专题20+创新实验-2019年高三物理期末与一模试题分项解析

专题20+创新实验-2019年高三物理期末与一模试题分项解析

专题20创新实验 ‎2019年高三期末、一模物理试题分项解析 ‎1.（2019北京东城期末）如图为演示“通电导线之间通过磁场发生相互作用”的实验示意图，接通电源时，发 现两导线会相互靠近或远离已知接线柱是按如图所示方式连接的． 请在图中虚线框中标出B导线在A导线周围产生的磁场的方向用“”或“”表示； 在图中标出A导线所受安培力的方向．‎ ‎【名师解析】：根据通电直导线产生磁场的特点，两条导线周围都产生圆形磁场， 依据安培定则，则直导线B在A导线附近的磁场方向，垂直纸面向里； 依据左手定则，则A导线受到的安培力方向水平向左，如下图所示． 2．（12分）某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板（加上电压后其内部电场可看作匀强电场）.另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：‎ ‎（1）用天平测出小球的质量，按上图所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N板之间的距离，使小球带上一定的电量.‎ ‎（2）连接电路（请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出）.‎ ‎（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度.‎ ‎ （4）以电压为纵坐标，以__________为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率.‎ ‎（5）小球的带电量=__________________.（用、、等物理量表示）‎ ‎【参考答案】（1）如图（a）.（4分）（2） （4分）（3） （4分） ‎ ‎【名师解析】根据题述：调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度.，所以采用滑动变阻器分压接法。带电小球的受力如图b，‎ 根据平衡条件有，‎ 又有，联立解得，‎ ‎，所以应以为横坐标.‎ U---tanθ图象的直线的斜率.=，解得q=。‎ ‎3.（2019辽宁大连八中质检）某高一同学寒假时，在教材中查到木质材料与金属材料间的动摩擦因数为，为了准确验证这个数据，他设计了一个实验方案，如图甲所示，图中长铝合金板水平固定． ‎ ‎ 下列哪些操作是必要的 A.调整定滑轮高度，使细绳与水平铝合金板平行 B.将铝合金板垫起一个角度 C.选尽量光滑的滑轮 D.砝码的质量远小于木块的质量 如图乙所示为木块在水平铝合金板上带动纸带运动时打出的一条纸带，测量数据如图乙所示，则木块加速度大小______电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源，结果保留2位有效数字． 该同学在实验报告中，将测量原理写为：根据，得其中M为木块的质量，m为砝码盘和砝码的总质量，a为木块的加速度，重力加速度为判断该同学的做法是否正确，如不正确，请写出的正确表达式：______． 若，，则可测得______取，保留2位有效数字．‎ ‎【参考答案】：；；；．‎ ‎ 代入数值解得：； ‎ ‎ 【方法归纳】 依据实验原理，结合实际操作，即可判定求解； 根据逐差法，运用相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小； 对系统研究，运用牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小． 解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带，运用匀变速直线运动的运动学公式，结合逐差法求解加速度，注意有效数字的保留． 4.（2019贵州铜仁一中期末）研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究． 为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图所示电路图中电源电动势未知，内阻不计闭合开关，将电阻箱阻值调到时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到 时，电流计指针指在如图所示位置，则电流计的读数为______由以上数据可得电流计的内阻______ 同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为______填“0”或“”；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为______ 若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻变大不能忽略，电动势不变，但将两表笔断开，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果与原结果相比将______填“变大”、“变小”或“不变”．‎ ‎【参考答案】；30；；6；不变．‎ ‎ 将两表笔断开，即相当于所测电阻无穷大，则指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为； 根据闭合电路欧姆定律将两表笔断开时有：， 当两表笔接上电阻时有：， 根据分流公式可得通过电流表的电流为：， 已知：，， 解得：． 根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有：， 测量电阻时电流表示数为：， 欧姆表用一段时间调零时有：， 测量电阻时：， 比较可知，所以若电流相同则，即测量结果不变． 5. 实验过程如下：一轻质弹簧左端固定在粗糙水平固定轨道MN上，弹簧处于原长时，物块恰好在桌面边缘处，现将物块压缩弹簧后被锁扣锁住，然后进行实验，已知当地的重力加速度为g ‎ ‎ 实验中涉及下列操作步骤： 用天平测量出物块的质量m 从教材上查出物块与水平桌面间的动摩擦因数； 解除锁扣，让物块抛出，测桌面到地面的高度h和物块抛出点到落地点的水平距离s； 计算弹簧弹性势能的大小； 该实验还需要测量的物理量有______。 更换大小不同的物块，物块锁扣锁住的位置不变，重复操作，获得多组数值，并作出图象如图乙所示，由图象可知，每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小______，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数______。均用含b、a、h及测量的物理量的式子表示。‎ ‎【参考答案】（1）弹簧的压缩量x； 、【方法归纳】本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式，从而得出结论。本题的难点在于需要知道弹簧弹性势能的表达式取弹簧因此为零势面，然后再根据，即可得出结论。 本题考查验证机械能守恒定律的实验，要明确实验原理，并掌握相应规律得出表达式，同时学会分析与讨论。‎ ‎6．（2019北京人大附中训练）如图1所示的是一种测量电容器电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电，用电流传感器记录电流随时间的变化图线，进而测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C．某同学在一次实验时的情况如下：‎ A、按如图所示电路图接好电路；‎ B、接通开关S，调节电阻箱R的阻值，记下此时电流传感器的示数I0＝500μA，电压表的示数U0＝8.0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压；‎ C、断开开关S，利用计算机和电流传感器，记录下电流随时间的变化关系，结果如图2所示。‎ ‎（1）实验中电阻箱所接入阻值为R＝　1.6×104　Ω；‎ ‎（2）由上述i﹣t图象求出该电容器的放电总电荷量　6.2×10﹣4　C（结果保留两位有效数字）；‎ ‎（3）该电容器电容为　7.8×10﹣5　F（结果保留两位有效数字）。‎ ‎【参考答案】：（1）1.6×104；（2）6.2×10﹣4； （3）7.8×10﹣5。‎ ‎7．在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u﹣t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。‎ ‎①根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向　相反　（选填“相同”或“相反”），大小都随时间　减小　；（选填“增加”或“减小”）‎ ‎②该电容器的电容值为　1.0×10﹣2　F；（结果保留2位有效数字）‎ ‎③某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。‎ ‎③因为当开关S与2连接，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”，仍可应用计算电容值。‎ ‎【参考答案】：①相反；减小；②1.0×10﹣2F；③正确；当开关S与2连接，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”，仍可应用计算电容值。‎ ‎8．（2019北京人大附中训练）小明同学想根据学习的知识，估测一个电容器的电容．他从实验室找到8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路．实验过程如下，完成相应的填空．‎ ‎（1）先使开关S与1端相连，电源给电容器充电（充满）；‎ ‎（2）开关S掷向2端，电容器放电，此时电路中有短暂的电流．流过电阻R的电流方向为　从右向左　（填“从右向左”或“从左向右”）；‎ ‎（3）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i﹣t曲线如图乙所示；‎ ‎（4）根据图象估算出电容器在全部放电过程中释放的电荷量为C；‎ ‎（5）根据前面的信息估算出该电容器的电容为　3.2×10﹣4　F．（所有结果均保留两位有效数字）‎ ‎【参考答案】（2）从右向左；（5）3.2×10﹣4‎ ‎9．（2019北京人大附中训练）在“研究电磁感应现象”‎ 的实验中：首先按图甲连线，不通电时，电流表G的指针停在刻度盘正中央，闭合开关S时，观察到电流表G的指针向左偏；然后按图乙所示将电流表G与大线圈B连成一个闭合回路，将小线圈A、电池、滑动变阻器R'和开关S串联成另一个闭合电路，接着把A静止放置在B中。‎ ‎（1）图乙电路在S闭合后，待电路稳定时，指针将　不偏　（选填“左偏”、“右偏”或 “不偏”）。‎ ‎（2）图乙电路在S闭合后，若再突然断开S，指针将　左偏　（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。‎ ‎（3）图乙电路在S闭合后，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，指针将　右偏　（选填“左偏”、“右 偏”或“不偏”）。‎ ‎（3）图乙电路在S闭合后，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，穿过B的磁场向上，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流为逆时针方向，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。‎ ‎【参考答案】：（1）不偏；（2）左偏；（3）右偏。‎ ‎10．（2019北京人大附中训练）如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示出在t＝1×10﹣3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙）。已知电源电动势E＝6V，内阻不计，灯泡的阻值为6Ω，电阻R的阻值为2Ω。‎ ‎（1）线圈的直流电阻RL＝　2　Ω ‎（2）开关断开时，该同学观察到的现象是　灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　，并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是　15　V。‎ ‎【参考答案】：（1）2； （2）灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭； 15。 ‎