2011高考物理復習：設計探究型實驗能力提升演練.doc

您身邊的志愿填報指導專家設計探究型實驗（含實物連接）圖62231. (2010南通模擬)物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體 的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化的定量關(guān) 系”，我們提供了如圖6223所示的實驗裝置(1)某同學根據(jù)所學的知識結(jié)合圖6223設計一個關(guān)于本實 驗情景的命題：質(zhì)量為m的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的_，通過光電門時的_，試探究重力做的功_與小球動能變化量_的定量關(guān)系請在空格處填寫物理量的名稱和對應符號；在空格處填寫數(shù)學表達式(2)某同學根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)用天平測定小球的質(zhì)量為0.50 kg；用游標卡尺測出小球的直徑為10.0 mm；用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80 cm；電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端；電磁鐵斷電時，小球自由下落；在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50103 s，由此可算得小球經(jīng)過光電門的速度為_ m/s；計算得出重力做的功為_ J，小球動能變化量為_ J(結(jié)果保留三位數(shù)字)(3)試根據(jù)(2)對本實驗下結(jié)論：_.解析：(1)本題的實驗原理是重力做的功等于物體增加的動能所以測量小球下落的位移x和下落位移x時所對應的速度v，比較重力做的功Wmgx和動能的增加量Ekmv2的關(guān)系即可驗證命題的正確性(2)小球經(jīng)過光電門的速度可以用小球通過光電門這段很短時間內(nèi)的平均速度來表示，v4.0 m/s，Wmgx4.04 J，Ekmv24.00 J.答案：(1)位移x瞬時速度vmgxmv2(2)44.044.00(3)在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與物體動能的變化量相等2在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：A待測的干電池(電動勢約為1.5 V，內(nèi)電阻小于1.0 )B電流表G(量程03 mA，內(nèi)阻Rg110 )C電流表A(量程00.6 A，內(nèi)阻Rg20.1 )D滑動變阻器R1(020 ，10 A)E滑動變阻器R2(0200 ，1 A)F定值電阻R3(990 )G開關(guān)和導線若干(1)為方便且能較準確地進行測量，其中應選用的滑動變阻器是_(填寫器材前的字母代號)(2)請畫出你利用本題提供的器材所設計的測量電池電動勢和內(nèi)阻圖6224的電路圖(3)如圖6224所示為該同學根據(jù)他所設計的實驗數(shù)據(jù)繪出的I1 I2圖線(I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)，且I2的數(shù)值遠大于I1的數(shù)值)，則由圖線可得被測電池的電動勢E_ V，內(nèi)阻r_ .解析：(1)R2的阻值太大，不方便調(diào)節(jié)，所以選用R1.(2)將已知內(nèi)阻的電流表G與定值電阻R3串聯(lián)，可改裝成一個內(nèi)阻為1 k、量程為3 V的電壓表，電路圖如答案圖所示(3)根據(jù)閉合電路和歐姆定律可得EI1(R3RG)I2r，變形可得I1I2，圖象在縱軸上截距為1.5 mA，解之得E1.5 V，在圖線上任取兩點，讀出其坐標，則直線的斜率等于兩點縱坐標的差值除以橫坐標的差值，解之可得r0.8 .答案：(1)R1(2)(3)1.50.8圖62253. 硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，某同學用圖6225所示電路探究影響硅光電池的內(nèi)阻的因素，圖中R0為已知阻值的定值電阻，電壓表視為理想電壓表(1)請根據(jù)圖用筆畫線代替導線將圖6226中的實驗器材連接成實驗電路圖6226圖6227(2)實驗：用一定強度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄兩電 壓表的讀數(shù)U1和U2，作出U1U2圖象如圖6227曲線1.(3)實驗：減小實驗中光的強度，重復實驗，得到圖中的曲線2.(4)根據(jù)實驗過程及圖象，你能得到的結(jié)論是：a在光照強度一定的條件下，電池的內(nèi)阻隨電流的增大而_；b在通過相同的電流時，電池的內(nèi)阻因光照強度的減弱而_答案：(1)(4)a.增大b增大4某實驗小組設計了如圖6228(a)所示的實驗裝置研究加速度和力的關(guān)系圖6228(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持_不變，用鉤碼所受的重力作為_ _，用DIS測小車的加速度通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條aF圖線，如圖6228(b)所示(2)圖線_(選填“”或“”)是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的(3)隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時圖6228(b)中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是()A小車與軌道之間存在摩擦B導軌保持了水平狀態(tài)C所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D所用小車的質(zhì)量太大(4)小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m_ kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)_(g取10 m/s2)解析：(1)探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實驗方法是控制變量法，在探究加速度與力的關(guān)系的實驗中是保持小車的總質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的拉力(2)軌道水平時一定受到摩擦力，為未平衡摩擦力時的圖線，所以為軌道傾斜時的圖線(3)設鉤碼總質(zhì)量為m、小車質(zhì)量為m1，則小車實際加速度為a，所以圖線偏離直線的原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，選項C正確(4)當木板水平時，由牛頓第二定律可知ag，圖線與a軸的交點表示g，所以動摩擦因數(shù)0.2；圖線與F軸的交點等于mg，所以m0.5 kg.答案：(1)小車的總質(zhì)量小車所受拉力(2)(3)C(4)0.50.25.圖6229 幾個同學合作用如圖6229所示裝置探究“彈力和彈簧伸長的關(guān) 系”，他們先讀出不掛砝碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度(圖中標尺等分 刻度只是示意圖)，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，依次讀出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下(彈簧彈力始終未超過彈性限度，重力加速度g9.8 m/s2)：砝碼質(zhì)量m/g050100150200250標尺刻度x/102 m6.008.0210.0013.1214.1015.92(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖6230所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線(2)根據(jù)作出的關(guān)系曲線，可以求得這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)從圖6230可看出，彈簧不掛砝碼時，刻度尺的“0”刻度與彈簧的上端沒有對齊，這對準確測出勁度系數(shù)是否有影響？_(填“有影響”或“無影響”)圖6230解析：(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，利用描點作圖法作出圖象因13.12102 m的點偏離直線太遠應舍去(2)根據(jù)第(1)問所得圖象，結(jié)合胡克定律可知，求出圖象的斜率的倒數(shù)，就是彈簧的勁度系數(shù)k，做題時要注意單位的換算(3)求彈簧的勁度系數(shù)時，需要用到的是彈簧長度的差值，與刻度尺的“0”刻度和彈簧的上端有沒有對齊無關(guān)，對實驗結(jié)果沒有影響答案：(1)如圖所示(2)24.5(24.525.0均可)(3)無影響6徐老師要求同學們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R1(阻值未知)，電壓表V(量程為3.0 V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(099.99 )，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導線若干圖6231(1)珊珊連接了一個如圖6231所示的電路，她接下來的操作是：撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖6232甲所示的位置后，將S2接到a，閉合S1，記錄下對應的電壓表示數(shù)為2.20 V，然后斷開S1；保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖6232乙所示)，然后斷開S1.請你解答下列問題：圖6232圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為_ ，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為_ V，由此可算出定值電阻R1的阻值為_ (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)在完成上述操作后，珊珊繼續(xù)以下的操作：將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的圖線由此可求得電源電動勢E_ V，電源內(nèi)阻r_ .答案：(1)20.002.805.45(2)2.90.267某同學用如圖6233所示的電路測量未知電阻Rx，通過調(diào)節(jié)變阻箱得到多組數(shù)據(jù)并描點得到如圖6234所示的圖象(R為變阻箱的阻值，I為電流表的示數(shù))，其中直線a為開關(guān)S2斷開時的圖線，直線b為開關(guān)S2閉合時的圖線，已知實驗所用電流表的內(nèi)阻可以忽略，則未知電阻Rx_.圖6233圖6234解析：開關(guān)S2斷開時可認為電源的內(nèi)阻為rRx，用測電源內(nèi)阻的方法可以測出rRx的數(shù)值；開關(guān)S2閉合時測得的內(nèi)阻為電源的真實內(nèi)阻r，兩次測量結(jié)果之差即為被測電阻Rx開關(guān)S2斷開時，由閉合電路歐姆定律EI(RRxr)得：R(Rxr)，則圖象a在縱軸上的截距為(Rxr)，由圖可讀出：Rxr10.0 開關(guān)S2閉合時，由EI(Rr)得：Rr，則圖象b在縱軸上截距為r，由圖可讀出：r5.0 Rx10.0 5.0 5.0 .答案：5.0 圖62358. (2010課標全國，23)用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的某同學將RT和兩 個適當?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖6235虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同 溫度下RL的阻值，測量電路如圖6235所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大RL的測量結(jié)果如表1所示表1溫度t()30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值()54.351.548.344.741.437.934.7回答下列問題：(1)根據(jù)圖6235所示的電路，在圖6236所示的實物圖上連線圖6236(2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關(guān)系，在坐標紙上作RLt關(guān)系圖線，如圖6237所示：圖6237(3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖6238、6239所示電流表的讀數(shù)為_，電壓表的讀數(shù)為_此時等效電阻RL的阻值為_；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_圖6238圖6