2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)題仿真練21(6分)用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系兩個(gè)變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值如圖是探究過程中某次實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置的狀態(tài)(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，要保持_相同A和rB和mCm和rDm和F(2)圖中所示是在研究向心力的大小F與_的關(guān)系A(chǔ)質(zhì)量mB半徑rC角速度(3)若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力之比為19，與皮帶連接的兩個(gè)變速輪塔的半徑之比為_A13B31C19D91解析：(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，需先控制某些量不變，研究另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法，選項(xiàng)A正確(2)圖中兩球的質(zhì)量相同，轉(zhuǎn)動的半徑相同，則研究的是向心力與角速度的關(guān)系，選項(xiàng)C正確(3)根據(jù)Fm2r，兩球的向心力之比為19，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為13，因?yàn)榭科鲃?，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)vr，知與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比為31，選項(xiàng)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(xué)家研究足跡的過程中，某同學(xué)為探究恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系，采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)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(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為應(yīng)該采取的措施是_(填選項(xiàng)前的字母)A保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量B選取打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的第1點(diǎn)與第2點(diǎn)間的距離約為2 mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)C把長木板不帶滑輪的一端適當(dāng)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(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出，測出小車的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m.從打B點(diǎn)到打E點(diǎn)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(dāng)墊高以平衡摩擦力，C項(xiàng)正確；同時(shí)保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，減小鉤碼失重帶來的誤差，A項(xiàng)正確；D項(xiàng)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)的正確做法，對減小本題中的實(shí)驗(yàn)誤差無影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)為保證重物由零開始做自由落體運(yùn)動的措施，B項(xiàng)錯(cuò)誤答案：(1)AC(2分)(2)mgx(2分)M2M2(2分)3(6分)某同學(xué)利用鐵架臺、彈簧、刻度尺及鉤碼探究“彈力和彈簧伸長的關(guān)系”，如圖所示(1)實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(xué)實(shí)驗(yàn)中所測的幾組數(shù)據(jù)，請你在下圖中的坐標(biāo)紙上作出Fx圖線.彈力F/N00.51.01.52.02.5彈簧的長度x/cm8.010.813.215.418.020.6(3)由第(2)中的Fx圖線可求得，彈簧的勁度系數(shù)k_N/m.(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧豎直懸掛，因此測量彈簧原長時(shí)需要保持彈簧豎直懸掛并穩(wěn)定時(shí)測量，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；因?yàn)橐糟^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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤(2)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，然后用直線擬合各數(shù)據(jù)點(diǎn)；(3)根據(jù)圖線求得直線斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k18.9 N/m.答案：(1)BC(2分)(2)如圖(2分)(3)18.9(18.820.0均對，2分)4(9分)如圖甲所示，小明利用實(shí)驗(yàn)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 .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(gè)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(diǎn)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(nèi)阻約1 )；電流表A1(量程0100 mA，內(nèi)阻約5 )；電流表A2(量程00.6 A，內(nèi)阻約0.2 )；電阻箱R(0999.9 )；開關(guān)、導(dǎo)線若干小明的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A用螺旋測微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測量電阻絲的直徑；B根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)并連接好如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路；C調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關(guān)；D將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)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(diǎn)的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏重復(fù)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(guān)(1)小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時(shí)其示數(shù)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(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)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(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的RL關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L0，再結(jié)合測出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率_(用給定的物理量符號和已知常數(shù)表示)；(4)若在本實(shí)驗(yàn)中的操作、讀數(shù)及計(jì)算均正確無誤，那么由于電流表內(nèi)阻的存在，電阻率的測量結(jié)果將_(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)解析：(1)直徑測量值d0.5 mm0.230 mm0.730 mm.(2)根據(jù)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，EI(RrrARL)，RL，S，聯(lián)立解得R(rrA)L，RL圖線絕對值，解得.(4)電流表內(nèi)阻和電源內(nèi)阻與斜率無關(guān)，不影響測量結(jié)果答案：(1)0.730(0.7280.732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(biāo)有“3 V1.5 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室除了導(dǎo)線，電鍵，內(nèi)阻不計(jì)、電動勢為3 V的電池組和待測小燈泡外，還有如下的實(shí)驗(yàn)器材供選擇：A電流表(00.6 A、內(nèi)阻為1 )；B電流表(03 A、內(nèi)阻為0.2 )；C電壓表(03 V、內(nèi)阻約為2 k )；D電壓表(010 V、內(nèi)阻約為4.5 k )；E滑動變阻器(0100 )；F滑動變阻器(020 ) (1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_(填器材前面的字母代號)小勇利用所選用的實(shí)驗(yàn)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(shí)物圖連接完整(3)如果小勇在進(jìn)行操作時(shí)，誤將a、b間的導(dǎo)線接在了a、c間，在閉合開關(guān)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 A0.5 A，因此電壓表選C，電流表選A，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，滑動變阻器選F，由UI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(yīng)采用外接法，實(shí)物連接圖如圖丙所示；(3)小燈泡獲得最小功率時(shí)，電路的總電阻最大，此時(shí)滑動變阻器的兩段電阻絲并聯(lián)的總電阻為5 ，把滑動變阻器兩段電阻絲并聯(lián)后的總電阻和電流表內(nèi)阻當(dāng)成電源的內(nèi)阻，短路電流為I A0.5 A，在UI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(diǎn)坐標(biāo)為(0.34,0.94)，所以小燈泡消耗的電功率的最小值為Pmin0.32 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(0.300.34都對)(3分)