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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 考前沖刺 重點知識回顧 物理實驗 1．(1)用20分度的游標卡尺測量某工件的內(nèi)徑時，示數(shù)如圖甲所示，由圖可知其長度為________cm；用螺旋測微器測量某圓柱體的直徑時，示數(shù)如圖乙所示，由圖可知其直徑為________mm. (2)某同學(xué)采用如圖丙所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系．用砂桶和砂的重力充當小車所受合力F；通過分析打點計時器打出的紙帶，測量加速度a.分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標系．根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)描出如圖丁所示的點跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致．該同學(xué)列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下： ①在平衡摩擦力時將木板右端墊得過高； ②沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時將木板右端墊得過低； ③砂桶和砂的質(zhì)量過大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的實驗條件； ④測量小車的質(zhì)量或者加速度時的偶然誤差過大． 通過進一步分析，你認為比較合理的原因可能是 (　　) A．①和④　　　　　　　　 B．②和③ C．①和③ D．②和④ 解析：(1)游標卡尺讀數(shù)為50 mm＋0.053 mm＝50.15 mm＝5.015 cm. 螺旋測微器讀數(shù)4.5 mm＋0.0120.0 mm＝4.700 mm. (2)由圖丁可知當F＝0時，a≠0，則Mg sin θ＞f，說明θ角偏大，右端墊得過高；圖線的末端不是直線說明砂桶和砂的總質(zhì)量m0和小車質(zhì)量M不滿足m0?M的條件，所以只有C選項正確． 答案：(1)5.015　4.700　(2)C 2．某實驗小組用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長木板，打點計時器，交流電源，木塊，紙帶，米尺，8個質(zhì)量均為20 g的鉤碼以及細線等．實驗操作過程如下： A．長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上并與電源連接，紙帶穿過打點計時器并與木塊相連，細線一端與木塊相連，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在木塊上 B．使木塊靠近打點計時器，接通電源，釋放木塊，打點計時器在紙帶上打下一系列點，記下懸掛鉤碼的個數(shù)n C．將木塊上的鉤碼逐個移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復(fù)實驗操作B D．測出每條紙帶對應(yīng)木塊運動的加速度a，實驗數(shù)據(jù)如表乙所示． 根據(jù)表乙數(shù)據(jù)，在圖丙中作出a－n圖象；由圖線得到μ＝________(g＝9.8 m/s2)，還可求出的物理量是________(只需填寫物理量名稱)． n 4 5 6 7 8 a/(ms－2) 0.50 1.30 2.20 3.00 3.90 表乙 解析：根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系中描出對應(yīng)的點，然后作出圖象，如圖所示．對木塊與鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：nmg－μ[(8－n)mg＋Mg]＝(8m＋M)a(M為木塊質(zhì)量)，得出a＝n－μg，由圖象得：n＝0時，－μg＝－3，μ≈0.31，由圖象還可以求出木塊質(zhì)量． 答案：圖象見解析　0.31(0.29～0.33都正確)　木塊的質(zhì)量 3．為了測量一粗細均勻、阻值為幾百歐姆的金屬絲的電阻率，某興趣小組的同學(xué)進行了如下的操作： (1)該小組的同學(xué)首先用多用電表對該金屬絲的阻值進行估測，應(yīng)選擇歐姆表的________擋；(填“1”、“10”、“100”或“1k”) (2)為了完成該金屬絲電阻率的測量，現(xiàn)用伏安法精確地測量該金屬絲的阻值，實驗室提供的實驗器材有： A．待測金屬絲R； B．電流表A1(0～1 mA、rA1＝375 Ω)； C．電流表A2(0～500 μA、rA2＝750 Ω)； D．電壓表V(0～10 V、RV＝10 kΩ)； E．電阻R1＝100 Ω； F．滑動變阻器R2(0～20 Ω、額定電流1 A)； G．電源(E＝1.5 V、內(nèi)阻不計)； H．電鍵S、導(dǎo)線若干． ①請設(shè)計并畫出實驗電路圖，要求盡量減小實驗誤差并能完成多次測量． ②若該小組的同學(xué)用伏安法測得該金屬絲的阻值為R＝220 Ω，用螺旋測微器測得該金屬絲的直徑為d＝4.700 mm，用刻度尺測得該金屬絲的長度為l＝50.15 cm.由以上數(shù)據(jù)可得該金屬絲的電阻率為________Ωm.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)由多用電表的工作原理可知，由于待測電阻的阻值為幾百歐姆，因此應(yīng)選擇歐姆表的“10”擋． (2)①由于電源的電動勢為1.5 V，如果選擇量程為0～10 V的電壓表，則測量誤差較大，因此應(yīng)選擇內(nèi)阻已知的電流表當作電壓表使用，電流表A2的內(nèi)阻比電流表A1的內(nèi)阻大，故將電流表A1當作電流表使用，將電流表A2當作電壓表使用．由于滑動變阻器的總電阻小于待測金屬絲的阻值，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，電流表A2的滿偏電壓為75050010－6 V＝0.375 V，而分壓式接法的最大輸出電壓為1.5 V，因此需要串聯(lián)電阻R1作為分壓電阻，畫出的實驗電路圖如圖所示；②由電阻定律得該金屬絲的電阻率為ρ＝＝＝7.610－3Ωm. 答案：(1)10　(2)①如解析圖所示?、?.610－3 4.在學(xué)習(xí)了伏安法測電阻之后，某課外活動小組想通過圖甲所示的實驗電路測定一個阻值約為幾十歐的電阻Rx的阻值．圖中定值電阻R0＝10 Ω，R是總阻值為50 Ω的滑動變阻器，A1和A2是電流表，電源電動勢E＝4 V，電源內(nèi)阻忽略不計． (1)該課外活動小組現(xiàn)有四只可供選擇的電流表： A．電流表(0～3 mA，內(nèi)阻為2.0 Ω) B．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻為5.0 Ω) C．電流表(0～3 mA，內(nèi)阻未知) D．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻未知) 則電流表A1應(yīng)選________；電流表A2應(yīng)選________．(填器材前的字母) (2)在不損壞電表的情況下，將滑動變阻器的滑片從最左端逐漸向右滑動，隨著滑動變阻器接入電路中的長度x的變化，電流表A2的示數(shù)也隨之發(fā)生變化，則下列四個選項中能正確反映電流表A2的示數(shù)I2隨滑動變阻器接入電路中的長度x的變化關(guān)系的是________． (3)該課外活動小組利用圖甲所示的電路，通過改變滑動變阻器接入電路中的阻值，得到了若干組電流表A1、A2的示數(shù)I1、I2，然后在坐標紙上描點、連線，得到的I1－I2圖線如圖乙所示，由圖可知，該待測電阻Rx的阻值為________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：(1)由于在該實驗電路中沒有電壓表，所以要將定值電阻R0和電流表A1改裝成電壓表使用，因此A1的內(nèi)阻應(yīng)已知，如果采用A電流表，則流經(jīng)該電流表的最大電流約為 A，超出了該電流表的量程，如果采用B電流表，則流經(jīng)該電流表的最大電流約為 A，小于該電流表的量程，所以要采用B電流表．由于電流表A2的內(nèi)阻不是必須要知道的，其量程要大于電流表A1的量程，所以電流表A2應(yīng)選擇D電流表． (2)流經(jīng)電流表A2的電流為電路中的總電流，設(shè)滑動變阻器單位長度的電阻為r，則有I2＝，又因為R0、Rx、R1、R2等均為定值，令k＝＋R2，則上式可變?yōu)镮2＝，由數(shù)學(xué)關(guān)系可知，選項B正確． (3)由電路圖可知，(R0＋R1)I1＝Rx(I2－I1)，整理可得＝，而即圖乙中I1－I2圖線的斜率，由圖可知，＝，代入數(shù)據(jù)解得Rx＝35.0 Ω. 答案：(1)B　D　(2)B　(3)35.0(結(jié)果在33.0～37.0之間均正確) 5．為了探究電路的故障，某實驗小組的同學(xué)利用實驗室中提供的實驗器材連成了如圖甲所示的電路，然后進行了如下的操作： (1)當該實驗小組的同學(xué)閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光且電流表的指針不偏轉(zhuǎn)； (2)該小組的同學(xué)應(yīng)用多用電表進行電路的故障探究，他們首先將多用電表的選擇開關(guān)旋至“1”擋位，接下來進行的必要操作是________，然后斷開電鍵，將紅表筆與接線柱a、黑表筆與接線柱b相接，該多用電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明小燈泡沒有問題，且此多用電表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的阻值為________Ω； (3)為了進一步探究電路的故障，該小組的同學(xué)將多用電表的選擇開關(guān)旋至“直流2.5 V”擋位，然后將紅表筆與接線柱b、黑表筆與接線柱c相接，當電鍵閉合后，多用電表的指針偏轉(zhuǎn)如圖丙所示，則該多用電表的讀數(shù)為________V，說明導(dǎo)線bc________(填“斷路”或“短路”)； (4)該實驗小組的同學(xué)將故障排除后，為了使電流表的讀數(shù)由零開始調(diào)節(jié)，應(yīng)在圖甲的電路中再添加一根導(dǎo)線，則該導(dǎo)線應(yīng)接在________(填“a、c”、“a、d”或“c、d”)之間，為了保護電路，閉合電鍵前滑動變阻器的滑片應(yīng)位于最________端(填“左”或“右”)． 解析：(2)根據(jù)歐姆表的使用方法可知，每次選完擋后應(yīng)重新進行歐姆調(diào)零；歐姆表的讀數(shù)為R＝61 Ω＝6 Ω； (3)由圖丙可知讀數(shù)為2.00 V；多用電表選擇開關(guān)旋至某直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接觸b、c接線柱；閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電動勢，說明導(dǎo)線bc斷路； (4)為使電流表的示數(shù)從零開始調(diào)節(jié)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，所以應(yīng)在c、d之間再連接一根導(dǎo)線；為保護電路，在閉合電鍵前應(yīng)將滑片置于滑動變阻器的最左端． 答案：(2)歐姆調(diào)零　6 　(3)2.00　斷路　(4)c、d　左 6.某實驗小組組裝了一套如圖所示的裝置探究做功與動能變化的關(guān)系，拉力傳感器固定在小車上，一端與細繩相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小，穿過打點計時器的紙帶與小車尾部相連接，打點計時器打點周期為T，實驗的部分步驟如下： (1)平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列間距________的點． (2)測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量為M，所掛鉤碼的總質(zhì)量為m，按圖示組裝好儀器，并連接好所需電路，將小車停在打點計時器附近，先接通拉力傳感器和打點計時器的電源，然后________，打出一條紙帶，關(guān)閉電源． (3)在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如下圖所示，在紙帶上按打點先后順序依次取O、A、B、C、D、E等多個計時點，各個計時點到O點間的距離分別用hA、hB、hC、hD、hE……表示，則小車和拉力傳感器在計時器打下D點時的動能表達式為Ek＝________，若拉力傳感器的讀數(shù)為F，計時器打下A點到打下D點過程中，細繩拉力對小車所做功的表達式為W＝________，F(xiàn)________(選填“>”“<”或“＝”)mg. (4)某同學(xué)以A點為起始點，以A點到各個計數(shù)點動能的增量ΔEk(單位：J)為縱坐標，以A點到各個計數(shù)點拉力對小車所做的功W(單位：J)為橫坐標，描點作圖得到一條過原點且傾角為45的直線，由此可以得到的結(jié)論是 ____________________________________________________________. 解析：(1)平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點計時器打出一系列間距相等的點． (2)測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M，按圖示組裝好儀器，并連接好所需電路，將小車停在打點計時器附近；先接通拉力傳感器和打點計時器的電源，然后釋放小車，打出一條紙帶，關(guān)閉電源． (3)打下D點時的速度為vD＝，打下D點時的動 能為EkD＝Mv＝；拉力傳感器的讀數(shù)為F，計時器打下A點到打下D點過程中，細繩拉力對小車所做的功W＝F(hD－h(huán)A)． 由于鉤碼也有一定的加速度，根據(jù)牛頓第二定律：mg－F＝ma＞0，可見F＜mg. (4)以A點到各個計數(shù)點動能的增量為縱坐標，以A點到各個計數(shù)點拉力對小車所做的功W為橫坐標，得到一條過原點的傾角為45的直線，由此可以得到的結(jié)論是外力所做的功等于物體動能的變化量． 答案：(1)相等　(2)釋放小車 (3)　F(hD－h(huán)A)　＜ (4)外力所做的功等于物體動能的變化量