课后限时练22 力学和电学创新拓展类实验(思维进阶课)（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与讲义

课后限时练22　力学和电学创新拓展类实验(思维进阶课) 说明：本试卷共4小题，共30分。 1．(8分)(2024·海南卷)水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图(a)所示，图(b)为俯视图，测得圆盘直径D＝42.02 cm，小圆柱体质量m＝30.0 g，圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。 为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤： (1)用秒表测量出圆盘转动10周所用的时间t＝62.8 s，则圆盘转动的角速度ω＝______rad/s(π取3.14)。 (2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的横截面直径，某次测量的示数如图(c)所示，该读数d＝________mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。 (3)写出小圆柱体所需向心力表达式F＝________(用D、m、ω、d表示)，其大小为________N(保留2位有效数字)。 2．(6分)小明利用了如图所示的装置测量重力加速度，小球的底部固定一窄挡光片，用一定长度的细线拴接，并将细线的另一端固定在铁架台上，使细线自然下垂，将光电门固定在挡光片处，调整角度测量仪的位置并固定在铁架台上，然后将细线拉开一合适的角度，由静止开始自由释放，挡光片第1次经过光电门时开始计数并计为1，同时通过计算机开始计时，挡光片第n次通过光电门所用的总时间为t。回答下列问题： (1)对于细线和小球的选择，下列正确的是________。 A．长约1 m的细丝线和小塑料球 B．长约1 m的细弹性线和小塑料球 C．长约1 m的细丝线和小铁球 D．长约1 m的细弹性线和小铁球 (2)为了减小实验误差，固定角度测量仪时，应调整角度测量仪的圆心与________重合。 (3)由以上操作可知单摆的周期为T＝______；为了减小测量误差，实验时多次改变摆长L，重复操作并计算出相对应的单摆周期T，通过得出的实验数据，描绘出L­T2的图像，测得图像的斜率为k，则当地的重力加速度应为g＝________。(用已知物理量字母表示) 3．(8分)(2025·江西新余一模)工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，中间的液体即电阻的有效部分。小明想测量某导电溶液的电阻率，在一透明塑料长方体容器内部左右两侧正对插入与容器等宽、与导电溶液等高的电极，两电极的正对面积为S＝50 cm2，电极电阻不计。实验提供的器材如下： 电压表(量程15 V，内阻约为40 kΩ)； 电流表(量程300 μA，内阻约为100 Ω)； 滑动变阻器R(20 Ω，1 A)； 电池组(电动势E＝12 V，内阻r约为6 Ω)； 单刀单掷开关一个； 导线若干。 (1)小明先用电阻表粗测溶液电阻，选择电阻×100挡后测量结果如图乙所示，粗略测量电阻为________ Ω(保留2位有效数字)。 (2)为了准确测量溶液电阻阻值，需测量多组电压表、电流表数据，请用笔画线代替导线，将图丙的实物电路补充完整。 (3)实验时，仅改变两电极间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出如图丁所示的R­d图线，由图像可得该导电溶液的电阻率ρ＝________Ω·m(计算结果保留3位有效数字)。 (4)小明在实验中未考虑电表内阻的影响，从原理看，他用图像法计算出的电阻率ρ将______(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。 4．(8分)(2024·广东卷)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路，所用器材有：电源E(电动势3 V)；电压表和(量程均有3 V和15 V，内阻均可视为无穷大)；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出，控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。 (1)电路连接。 图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表间的实物图连线。 (2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。 ①将图甲中R的滑片置于________端。用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。 ②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。的示数如图丙所示，读数U1为________ V，U2的示数为1.17 V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(选填“较大”或“较小”)。 ③断开S。 (3)光源跟踪测试。 ①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2。②闭合S，并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1<U2，图乙中的电动机带动电池板________(选填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至________时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。 5/5 学科网（北京）股份有限公司 $ 课后限时练22 1．解析：(1)圆盘转动的周期T＝＝6.28 s，根据圆周运动知识可得ω＝＝1 rad/s。 (2)根据游标卡尺的读数规则可知，d＝16 mm＋2×0.1 mm＝16.2 mm。 (3)根据向心力公式可得F＝mω2r，又r＝，则F＝，代入数据解得F≈6.1×10-3 N。 答案：(1)1　(2)16.2　(3)　6.1×10-3 2．解析：(1)为了使摆长不变，要用不可伸长的细丝线而不能用弹性线；为了减小空气阻力引起的误差，不能用塑料球，应该用小铁球，C正确。 (2)为了使角度的测量更准确，应调整角度测量仪的位置，使角度测量仪的圆心与细丝线的悬点重合。 (3)由题意可知，该次测量满足t＝(n－1)，则单摆的周期为T＝；根据单摆的周期公式T＝2π， 整理得L＝·T2，结合题意得k＝，则当地的重力加速度为g＝4π2k。 答案：(1)C　(2)细丝线悬点　(3)　4π2k 3．解析：(1)小明先用电阻表粗测溶液电阻，选择电阻×100挡后测量结果如图乙所示，粗略测量电阻为Rx＝50×100 Ω＝5.0×103 Ω。 (2)为了准确测量其阻值，并测量多组数据，则滑动变阻器应采用分压式接法；因Rx>，所以应该选择电流表内接法，因此其实物图如图所示。 (3)根据R＝ρ 可得R＝d 结合题图丁可得＝k＝ 解得该导电溶液的电阻率ρ＝480 Ω·m。 (4)若考虑电表的内阻，则有R＝ρ＋RA 由于该实验中是通过图像的斜率去求电阻率，而斜率与电流表内阻无关，因此计算结果与真实值相比不会变。 答案：(1)5.0×103　(2)见解析图　(3)480　(4)等于 4．解析：(1)电路连线如图。 (2)①为保护电路，应将题图甲中R的滑片置于b端。 ②电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则U1的读数为1.60 V；由此可知表面光照强度较小的RG1两端电压较大，说明表面光照强度较小的阻值较大。 (3)由于两电压表的示数U1<U2，可知RG1光照强度较大，则电动机带动电池板逆时针转动，直至U1＝U2时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。 答案：(1)见解析图　(2)①b　②1.60　较大　(3)逆时针　U1＝U2 2/2 学科网（北京）股份有限公司 $