2018届高考物理二轮复习实验题押题练（三）提升实验设计和探究归纳能力（增分型）.docx

实验题押题练(三)提升实验设计和探究归纳能力(增分型)实验原理的迁移1.实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 ；电压表：量程3 V，内阻约9 k；滑动变阻器R1：最大阻值5 ；滑动变阻器R2：最大阻值20 ；定值电阻：R03 ；电源：电动势6 V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_(选填“a”或“b”)端。(2)在如图乙所示的实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图丙所示，读数为_V。(4)导线实际长度为_m(保留两位有效数字)。解析：(1)由R得，铜导线电阻Rx约为1.7 ，电路中RxR0约为4.7 ，若选R15 的滑动变阻器，则电路中电流将超过电流表量程，故滑动变阻器选R2。为保护电路，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至a端，使其电阻为最大。(2)实物电路连接图如图所示。(3)电压表量程3 V，指针在2后第3条刻度线，故读数为2.30 V，估读为2.29或2.31均可。(4)R0Rx 4.6 ，Rx1.6 ，由Rx得L94 m。答案：(1)R2a(2)见解析图(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确)2某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，用以测定a、b两个干电池的电动势和内电阻(图中R是电阻箱，其阻值可以直接读出)。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略，故该同学事先测出电流表内阻：RA0.20 。(1)图乙是该同学测量电池a所得到的数据图像。由此可知，该电池的电动势Ea_V、内阻ra_ 。(2)图丙是该同学测量电池b所绘出的 R图像，由此可求出该电池的电动势Eb_ V、内阻rb_。(计算结果保留三位有效数字)解析：(1)读取图像信息知，电源电动势为E1.5 V，内阻为r 1.0 。(2)由闭合电路欧姆定律可知I，变形得由题图知图像的斜率表示电源的电动势的倒数，有E V2.93 V图像与纵坐标的交点0.9，解得r2.44 。答案：(1)1.51.0(2)2.932.44实验器材的等效与替换3图1为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景。用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台上的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出)。所得数据记录在下列表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69标尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)根据所测数据，在图2坐标纸上作出F与x的关系图像。(2)由图像求出该弹簧的劲度系数为_N/m，弹簧的原长为_cm。(均保留三位有效数字)(3)为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数，两位同学分别设计了如图3所示的甲、乙两种方案。为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为_方案更合理。若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，c的示数为4.0 N，则A和B间的动摩擦因数为_。解析：(1)根据表中数据利用描点法得出对应的图像如图所示。(2)由胡克定律可知，图像的斜率表示劲度系数，则可知k N/m24.7 N/m，在横轴上的截距表示弹簧的原长x55.2 cm。(3)甲、乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理。弹簧测力计a示数为6.0 N，所以A、B间的动摩擦因数0.3。答案：(1)见解析图(2)24.7(24.325.0均正确)55.2(55.055.5均正确)(3)甲0.34某同学想要测量一个阻值大约为20 的电阻的阻值，实验室给出了以下器材：电流表G1(05 mA，内阻r13 )；电流表G2(010 mA，内阻r21 )；定值电阻R1(150 )；定值电阻R2(15 )；滑动变阻器R(05 )；干电池(1.5 V)；开关S及导线若干。(1)该同学设计了如图甲所示的电路图，图中电阻_(填“A”或“B”)为被测电阻，电阻_(填“A”或“B”)为定值电阻，定值电阻应选_(填“R1”或“R2”)。(2)图乙中的实物图已连接了一部分，请将实物图连接完整。(3)若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2，则被测电阻的大小为_(用已知和测量物理量的符号表示)。(4)若通过调节滑动变阻器，测得多组的I1、I2，作出I2I1的图像，如图丙所示，求得图像的斜率为k1.85，则被测电阻的大小为_(保留三位有效数字)。解析：(1)由于电流表G1的内阻已知，因此串联一个定值电阻可以改装成一个电压表，因此A为定值电阻，B是被测电阻，由于被测电阻的阻值约为20 ，而电流计G1的量程为G2的一半，因此G1的内阻加定值电阻的总阻值应与被测电阻差不多，因此定值电阻应选R2。(2)实物图连接如图所示。(3)被测电阻Rx。(4)由Rx得I2I1，因此有k，求得Rx 21.2 。答案：(1)BAR2(2)见解析图(3)(4)21.2数据处理的创新5.某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图所示的装置。在竖直墙上的A点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为1.00 kg的小球C连接，另一端绕过小滑轮B(可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B与A等高，BD为水平参考线，测出BC间绳长L0.80 m。实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD线高h处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F。改变h的值，记录下相应的最大拉力F，取HLh，g9.80 m/s2，实验中得到的部分数据如下表所示。h/m0.100.200.300.40H/m0.700.600.500.40F/N26.8824.4522.0019.56(1)当H0.60 m时，小球的最大动能为_J，此过程中外力做功为_J。(2)实验结论是：_。(3)根据实验结论，推导出F与H之间的关系为：_。解析：(1)根据实验中得到的数据可知，H0.60 m，F24.45 N，小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，在最低点，根据牛顿第二定律得：Fmgm可得小球运动到最低点时所具有的动能为mv25.86 J，此过程中外力做功为Wmg(Lh)1.009.800.60 J5.88 J。(2)实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量。(3)根据实验结论可知，Fmgm，mv2mg(Lh)mgH，解得：FHmg，代入数据得：F24.5H9.8。答案：(1)5.865.88(2)见解析(3)F24.5H9.86在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材有：待测电源一个(电动势E约为9 V，内阻r在3585 范围内)，内阻为RV19.95 k的电压表一个(量程略大于电源的电动势)，电阻箱一个，开关一个，导线若干。为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，R为横坐标，画出与R的关系图像，如图所示。试根据以上信息回答问题：(1)在虚线框内画出实验电路图。(2)根据图像可得E_，r_。(保留两位有效数字)解析：(1)由题图可知，电阻箱的阻值可达到5 k，与电压表内阻的数量级相当，故