2019高考物理二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題專(zhuān)項(xiàng)練五實(shí)驗(yàn)題層級(jí)拔高練三提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究歸納能力難度題全力爭(zhēng)取.doc

1、謝謝您的觀賞層級(jí)拔高練（三）提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究歸納能力（難度題，全力爭(zhēng)?。?、實(shí)驗(yàn)原理的遷移1. （2018 鄭州第二次質(zhì)量預(yù)測(cè) ）LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組 要精確測(cè)定額定電壓為 5 V的LED燈泡正常工作時(shí)的電阻，已知該燈泡正常工作時(shí)電阻大約 為500 Q,其電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A.電流表Ai（量程為60 mA,內(nèi)阻RAi約為1 ，讀數(shù)記為I 1）B.電流表 4（量程為3 mA,內(nèi)阻Ra2= 20 ，讀數(shù)記為I 2）C.電壓表V（量程015 V,內(nèi)阻R=1 k ,讀數(shù)記為U）D.定值電阻R1 = 980 QE.定值電阻R2= 1 980 Q

2、F.滑動(dòng)變阻器 R（020 Q）G.蓄電池E（電動(dòng)勢(shì)為24 V,內(nèi)阻很?。〩.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干（1）部分電路原理圖如圖所示，請(qǐng)選擇合適的器材，電表1為,電表2為,定值電阻為 。（填寫(xiě)器材前的字母編號(hào)）LED-Of-電表 I定假電阻電表2謝謝您的觀賞（2）將電路圖補(bǔ)充完整。（3）寫(xiě)出測(cè)量LED燈電阻的表達(dá)式 R=（用已知量和測(cè)量量表示），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變 阻器滑片的位置，當(dāng)表達(dá)式中的 （填字母）達(dá)到，記下另一電表的讀數(shù)代入 表達(dá)式，其結(jié)果即為 LED燈正常工作時(shí)的電阻。解析：（1）要精確測(cè)定額定電壓為 5 V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需測(cè)量LED燈兩端的電壓和通過(guò) LED燈的電流。由于電壓表的量程較

3、大，測(cè)量誤差較大，不能用來(lái)測(cè)量LED兩端的電壓，可以將電流表 A2與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表，改裝的電壓表內(nèi)阻應(yīng)至少為ULEDIA2 =50.003 =1 667 Q ,電流表A2的內(nèi)阻為20 Q ,則定值電阻應(yīng)選E; LED燈正常工作 5時(shí)的電流約為 -A=10 mA,電流表A1的量程較大，不能精確測(cè)量電流；電壓表內(nèi)阻已知,500 15對(duì)應(yīng)滿偏電流為000 A =15 mA故用電壓表測(cè)量電流更為準(zhǔn)確。由以上分析可知，電表為C,電表2為B,定值電阻為E。（2）因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED的電阻，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。電路圖如圖所示: 根據(jù)閉合電路歐姆定律知,ULED燈兩端的電壓為I

4、2（R2+ RA2）,通過(guò)LED燈的電流為 .RV-I2,所以LED燈的電阻R =廣吃,改裝后的電壓表內(nèi)阻為RV122.5 mA時(shí)，LED燈兩端的電壓為 5 V,達(dá)到額定電壓，測(cè)出來(lái)的電阻為正常工作時(shí)的電阻。答案：（1）C B E （2）見(jiàn)解析圖12 2.5 mA(3) U股+感(3) URV- I22. （2018 湖北華大新高考聯(lián)盟質(zhì)量測(cè)評(píng)）某同學(xué)利用如圖（a）所示電路研究玩具電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)中使用的器材為：玩具電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、電壓表 M、電壓表V2、電流 表A電源E、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。(a)(b)（1）按圖（a）所示的電路原理圖將圖（b）中實(shí)物圖連線補(bǔ)充完整。（2）將滑動(dòng)變阻器

5、阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，某時(shí)刻某電壓表的示數(shù)如圖（c）所示，該電壓表的讀數(shù)為 V。（C）（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過(guò)程中，依次記錄電流表的示數(shù)I和電壓表VI、電壓表*的示數(shù)U、U2,并在同一坐標(biāo)紙上描繪出 U-I圖線，如圖（d）所示，其中 AB CD為直線，DB為曲線。1010020Q300 j/mA(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r= Q ,玩具電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻m=工作點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)輸出功率P出=W(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)按照電路原理圖連接實(shí)物圖，如圖所示。(2)電壓表的最小刻度為 0.1 V，估讀到最小刻度的下一位，故讀數(shù)為2.20

6、 V。(4)由圖像可知，AB段反映的是路端電壓與干路電流的關(guān)系，故線段與縱軸的交點(diǎn)為電Q =5.00CDB段是電 3-2源的電動(dòng)勢(shì)，即 E= 3.00 V ;圖像的斜率等于內(nèi)阻，即 =”動(dòng)機(jī)上的電壓和電流的關(guān)系，而CD段是直線，即電動(dòng)機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為純電阻電路，所以其內(nèi)阻m= 08 Q =4.00白。加在玩具電動(dòng)機(jī)上的最大電壓是1.60 V,電流是0.280 A,工作點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)車(chē)出功率為P出=1.60 X0.280 W 0.2802X4.00 W= 0.134 W。答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)2.20(4)3.005.004.000.134二、實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換3. 圖1為某同學(xué)用力傳

7、感器去探究彈簧的彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)情景。用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)彈簧，讀出不同拉力下的標(biāo)尺刻度 x及拉力大小F(從電腦中直接讀出)。所得數(shù)據(jù)記錄在下列表格中：拉力±小F/N0.450.690.931.141.441.69標(biāo)尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在圖 2坐標(biāo)紙上作出F與x的關(guān)系圖像。(2)由圖像求出該彈簧的勁度系數(shù)為 N/m,彈簧的原長(zhǎng)為 cm。(均保留 三位有效數(shù)字)(3)為了用彈簧測(cè)定兩木塊 A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù) 科，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖 3所示 的甲、乙兩種方案。圖3為了用某一彈簧

8、測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示 A和B之間的滑動(dòng)摩擦力的大小，你認(rèn)為方案更合理。若A和B的重力分別為10.0 N和20.0 N。當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為6.0N, b的示數(shù)為11.0 N , c的示數(shù)為4.0 N ,則A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 A的彈簧測(cè)力計(jì)由于在不斷地解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法得出對(duì)應(yīng)的圖像如圖所示。(2)由胡克定律可知，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，則可知1.80k= c CCLc LLC N/m0.625 - 0.550=24.0 N/m ,在橫軸上的截距表示彈簧的原長(zhǎng)x = 55.0 cm 。(3)甲、乙兩種方案，在拉著物體A運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，拉運(yùn)動(dòng)，示數(shù)可能會(huì)變化，讀數(shù)不是很

9、準(zhǔn)，彈簧測(cè)力計(jì)a是不動(dòng)的，指針?lè)€(wěn)定，便于讀數(shù)，故Fa 6.0甲方案更合理。彈簧測(cè)力計(jì) a示數(shù)為6.0 N ,所以A B間的動(dòng)摩擦因數(shù) 科=為彳右；GB 20.00.3。答案：(1)見(jiàn)解析圖 (2)24.0(23.0 25.0均正確)55.0(45.555.5均正確)(3)甲 0.34. (2019屆高三茂名模擬)某活動(dòng)小組利用圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。鋼球 自由下落過(guò)程中，先后通過(guò)光電門(mén)A B,計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過(guò)光電門(mén)的平均速度表示鋼球球心通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度。測(cè)出兩光電門(mén)間的距離為h,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間o(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖

10、乙所示，鋼球直徑為D=cm。(2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只要比較 (填選項(xiàng)前的字母序號(hào))即可。a. 比"一卷 D2與gh是否相等B焉焉D2與2gh是否相等 tA2 tB2c.后2-tA2p與gh是否相等D.ftB2H與2gh是否相等(3)鋼球通過(guò)光電門(mén)的平均速度 (選填或“V” )鋼球球心通過(guò)光電門(mén)的 瞬時(shí)速度。解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.9 cm,游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為 0.05X10 mm= 0.50 mm,所以最終讀數(shù)為：0.950 cm。D(2)利用小球通過(guò)光電門(mén)的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，故：v=根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有：mgh= 1m

11、D1總焉)2 tB2 tA2 /即只要比較D去工旨2gh是否相等，故選Do tB2 tA2(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得鋼球通過(guò)光電門(mén)的平均速度等于這個(gè)過(guò)程中間時(shí)刻速 度，所以鋼球通過(guò)光電門(mén)的平均速度小于鋼球球心通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度。答案：(1)0.950(2)D(3) V5. (2018 湖北七市教科研協(xié)作體聯(lián)考)某同學(xué)想要測(cè)量一個(gè)未知電阻R,他能夠使用的器材如下：A.待測(cè)電阻R,阻值約為20 Q ;B.電流表 A1,量程為30 mA,內(nèi)阻約為 20C.電流表 A2,量程為5 mA,內(nèi)阻2= 250D.定值電阻R,阻值為R=30E.定值電阻 R,阻值為 R = 300F.滑動(dòng)變阻器R,最大

12、阻值約為10 Q;G.電源E,電動(dòng)勢(shì)約為3 V,內(nèi)阻不大但不可忽略；H.開(kāi)關(guān)S及若干導(dǎo)線。該實(shí)驗(yàn)要求沒(méi)有系統(tǒng)誤差， 可以測(cè)量多組數(shù)據(jù)且調(diào)節(jié)方便，而且電表指針的偏轉(zhuǎn)角能夠調(diào)節(jié)到盡可能大，則：(1)該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇的器材有 ;(2)在虛線框中畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的電路圖；(3)若兩電流表的示數(shù)表示為 I 1、I 2,則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為R=。解析：實(shí)驗(yàn)器材中沒(méi)有電壓表， 可采用雙安法測(cè)量電阻，同時(shí)結(jié)合歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)解決問(wèn)題。 因?yàn)轭}中沒(méi)有給出電壓表，而給出了兩個(gè)電流表， 可選用一個(gè)大量程的電流表測(cè)量總電流，由于小量程的電流表內(nèi)阻較大并且已知，可并聯(lián)在被測(cè)電阻與一定值電阻兩端，即可知道被測(cè)電阻

13、與定值電阻兩端的電壓以及電流，由于定值電阻R較大，造成電路中電流較小，電表的偏角較小，故選定值電阻R,要求測(cè)量數(shù)據(jù)較多， 故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，所以需要的器材為ABCDFGH電路圖如圖所示：根據(jù)歐姆定律可得+B=22-,解得 R=r2R。I1 I2I1 I2答案：(1)ABCDFGH (2)見(jiàn)解析圖 (3) 12r2 rI1 I2三、數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新6. (2018 江蘇調(diào)研)實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)科，提供的器材有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量一共為20 g的鉤碼若干個(gè),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、細(xì)線等。實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下，剩余的鉤碼放在木塊

14、 的凹槽中，保持長(zhǎng)木板水平，利用打出的紙帶測(cè)量木塊的加速度。甲0-123456；:單便gem33.508.20乙（1）正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作， 得到一條紙帶，從某個(gè)清晰的打點(diǎn)開(kāi)始，依次標(biāo)注0、1、2、3、4、5、6,分別測(cè)出位置 0至IJ位置3、位置6間的距離，如圖乙所示。已知打點(diǎn)周期T=20.02 s ,則木塊的加速度 a =m/s 。（2）將木塊凹槽中的鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m,測(cè)得相應(yīng)的加速度a,作出a-m圖像如圖丙所示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?g=9.8 m/s 2,則木塊與木板間 動(dòng)摩擦因數(shù) 科=（保留兩位有效數(shù)字）；科的測(cè)量值（選填“大于” “小 于”或“等于”）真實(shí)值

15、，原因是 （寫(xiě)出一個(gè)即 可）。（3）實(shí)驗(yàn)中（選填“需要”或“不需要”）滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽 中鉤碼總質(zhì)量。解析：（1）已知打點(diǎn)周期T= 0.02 s,根據(jù)逐差法可得木塊的加速度為:x36x039T28.20-3.50-3.5。XI。一29X0.022m/s 2= 3.33 m/s 2（2）設(shè)木塊的質(zhì)量為 M,根據(jù)牛頓第二定律有，mg- f = （M+0.02）a , f=科（M+0.02 1+ 口 gm）g,聯(lián)立可解得加速度為：a= 超002 m- wg,由丙圖可知，當(dāng) m= 0時(shí)，a=- wg =-3.3 m/s2,則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.34 ,因滑輪與軸承、細(xì)線間有摩

16、擦，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦，所以測(cè)量值大于真實(shí)值。（3）實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有采用細(xì)線拉力等于重力，所以不需要滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。答案：（1）3.33（2）0.34（0.32 0.36均正確）大于滑輪與軸承、細(xì)線間有摩擦,紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦等（3）不需要7.在做測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提供的器材有：待 測(cè)電源一個(gè)（電動(dòng)勢(shì)E約為9 V ,內(nèi)阻r在3585 Q范圍內(nèi)），內(nèi)阻 為R= 19.95 k Q的電壓表一個(gè)（量程略大于電源的電動(dòng)勢(shì) ），電阻箱 一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。為了測(cè)量得更加準(zhǔn)確，多次改變電阻箱 的電阻R,讀出電壓表的相應(yīng)示數(shù)U,以U為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，畫(huà),1,出U與R的關(guān)系圖像，如圖所不。試根據(jù)以上信息回答問(wèn)題:(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)根據(jù)圖像可得E=, r=。(保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)由題圖可知，電阻箱的阻值可達(dá)到 5