2020届高考物理二轮复习 专题6 高中物理实验 第3讲 改进型和设计型实验练习

第3讲 改进型和设计型实验1(2019年河源名校模拟)某同学通过实验比较两滑块A、B与斜面间动摩擦因数的大小关系(1)如图甲所示，将滑块A、B由静止释放，下滑过程中二者始终相对静止，则A、B与斜面间的动摩擦因数A与B的大小应满足_(2)如图乙所示，给滑块A、B沿斜面向上的初速度v，上滑过程中二者始终相对静止，则下列说法正确的是_(填正确答案标号)AABBABCABD两滑块的质量关系未知，故不能判断A、B的大小关系【答案】(1)AB(2)B2(2019年陕西韩城三模)如图所示为某黑箱面板上的三个接线柱，黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件，但任意两个接线柱间最多只连接有一个个元件(1)某同学要用多用电表探测黑箱，探测的第一步应该是_A用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻B用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压C用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流(2)测结果表明，黑箱里没有电源，但测得任两个接线柱间的电阻如下表所示：红表笔ABACBC黑表笔BACACB测得阻值/20020011.2 k27011 k70由此可以判断，黑箱里的元件有_，用电路元件符号在上图的虚线框内画出黑箱中的电路连接(3)多用电表的表盘如下图所示，在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从_(填“A”或“C”)接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，测电阻的挡位选择的应是_(填“1 k”“100”或“10”)【答案】(1)B (2)电阻、二极管如图所示(3)C1 k【解析】(1)因黑盒子内部可能有电源，则不能先用万用表的欧姆挡测量，则可先用电压挡判断内部是否有电源，故选B.(2)根据欧姆挡的测量可以断定AB间肯定有电阻，BC之间肯定有二极管，AC间肯定有电阻和二极管的串联，电路连接如图(3)在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从C接线柱流进黑箱为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，测电阻的挡位选择的应是1 k.3(2019年福州二模)某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物，他对此行为表示强烈谴责，为了教育其他同学不要玩弹弓，他想用学过的物理知识来实际测量它的威力于是他准备了一个节目中类似的弹弓(如图甲)，它每侧固定有两根完全相同的橡胶管，金属弹珠质量为10 g，直径为10 mm.甲(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律，为了验证猜想进行了实验，由于实验室的传感器量程较小，于是他取其中一根橡胶管进行实验，通过传感器拉动橡皮管，记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小，并在坐标纸画出图乙所示的图像为了便于研究，他在老师的启发下将原图象拟合成如图丙所示，请你根据图象，计算出该单根橡胶管的原长L0_，劲度系数k_.(2)同学查阅资料发现，当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8 J/cm2就可被认定为枪支，并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为Ekx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49 cm长请你估算弹珠离开弹弓时的比动能为_(取3，结果保留两位有效数字)【答案】(1)34 cm70 N/m(2)4.2 J/cm2【解析】在FL图象中，斜率代表橡胶管的劲度系数；根据胡克定律Fkx求得弹簧的原长；根据Ekx2，求得金属珠的动能，即可求得比动能(1)由图线可知k70 N/m；设橡胶管的原长为L0，当L40 cm时，Fk(LL0)，解得L034 cm.(2)当弹弓拉到49 cm时，由机械能守恒Ek4kx2，弹珠的比动能A04.2 J/cm2.4(2019年河南一模)图中圆盘可绕过中心垂直于盘面的水平轴转动圆盘加速转动时，角速度的增加量与对应时间的比值定义为角加速度，用表示，我们用测量直线运动加速度的实验装置来完成实验，实验步骤如下其中打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，图中A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；断开电源，经过一段时间，停止转动圆盘和打点，取下纸带，进行测量(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径为_；(2)由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速为_(保留两位有效数字)(3)圆盘转动的角加速度为_【答案】(1)60.00 mm(2)6.5(3)9.8105(2019年河南二模)某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL，实验室提供下列器材：待测线圈L，阻值约为2 ，额定电流为2 A电流表A1，量程为0.6A，内阻r1为0.2 电流表A2，量程为3 A，内阻r2约为0.2 变阻器R1阻值为010 ，变阻器R2阻值为01 k电池E，电动势为4 V，内阻很小定值电阻R36.8 ，R41 k开关S1、S2要求实验时，改变变阻器的阻值，待电路稳定时，可以在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2，利用I2I1图象，求出电感线圈的电阻(1)实验中定值电阻应选用_，变阻器应选用_(填器材代号)(2)I2I1对应的函数关系式为_(选用题干所给出的物理量符号表示)(3)实验结束时应先断开开关_，后断开开关_(4)由I2I1图象得出的平均值为4.6，则电感线圈的直流电阻为_(结果保留2位有效数字)【答案】(1)R3 R1(2)I2I1(3) S2 S1(4)2.04 【解析】(1)采用已知内阻的小量程电流表A1替代电压表测量电压，需要串联一个阻值大于等于R6.7 的定值电阻所以实验中定值电阻应选用阻值为6.8 的R3；要用分压电路，选择较小的滑动变阻器，滑动变阻器应选用阻值为010 的R1.(2)由I1(R3r)(I2I1)RL 解得变形可得I2I1.(3)实验结束时为防止烧坏电路，应先断开开关S2 ，将电感与A1断开，然后再断开S1.(4)由I2I1代入数据得RL1.9 .6(2019年吉林三模)现有一个直流电流计G，满偏电流为200 A，内阻约为400 ，某同学想把它改装成量程为2 V 的电压表，他首先根据图示电路，用半偏法测定电流计的内阻(1)为提高测量准确度，在以下器材中，电阻器R应选用_；电池应选用_ (选填器材前的字母)A电池(电动势1.5 V，内阻不计)B电池(电动势4.5 V，内阻不计)C电阻箱(0999.9 )D滑动变阻器(0500 )E电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)F电位器(051 k)(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R的阻值调至最大后续的实验操作步骤依次是_，最后记录R的阻值并整理好器材(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)AS1闭合BS2闭合C调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果测得R的阻值为400.0 ，即为电流计G内阻的测量值则给电流计G_联(填“串”或“并”)一个阻值为_k的电阻，就可以将该电流计G改装成量程为2 V的电压表(4)请你推断在本实验中电流计G内阻的测量值R比其内阻的实际值Rg是偏大还是偏小：_.【答案】(1)FB(2)ACBE(3)串9.6(4)偏小 【解析】(1)该实验采用半偏法测量，测量电路要让电流计达到满偏，而且要满足对改装后的检验，电源电压至少大于2 V，故选电源B，故选B；闭合S1，电路中电流I不能大于200 A，由I知，RRg，代入数据得R22 k，故选F.(2)半偏法测电阻实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，闭合开关S1，调节滑动变阻器R，使表头指针满偏；第三步，闭合开关S2，改变电阻箱R的阻值，当表头指针半偏时记下电阻箱读数，此时电阻箱的阻值等于表头内阻Rg.故应选ACBE.(3)将电流计改装成电压表，应串联接入一分压电阻R，由欧姆定律及串联电路分压规律有UIgRgIgR(其中U为改装后电压表的满偏电压)则RRg 9.6 k.(4)实际上电阻箱并入后电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻所以该测量值“略小于”实际值- 6 -