年高考物理二轮 考前三个月 第8题 力学 电学实验的设计与创新学案

专题二实验题第8题力学、电学实验的设计与创新1．Ⅰ.(2013·浙江·21)如图1所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上．一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点．图1(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________；(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为______，纸带①和②上c、e两点间的平均速度eq\x\to(v)①________eq\x\to(v)②(填“大于”、“等于”或“小于”)；(3)图中________(填选项)．A．两条纸带均为用装置甲实验所得B．两条纸带均为用装置乙实验所得C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得D．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得Ⅱ.(2013·江苏·10)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率．实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Ω.①准备使用的实物电路如图2所示．请将滑动变阻器接入电路的正确位置．(用笔画线代替导线)图2②现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻．③测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材．④小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图3所示．请指出图象中不恰当的地方．图3答案Ⅰ.(1)2.10cm或2.40cm(±0.05cm，有效数字位数正确)(2)1.13m/s或1.25m/s(±0.05m/s，有效数字位数不作要求)小于(3)CⅡ.①见解析图②10③电池④图线不应画为直线；横坐标的标度选择不合适解析Ⅱ.①滑动变阻器采用分压式连接，实物电路如图所示．②灯泡正常工作电压是3.0V、电阻R＝eq\f(U2,P)＝5Ω，假设当灯泡获取最大工作电压时恰好与滑动变阻器最大电阻并联，并联电阻约为3.3Ω，则有eq\f(UL,R并)＝eq\f(E－UL,R1)，解得R1＝9.9Ω，因此R1应选取10Ω的电阻．③为了保护电源，防止在整理电路时电源被短路，一般应先拆除电源两端的导线．④由数据分析可知，图线应是平滑的曲线，且横坐标标度取得太大，以至于图象不能充分占满坐标纸，引起误差较大．2．Ⅰ.(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图4所示．请你简述接下来的测量操作过程：图4①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡．(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图5所示．其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．图5(3)图6是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量________；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．图6Ⅱ.(2013·辽宁师大附中三模·23)某实验小组欲以图7甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.图7(1)下列说法正确的是 ()A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a－m1图象(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为vF＝________、小车加速度的计算式a＝________.(3)某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g＝10m/s2，则小车的质量为________kg，小盘的质量为________kg.(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________m/s2.答案Ⅰ.(1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡；②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”；③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值．(2)见解析图(3)电阻1、21Ⅱ.(1)C(2)eq\f(x5＋x6,2T)eq\f(x4＋x5＋x6－x1－x2－x3,9T2)(3)2.00.06(4)10解析Ⅰ.(1)由指针偏转知所选挡位过大，电阻读数大约为2kΩ，所以需要换×100挡，换挡后要重新进行欧姆调零，最后读数．(2)该电阻约为2kΩ，和电压表、电流表内阻比较知为一个大电阻，所以电流表要用内接法，电路连接如图所示．(3)测量电阻需要内接电源，所以开关S旋到位置3时，用来测量电阻；测量电流时，表头要并联分流电阻，故当S旋到位置1、2时，用来测量电流，分流电阻越小量程越大，所以旋到位置1时量程较大．3．Ⅰ.某同学利用如图8所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律．在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连．

图8(1)实验时要调整气垫导轨水平．不挂钩码和细线，接通气源，释放滑块，如果滑块________，则表示气垫导轨已调整至水平状态．(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1所用的时间小于通过光电门2所用的时间．实施下列措施能够达到实验调整目标的是 ()A．调节P使轨道左端升高一些B．调节Q使轨道右端降低一些C．遮光条的宽度应适当大一些D．滑块的质量增大一些E．气源的供气量增大一些(3)实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m.由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是____________________．Ⅱ.在一次探究小灯泡的伏安特性曲线的实验中，所用器材有：灯泡L，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源E，滑动变阻器R，开关S，要求灯泡两端电压从零开始变化．(1)图9所示为某同学已连接的实物电路，经检查，发现电路中缺少一根导线，请你帮助他找到这根导线的位置，并画在图中．图9(2)若该同学在如图9所示状态完成了最后一根导线的连接，请指出其中仅有的两个不当之处：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1、L2的伏安特性曲线，如图10甲中的Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L1和L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成如图乙所示的电路．多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A．请根据以上结果，在图甲中画出该电池组路端电压和干路电流的关系曲线．图10(4)由该曲线可以得知电池组的电动势为________V，内阻为________Ω.(结果取两位有效数字)答案Ⅰ.(1)能在气垫导轨上静止或者匀速运动或滑块经过两个光电门所用的时间相等(2)AB(3)mgL＝eq\f(1,2)(m＋M)(eq\f(d,t1))2－eq\f(1,2)(m＋M)(eq\f(d,t2))2Ⅱ.(1)如图所示(2)①开关应处于断开状态进行连线②滑动变阻器的滑片P应拨至b端(3)如图所示(4)4.2(4.0～4.5)1.7解析Ⅱ.(1)电源正极没有接出导线，正确的电路图如答案图所示．(2)从实验安全的角度考虑，本实