【物理】2019届二轮复习强化实验分析和数据处理能力作业（全国通用）

【物理】2019届二轮复习强化实验分析和数据处理能力作业（全国通用）

强化实验分析和数据处理能力 ‎1．(2018·北京昌平二模)某实验小组用如图所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验。‎ ‎(1)下面关于此实验的说法，不正确的一项是________。‎ A．如图甲，用两支弹簧测力计把橡皮条的一端拉到O点时，两支弹簧测力计之间的夹角必须取90°，以便算出合力的大小 B．再用一支弹簧测力计拉橡皮条时(如图乙)，必须保证仍把橡皮条的一端拉到O点 C．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度 D．拉橡皮条的细线要稍长一些，用以标记细线方向的两点距离要远些 ‎(2)图丙是某同学得到的实验结果，其中________(选填“F”或“F′”)表示的是用一支弹簧测力计拉橡皮条时的结果。‎ 解析：(1)用两支弹簧测力计把橡皮条的一端拉到O点时，两支弹簧测力计之间的夹角不一定要取90°，大小适当即可，选项A错误；再用一支弹簧测力计拉橡皮条时，必须保证仍把橡皮条的一端拉到O点，以保证等效性，选项B正确；实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度，选项C正确；拉橡皮条的细线要稍长一些，用以标记细线方向的两点距离要远些，选项D正确；选不正确的，故选A。‎ ‎(2)用一支弹簧测力计拉时，必与OA共线，则F′表示的是用一支弹簧测力计拉橡皮条时的结果。‎ 答案：(1)A　(2)F′‎ ‎2．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：长木板下垫着小木块，用来平衡摩擦力，反复移动小木块位置，直到小车在木板上运动时可保持匀速运动为止。在小车A的前端粘有橡皮泥，轻轻推小车A一小段距离后松手，小车A将在长木板上运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰后粘合成一体，并继续运动。他设计的具体装置如图甲所示，在小车A后边连着纸带，纸带穿过打点计时器，电源频率为50 Hz。‎ ‎(1)图乙为打点计时器在纸带上打出的点，现用一刻度尺放于其旁对其进行测量，从图中可以判断，两车相碰发生位置可能对应刻度尺的刻度为__________。‎ A．4.5 cm处　　　　　　 　B．5.5 cm处 C．6.5 cm处 D．7.5 cm处 ‎(2)已测得小车A的质量m1＝0.40 kg，小车B的质量m2＝0.50 kg，由以上测量结果计算碰前总动量、碰后总动量。(结果保留两位有效数字)‎ 解析：(1)结合纸带数据进行分析知，小车A、B相碰发生在5～6 cm之间，所以选B。‎ ‎(2)小车碰撞前的速度vA＝ m/s＝0.5 m/s 则碰前的动量为p＝mv＝0.20 kg·m/s 碰后小车A、B一起运动的速度 v′＝ m/s＝0.2 m/s p′＝(m1＋m2)v′＝0.18 kg·m/s。‎ 答案：(1)B　(2)0.20 kg·m/s　0.18 kg·m/s ‎3．为了探究动能定理，某同学在实验室组装了如图甲所示的装置：‎ ‎(1)该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的必要措施是________。‎ A．平衡摩擦力 B．先接通电源后释放小车 C．钩码的质量远小于小车的总质量 D．钩码的质量远大于小车的总质量 ‎(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示，则打B点时的速度vB＝________；‎ ‎(3)该同学经过认真操作后，发现小车动能的变化量总是略小于拉力做的功，他猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的，若钩码质量为m，小车质量为M，重力加速度为g，则小车受到的实际拉力为F＝________。‎ 解析：(1)要使小车受到的合力等于钩码的重力，实验前要平衡摩擦力，实验过程中还要控制钩码质量远小于小车的质量，故A、C正确，B、D错误。‎ ‎(2)小车做匀变速直线运动，由匀变速直线运动的推论可以知道，打B点时的速度：vB＝‎ 。‎ ‎(3)由牛顿第二定律得：对系统：mg＝(M＋m)a，‎ 对小车F＝Ma 解得：F＝g。‎ 答案：(1)AC　(2)　(3)g ‎4.某同学要测量一根均匀电阻丝的电阻率。他在电阻丝两端分别接了接线柱a、b，并将电阻丝固定在直尺上，直尺的中间设置了一个可沿电阻丝滑动的触头c，c的上端为接线柱，a、c间的长度可在直尺上直接读出，如图1所示。‎ A．待测电阻丝(长约80 cm，总阻值小于5 Ω)；‎ B．电压表0～3 V，内阻约3 kΩ；‎ C．电流表0～0.6 A，内阻约0.5 Ω；‎ D．电池组：电动势3 V，内阻很小；‎ E．滑动变阻器R，总阻值10 Ω；‎ F．开关，导线若干；‎ G．螺旋测微器。‎ ‎(1)该同学认为，应尽量避免由于电流热效应导致的电阻率变化，为此，应使a、b间电压保持不变，只改变触头c的位置，测量a、c间的电压U，寻找U和a、c间电阻丝长度L的关系，即可实现测量电阻率的目的。根据上述分析，完成下列问题：‎ ‎①实验中采用的思想方法是________。‎ A．等效替代法 B．建立理想模型法 C．控制变量法 D．实验推理法 ‎②滑动变阻器所起的作用主要是________。‎ A．调节电压表和电流表的示数，实现多次测量 B．使电阻丝a、b间保持适当电压，充当保护电阻 ‎③根据以上分析，将图2连成实验电路。‎ ‎(2)该同学通过改变触头c的位置，分别测出了五组长度L与对应的电压U 的数据(电流表示数保持0.50 A不变)，并已描在坐标纸上，如图3所示。请根据图3上的数据点描绘出图线，算出图线的斜率k＝________ V/m。(保留两位有效数字)‎ ‎(3)若已知该电阻丝的横截面积为1.0 mm2，则该电阻丝的电阻率ρ＝________ Ω·m。(保留两位有效数字)‎ 解析：(1)①保持a、b间电压不变，即保持电阻丝中电流不变，探究a、c间的电压U与电阻丝长度L的关系，体现了控制变量法，C正确。②滑动变阻器使电阻丝a、b间保持适当电压，充当保护电阻的作用，B正确。③电阻丝总阻值远小于电压表内阻，应采用电流表外接法。‎ ‎(2)由图乙图线可知，斜率k＝＝3.9 V/m。‎ ‎(3)a、c间电压U＝IR＝I·ρ，可得电阻率ρ＝k，代入k、S、I的数值，得ρ＝7.8×10－6 Ω·m。‎ 答案：(1)①C　②B　③电路如图甲所示　(2)图线如图乙所示　3.9(3.8～4.0均可)　(3)7.8×10－6(7.6×10－6～8.0×10－6均可)‎ ‎5．(2018·北京昌平二模)某实验小组描绘规格为“2.5 V　0.6 W”的小灯泡的伏安特性曲线。实验室提供下列器材：‎ A．电流表A(量程为0～300 mA，内阻约1 Ω)‎ B．电压表V(量程为0～3 V，内阻约5 kΩ)‎ C．滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流1.5 A)‎ D．直流电源(电动势3 V，内阻忽略不计)‎ E．开关一个、导线若干 ‎(1)若采用如图甲所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的________点相连(选填“a”或“b”)。开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片P应该置于________端(选填“c”或“d”)。‎ ‎(2)测量后，该小组根据实验数据，利用Excel拟合出小灯泡的IU特性曲线如图乙所示。图线发生了弯曲，其原因是________________________；根据图线，小灯泡两端电压为1.50 V时，其实际功率P约为________ W(结果保留2位有效数字)。‎ ‎(3)在分压电路中，如何选择合适的滑动变阻器？‎ 负载电阻R0＝50 Ω，有四种规格的滑动变阻器，最大阻值R1分别为5 Ω、20 Ω、50 Ω、200 Ω。将它们分别接入如图丙所示的电路。保持M、N间电压恒定，从左向右移动滑片P，研究电压表的电压U与滑动变阻器接入电路的长度x的关系，画出Ux图像，如图丁所示。‎ 设k＝，要求滑动变阻器对电压的调节最好是线性的，不要突变，电压的变化范围要尽量大。满足上述要求的k值的理想范围为________。‎ A．k＜0.1　　 B．0.1≤k≤0.5　　　C．k＞1‎ 解析：(1)小灯泡(2.5 V,0.6 W)，小灯泡正常发光时的电阻R＝＝ Ω≈10.4 Ω，灯泡电阻为10.4 Ω，电流表内阻约1 Ω，电压表内阻约为5 kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，由图甲所示电路图可知，电压表的右端应与电路中的a端相连。由图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于c端 ‎(2)图线发生了弯曲，其原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大；根据图线，小灯泡两端电压为1.50 V时，电流为0.22 A，则其实际功率P＝IU＝0.33 W。‎ ‎(3)由题图丁可知，当k＝0.1～0.4时，图像接近于直线，且电压的变化范围也较大，则若要求滑动变阻器对电压的调节是线性的，不要突变，电压的变化范围要尽量大，则要求的k值的理想范围为0.1≤k≤0.5，故选B。‎ 答案：(1)a　c　(2)灯丝的电阻随温度的升高而增大　0.33　(3)B