的阻值为R0＝400 Ω。 (3)由题图丙可知电压表V2示数为U＝0.66 V，根据电阻分压关系可得＝，磁敏器件的阻值为R0′＝660 Ω，当B＝0.30 T时，＝＝＝0.65。 (4)将所缺数据点补充完整作出图像，如图所示。 答案　(1)400　(3)0.66　0.65 (4)见解析图 3．(2024·晋中三模)某同学用如图甲所示的实验装置测量重力加速度g的大小。实验步骤如下： ①调节斜槽轨道末端水平，并与斜面体ABC的顶端A点衔接，然后将斜槽和斜面体固定； ②将光电门传感器固定在斜槽轨道末端，并调节其高度，使小球在斜槽轨道末端静止时球心与光电门上的小孔重合； ③先在斜面上铺一层白纸，再在白纸上铺复写纸，并将它们固定好； ④把小球从斜槽轨道上的某一位置由静止释放，使其脱离斜槽轨道后落到复写纸上，记录小球经过光电门的遮光时间Δt1，并测量小球落在斜面上的位置与A点的距离s1； ⑤不断改变小球从斜槽轨道上释放的位置，重复步骤④，得到多组Δt和s值，并以为纵坐标，以s为横坐标，建立直角坐标系，描点作图后得如图丁所示的正比例函数图像，图像的斜率为k。 (1)实验过程中，该同学用图乙所示的游标卡尺测量小球的直径d，应该用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量，示数如图丙所示，该小球的直径d为________mm。 (2)为完成该实验，还需测量的物理量有________。(多选，填字母) A．小球的释放点到桌面的高度h1 B．斜面的高度h2 C．斜面的长度L D．小球的质量m (3)请用k、d及第(2)问中所选物理量的符号表示重力加速度g的大小：g＝________。 解析　(1)A用于测量内径，B用于测量外径，C用于测量深度，故填B；根据游标尺的刻度为20格，总长度比主尺短1 mm，故精度为0.05 mm，读数＝主尺读数(单位mm)＋游标尺和主尺对齐的格数×0.05 mm，所以读数为11.30 mm。 (2)该实验通过对小球落到斜面上之前的平抛运动的研究计算重力加速度，需要知道斜面倾角或倾角的正余弦值，斜面倾角的正弦值sin θ＝，余弦值cos θ＝，故选B、C选项。 (3)小球在平抛运动过程中x＝v0t，y＝gt2 初速度v0＝ 由几何关系得x＝s cos θ，y＝s sin θ 整理得＝s 因此斜率k＝ 得g＝。 答案　(1)B　11.30　(2)BC　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $$