适用于新高考新教材2024版高考物理二轮复习题型专项练实验题专项练四（附解析）

实验题专项练(四)1.(2023河北石家庄模拟)某物理小组的同学查阅资料得知,弹簧弹性势能表达式为Ep=12kx2,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧形变量。他们设计了如图甲所示装置来测量弹簧劲度系数k和重力加速度g,操作步骤如下:(1)将弹簧竖直固定在水平桌面上,弹簧上端有一光电门(小球通过光电门后恰好落在弹簧上端),左侧有一竖直固定的刻度尺。(2)用游标卡尺测量小球的直径d,示数如图乙所示,则d=　　　　mm。 (3)用天平测得小球的质量为m。(4)将小球从弹簧正上方由静止释放,记录小球经过光电门的挡光时间t,测出弹簧的最大压缩量x。(5)多次改变小球的释放位置,重复步骤(4),记录多组x及对应的挡光时间t。(6)作出1(xt)2-1x图像如图丙所示,可得弹簧的劲度系数k=　　　　,重力加速度g=　　　　。(用m、d、a、b表示) 2.(2023湖北武汉模拟)某同学用自制的电压表和电流表测量某电源的电动势和内阻,为了消除电表内阻造成的误差,设计了如图所示的实验电路进行测量。已知电压表的满偏电压为3.00V,电流表的满偏电流为0.30A,电阻箱最大阻值为9999.9Ω,定值电阻R0=2Ω。实验操作步骤如下:①将电阻箱的阻值调到最大;②单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,将电阻箱R的阻值调至R1=19.0Ω,电流表的示数为I1=0.10A,电压表的示数为U1=1.52V,断开开关S0;③单刀双掷开关S与2接通,闭合开关S0,将电阻箱R的阻值由R1=19.0Ω调至R2=4.9Ω,电流表的示数为I2=0.20A,电压表的示数为U2=1.14V,断开开关S0。 回答下列问题:(1)将电阻箱的阻值由19.0Ω调至4.9Ω,下列调节方法可行的是　　　　; A.先将“×0.1”挡调至9,再将“×10”挡调至0,最后将“×1”挡调至4B.先将“×0.1”挡调至9,再将“×1”挡调至4,最后将“×10”挡调至0C.先将“×10”挡调至0,再将“×1”挡调至4,最后将“×0.1”挡调至9(2)由实验所测数据求得电流表的内阻RA=　　　Ω,电压表的内阻RV=　　　　Ω;电源的电动势E=　　　　V,电源的内阻r=　　　　Ω;(结果均保留2位有效数字) (3)若将开关S接2,闭合开关S0,当电阻箱R=　　　　Ω时,电源的输出功率最大。  实验题专项练(四)1.答案(2)9.90　(6)mbd2　bd22a解析(2)根据游标卡尺的读数规律,该读数为9mm+0.05×18mm=9.90mm。(6)小球刚接触弹簧时的速度v=dt,小球与弹簧作用的过程,根据机械能守恒定律有mgx+12mv2=12kx2,则有1(xt)2=-2gd2·1x+kmd2,结合题图丙有kmd2=b,2gd2=ba,解得k=mbd2,g=bd22a。2.答案(1)AB　(2)0.80　76　2.0　2.0　(3)0解析(1)从保护电路的角度,调节电阻箱时,调节到4.9Ω前的电阻箱阻值应不低于4.9Ω。故选AB。(2)开关S与1接通时,有I1=U1RV+U1R1,所以RV=76Ω,开关S与2接通时,有U2=I2(R2+RA),所以RA=0.80Ω;开关S与1接通时,由闭合电路欧姆定律有E=U1+I1(R0+RA+r),开关S与2接通时,由闭合电路欧姆定律有E=U2+I2+U2RV(R0+r),解得E=2.0V,r=2.0Ω。(3)开关S接2时R外>R0=r,如图所示,由电源输出功率与电路外电阻关系可知,当电阻箱阻值R=0时,电源的输出功率最大。