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2019-2020年高三物理二輪復習 實驗題仿真練2 1．(6分)用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系．兩個變速輪塔通過皮帶連接，轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉動，槽內的鋼球就做勻速圓周運動．橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值．如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態(tài)． (1)在研究向心力的大小F與質量m的關系時，要保持________相同． A．ω和r　　　　　　　　　 B．ω和m C．m和r D．m和F (2)圖中所示是在研究向心力的大小F與________的關系． A．質量m　　 B．半徑r　　　　C．角速度ω (3)若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力之比為1∶9，與皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為________． A．1∶3 B．3∶1 C．1∶9 D．9∶1 解析：　(1)在研究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關系，該方法為控制變量法，選項A正確．(2)圖中兩球的質量相同，轉動的半徑相同，則研究的是向心力與角速度的關系，選項C正確．(3)根據F＝mω2r，兩球的向心力之比為1∶9，半徑和質量相等，則轉動的角速度之比為1∶3，因為靠皮帶傳動，變速輪塔的線速度大小相等，根據v＝rω，知與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為3∶1，選項B正確． 答案：　(1)A(2分)　(2)C(2分)　(3)B(2分) 2．(6分)在追尋科學家研究足跡的過程中，某同學為探究恒力做功和物體動能變化間的關系，采用了如圖甲所示的實驗裝置． (1)實驗時，該同學用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為應該采取的措施是________．(填選項前的字母) A．保證鉤碼的質量遠小于小車的質量 B．選取打點計時器所打的第1點與第2點間的距離約為2 mm的紙帶來處理數據 C．把長木板不帶滑輪的一端適當墊高以平衡摩擦力 D．必須先接通電源再釋放小車 (2)如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，相鄰計數點間的距離已在圖中標出，測出小車的質量為M，鉤碼的總質量為m.從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功是________，小車動能的增量是________．(用題中和圖中的物理量符號表示) 解析：　為使鉤碼的重力近似于小車受到的合力，需要把長木板不帶滑輪的一端適當墊高以平衡摩擦力，C項正確；同時保證鉤碼的質量遠小于小車的質量，減小鉤碼失重帶來的誤差，A項正確；D項是打點計時器實驗的正確做法，對減小本題中的實驗誤差無影響，D項錯誤；B項為保證重物由零開始做自由落體運動的措施，B項錯誤． 答案：　(1)AC(2分) (2)mgx(2分)　M2－M2(2分) 3．(6分)某同學利用鐵架臺、彈簧、刻度尺及鉤碼探究“彈力和彈簧伸長的關系”，如圖所示． (1)實驗中，下列操作正確的是________． A．彈簧水平放置在桌面上，穩(wěn)定后測出原始長度 B．彈簧豎直懸掛在鐵架臺上，穩(wěn)定后測出原始長度 C．每次懸掛鉤碼后應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài) D．用刻度尺測出彈簧的長度即為彈簧的伸長量 (2)下表是該同學實驗中所測的幾組數據，請你在下圖中的坐標紙上作出F－x圖線. 彈力F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 彈簧的長度x/cm 8.0 10.8 13.2 15.4 18.0 20.6 (3)由第(2)中的F－x圖線可求得，彈簧的勁度系數k＝________N/m.(保留三位有效數字) 解析：　(1)實驗時，彈簧豎直懸掛，因此測量彈簧原長時需要保持彈簧豎直懸掛并穩(wěn)定時測量，A項錯誤，B項正確；因為以鉤碼的重力作為彈簧所受拉力，因此必須保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)，C項正確；用刻度尺測出彈簧長度減去原長后才是彈簧的伸長量，D項錯誤．(2)根據記錄數據在坐標紙上描點，然后用直線擬合各數據點；(3)根據圖線求得直線斜率即為彈簧的勁度系數，k＝18.9 N/m. 答案：　(1)BC(2分)　(2)如圖(2分)　(3)18.9(18.8～20.0均對，2分) 4．(9分)如圖甲所示，小明利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20 Ω.他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度．可供選擇的器材還有： 電池組E(電動勢為3.0 V，內阻約1 Ω)； 電流表A1(量程0～100 mA，內阻約5 Ω)； 電流表A2(量程0～0.6 A，內阻約0.2 Ω)； 電阻箱R(0～999.9 Ω)； 開關、導線若干． 小明的實驗操作步驟如下： A．用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑； B．根據所提供的實驗器材，設計并連接好如圖甲所示的實驗電路； C．調節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關； D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L； E．改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置，調整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏．重復多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L. F．斷開開關． (1)小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時其示數如圖乙所示，則這次測量中該電阻絲直徑的測量值d＝________mm； (2)實驗中電流表應選擇________(選填“A1”或“A2”)； (3)小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對應的接入電路中電阻絲長度L的數據，繪出了如圖丙所示的R－L關系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L0，再結合測出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率ρ＝________(用給定的物理量符號和已知常數表示)； (4)若在本實驗中的操作、讀數及計算均正確無誤，那么由于電流表內阻的存在，電阻率的測量結果將________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)． 解析：　(1)直徑測量值d＝0.5 mm＋0.230 mm＝0.730 mm.(2)根據電源電動勢和電阻絲阻值，可估算出電流最大值，所以電流表選A1.(3)由閉合電路歐姆定律，E＝I(R＋r＋rA＋RL)，RL＝，S＝，聯立解得R＝－(r＋rA)－L，R－L圖線絕對值＝，解得ρ＝.(4)電流表內阻和電源內阻與斜率無關，不影響測量結果． 答案：　(1)0.730(0.728～0.732均對，2分)　(2)A1(2分)　(3)(3分)　(4)不變(2分) 5．(9分)小勇在探究標有“3 V　1.5 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線，實驗室除了導線，電鍵，內阻不計、電動勢為3 V的電池組和待測小燈泡外，還有如下的實驗器材供選擇： A．電流表(0～0.6 A、內阻為1 Ω)； B．電流表(0～3 A、內阻為0.2 Ω)； C．電壓表(0～3 V、內阻約為2 kΩ )； D．電壓表(0～10 V、內阻約為4.5 kΩ )； E．滑動變阻器(0～100 Ω)； F．滑動變阻器(0～20 Ω)． (1)為了減小實驗誤差，電流表應選________，電壓表應選________，滑動變阻器應選________．(填器材前面的字母代號)小勇利用所選用的實驗器材描繪出了小燈泡的伏安特性曲線，如圖甲所示，則該小燈泡的阻值隨兩端電壓的升高而________(填“增大”“減小”或“不變”)． (2)請將圖乙中的實物圖連接完整． (3)如果小勇在進行操作時，誤將a、b間的導線接在了a、c間，在閉合開關后，無論小勇如何移動滑動變阻器的滑動觸頭，小燈泡始終發(fā)光，則小燈泡在該過程中所消耗的電功率的最小值為________W. 解析：　(1)小燈泡的額定電壓為3 V，額定電流為I＝＝ A＝0.5 A，因此電壓表選C，電流表選A，滑動變阻器應采用分壓式接法，滑動變阻器選F，由U－I圖象可知，隨著兩端電壓的升高，小燈泡的電阻增大；(2)電流表應采用外接法，實物連接圖如圖丙所示；(3)小燈泡獲得最小功率時，電路的總電阻最大，此時滑動變阻器的兩段電阻絲并聯的總電阻為5 Ω，把滑動變阻器兩段電阻絲并聯后的總電阻和電流表內阻當成電源的內阻，短路電流 為I＝ A＝0.5 A，在U－I圖象中作出路端電壓與電路中電流的圖象，如圖丁所示，兩圖線交點坐標為(0.34,0.94)，所以小燈泡消耗的電功率的最小值為Pmin＝0.32 W. 答案：　(1)A(1分)；C(1分)；F(1分)；增大(1分)　(2)如圖丙所示(2分)　(3)0.32(0.30～0.34都對)(3分)