2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題6 高中物理實驗 第3講 改進型和設(shè)計型實驗練習(xí)

第3講 改進型和設(shè)計型實驗1(2019年河源名校模擬)某同學(xué)通過實驗比較兩滑塊A、B與斜面間動摩擦因數(shù)的大小關(guān)系(1)如圖甲所示，將滑塊A、B由靜止釋放，下滑過程中二者始終相對靜止，則A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)A與B的大小應(yīng)滿足_(2)如圖乙所示，給滑塊A、B沿斜面向上的初速度v，上滑過程中二者始終相對靜止，則下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號)AABBABCA<BD兩滑塊的質(zhì)量關(guān)系未知，故不能判斷A、B的大小關(guān)系【答案】(1)AB(2)B2(2019年陜西韓城三模)如圖所示為某黑箱面板上的三個接線柱，黑箱里可能有直流電源、電阻、二極管、電容器等元件，但任意兩個接線柱間最多只連接有一個個元件(1)某同學(xué)要用多用電表探測黑箱，探測的第一步應(yīng)該是_A用多用電表的電阻擋測量任意兩接線柱間的電阻B用多用電表的電壓擋測量任意兩接線柱間的輸出電壓C用多用電表的電流擋測量任意兩接線柱間的輸出電流(2)測結(jié)果表明，黑箱里沒有電源，但測得任兩個接線柱間的電阻如下表所示：紅表筆ABACBC黑表筆BACACB測得阻值/20020011.2 k27011 k70由此可以判斷，黑箱里的元件有_，用電路元件符號在上圖的虛線框內(nèi)畫出黑箱中的電路連接(3)多用電表的表盤如下圖所示，在上面探測A、C兩接線柱間電阻時，紅表筆接A接線柱，黑表筆接C接線柱，這時電流從_(填“A”或“C”)接線柱流進黑箱；為了使這時測量電阻讀數(shù)盡可能減小誤差，測電阻的擋位選擇的應(yīng)是_(填“×1 k”“×100”或“×10”)【答案】(1)B (2)電阻、二極管如圖所示(3)C×1 k【解析】(1)因黑盒子內(nèi)部可能有電源，則不能先用萬用表的歐姆擋測量，則可先用電壓擋判斷內(nèi)部是否有電源，故選B.(2)根據(jù)歐姆擋的測量可以斷定AB間肯定有電阻，BC之間肯定有二極管，AC間肯定有電阻和二極管的串聯(lián)，電路連接如圖(3)在上面探測A、C兩接線柱間電阻時，紅表筆接A接線柱，黑表筆接C接線柱，這時電流從C接線柱流進黑箱為了使這時測量電阻讀數(shù)盡可能減小誤差，測電阻的擋位選擇的應(yīng)是×1 k.3(2019年福州二模)某同學(xué)看到法治節(jié)目中報道有人用彈弓射擊野生保護動物，他對此行為表示強烈譴責(zé)，為了教育其他同學(xué)不要玩彈弓，他想用學(xué)過的物理知識來實際測量它的威力于是他準(zhǔn)備了一個節(jié)目中類似的彈弓(如圖甲)，它每側(cè)固定有兩根完全相同的橡膠管，金屬彈珠質(zhì)量為10 g，直徑為10 mm.甲(1)他首先猜想橡膠管拉伸過程中彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定律，為了驗證猜想進行了實驗，由于實驗室的傳感器量程較小，于是他取其中一根橡膠管進行實驗，通過傳感器拉動橡皮管，記下它每一次的長度L及對應(yīng)的拉力F大小，并在坐標(biāo)紙畫出圖乙所示的圖像為了便于研究，他在老師的啟發(fā)下將原圖象擬合成如圖丙所示，請你根據(jù)圖象，計算出該單根橡膠管的原長L0_，勁度系數(shù)k_.(2)同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈丸發(fā)射后的比動能(動能與最大橫截面積的比值)超過1.8 J/cm2就可被認定為槍支，并且滿足胡克定律的物體在彈性限度內(nèi)其彈性勢能E與形變量x的關(guān)系式可表示為Ekx2.在一次測試中彈弓每側(cè)的橡皮管組拉至49 cm長請你估算彈珠離開彈弓時的比動能為_(取3，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)34 cm70 N/m(2)4.2 J/cm2【解析】在FL圖象中，斜率代表橡膠管的勁度系數(shù)；根據(jù)胡克定律Fkx求得彈簧的原長；根據(jù)Ekx2，求得金屬珠的動能，即可求得比動能(1)由圖線可知k70 N/m；設(shè)橡膠管的原長為L0，當(dāng)L40 cm時，F(xiàn)k(LL0)，解得L034 cm.(2)當(dāng)彈弓拉到49 cm時，由機械能守恒Ek4×kx2，彈珠的比動能A04.2 J/cm2.4(2019年河南一模)圖中圓盤可繞過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動圓盤加速轉(zhuǎn)動時，角速度的增加量與對應(yīng)時間的比值定義為角加速度，用表示，我們用測量直線運動加速度的實驗裝置來完成實驗，實驗步驟如下其中打點計時器所接交流電的頻率為50 Hz，圖中A、B、C、D為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出如圖甲所示，將打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔，然后固定在圓盤的側(cè)面，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上；接通電源，打點計時器開始打點，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動；斷開電源，經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動圓盤和打點，取下紙帶，進行測量(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示，圓盤的半徑為_；(2)由圖丙可知，打下計數(shù)點D時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速為_(保留兩位有效數(shù)字)(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度為_【答案】(1)60.00 mm(2)6.5(3)9.8105(2019年河南二模)某同學(xué)利用如圖所示的電路，測定一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻RL，實驗室提供下列器材：待測線圈L，阻值約為2 ，額定電流為2 A電流表A1，量程為0.6A，內(nèi)阻r1為0.2 電流表A2，量程為3 A，內(nèi)阻r2約為0.2 變阻器R1阻值為010 ，變阻器R2阻值為01 k電池E，電動勢為4 V，內(nèi)阻很小定值電阻R36.8 ，R41 k開關(guān)S1、S2要求實驗時，改變變阻器的阻值，待電路穩(wěn)定時，可以在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1表、A2表的讀數(shù)I1、I2，利用I2I1圖象，求出電感線圈的電阻(1)實驗中定值電阻應(yīng)選用_，變阻器應(yīng)選用_(填器材代號)(2)I2I1對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為_(選用題干所給出的物理量符號表示)(3)實驗結(jié)束時應(yīng)先斷開開關(guān)_，后斷開開關(guān)_(4)由I2I1圖象得出的平均值為4.6，則電感線圈的直流電阻為_(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【答案】(1)R3 R1(2)I2·I1(3) S2 S1(4)2.04 【解析】(1)采用已知內(nèi)阻的小量程電流表A1替代電壓表測量電壓，需要串聯(lián)一個阻值大于等于R6.7 的定值電阻所以實驗中定值電阻應(yīng)選用阻值為6.8 的R3；要用分壓電路，選擇較小的滑動變阻器，滑動變阻器應(yīng)選用阻值為010 的R1.(2)由I1(R3r)(I2I1)RL 解得變形可得I2·I1.(3)實驗結(jié)束時為防止燒壞電路，應(yīng)先斷開開關(guān)S2 ，將電感與A1斷開，然后再斷開S1.(4)由I2·I1代入數(shù)據(jù)得RL1.9 .6(2019年吉林三模)現(xiàn)有一個直流電流計G，滿偏電流為200 A，內(nèi)阻約為400 ，某同學(xué)想把它改裝成量程為2 V 的電壓表，他首先根據(jù)圖示電路，用半偏法測定電流計的內(nèi)阻(1)為提高測量準(zhǔn)確度，在以下器材中，電阻器R應(yīng)選用_；電池應(yīng)選用_ (選填器材前的字母)A電池(電動勢1.5 V，內(nèi)阻不計)B電池(電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計)C電阻箱(0999.9 )D滑動變阻器(0500 )E電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當(dāng))(05.1 k)F電位器(051 k)(2)該同學(xué)在開關(guān)斷開的情況下，檢查電路連接無誤后，將R的阻值調(diào)至最大后續(xù)的實驗操作步驟依次是_，最后記錄R的阻值并整理好器材(請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母)AS1閉合BS2閉合C調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度(3)如果測得R的阻值為400.0 ，即為電流計G內(nèi)阻的測量值則給電流計G_聯(lián)(填“串”或“并”)一個阻值為_k的電阻，就可以將該電流計G改裝成量程為2 V的電壓表(4)請你推斷在本實驗中電流計G內(nèi)阻的測量值R比其內(nèi)阻的實際值Rg是偏大還是偏小：_.【答案】(1)FB(2)ACBE(3)串9.6(4)偏小 【解析】(1)該實驗采用半偏法測量，測量電路要讓電流計達到滿偏，而且要滿足對改裝后的檢驗，電源電壓至少大于2 V，故選電源B，故選B；閉合S1，電路中電流I不能大于200 A，由I知，RRg，代入數(shù)據(jù)得R22 k，故選F.(2)半偏法測電阻實驗步驟：第一步，按原理圖連好電路；第二步，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使表頭指針滿偏；第三步，閉合開關(guān)S2，改變電阻箱R的阻值，當(dāng)表頭指針半偏時記下電阻箱讀數(shù)，此時電阻箱的阻值等于表頭內(nèi)阻Rg.故應(yīng)選ACBE.(3)將電流計改裝成電壓表，應(yīng)串聯(lián)接入一分壓電阻R，由歐姆定律及串聯(lián)電路分壓規(guī)律有UIgRgIgR(其中U為改裝后電壓表的滿偏電壓)則RRg 9.6 k.(4)實際上電阻箱并入后電路的總電阻減小了，干路電流增大了，電流計半偏時，流過電阻箱的電流大于流過電流計的電流，電阻箱接入的電阻小于電流計的電阻所以該測量值“略小于”實際值- 6 -