1、届高考物理二轮设计性实验专题训练2012届高考物理二轮设计性实验专题训练1(2011南昌模拟)在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)，则由下表分析可知() 图927实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N)1静止0.42静止0.63匀速直线0.54直线加速0.85直线减速0.3A木块受到的最大摩擦力为0.8 NB木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 NC在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小只有三次是相同的D在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小各不相同解析：木块受到的最大静摩擦力与物体刚
2、要滑动时的水平拉力等大反向，因此fm0.6 N。物体运动以后，不论匀速、加速还是减速，受到的均为滑动摩擦力，由fN可知，这三种情况的摩擦力是相同的。由以上分析可知，B、C正确。答案：BC2某实验小组利用如图928所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。图928(1)实验前需要调整气垫底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？_。(2)如图929所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d_ cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t1.2102 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_ m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_和_(
3、文字说明并用相应的字母表示)。图929(3)本实验通过比较_和_在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的机械能守恒。(4)为提高实验结果的准确程度，该实验小组的同学对此实验提出以下建议，其中确实对提高准确程度有作用的是_。(在横线上填入编号)绳的质量要轻，滑块与滑轮间的绳要水平在“轻质绳”的前提下，绳越长越好钩码的质量m越小越好(5)你估计系统减少的重力势能和增加的动能哪个可能偏小？_。你认为造成这种偏差的原因可能是_。解析：求解实验题时，首先应弄清实验原理及误差来源，然后针对具体问题进行全面分析。只有从原理上着手，问题的解决才有依据，绝不能死记实验步骤和注意事项等
4、内容。第(1)问考查调整气垫导轨水平的方法。接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明气垫导轨是水平的(或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动)；第(2)问考查游标卡尺的读数方法以及实验中还需测量的物理量。游标卡尺的主尺上的读数为5 mm，游标尺上的读数为0.2 mm，故遮光条的宽度为5.2 mm，即为0.52 cm；滑块经过光电门时的瞬时速度为vm/s0.43 m/s。本次实验需要测量的物理量有钩码的质量m、滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离s、滑块的质量M；第(3)问考查本实验需要验证的方程式。系统减少的重力势能为mgs，增加的动能为(mM)()2，若两者在实验误差允许的
5、范围内相等，则可验证机械能守恒；第(4)、(5)问考查实验误差分析。绳的质量要轻，滑块与滑轮间的绳要水平，绳的长度要合适，并不是越长越好；钩码的质量m也不能过小，否则摩擦阻力对钩码的下落影响较大。由于存在摩擦力可能会导致增加的动能偏小。答案：(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明气垫导轨是水平的(或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动)(2)0.52；0.43；滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离s；滑块的质量M(3)mgs； (mM)()2(4)(5)增加的动能；摩擦力、定滑轮转动等3为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质
6、量、物体受力关系”的实验装置(如图9210所示)。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。 图9210(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(ms1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的vt图像。(3)请根据vt图像说明阻力的变化规律，并简要阐述理由。解析：(1)打点计时器的使用是先接通电源，再松开纸
7、带，所以应在释放小车之前接通打点计时器。(2)在纵坐标轴上选取合理的标度，然后描点、平滑连线，得到一条斜率越来越小的曲线。(3)因为斜率表示小车加速度的大小，斜率越来越小，说明小车的加速度越来越小，根据牛顿第二定律可知，小车受到的合力越来越小，则小车所受的阻力越来越大。答案：(1)之前(2)如图所示(3)在vt图像中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。4某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种现象称为“压阻效应”。现用如图9211甲所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应。已知Rx的阻值变化范围为几欧姆到几十欧姆，所用电源的电动势为3
8、 V。除图甲中的器材外，实验室还提供了如下器材可供选择：电压表V(量程为015 V，内阻约为20 k，其读数用U表示)电流表A1(量程为00.6 A，内阻r15 ，其读数用I1表示)电流表A2(量程为00.6 A，内阻约为6 ，其读数用I2表示)图9211(1)请完成电路图中虚线框内的部分，并用相应的符号标注元件；(2)在电阻Rx上加一个砝码，闭合开关S，记下电表读数，可得Rx_(用题目中给出的字母表示)；(3)改变砝码的个数，得到不同的Rx值，再用弹簧测力计测得砝码的重力，绘成图像如图乙所示，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx_。解析：(1)如图所示。(2)R(3)结合图像中(0,18)与
9、(4,10)两点可知Rx182F。答案：(1)见解析(2)(3)182F5(2011浙江高考)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究 3 根材料未知、横截面积均为 S 0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图9212所示的实验电路。M 为金属丝 c 的左端点，O 为金属丝 a 的右端点，P 是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终为 I 1.25 A。电压表读数 U 随 OP 间距离 x 的变化如下表：x/mm6007008009001 0001 2001 4001 6001 8002 0002 1002 2002 3002 400U/V3.954.
10、505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75图9212(1)绘出电压表读数 U 随 OP 间距离 x 变化的图线；(2)求出金属丝的电阻率 ，并进行比较。 解析：(1)建立直角坐标系，以OP距离x为横轴，以U为纵轴，取适当的比例标度，描点、连线，其图像如图所示。(2)由题意，对每段电阻有UIR，而根据电阻定律有R，所以Ux，因此，为Ux图像的斜率。 am1.02106 m bm1.04107 m cm1.04106 m通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。电阻率的允许范围 a：0.961061.10106 m b：
11、8.51081.10107 m c：0.961061.10106 m答案：见解析1.(2011枣庄模拟)用图1甲所示装置测木块与木板间的动摩擦因数。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图乙给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点。根据所给数据，可计算出纸带的加速度a_ m/s2，木块与木板间的动摩擦因数_。(结果保留两位有效数字。打点计时器所用交流电频率为50 Hz，不计纸带与木块间的拉力。g10 m/s2)图1解析：重物落地后，木块的加速度大小为a，其中T0.04 s，代入数据解得a3.0 m/s2。重物落地后木块
12、只受摩擦力作用，根据牛顿第二定律有：mgma，解得0.30。答案：3.00.302(2011东北三校模拟)“探究功与物体速度变化的关系”的实验装置如图2所示。(1)实验器材有：长木板、小车(前面带小钩)、学生电源、电磁打点计时器、6条规格相同的橡皮筋、纸带、刻度尺、天平、小铁钉2个、导线若干、开关。 图2在上述实验器材中，多余的器材是_；(2)实验的主要步骤如下：A将长木板放到水平实验台上，依图安装好实验器材B先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸到一定的长度，整理好纸带，接通电源，放开小车，打出一条纸带，编号为1C换纸带，改用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验，每次实验中橡皮筋的拉伸
13、长度都相等，打出的纸带分别编号为2、3D由纸带算出小车获得的速度：根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算把第一次实验橡皮筋对小车做的功记为W0，则第2次、第3次实验对小车做的功分别记为2W0、3W0将实验数据记录在表格里。E对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标、v2(也可能是其他关系)为横坐标作图F整理实验器材以上实验步骤中有疏漏的步骤是：_，有错误的步骤是_。(填写步骤前相应的符号)解析：(1)本实验是探究功与物体速度变化之间的关系，不用测质量。(2)由于小车与长木板之间存在摩擦力会引起误差，因此在做实验前，要平衡
14、摩擦力，操作步骤有疏漏的是A；在利用纸带计算小车速度时，是计算小车被弹出后的速度，操作步骤错误的是D。答案：(1)天平(2)AD3(2011江苏高考)某同学用如图3所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。 图3(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N。(2)下列不必要的实验要求是_。(请填写选项前对应的字母)A应测量重物M所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向
15、应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。解析：(1)弹簧秤读数为3.6 N，可以不估读。(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以A选项是必要的；根据仪器使用常识，弹簧在使用前需校零，B选项是必要的；实验中力必须在同一平面内的，C选项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，D选项不必要，本题应该选D。答案：(1)3.6(2)D(3)改变弹簧测力计B拉力的大小；减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹
16、簧测力计B拉力的方向等)。4学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了如图4甲、乙所示的两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验。(1)组内同学对两种方案进行了讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案很可能是_(填“甲”或“乙”)。图4(2)若该小组采用图甲的装置打出一条纸带如图5所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出打下D点时纸带的速度大小为_ m/s(结果保留三位有效数字)。图5(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v2h图线，则图线斜率的物理意义是_。解析：(1)一般情
17、况下，甲方案中，重物带动纸带下降，摩擦阻力相对重物的重力较小，因此误差较小。乙方案中，摩擦阻力相对重力沿斜面方向的分力较大，因此误差较大。(2)vD1.75 m/s。(3)由mghmv2，整理得v22gh，图线斜率为2g，即为当地重力加速度的2倍。答案：(1)甲(2)1.75(3)当地重力加速度的两倍5请完成以下两小题。(1)50等分的游标卡尺的主尺上的刻度有一部分不清楚，如图6甲所示，游标卡尺的读数为_ mm，用螺旋测微器测量某电阻丝直径，其示数如图6乙所示，则该电阻丝直径的测量值d_ mm。(2)在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流
18、不宜太大。图6用伏安法测该金属线的电阻Rx的值，已知电流表内阻约为1 、量程为0.6 A，电压表内阻为几千欧、量程为3 V，电源电动势为9 V，滑动变阻器阻值为06 ，额定电流为5 A，试画出测量Rx的原理图。提供测电阻所用的实验器材，请将它们用线连接成所需的实验电路；并将变阻器的滑动片移到安全端的位置(用“”表示)。图7解析：(1)游标尺上的第24个格与主尺上的8 cm刻度线对齐，则游标尺0刻度线前面的主尺的刻度为802456 (mm)，游标卡尺的读数为56 mm240.02 mm56.48 mm；螺旋测微器的读数为018.30.01 mm0.183 mm。(2)因，故应选用电流表外接电路。
19、变阻器应采用分压接法，实际电路图如图所示。(3)实物连线如图所示。答案：(1)56.480.183(0.1810.185)(2)见解析62010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德列海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究。我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电。某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据(I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压)：U/V0.000.400.801.201.602.00I/A0.000.100.180.280.380.48实验室提供如下器材：A电流表A1(量程00.6 A，内阻约为1.0 )B电流表A2(量程03 A，内阻
20、约为0.1 )C电压表V1(量程03 V，内阻3 k)D电压表V2(量程015 V，内阻15 k)E滑动变阻器R1(阻值010 ，额定电流2 A)F滑动变阻器R2(阻值02 k，额定电流0.5 A)(1)除长约14 cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E(6 V)、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其他器材有_(填选项前字母)；(2)在图8的虚线框中画出实验电路图：图8(3)根据表格中数据在图9的坐标纸上画出铅笔芯的IU图线。图9解析：(1)由表格中数据可知，电流表选择量程为00.6 A，电压表选择量程为03 V即可；要求铅笔芯两端的电压从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，滑动变阻器
21、应选择阻值小的“R1”，调节时连续性较好。(2)如图所示(3)如图所示答案：(1)ACE(2)见解析(3)见解析7某同学测量一节干电池的电动势和内阻时，用aa、bb、cc、dd、de和fb共6根导线连成如图10甲所示的实验电路图。图10(1)请根据电路图在图乙的实物图中完成余下电路的连线。(2)如果这6根导线中仅有一根内部断了，其他器材及连接均完好，现闭合开关，发现电流表、电压表的示数均为零，由此可以肯定内部没有断的导线有de、fb和_。(3)闭合开关的情况下，要求用多用表对逐根导线进行排查并找出断导线，正确的操作是：将选择开关旋至_挡(填“10”、“直流电压2.5 V”或“直流电流10 mA
22、”)、把_(选填“红”或“黑”)表笔固定在a点，另一支表笔依次接a、b、c、d如果某次检测时，表盘指针如图11所示，其读数为_。图11解析：(1)连线如图所示(2)(3)开关闭合的情况下，只能用直流电压表检查电路故障，此时要注意直流电压表的正负极，多用电表的直流电压表中红表笔接正极。开关断开的情况下，只能用欧姆表检测电路故障，欧姆表的黑表笔是表内电源的正极。本题中直流电压表没有读数，一定是aa、bb、dd三者有一个是断路。多用电表中直流电压表的读数问题，只用从上向下数的第二条均匀刻度线，满量程是2.5 V，读数是1.30 V。答案：(1)见解析图(2)cc(3)直流电压2.5 V红1.30 V
23、8(2011南京模拟)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50 。)已知该电池允许输出的最大电流为150 mA，该同学利用如图12所示 图12的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 k，R为电阻箱，阻值范围09999 ，R0是定值电阻，起保护电路的作用。(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A2 B20 C200 D2000 本实验应选_(填入相应的字母)作为保护电阻。(2)在图13的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接。图13(3)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某
24、一次偏转如图14所示，其读数为_。图14(4)改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图15所示的图线，则根据该同学所作的图线可求得该电池的电动势E为_ V，内阻r为_ 。(结果保留两位有效数字)(5)用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系E测_E真，r测_r真(填“大于”、“小于”或“等于”)。 图15解析：(1)电路中的电流最大为150 mA，电路中的总电阻最小为Rmin60 ，则保护电阻的最小值为R0Rminr10 ，故应选B。(2)连接时要注意电压表的量程应该选择15 V的量程，另外连线要画在接线柱上。(3)读数为6.5 V。(4)由题意有，UEr，化简后得到，由图知0时，E10 V，图线的斜率为，则r(/)E50 。(5)依据可知，当0时，而在实验中不可能为零，故实验中测得的电动势EU(1r)，E小于真实值。根据r(/)E得，求出的内阻r的值也偏小。答案：(1)B(2)见解析图(3)6.5 V(4)1050(5)小于小于
