熱點(diǎn)01 控制變量法（學(xué)生版）-高考物理專練(新高考專用)

高考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專練(新高考專用)熱點(diǎn)01控制變量法【熱點(diǎn)解讀】物理學(xué)中對(duì)于多因素(多變量)的問題，常常采用控制其他因素(變量)不變只改變其中的一個(gè)因素，來單獨(dú)研究這個(gè)因素對(duì)事物的影響，依次對(duì)每一個(gè)因素加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。一般來說，自然界發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，我們所研究的物體對(duì)象往往也不是孤立存在的，總是處于與其他事物和現(xiàn)象的相互聯(lián)系之中，這就決定了影響對(duì)象的因素不可能是單一的，而是多種因素相互交錯(cuò)，共同起作用的。我們?cè)趯?duì)這些物理現(xiàn)象進(jìn)行研究的時(shí)候，應(yīng)該考慮到影響物理現(xiàn)象的各種因素。采用控制變量法其實(shí)就是把多因素的問題變成多個(gè)單因素的問題是分析的問題簡(jiǎn)化明了，最后再綜合解決，找到多個(gè)因素和所研究現(xiàn)象的關(guān)系。利用控制變量法探究問題的一般程序?yàn)椋?．對(duì)可能影響研究問題的因素(物理量)進(jìn)行分析，作出假設(shè)。2．利用控制變量法控制其他因素不變，對(duì)每個(gè)因素依次進(jìn)行研究，找到該因素和所研究問題間的關(guān)系。3．綜合判斷所有因素和所研究問題之間的關(guān)系。比如在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，我們研究的方法是：先保持物體的質(zhì)量一定，研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體的質(zhì)量之間的關(guān)系；類似的還有：探究影響力的作用效果的因素；探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)；探究影響電阻大小的因素；探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向與哪些因素有關(guān)；探究單擺的周期與哪些因素有關(guān)。【限時(shí)檢測(cè)】(建議用時(shí)：30分鐘)1．在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖1所示，則該金屬絲直徑______mm；(2)用圖2所示的電路圖測(cè)量該金屬絲的電阻(阻值約為。實(shí)驗(yàn)中除開關(guān)、導(dǎo)線若干之外，還提供以下器材：電壓表V(量程，內(nèi)阻約電流表(量程，內(nèi)阻約電流表(量程，內(nèi)阻約滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器電源(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì))為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______；(選填器材的名稱符號(hào))(3)通過測(cè)量，接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度為，直徑為，金屬絲兩端的電壓為，通過金屬絲的電流為，由此可得金屬絲電阻率的表達(dá)式______。(用題中所給字母表示)2．用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，保持小車質(zhì)量一定時(shí)，驗(yàn)證小車加速度a與合力F的關(guān)系。(1)除了電火花計(jì)時(shí)器、小車、砝碼、砝碼盤、細(xì)線、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中無須使用的有__________(填選項(xiàng)前的字母)。A．電壓可調(diào)的直流電源B．的交流電源C．刻度尺D．天平(附砝碼)E．秒表(2)為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，以下操作不正確的是___________。A．調(diào)整長(zhǎng)木板上滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行B．在調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)將砝碼和砝碼盤通過細(xì)線掛在小車上C．在調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)將穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上(3)已知實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，得到的記錄紙帶如圖乙所示，圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)上噜彽挠?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，由此得D點(diǎn)的速度為_________，小車加速度的大小_________(保留兩位有效數(shù)字)。(4)在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，已知三位同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖像如圖丙中的I、Ⅱ、Ⅲ所示。下列分析正確的是_________(填選項(xiàng)前的字母)。A．出現(xiàn)圖線I的原因可能是沒有平衡摩擦力B．出現(xiàn)圖線Ⅱ的原因可能是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不合適C．出現(xiàn)圖線Ⅲ的原因可能是在平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角斜度過大(5)在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，由此造成的誤差是______(填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)。3．小周用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源應(yīng)是__________(填選項(xiàng)前的字母)。A．220V直流電源B．220V交流電源C．6V以下直流電源D．6V以下交流電源(2)在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行“平衡摩擦力”的操作，下列關(guān)于“平衡摩擦力”的操作中做法妥當(dāng)?shù)氖莀______(填選項(xiàng)前的字母)。A．小車尾部不需要安裝紙帶B．小車尾部需要安裝紙帶C．小車前端不掛細(xì)繩與砝碼盤D．小車前端需要掛上細(xì)繩與砝碼盤，但是砝碼盤中不加砝碼(3)在正確地完成“平衡摩擦力”的操作后，小周進(jìn)行了加速度與力(把砝碼和砝碼盤的總重力大小當(dāng)成細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小)之間關(guān)系的探究，得到了如圖所示的一條紙帶(相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均還有1個(gè)點(diǎn)圖中未畫出)，且所用電源頻率為50Hz，，，，，，；則小車的加速度___________，(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)，保留2位有效數(shù)字)該紙帶數(shù)據(jù)是否合理_________。(填合理或者不合理)4．某同學(xué)測(cè)量一個(gè)由新材料制成的均勻圓柱體的電阻R。當(dāng)他用多用電表粗測(cè)該導(dǎo)體的電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)其阻值較小。為了較精確地測(cè)量該導(dǎo)體的電阻，他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路原理圖。其中定值電阻為，其余可供器材如下：①電流表(量程：0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)②電壓表(量程：0～3A，內(nèi)阻約為9KΩ)③動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)④電源：電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻不計(jì)⑤開關(guān)、導(dǎo)線若干試分析下列問題：(1)圖中，在閉合S前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至_________端(選填“a”或“b”)。(2)在上圖所示的實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖將上圖的實(shí)物圖連接好。(______)(3)實(shí)驗(yàn)中將多次測(cè)量出來的數(shù)據(jù)已經(jīng)描入了上圖所示的U-I坐標(biāo)中，請(qǐng)根據(jù)所描的點(diǎn)做出U-I圖象_______。求得該圓柱體的電阻R=___________(保留兩位有效數(shù)字)。5．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與物體受力之間的關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在___________(填“直流”或“交流”)電源上，平衡摩擦力后，在細(xì)繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端，調(diào)整定滑輪，使細(xì)繩___________；(2)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.10s，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為___________m/s，小車的加速度大小為___________m/s2(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)；(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中未平衡摩擦力，得到圖丙所示的加速度與合外力關(guān)系圖像。設(shè)圖中直線的斜率為k，橫截距為b。若牛頓第二定律成立，則小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力大小為___________(用題中物理量符號(hào)表示)。6．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做研究“加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小車在運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)際所受的拉力___________鉤碼的重力(填“大于”、“小于”或“等于”)，根據(jù)該同學(xué)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)，___________(填“需要”或“不需要")使鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M。(2)根據(jù)調(diào)節(jié)好的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶如圖乙所示，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，交流電的周期為50Hz，由圖中的數(shù)據(jù)可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度大小是___________m/