2018届高考物理二轮复习文档：实验题押题练（二）　强化实验分析和数据处理能力（保分型）

2018届高考物理二轮复习文档：实验题押题练（二）　强化实验分析和数据处理能力（保分型）

实验题押题练(二)　强化实验分析和数据处理能力(保分型)‎ ‎1．利用如图甲所示的装置来完成探究合外力做功和动能变化关系的实验，不可伸长的细绳绕过定滑轮把小车和砝码盘连在一起，通过测量经过光电门A、B的速度和A、B之间的距离来完成探究过程。‎ 实验主要步骤如下：‎ ‎(1)实验中小车总质量应该远大于砝码质量，这样做的目的是__________________________________________；‎ ‎(2)如图乙，用游标卡尺测量挡光片宽度d＝________mm，再用刻度尺量得A、B之间的距离为L；‎ ‎(3)将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细绳拉动下运动，记录此时小车(含挡光片)及小车中砝码的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过光电门A、B时的遮光时间分别为t1、t2，则可以探究小车通过A至B过程中合外力做功与动能的变化的关系，已知重力加速度为g，探究结果的表达式是________________(用相应的字母m、M、t1、t2、L、d表示)；‎ ‎(4)在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复③的操作。‎ 解析：(1)实验过程中，没有测量细绳拉力，而是把砝码和砝码盘总重力作为细绳拉力，即小车合外力，只有当小车质量远大于砝码和砝码盘总质量时，细绳拉力才近似等于砝码和砝码盘总重力。‎ ‎(2)遮光板的宽度d＝0.8 cm＋0.05 mm×5＝0.825 cm＝8.25 mm。‎ ‎(3)小车通过光电门A、B时的瞬时速度：‎ vA＝，vB＝，‎ 则要探究的关系式为：mgL＝Md2。‎ 答案：(1)把砝码和砝码盘总重力作为细绳拉力 ‎(2)8.25‎ ‎(3)mgL＝Md2 ‎2．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：‎ ‎(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的Fx图像，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度。请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝________cm，弹簧的劲度系数k＝__________N/m。该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝________cm。‎ ‎(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图丙所示。下列表述正确的是________。‎ A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 解析：(1)x0为甲图中F＝0时的x值，即x0＝8 cm。k＝＝25 N/m。弹簧秤示数F＝3.0 N，由甲图知弹簧长度x＝20 cm。‎ ‎(2)在图像中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；在图像中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。‎ 答案：(1)8　25　20　(2)B ‎3．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：长木板下垫着小木块，用来平衡摩擦力，反复移动小木块位置，直到小车在木板上运动时可保持匀速运动为止。在小车A的前端粘有橡皮泥，轻轻推小车A一小段距离后松手，小车A 将在长木板上运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰后粘合成一体，并继续运动。他设计的具体装置如图甲所示，在小车A后边连着纸带，纸带穿过打点计时器，电源频率为50 Hz。‎ ‎(1)图乙为打点计时器在纸带上打出的点，现用一刻度尺放于其旁对其进行测量，从图中可以判断，两车相碰发生位置可能对应刻度尺的刻度为__________。‎ A．4.5 cm处　　　　　　 B．5.5 cm处 C．6.5 cm处 D．7.5 cm处 ‎(2)已测得小车A的质量m1＝0.40 kg，小车B的质量m2＝0.50 kg，由以上测量结果计算碰前总动量、碰后总动量。(结果保留两位有效数字)‎ 解析：(1)结合纸带数据进行分析知，小车A、B相碰发生在5～6 cm之间，所以选B。‎ ‎(2)小车碰撞前的速度vA＝ m/s＝0.5 m/s 则碰前的动量为p＝mv＝0.20 kg·m/s 碰后小车A、B一起运动的速度 v′＝ m/s＝0.2 m/s p′＝(m1＋m2)v′＝0.18 kg·m/s。‎ 答案：(1)B　(2)0.20 kg·m/s　0.18 kg·m/s ‎4．如图所示，利用DIS实验系统探究加速度与力的关系。一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器(接收器)，绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器(发射器)的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物。将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动。不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦。‎ ‎(1)实验中力传感器的示数F与小重物的重力mg的关系为(　　)‎ A．F＝ B．F＞ C．F＜ D．无法确定 ‎(2)保持小车(含发射器)的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验。记下每次力传感器的示数F，利用DIS测出每次实验中小车的加速度a，将得到的a、F数据绘制成aF图像。以下图像可能正确的是(　　)‎ ‎(3)在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：__________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：mg－2F＝ma，解得：F＝＜，故C正确。‎ ‎(2)根据实验装置可知，本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a＝0，即在F轴上有截距，细线的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F－Ff＝Ma，a＝F－，是一条倾斜的直线，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎(3)减小小车与长木板之间的摩擦可以减小实验误差。‎ 答案：(1)C　(2)A　(3)减小小车与长木板之间的摩擦 ‎5．某同学用下列器材组装的简易欧姆表，如图所示。‎ a．干电池一节：电动势为1.5 V，且其内电阻可忽略；‎ b．电流计一块：量程为0至1 mA，最小刻度0.1 mA，内电阻20 Ω；‎ c．可变电阻一只：阻值范围为100 Ω至2 500 Ω。‎ ‎(1)测量电阻前，先进行欧姆调零。将可变电阻的阻值调节为R＝________，此时电流计指针指到最大刻度；‎ ‎(2)欧姆表正确调零后，将待测电阻的两端分别连至红、黑表笔，若电流计的示数为0.5 mA，待测电阻的阻值Rx＝__________；‎ ‎(3)若将电流计示数范围限制在0.1 mA到0.9 mA之间，欧姆表可测量的电阻范围为____________；‎ ‎(4)如果将r＝20 Ω的电阻与电流计并联，重新调零后，与第(3)问相比，可测量的电阻范围将如何变化？‎ 解析：(1)电流计的读数为1 mA时，全电路的电阻为＝1 500 Ω。所以，可变电阻的阻值为1 500 Ω－20 Ω＝1 480 Ω。‎ ‎(2)调零后，可变电阻的阻值为1 480 Ω，电流计的示数为0.5 mA时，待测电阻的阻值为－1 480 Ω－20 Ω＝1 500 Ω。‎ ‎(3)电流计示数0.1 mA时，待测电阻的阻值为－1 480 Ω－20 Ω＝13 500 Ω；电流计示数0.9 mA时，待测电阻的阻值为－1 480 Ω－20 Ω≈167 Ω。‎ 欧姆表可测量的电阻范围为167～13 500 Ω。‎ ‎(4)因电流计两端并联与电流计内阻相同的电阻后，电路中的总电流变为原来的两倍，而电池的电动势仍为1.5 V，故可测量的电阻范围将变小。‎ 或者：电阻与电流计并联后，调零时，通过电流计的最大电流为1 mA，通过干路的电流为2 mA，全电路的电阻为＝750 Ω。‎ 所以，可变电阻的阻值为750 Ω－10 Ω＝740 Ω。‎ 电流计示数为0.1 mA时，待测电阻的阻值为－740 Ω－10 Ω＝6 750 Ω，电流计示数为0.9 mA时，待测电阻的阻值为－740 Ω－10 Ω≈83 Ω，欧姆表可测量的电阻范围为83～6 750 Ω。‎ 答案：(1)1 480 Ω　(2)1 500 Ω　(3)167～13 500 Ω ‎(4)可测量的电阻范围将变小或者可测量的电阻范围为83～6 750 Ω ‎6．某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。‎ ‎(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；‎ ‎(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；‎ ‎(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为____________W(保留两位小数)。‎ 解析：(1)电流表示数要从零开始逐渐增大，滑动变阻器要用分压接法，如图所示。‎ ‎(2)电流表示数为0.44 A。‎ ‎(3)当外电路的总电阻与电源内阻相等时，电源有最大的输出功率，即小电珠的总功率最大，此时R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小电珠两端的电压为1.5 V，通过图像可知每只小电珠的电流为I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；P总＝nP＝nU外I0＝4×1.5×0.38 W＝2.28 W。‎ 答案：(1)图见解析　(2)0.44　(3)4　2.28‎ ‎7．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。‎ ‎(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)。‎ ‎(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ U/V ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.3‎ ‎0.7‎ ‎1‎ ‎1.5‎ ‎1.7‎ ‎2.3‎ I/A ‎0‎ ‎0.02‎ ‎0.06‎ ‎0.16‎ ‎0.22‎ ‎0.34‎ ‎0.46‎ ‎0.52‎ 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的________图(选填“甲”或“乙”)。‎ ‎(3)图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成下图中实物间的连线。‎ ‎(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第3、5、7次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)。‎ ‎(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)。‎ A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m 解析：(1)螺旋测微器的读数为：d＝0＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm。‎ ‎(2)从给出的数据表可知，电流表和电压表的读数变化范围较大，所以变阻器采用的应是分压式接法，即测量电路采用的是甲图。‎ ‎(3)实物间的连线如图(a)所示。‎ ‎(4)根据描出的点，作出图像，如图(b)所示。由图线得到金属丝的阻值为：Rx＝＝ Ω＝4.4 Ω。‎ ‎(5)根据R＝ρ得：ρ＝＝ 代入数据得：ρ＝1×10－6 Ω·m。‎ 答案：(1)0.398　(2)甲　(3)见解析图 ‎(4)见解析图　4.4(4.3～4.5)　(5)C