屆高考物理二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題專項(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)和研究概括能力難度題全力爭(zhēng)取屆高考物理二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題專項(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)和研究概括能力難度題全力爭(zhēng)取PAGE屆高考物理二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)題專項(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)和研究概括能力難度題全力爭(zhēng)取層級(jí)拔高練（三）提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究概括能力（難度題，全力爭(zhēng)?。〆q\a\vs4\al(一、實(shí)驗(yàn)原理的遷徙)1．(2018·鄭州第二次質(zhì)量展望)LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組要精準(zhǔn)測(cè)定額定電壓為5V的LED燈泡正常工作時(shí)的電阻，已知該燈泡正常工作時(shí)電阻大概為500Ω，其電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)同樣。實(shí)驗(yàn)室供給的器械有：A．電流表A1(量程為60mA，內(nèi)阻RA1約為1Ω，讀數(shù)記為I1)B．電流表A2(量程為3mA，內(nèi)阻RA2＝20Ω，讀數(shù)記為I2)C．電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻RV＝1kΩ，讀數(shù)記為U)D．定值電阻R1＝980ΩE．定值電阻R2＝1980ΩF．滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω)G．蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為24V，內(nèi)阻很小)H．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)部分電路原理圖以以下圖，請(qǐng)選擇適合的器械，電表1為_(kāi)_______，電表2為_(kāi)_______，定值電阻為_(kāi)_______。(填寫(xiě)器械前的字母編號(hào))(2)將電路圖增補(bǔ)圓滿。(3)寫(xiě)出丈量LED燈電阻的表達(dá)式Rx＝________(用已知量和丈量量表示)，調(diào)理滑動(dòng)變阻器滑片的地點(diǎn)，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L(zhǎng)ED燈正常工作時(shí)的電阻。分析：(1)要精準(zhǔn)測(cè)定額定電壓為5V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需丈量LED燈兩頭的電壓和經(jīng)過(guò)LED燈的電流。因?yàn)殡妷罕淼牧砍梯^大，丈量偏差較大，不可以用來(lái)丈量LED兩頭的電壓，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)最少為eq\f(ULED,IA2)＝eq\f(5,0.003)Ω≈1667Ω，電流表A2的內(nèi)阻為20Ω，則定值電阻應(yīng)選E；LED燈正常工作時(shí)的電流約為eq\f(5,500)A＝10mA，電流表A1的量程較大，不可以精準(zhǔn)丈量電流；電壓表內(nèi)阻已知，對(duì)應(yīng)滿偏電流為eq\f(15,1000)A＝15mA，故用電壓表丈量電流更為正確。由以上分析可知，電表1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，因此滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法。電路圖以以下圖：(3)依據(jù)閉合電路歐姆定律知，LED燈兩頭的電壓為I2(R2＋RA2)，經(jīng)過(guò)LED燈的電流為eq\f(U,RV)－I2，因此LED燈的電阻Rx＝eq\f(I2R2＋RA2,\f(U,RV)－I2)，改裝后的電壓表內(nèi)阻為2000Ω，則當(dāng)I2＝2.5mA時(shí)，LED燈兩頭的電壓為5V，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)CBE(2)看法析圖(3)eq\f(I2R2＋RA2,\f(U,RV)－I2)I22.5mA2．(2018·湖北華大新高考結(jié)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)變，實(shí)驗(yàn)中使用的器械為：玩具電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、電壓表V1、電壓表V2、電流表A、電源E、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。(1)按圖(a)所示的電路原理圖將圖(b)中實(shí)物圖連線增補(bǔ)圓滿。(2)將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)理滑動(dòng)變阻器，某時(shí)辰某電壓表的示數(shù)如圖(c)所示，該電壓表的讀數(shù)為_(kāi)_______V。(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，挨次記錄電流表的示數(shù)I和電壓表V1、電壓表V2的示數(shù)U1、U2，并在同一坐標(biāo)紙上描述出U-I圖線，如圖(d)所示，此中AB、CD為直線，DB為曲線。(4)依據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω，玩具電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻rM＝________Ω，工作點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)輸出功率P出＝________W(結(jié)果均保存3位有效數(shù)字)。分析：(1)依據(jù)電路原理圖連結(jié)實(shí)物圖，以以下圖。(2)電壓表的最小刻度為0.1V，估讀到最小刻度的下一位，故讀數(shù)為2.20V。(4)由圖像可知，AB段反應(yīng)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)為電源的電動(dòng)勢(shì)，即E＝3.00V；圖像的斜率等于內(nèi)阻，即r＝eq\f(3－2,0.2)Ω＝5.00Ω；CDB段是電動(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，因此其內(nèi)阻rM＝eq\f(0.8,0.2)Ω＝4.00Ω。加在玩具電動(dòng)機(jī)上的最大電壓是1.60V，電流是0.280A，工作點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)輸出功率為P出＝1.60×0.280W－0.2802×4.00W＝0.134W。答案：(1)看法析圖(2)2.20(4)3.005.004.000.134eq\a\vs4\al(二、實(shí)驗(yàn)器械的等效與取代)3．圖1為某同學(xué)使勁傳感器去研究彈簧的彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)狀況。使勁傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)彈簧，讀出不同樣拉力下的標(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)記錄在以下表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69標(biāo)尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)依據(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_(kāi)_______N/m，彈簧的原長(zhǎng)為_(kāi)_______cm。(均保存三位有效數(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)μ，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖3所示的甲、乙兩種方案。①為了用某一彈簧測(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，你以為_(kāi)_______方案更合理。②若A和B的重力分別為10.0N和20.0N。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11.0N，c的示數(shù)為4.0N，則A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______。分析：(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法得出對(duì)應(yīng)的圖像以以下圖。(2)由胡克定律可知，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，則可知k＝eq\f(1.80,0.625－0.550)N/m＝24.0N/m，在橫軸上的截距表示彈簧的原長(zhǎng)x＝55.0cm。(3)①甲、乙兩種方案，在拉著物體A運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，拉A的彈簧測(cè)力計(jì)因?yàn)樵诓煌５剡\(yùn)動(dòng)，示數(shù)可能會(huì)變化，讀數(shù)不是很準(zhǔn)，彈簧測(cè)力計(jì)a是不動(dòng)的，指針堅(jiān)固，便于讀數(shù)，故甲方案更合理。②彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為6.0N，因此A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(Fa,GB)＝eq\f(6.0,20.0)＝0.3。答案：(1)看法析圖(2)24.0(23.0～25.0均正確)55.0(45.5～55.5均正確)(3)①甲②0.34．(2019屆高三·茂名模擬)某活動(dòng)小組利用圖甲所示裝置考證機(jī)械能守恒定律。鋼球自由著落過(guò)程中，先后經(jīng)過(guò)光電門(mén)A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球經(jīng)過(guò)A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的均勻速度表示鋼球球心經(jīng)過(guò)光電門(mén)的剎時(shí)速度。測(cè)出兩光電門(mén)間的距離為h，當(dāng)?shù)刂亓涌於葹間。(1)用游標(biāo)卡尺丈量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D＝________cm。(2)要考證機(jī)械能守恒，只需比較________(填選項(xiàng)前的字母序號(hào))即可。A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,tA2)－\f(1,tB2)))D2與gh能否相等B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,tA2)－\f(1,tB2)))D2與2gh能否相等C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,tB2)－\f(1,tA2)))D2與gh能否相等D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,tB2)－\f(1,tA2)))D2與2gh能否相等(3)鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的均勻速度________(選填“＞”或“＜”)鋼球球心經(jīng)過(guò)光電門(mén)的剎時(shí)速度。分析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.9cm，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，因此游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，因此最后讀數(shù)為：0.950cm。(2)利用小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的均勻速度來(lái)取代剎時(shí)速度，故：v＝eq\f(D,t)，依據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有：mgh＝eq\f(1,2)mD2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,tB2)－\f(1,tA2)))即只需比較D2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,tB2)－\f(1,tA2)))與2gh能否相等，應(yīng)選D。(3)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的均勻速度等于這個(gè)過(guò)程中間時(shí)辰速度，因此鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的均勻速度小于鋼球球心經(jīng)過(guò)光電門(mén)的剎時(shí)速度。答案：(1)0.950(2)D(3)＜5．(2018·湖北七市教科研協(xié)作體聯(lián)考)某同學(xué)想要丈量一個(gè)未知電阻Rx，他可以使用的器械以下：A．待測(cè)電阻Rx，阻值約為20Ω；B．電流表A1，量程為30mA，內(nèi)阻約為20Ω；C．電流表A2，量程為5mA，內(nèi)阻r2＝250Ω；D．定值電阻R0，阻值為R0＝30Ω；E．定值電阻R1，阻值為R1＝300Ω；F．滑動(dòng)變阻器R，最大阻值約為10Ω；G．電源E，電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻不大但不可以忽視；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)偏差，可以丈量多組數(shù)據(jù)且調(diào)理方便，并且電表指針的偏轉(zhuǎn)角可以調(diào)理到盡可能大，則：(1)該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇的器械有________；(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I1、I2，則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為Rx＝________。分析：實(shí)驗(yàn)器械中沒(méi)有電壓表，可采納雙安法丈量電阻，同時(shí)聯(lián)合歐姆定律和串并聯(lián)電路的特色解決問(wèn)題。因?yàn)轭}中沒(méi)有給出電壓表，而給出了兩個(gè)電流表，可采納一個(gè)大批程的電流表丈量總電流，因?yàn)樾×砍痰碾娏鞅韮?nèi)阻較大并且已知，可并聯(lián)在被測(cè)電阻與必定值電阻兩頭，即可知道被測(cè)電阻與定值電阻兩頭的電壓以及電流，因?yàn)槎ㄖ惦娮鑂1較大，造成電路中電流較小，電表的偏角較小，應(yīng)選定值電阻R0，要求丈量數(shù)據(jù)好多，故滑動(dòng)變阻器采納分壓接法，因此需要的器械為ABCDFGH，電路圖以以下圖：依據(jù)歐姆定律可得R0＋Rx＝eq\f(I2r2,I1－I2)，解得Rx＝eq\f(I2r2,I1－I2)－R0。答案：(1)ABCDFGH(2)看法析圖(3)eq\f(I2r2,I1－I2)－R0eq\a\vs4\al(三、數(shù)據(jù)辦理的創(chuàng)新)6．(2018·江蘇調(diào)研)實(shí)驗(yàn)小組采納如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置丈量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ，供給的器械有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量一共為20g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，節(jié)余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長(zhǎng)木板水平，利用打出的紙帶丈量木塊的加快度。(1)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，獲得一條紙帶，從某個(gè)清楚的打點(diǎn)開(kāi)始，挨次注明0、1、2、3、4、5、6，分別測(cè)出地點(diǎn)0到地點(diǎn)3、地點(diǎn)6間的距離，如圖乙所示。已知打點(diǎn)周期T＝0.02s，則木塊的加快度a＝________m/s2。(2)將木塊凹槽中的鉤碼逐一增添到細(xì)線下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m，測(cè)得相應(yīng)的加快度a，作出a-m圖像如圖丙所示，已知當(dāng)?shù)刂亓涌於萭＝9.8m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保存兩位有效數(shù)字)；μ的丈量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真切值，原由是______________________________________(寫(xiě)出一個(gè)即可)。(3)實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)知足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。分析：(1)已知打點(diǎn)周期T＝0.02s，依據(jù)逐差法可得木塊的加快度為：a＝eq\f(x36－x03,9T2)＝eq\f(8.20－3.50－3.50×10－2,9×0.022)m/s2＝3.33m/s2。(2)設(shè)木塊的質(zhì)量為M，依據(jù)牛頓第二定律有，mg－f＝(M＋0.02)a，f＝μ(M＋0.02－m)g，聯(lián)立可解得加快度為：a＝eq\f(1＋μg,M＋0.02)m－μg，由丙圖可知，當(dāng)m＝0時(shí)，a＝－μg＝－3.3m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.34，因滑輪與軸承、細(xì)線間有摩擦，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦，因此丈量值大于真切值。(3)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有采納細(xì)線拉力等于重力，因此不需要知足懸掛鉤碼總質(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．在做丈量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)時(shí)，供給的器械有：待測(cè)電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)E約為9V，內(nèi)阻r在35～85Ω范圍內(nèi))，內(nèi)阻為RV＝19.95kΩ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。為了丈量得更為正確，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eq\f(1,U)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，畫(huà)出eq\f(1,U)與R的關(guān)系圖像，以以下圖。試依據(jù)以上信息回答以下問(wèn)題：(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)依據(jù)圖像可得E＝________，r＝________。(保存兩位有效數(shù)字)分析：(1)由題圖可知，電阻箱的阻值可達(dá)到5kΩ，與電壓表內(nèi)阻的數(shù)