2016届高考二轮物理复习专题8实验专题：图象法处理数据概要1讲解

1、实验专题：图象法处理数据 、关于图线的曲直 1、（2015 福建高考节选）某同学做 探究弹力和弹簧伸长量的关系 ”的实验。图丙是该同 学描绘的弹簧的伸长量 I与弹力 F 的关系图线，图线的 AB 段明显偏离直线 OA,造成这 种现象的主要原因是 _ 。 答案：钩码重力超过弹簧弹力范围 2、（ 2010 浙江高考节选） 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ”的实验中，为 了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所 示：请指出图线的特征，并解释形成的原因。 答案：电阻随电流增大。存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同： 第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻 增大快

2、；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大 也变慢 想法：实际情况，要提醒学生不要死搬老师教的答案 3、某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力 F 及质量 m 间关系的实验。图1（a）为实验装置简图，实验中认 为细绳对小车拉力 F 等于砂和砂桶总重力， 小车运动加速度 a 可由纸带上点求得。 保持砂和砂桶质量不变， 改 变小车质量 m，得到数据如表中所示,根据表中数据，为直观反映 F 不变时 a 与 m 的关系。请选择恰当物理量 建立坐标系作出图线，由图线得小车所受的拉力为 _ N ;图线上有一组数据明显偏离直线，对于这个点，你 的理解是 _ 。 答案：0.5;加速度计算错误或

3、者质量测量错误（可能有点诡异有点牵强，凑合着用用，你以为原创那么容易的 啊） 4、（ 2013 北京理综节选）某同学通过实验测定一个阻值约为 5Q的电阻 Rx的阻值，实验电路采用图甲。 接通开 关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，记录对应的电流表示数 I、电压表示数Uo在不损坏电表的前提下，将滑动 变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离 x的增加，被测电阻 RX两端的电压 U 也随之增加，下列反 映 U-x关系的示意图中正确的是 _ 。 i 申 宜 * + i B 4 + 7.72 7.h 71 (k25 5.76 5-2*4 m = i.04xl0-6n.m 1.25x(24

4、00-2000)* 10_ 3 通过计算可知金属给与cm阻率相同f远大于金属丝啲电阻率. 7、一根大弹簧内套一根小弹簧， 大弹簧比小弹簧长 0.2m,它们的一端固定，另 一端自由，如图所示，求这两根弹簧的劲度系数 ki（大弹簧）和 k2（小弹簧）分别为多少?（参考答案 ki=100N/m k2=200N/m） 6 和 7 两题的目的在于“折线”，可联系必修一手拉纸带及物 -板模型中加速度随外力变化的规律及各种折线图 像 、关于图线的应用 &某小灯泡的伏安特性图线如图所示，图线上 P 点的横、纵坐标分别为 U、I。PN 为图线中 P 点的切线，P、N 两 点横坐标之差和纵坐标之差分别为

5、U 和 4.则下列说法中正确的是 （） A 小灯泡的电阻随着所加电压的增大而增大 B 小灯泡的电阻是定值，不随所加电压的增大而变化 U0 C .电流为I。时，小灯泡的电阻 R 0 1 0 AU D 电流为I。时，小灯泡的电阻 R - 也I 答案：AC （思路，关注割线斜率和切线斜率的异同和应用，可推广到所有比值方程） 9、（2014 上海高考物理）在“用 DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中将待测电池组、滑动变阻器、电流传感 器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图 （a）所示。图中未接导线的 A 端应接在 _ 点（选 填：B、 C、 D 或 E ）。 实验得到的 U-I关系如

6、图(b)中的直线 I所示，则电池组的电动势为 _ V，内电阻阻值为 _ Qo 为了测量定值电阻的阻值，应在图 (a)中将“ A ”端重新连接到 点(选填：“ B” “C、 “ D 或“ E”，)所得到 的 U-I关系如图(b)中的直线n所示，则定值电阻的阻值为 _ Qo 9、 【答案】 C (2) 2.8; 2 (3) D ; 3 【解析】 (1) 根据实验电路可知电流传感器串联在了电路中， 另一个是电压传感器应该并联在电路中测量电路的路端电 压，所以 A 端应该连接在 C 处； (2) 根据闭合电路的欧姆定律： U二E -1 r，图线的斜率表示内阻： = 空=2门，截距表示电动势， 也 I

7、1.4 即 E= 2.8V; (3) 为了测量定值电阻的阻值， 应将定值电阻等效为电源的内阻， 电压传感器应该并联在滑动变阻器两端， 所 以 A 端应接在 D 端；定值电阻的阻值为： R U - r= 2.8 -2=3i | o Al 0.56 考点：据说今年会有传感器，但其实就是当电表用啦，不怕不怕。特别提醒学生纵横坐标起点都可以不是零， 4 月 16 日理综考过，损失惨重。另，涉及到合理分配内外阻。 10、 如下图甲所示，有一用钕硼材料制成的圆柱形强磁体 M，现有一圆柱形线圈 C 从原点 O 左侧较远处开始沿 x 轴正方向做直线运动，在线圈两端接一阻值 R = 500Q的定值电阻。现用一个

8、电压传感器，测得 R 两端的电 压随时间变化的图像，如下图乙所示，乙图中时刻 6s 到 10s 之间的图线是直线，试计算 6s至 8s 期间流过电阻 R 的电量。 答案：对于 U-t 图像而言，图像与时间轴围成的面积即为 Ut 的乘积，故：Q=It =Ut=4 10C R 想法：好不容易找到一道用面积的题目，虽然简单怎能不用？各位大神，若有更好的题目，记得共享哦！ ！ 11、(2013 广东理综节选)图 17 (a) 是测量电阻 FX的原理图。学生电源输 出电压恒为3.0V,电流表量程选 0.6A (内阻不计)，标有长度刻度的均匀电 阻丝ab 的总长 L=30.0cm。当只闭合 S1,调节电源

9、输出电压 U0=3.0V 时，A1 的示数为 11。现保持 S1 S2闭合，滑动 c 点改变 ac的长度 L,同时调节电源 输出电压，使电流表 A 的示数h不变，记录长度 L 和 A2的示数丨2。测量 6 组 L 和丨2值，测量数据已在图（b） 中标出，写出RX与 L、I、u的关系式Rx= _ ;根据图（c）用作图法算出 Rx= _ Q （小 数点后保留一位） 答案：Rx =UoL , 6.0 Q （想法：应用截距、斜率等求解物理量相对基础，本质上学生应掌握简单的公式 L0 1 2 推导，得出图线背后的规律） 三、关于图线的化曲为直 12、物理（实验）中，很多物理量之间的直接关系往往不是线 性

10、的，比如a与m。而在研究过程中为了让结论更直观，探究者们往 往通过公式变形、重新选定物理量的办法， 让图线由曲变直，比如a与 1 。试写出你所知道的应用类似方法的实验及相关物理量 m计了坐标轴，并画出了如下图 2 所示的直线，试问图 2 横坐标为 _，纵坐标为 _ 若小明做实验时，忘记记录小球的抛出点，图 1 中的坐标原点是抛出后轨迹上的某一点， 小明选择以x为 横坐标，丫为纵坐标，得到图 3 的图线，图线的斜率为 k,纵坐标截距为 b,则由图 3 可知，小球的水平速度 x 为 _ ；坐标原点距离抛出点的竖直高度差为 _ 。（已知当地重力加速度为 g） 14 （2012 福建理综改编）某研究性

11、学习小组用如图 7 电路测电池电动势和内阻。闭合开关 S,调整电阻 箱阻值 R，读出电压表 V 相应示数 U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的数据，并计算出相应 1 1 1 1 的丄与的值请用表中数据在坐标纸上描点，并作出 丄-丄图线。从图线中可求得 E= V。 R U U R R( Q) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U(V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 F I - L6 2 13、 如下图 1 所示， 是小明做探究平抛运动时得到的一条轨迹, 在轨迹上选取若干点，并利用刻度尺测出了每个点的坐标（ O 为小球的抛出点，且抛出端槽口

12、水平。小明 x, y）,为了证实轨迹是一条抛物线， 小明重新设 y/x t /! 图 3 答案：x2 ； y。 呵呵，自编的，感觉还行，另时 1 2 -1 R(X 10 Q ) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 1 1 U(V) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.35 这题考察的就是化曲为直 ER 的思想。根据U ，如果 R+r 直接画出 U 和 R 的图线将会是如 图 8 的曲线。但若进行公式变形， 1 1 r 1 得到二 _关系式后，会 U E E R 得到如图 9 所示的直线，且通过 图 9 可以方便的求出电动势和内 阻。 换个角度，U 还可

13、以变形成U = E-Ur，若用U作为横坐标，U 作为纵坐标，也能化曲为直, R + r R R 描出如图 10 的直线。不仅仍能直接从图线得到电动势和内阻，而且图线 10 和图线 2 的联系更紧密，唯一的区 别是电流是“测得”，还是“求得”。 15 扩展、教材上提供测电动势和内阻还有第三套方案， 如图所示。试设 计合理的坐标图，以便求得电动势和内阻！ 答案：根据I ，电流 I随电阻 R 的变化是非线性的。但若进行 R +r 1 r 1 公式变形，得到 R或者IR = E - lr I E E 16、某研究小组用图示器材测量重力加速度的大小。实验器材由底座 带有标尺的竖直杆、光电计时器 A 和

14、B、钢制小球和网兜组成。实验中 保持 A 不动，沿杆向下移动 B，测量 A、B 之间的距离 h及钢球经过该距离 所用时间 t，经多次实验测得如下数据图 7 图 12 h/m 0.16 0.30 0.58 0.77 1.10 t/s 0.10 0.16 0.24 0.30 0.38 （1） 请设计一个坐标图，使得图线为直线，并由图线求得 g= _ 。 （2） 若另一小组用同样的装置，保持 B 不动，沿杆向上移动 A，测量 A、B 之间的距离 h及钢球经过 该距离所用时间 t，经多次实验绘出 h/t与 t关系的图线（题中未画出），该图线与（1）问中所画的图线 （选填 平行”或 不平行”）。 1 h

15、 1 分析：（1）中依据公式h =vAt gt2。关于 h和 t 是二次函数曲线关系。若进行公式变形成 vA gt 得到h和 t 为一次函数直线关系， 如图 13 所示，可以利用截距和斜率求得相关物理量。 这又是一次化曲为直的 t 应用。 （2）中，因为 A 移动后VA成为了变量，无法再得到如图 13 的直线。但是，取而代之的是 B 点固定，VB 1 2 - 成为了恒量。故研究对象应由 A 变换成 B,公式应用h =VBt gt变形成 7 t 后，得到如图 14 的直线。由图可知，不平行但斜率的绝对值都表示重力加速度的一半。 四、关于多图线的交互 18、硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。

16、 某同学用下图（a）所示的电路研究硅光电池的伏安特性曲线。 图中 Ro为已知定值电阻，两个电压表均视为理想电压表。 用强光照射硅光电池时得到该电池的 U-I曲线如图（b） 中的甲线；换用弱光照射硅光电池时得到图（ b）中的乙线。（1）试分析硅光电池的特点？ （ 2）若用强光照射 时路端电压为 1.5V，此时改为较弱光照射（其它器件不变） ，电池的输出功率为多大？ 答案：（1）不同光照下，电池的电动势变化不大，但内阻变化较大；电流越大，内阻越大。 （2）工作点：1V，140 卩 A，功率为 0.14mAVB 2gt化曲为直之 后面的请无视 补充: 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产

17、的柑橘作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势 E 和 内阻 r,并探究电极间距对 E 和 r 的影响。实验器材如题目 22 图 3 所示。 测量 E 和 r 的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压 U 和流过电源的电流 I，依据公式 _ ，利用测量数据作出 U-I图像，得出 E 和 r。 将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响, 电路。 实验中依次减小铜片与锌片的间距， 分别得到相应果汁电池的 U-I图 像如题 22 图 4 （见下页）中（a）、（b）、（c）、（d）所示，由此可知： 在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势 _ （填“增 请在题 22 图 3 中

18、用笔画线代替导线连接 13 . f J * 大”“减小”或“不变”），电源内阻_ （填“增大”“减小”或“不 22 m 1变”）。 曲线（c）对应的电源电动势 E= _ V，内阻 r= _ Q,当外电路总电阻为 2500 Q时, 该电源的输出功率 P= _ mW（均保留三位有效数字） 右图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx的原理图， 图中Ro是保护电阻（10Q） , Ri是电阻箱（099.9 Q, R 是滑动变阻器，Ai和 A2是电流表，E 是电源（电动势 100V，内阻很小）。 右图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx的原理图，图中 R0是保护电阻 （10Q）, Ri是电阻箱（099.9 Q

19、, R 是滑动变阻器，Ai和A是电流表, E 是电源（电动势 100V，内阻很小）。 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤 如下: （i）连接好电路，将滑动变阻器 R 调到最大;5 用八：宾） #22馆 （ii）闭合 S,从最大值开始调节电阻箱 Ri,先调 Ri为适当值，再调节滑动变阻器 R,使 Al示数 Il = 0.15A , 记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2示数 12。 （iii） 重复步骤（ii），再侧量 6 组 R1和 12值; （iv） 将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点。 根据实验回答以下问题： 现有四只供选用的电流表： A .电流表（03mA，内阻为 2.0 Q B .电流表（03mA，内阻未知） C .电流表（00.3A，内阻为 5.0 Q D .电流表（00.3A，内阻未知） A1应选用 _ , A2应选用 _ 。 测得一组 R1和 12值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数 I1 = 0.15A，应让滑动变阻器 R 接 入电路的阻值 _ （选填 不变” 变大”或 变小”。 在坐标纸上画出 R1与 12的关系图。根据以上实验得出Rx = _ Qo 17、（ 2014 全国理综新课标 2 改变）某实验小组探究弹簧的劲度系数 k与其长度（圈 数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂， 7