年高考物理二輪 考前三個(gè)月 第8題 力學(xué) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新學(xué)案

專題二實(shí)驗(yàn)題第8題力學(xué)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新1．Ⅰ.(2013·浙江·21)如圖1所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上．一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)．圖1(1)任選一條紙帶讀出b、c兩點(diǎn)間距離為________；(2)任選一條紙帶求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為______，紙帶①和②上c、e兩點(diǎn)間的平均速度eq\x\to(v)①________eq\x\to(v)②(填“大于”、“等于”或“小于”)；(3)圖中________(填選項(xiàng))．A．兩條紙帶均為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得B．兩條紙帶均為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得C．紙帶①為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得D．紙帶①為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得Ⅱ.(2013·江蘇·10)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P＝UI得到電功率．實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V1.8W”，電源為12V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω.①準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖2所示．請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置．(用筆畫線代替導(dǎo)線)圖2②現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選________Ω的定值電阻．③測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除________兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材．④小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖3所示．請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤剑畧D3答案Ⅰ.(1)2.10cm或2.40cm(±0.05cm，有效數(shù)字位數(shù)正確)(2)1.13m/s或1.25m/s(±0.05m/s，有效數(shù)字位數(shù)不作要求)小于(3)CⅡ.①見解析圖②10③電池④圖線不應(yīng)畫為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適解析Ⅱ.①滑動(dòng)變阻器采用分壓式連接，實(shí)物電路如圖所示．②燈泡正常工作電壓是3.0V、電阻R＝eq\f(U2,P)＝5Ω，假設(shè)當(dāng)燈泡獲取最大工作電壓時(shí)恰好與滑動(dòng)變阻器最大電阻并聯(lián)，并聯(lián)電阻約為3.3Ω，則有eq\f(UL,R并)＝eq\f(E－UL,R1)，解得R1＝9.9Ω，因此R1應(yīng)選取10Ω的電阻．③為了保護(hù)電源，防止在整理電路時(shí)電源被短路，一般應(yīng)先拆除電源兩端的導(dǎo)線．④由數(shù)據(jù)分析可知，圖線應(yīng)是平滑的曲線，且橫坐標(biāo)標(biāo)度取得太大，以至于圖象不能充分占滿坐標(biāo)紙，引起誤差較大．2．Ⅰ.(1)某同學(xué)使用多用電表粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關(guān)旋到“×1k”擋位，測量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)如圖4所示．請(qǐng)你簡述接下來的測量操作過程：圖4①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)旋到“OFF”擋．(2)接下來采用“伏安法”較準(zhǔn)確地測量該電阻的阻值，所用實(shí)驗(yàn)器材如圖5所示．其中電壓表內(nèi)阻約為5kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω.圖中部分電路已經(jīng)連接好，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)電路的連接．圖5(3)圖6是一個(gè)多量程多用電表的簡化電路圖，測量電流、電壓和電阻各有兩個(gè)量程．當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時(shí)，可用來測量________；當(dāng)S旋到位置________時(shí)，可用來測量電流，其中S旋到位置________時(shí)量程較大．圖6Ⅱ.(2013·遼寧師大附中三?！?3)某實(shí)驗(yàn)小組欲以圖7甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，小車的質(zhì)量為m1，小盤(及砝碼)的質(zhì)量為m2.圖7(1)下列說法正確的是 ()A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力C．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足m2遠(yuǎn)小于m1的條件D．在用圖象探究小車加速度與受力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a－m1圖象(2)實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下F點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度的計(jì)算式為vF＝________、小車加速度的計(jì)算式a＝________.(3)某同學(xué)平衡好摩擦阻力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖丙所示．若牛頓第二定律成立，重力加速度g＝10m/s2，則小車的質(zhì)量為________kg，小盤的質(zhì)量為________kg.(4)實(shí)際上，在砝碼的重力越來越大時(shí)，小車的加速度不能無限制地增大，將趨近于某一極限值，此極限值為________m/s2.答案Ⅰ.(1)①斷開待測電阻，將選擇開關(guān)旋到“×100”擋；②將兩表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向“0”；③再接入待測電阻，將指針示數(shù)×100，即為待測電阻阻值．(2)見解析圖(3)電阻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)由指針偏轉(zhuǎn)知所選擋位過大，電阻讀數(shù)大約為2kΩ，所以需要換×100擋，換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，最后讀數(shù)．(2)該電阻約為2kΩ，和電壓表、電流表內(nèi)阻比較知為一個(gè)大電阻，所以電流表要用內(nèi)接法，電路連接如圖所示．(3)測量電阻需要內(nèi)接電源，所以開關(guān)S旋到位置3時(shí)，用來測量電阻；測量電流時(shí)，表頭要并聯(lián)分流電阻，故當(dāng)S旋到位置1、2時(shí)，用來測量電流，分流電阻越小量程越大，所以旋到位置1時(shí)量程較大．3．Ⅰ.某同學(xué)利用如圖8所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律．在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連．

圖8(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平．不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，釋放滑塊，如果滑塊________，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài)．(2)不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1所用的時(shí)間小于通過光電門2所用的時(shí)間．實(shí)施下列措施能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)調(diào)整目標(biāo)的是 ()A．調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些B．調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些C．遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些D．滑塊的質(zhì)量增大一些E．氣源的供氣量增大一些(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，測出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m.由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為t1、t2，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是____________________．Ⅱ.在一次探究小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：燈泡L，量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V，直流電源E，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S，要求燈泡兩端電壓從零開始變化．(1)圖9所示為某同學(xué)已連接的實(shí)物電路，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)電路中缺少一根導(dǎo)線，請(qǐng)你幫助他找到這根導(dǎo)線的位置，并畫在圖中．圖9(2)若該同學(xué)在如圖9所示狀態(tài)完成了最后一根導(dǎo)線的連接，請(qǐng)指出其中僅有的兩個(gè)不當(dāng)之處：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.(3)電路連接正確后，分別測得兩只燈泡L1、L2的伏安特性曲線，如圖10甲中的Ⅰ和Ⅱ所示，然后將燈泡L1和L2與電池組(電動(dòng)勢和內(nèi)阻均恒定)連成如圖乙所示的電路．多次測量后得到通過L1和L2的電流平均值分別為0.30A和0.60A．請(qǐng)根據(jù)以上結(jié)果，在圖甲中畫出該電池組路端電壓和干路電流的關(guān)系曲線．圖10(4)由該曲線可以得知電池組的電動(dòng)勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)答案Ⅰ.(1)能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)或滑塊經(jīng)過兩個(gè)光電門所用的時(shí)間相等(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)如圖所示(2)①開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)進(jìn)行連線②滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)撥至b端(3)如圖所示(4)4.2(4.0～4.5)1.7解析Ⅱ.(1)電源正極沒有接出導(dǎo)線，正確的電路圖如答案圖所示．(2)從實(shí)驗(yàn)安全的角度考慮，本實(shí)