【专项冲击波】高考物理 讲练测系列 专题36 创新实验 (2).doc

2013年高考物理专项冲击波讲练测系列 专题36 创新实验【重点知识解读】【最新模拟题专项训练】。图1、（6分）（2012年4月上海崇明县二模）一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图1所示的装置，一个直径为d=40cm的纸带环, 安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝a，在狭缝a的正对面画一条标志线，如图1所示在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝b的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝a转至与狭缝b正对平行时，雾滴便通过狭缝a在纸带的内侧面留下痕迹（若此过程转台转过不到一圈）将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对齐，如图2所示图2（1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离s1=cm，速度最小的雾滴到标志线的距离s2=cm； （2）如果转台转动的周期为t，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0= （用字母表示）； 1/s/解析：速度最大的雾滴到标志线的距离最小，s1=2.1cm，速度最小的雾滴到标志线的距离最大，s2=2.9cm；由=解得雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0=。v0-图线的斜率k=，可知转台转动的周期为1.6s。2.（2012年3月青岛市高三一模）物理实验小组利用如图所示的自制实验装置进行探究实验沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合；在墙上，距离地面高度为 l 的 p 点固定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体 a、b开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直， 通过刻度尺，记录 a、b 两物体距离地面的高度为 h；然后，同时由静止释放 a、b 物体，较重的 a 物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的 b 物体仍向上运动，观察b 物体所能到达的最大高度为 h，并记录下来根据上述测量的物理量可计算 a、b 两物体质量之比= ；用天平测量两物体质量，所得 a、b 两物体质量之比，与上述所得数据略有差距，试分析造成误差的原因 ；若要尽量减小本实验误差，可采取的方法有哪些 ；若换用不同质量的物体进行该实验，每次释放后，要使较轻的 b 物体不至于碰到定滑轮，那么，丝线所需的长度不应小于 b 物体不至于碰到定滑轮，b竖直上抛的最大初速度为，由2gh=2g(h-2h)可得h=3h，由图可知，lh，那么，丝线所需的长度不应小于2l-2h，联立解得丝线所需的长度不应小于4l/3。释放，从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间te改变小车压缩弹簧的压缩量，重复步骤d根据实验目的，你认为必须的实验步骤是_； （2）若小车的挡光板宽度为d，经过光电门的挡光时间为t，则小车过a点的速度v= ； （3）取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，根据实验数据描点画出，如图所示的图象。已知该直线与纵轴交点的坐标为（0，a），与横轴交点的坐标为（-b，0）；由图可知，n= 。3.答案：（1）ade（2）d/t（1）2a/b解析：（1）由于是探究弹簧的弹性势能ep与弹簧形变量x的关系为ep=cxn中n的数值，需要测量出x和ep，根据能量守恒定律，弹簧的弹性势能ep等于4.（2012年5月湖北武汉冲刺训练）伽利略在两种新科学的对话一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下：让滑块从距离挡板s处由静止沿倾角为的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，让水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（假设水流出均匀稳定）；记录下量筒收集的水量v；改变s，重复以上操作；将测得的数据记录在表格中。 （1）该实验用量筒中收集的水量来表示 。 a水箱中水的体积 b水从水箱中流出的速度 c滑块下滑的时间 d滑块下滑的位移 （2）某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量v，若实验正常，你估计v= ml；若保持下滑的距离s、倾角不变，增大滑块的质量，水量v将 （填“增大”、“不变”或“减小”）；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角，水量v将 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 （3）下列说法中不属于该实验误差来源的是 。 a水从水箱中流出不够稳定 b滑块开始下滑和开始流水不同步 c选用的斜面不够光滑 d选用了内径较大的量筒5（6分）（2012年5月上海浦东三模）汽车正在走进我们的家庭。研究发现，在无风状态下，汽车在高速行驶时受到的空气阻力ff主要与汽车正面投影面积s和汽车行驶速度v有关。通过汽车在风洞实验室模拟实验得到如下数据：（1）请根据表中数据在（a）图中作出正面投影面积为3.5m2的汽车的ff-v图线；为求出此汽车的ff与v间的具体关系，请你选择合适的坐标轴，在（b）图中作出线性图线。（2）汽车受到的空气阻力ff与汽车正面投影面积s、行驶速度v的关系为ff_（式中的比例系数用数值表示）。（3）影响上式中比例系数大小的可能因素为_（至少写出两个）。（b）（a）ff/102nv/ms-120406080o8162432解析：根据表中数据，速度增大到原来的2倍，汽车在高速行驶时受到的空气阻力ff增大到原来的4倍，所以ff与v2成正比。可以选择v2为横坐标轴，ff为纵坐标轴作出线性图线。根据画出的线性图线可得ff=0.25sv2。影响上式中比例系数大小的可能因素为空气密度、车的外形等。6（4分）（2012年5月西安长安一中质检）如图所示，某小组同学利用dis实验装置研究支架上力的分解。a、b为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。a连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动：b固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆。将细绳连接在杆右端o点构成支架，保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角aob=。对两个传感器进行调零。用另一绳在o点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数。取下钩码，移动传感器a改变角复复上述实验步骤，得到表格，根据表格，a传感器对应的是表中力_（选填“f1”或“f2”）：钩码质量为 kg（保留一位有效数字）。7.在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节。下面的表格中的数据分别是两组同学在物体做直线运动过程中测得的位移x和时间t的数据记录。物体运动的起止点所测的物理量测量次数12345ab时间t(s)0.551.091.672.232.74位移x(m)0.250.510.751.001.26cd时间t(s)0.891.241.521.761.97位移x(m)0.250.500.751.001.25请你对表格中的数据进行分析，写出你分析处理数据的方法、过程。并分别得出物体从ab和cd的过程中x随t变化的规律。丙甲乙（3）通过上述处理，你认为物体：从ab的过程中x随t变化的规律是： 从cd的过程中x随t变化的规律是： 7. 【答案】（1）作图法（2）根据表格中提供的数据分别画出ab过程的s-t图甲和cd的s-t图乙。由于图甲为倾斜直线，所以物体从a到b的运动为匀速直线运动，由于图乙为曲线，但是该图线接近于二次函数的图像，通过转换变量，作x-t2图像如图丙，x-t2呈线性变化关系，所以从cd的运动为初速度为零的匀加速直线运动。（3）x=0.45t，x=0.325 t2。从乙图中无法直接判断x、t之间的关系，但是该图线接近于二次函数的图像。为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作x-t2图像，为此求得表格如下：cd时间t(s)0.891.241.521.761.97新变量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25依据上表中的t2、s数据可作图如丙。从图像中看出x-t2呈线性变化关系，x-t2图像斜率为k=0.325，所以x=0.325 t2。 【点评】此题通过测出各个时刻物体的位移，利用位移图像探究物体的运动规律。若图像不是直线要根据变化趋势，通过转换自变量，化曲为直，以便寻找变化规律。8（2012年3月江西省六校联考）某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5v，额定电流0.5a，线圈绕阻小于1。为了进一步研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系，需要进一步做实验，请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有：（1）首先要比较精确测量电动机的线圈电阻r。根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选 。若电压表的示数为0.1v，电流表的示数为0.2a，则内阻r= ，这个结果比真实值偏 （选填“大”或“小”）。（2）在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。（标明所选器材的符号）（3）当电压表的示数为4.5v时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是 w。8.答案： v1 0.5 小 研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。1.72解析：使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选量程00.6v的电压表v1。若电压表的示数为0.1v，电流表的示数为0.2a，则内9. （2012年4月上海普陀区二模）如甲图所示，一根水平金属丝置于匀强磁场b中，与竖直放置的导轨有良好的接触，不计金属丝与导轨间的摩擦。可变电源可以提供任一方向的电流。金属丝由质量不计的棉线与弹簧秤连接，可以沿竖直方向上下滑动。弹簧秤在没有任何负载时，读数恰好为零。现测得多组实验数据，并作出如图乙所示的图像。图甲 图乙（1）在甲图中，当弹簧秤的读数为零时，流过水平金属丝的电流为_ a ，方向为 （填顺时针或逆时针）；（2）在乙图中，作出磁场的磁感应强度变为原来的1/2倍时的图线。9答案：（1） -3.5a， 顺时针方向。图甲 图乙（2） 根据f=5i+35，描点可作出图线如图。10.（浙江省2012年2月四校联考）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：（1）某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象，用如图所示电路进行探究，a、b、 c、d是四种不同的金属丝。vvvvabcdres现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示：编号材料长度l/m横截面积s/mm2a镍铬合金0.800.80b镍铬合金0.500.50c镍铬合金0.300.50d镍铬合金0.301.00e康铜丝0.300.50f康铜丝0.800.80电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为c、b、d的金属丝，则d应选上表中的_（用表中编号a、b、c、d、e、f表示）。 （2）另一小组用一个标称值为15的滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。可供使用的器材如下：为了较精确测量出滑动变阻器rx的全电阻值，将实物测量电路图中的连接线补充完整。探究中需要测量滑动变阻器rx的电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）： 。电阻丝的直径表达式为： 。要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是（写出测量工具和物理量的文字及符号）： 。电阻丝的长度表达式为： 。10答案：（1）e（2）如右图解析：只要方法合理，得出的表达式正确即可。11.（2012年云南二模）一小功率直流用电器t,额定电压为10v，内阻约20,为测量其额定功率，某同学选用了如下器材：待测用电器（用表示）电源e (电动势15v)电压表（量程03v,内阻rv=3k)电流表（量程00.6a,内阻约2)滑动变阻器(050)定值电阻r0 (阻值9k)开关和导线若干(1) 请在图中方框内画出实验电路图；(2) 实验中调整滑动变阻器，当电压表示数为_v时，用电器处于额定工作状态；此时电流表示数如图所示，则该用电器的额定功率为_w。（计算结果保留二位有效数字）11.答案：（1）电路图如图所示。（2）2.50 解析：由于用电器t额定电压为10v，需要将量程03v的电压表串联定值电阻改装成量程为12v的电压表。实验中调整滑动变阻器，当电压表示数为2.5v时，用电器两端电压为42.5v=10v,处于额定工作状态；此时电流表示数为0.42a，则该用电器的额定功率为p=100.42w=4.2w。问题1:细心的乙同学发现了图电路中导线的连接有不妥当之处，她发现的是_导线（填导线上的名称）步骤四：导线调整后，改变滑片位置，得到了如下表中的实验数据。步骤五：丙同学在方格纸上建立了直角坐标系，准备画出“ui”图线。他已经描出了两个数据点，如图所示。问题2:请你帮他描出剩余的数据点，并作出“ui”图线。步骤六：分析研究问题3：根据以上研究，可求出通过电池的电流为0.36a时，电池输出功率为 _ w (保留两位有效数字）。 问题4: 丁同学认为，既然是研究电池的输出功率，就应该画出输出功率p随电流i的变化图线，你认为“pi”图线是_(填“直线”或“曲线”）。问题5:乙同学认为调整导线后的实验电路，虽然测出了实验数据，但在搡作过程中存在安全隐患。大家思考后，从实验室又找来了一个定值电阻（阻值约为2)作为保护电阻接入电路，此电路既能测出不同负载下电池的输出功率，又能探究一款刚上市的手机电池的输出功率及其他参数，其设计的电路电压表应与电源并联，测量电源路端电压，导线f另一端应该接电源负极。为了使开关打开后，电压表断电，导线e另一端应该接电流表正接线柱。问题2：根据表格中给出的数据描点，作出“ui”图线如图所示。问题3：通过电池的电流为0.36a时，电源输出电压为1.7v，电池输出功率为p=ui=0.61w。问题4：由p=ui=(e-ir)i=ei-i2r，可知输出功率p随电流i的变化图线是曲线。问题5：保护电阻与滑动变阻器串联后接入电路，可避免电源短路，他们修改的电路图如图所示。13.（2012年5月烟台适应性训练三）小明同学为测定某电源内阻r和一段电阻线单位长度的电阻r0，设计如图所示的电路，ab是一段粗细均匀的电阻线，r是阻值为5的保护电阻，电源电动势为10v电流表示数用i表示，滑片p与电阻丝有良好接触，用l表示ap长度，其它连接导线电阻不计实验时闭合电键，调节p的位置，记录l和与之排除故障后进行实验，根据得到的数据，小明同学做出了-l图像如图所示，由图像可知电源内阻r为 ；该电阻线单位长度的电阻r0为 。若电流表内阻不能忽略，则电源内阻r和电阻线单位长度的电阻r0的测量值分别 、 真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)14.（2012年5月西安长安一中质检）在“用dis研究电路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中，为了研究感应电动势e与时间t的关系，某小组同学利用图中的实验装置进行实验：小车上装有磁铁和挡光片，小车的挡光片经过光电门传感器时，dis实验系统记录挡光时间t，电压传感器记录下此时间螺线管中感应电动势的平均值e。通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就得到一系列的感应电动势的平均值e和时间t。 在一次实验中得到的数据如下表： （1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间t内，磁铁相对螺线管位置的变化都 （选填“相同”或“不同”），从而实现了控制 不变。 （2）在得到上述表格中的数据之后，为了研究e和t 的关系，可采用图像处理数据的方法，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，在直角坐标系中作 _的关系图线，可得出的实验结论是_ 。 （3）若要进一步研究感应电动势与线圈匝数（线圈直径不变）的关系，实验时应控制 相同。（1）在闭合电键s前，变阻器r1的滑动片应移至r1的 （选填“左端”或“右端”）。（2）当r1 r2时，对电压起粗调作用的是 （选填“r1”或“r2”）。题11-3图r1de（3）在坐标纸中画出二极管的电流i与正向电压u的关系图象。（4）将上述的二极管接入如右图所示电路中，已知电源电动势 e=9v、内阻不计，电阻r1=2k，则二极管d消耗的电功率为 w。初级线圈次级线圈磁传感器图116（2012年4月上海闸北区二模）某实验小组设计了如图1的实验装置，初级线圈与一可调节电源相连（图中未画出），通过调节电源可在初级线圈中产生变化的电流，用磁传感器可记录初级线圈中产生的磁场b的变化情况，用电压传感器可记录匝数和面积均不变的次级线圈中产生的感应电动势e的变化情况，二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上。某次实验中得到的b-t、e-t图像如图2所示。b/mtt/s00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 e/mvt/s00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 图2（1）观察比较这两组图像，可得：在次级线圈中产生恒定感应电动势的条件是_；感应电动势的大小与_有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图2中的信息，做出 （ ）aeb图像be图像ce图像de图像【最新高考题专项检测】1.（2012海南物理）.水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的o点，如图（a）所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从o点运动至气垫导轨上另一固定点a所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。（表中的值是根据t值计算得出的）（2）与x成正比。ek与()2成正比。ep=ek ep与x2成正比。2（2012年新课标理综第23题）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中d为位于纸面内的u形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；e为直流电源；r为电阻箱；为电流表；s为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空。按图接线。保持开关s断开，在托盘内加入适量细沙，使d处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关s，调节r的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使d_；然后读出_，并用天平称出_。用米尺测量_。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出b=_。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。【考点定位】此题考查电路实验、安培力及其相关知识。3：(2009年四川理综第22题)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于o点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可