1、专题突破 第一部分 专题六 高中物理实验第3讲 改进型和设计型实验栏目导航02 热 点 突 破 03 强 化 集 训 01 真 题 再 现 01 真 题 再 现 1(2019年新课标卷)某小组利用图甲所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100)；S为开关，E为电源实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出图乙是该小组在恒定电流为50.0 A时得到的某硅二极管UI关系曲线回答下列问题：电学类改进型和设计型实验甲(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 A，应调节滑动变阻
2、器R，使电压表V1的示数为U1_mV；根据图乙可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻_(填“变大”或“变小”)，电压表V1示数_(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向_(填“A”或“B”)端移动，以使V1示数仍为U1.乙(2)由图乙可以看出 U 与 t 呈线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅 二 极 管 的 测 温 灵 敏 度 为 Ut_ 103 V/(保留 2 位有效数字)【答案】(1)5.00 变小 增大 B(2)2.8【解析】(1)U1IR0100 50106 A5103 V5 mV.由 RUI，I 不变，温度升高，U 减小，故 R 减小；由于 R 变小，总电阻减小
3、，电流增大；R0 两端电压增大，即 V1 表示数变大，只有增大电阻才能使电流减小，故滑动变阻器向右调节，即向 B 端调节(2)由图可知，Ut 2.8103 V/.2(2018年新课标卷)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在2580 范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 时的阻值)为900.0；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000)；电阻箱R2(阻值范围0999.9)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.甲乙丙实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温
4、度t升至80.0，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0，实验得到的R2t数据见下表.t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端；(2)在图乙中补齐数据表中所给数据点，并作出R2t曲线；(3)由图乙
5、可得到RT在2580 范围内的温度特性，当t44.0 时，可得RT_；(4)将 RT 握 于 手 心，手 心 温 度 下 R2 的 相 应 读 数 如 图 丙 所 示，该 读 数 为_，则手心温度为_.【答案】(1)b(2)如图所示(3)445(4)620.0 33.0【解析】(1)图甲的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的电阻值最大，使电路中电流最小，即图甲中的R1的滑片应移到b端(2)将t60 和t70 对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2t图象(3)根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于对应的热敏电阻RT的电阻值由画
6、出的R2t图象可知，当t44.0 时，对应的RT445.(4)由画出的R2t图象可知，当RT620.0，则手心温度t33.0.3(2016年新课标卷)卷某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物快，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能力学改进型和设计型实验(1)实验中涉及下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)(2)下图中M和L纸带是
7、分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的试验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s.比较两纸带可知，_(填“M”或“L”)纸带对应的试验中弹簧被压缩后的弹性势能大【答案】(1)(2)1.29 M【解析】(1)打点计时器应先通电后释放物块，正确的顺序.(2)物块脱离弹簧时速度最大，vxt2.581020.02 m/s1.29 m/s；由动能定理Ep12mv2，根据纸带知 M 纸带获得的最大速度较大，则弹性势能较大02 热 点 突 破 创新设计型实验主要考查是否理解实验原理和实验仪器的工作原理，是否具有灵活运用实验知识
8、的能力，是否具有在不同情况下迁移知识的能力，这些对学生的能力要求都较高，是新课标卷命题的热点热点 创新设计型实验例题(2019年汕尾模拟)为了较准确地测量细线能承受的最大拉力，某同学进行了如下实验：将细线对折，将重为G的钩码挂在细线的下端，如图甲所示，用刻度尺测量出对折后的长度L；如图乙所示，将刻度尺水平放置，两手捏着细线紧贴刻度尺水平缓慢向两边移动，直到细线断裂，读出此时两手间的水平距离d.(1)该同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中，细线中拉力的合力大小将_(填“增大”“减小”或“不变”)(2)在不计细线质量和伸长影响的情况下，利用G、L、d可计算出细线能承受的最大拉力大小为_(用题中字
9、母表示)【答案】(1)不变(2)GL4L2d21要完成好创新拓展实验，必须掌握基本仪器的使用方法、基本实验方法和基本物理原理2实验过程的研究应以减小实验误差和不造成错误为主要依据应在明确实验原理的基础上进行实验数据处理，往往需要先根据物理规律推导出物理量间的关系式，通过图象或函数处理数据1测定动摩擦因数(2019年陕西宝鸡二模)某同学设计了测定动摩擦因数的方案，其装置如图所示，A是可在水平桌面任意位置固定的滑槽，其末端与水平桌面相切，B是体积较小质量为m的滑块请你根据相关知识完善一下实验操作(1)如图甲所示，将滑槽末端与桌面右边缘M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的
10、P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1，则滑块经过滑槽末端时的速度为_(用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g)(2)如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽末端与桌面右边缘M的距 离 L，M 与 P 间 的 水 平 距 离 x2，则 滑 块 离 开 桌 面 右 边 缘 M 时 的 速 度 为_(用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g)(3)由第(1)(2)步的测量，可以写出滑块的桌面之间的动摩擦因数的表达式为_(用实验中所测量物理量的符合表示，已知重力加
11、速度为g)【答案】(1)x1g2H(2)x2g2H(3)x21x224HL【解析】(1)设滑块在滑槽末端时的速度大小为 v1，由水平方向的匀速直线运动可得 x1v1t，由竖直方向的自由落体运动可知 H12gt2，联立解得 v1x1g2H.(2)同理，第二次在桌面右端 M 点的速度大小为 v2x2g2H，物体在水平桌面上运动，由动能定理得mgL12mv2212mv21，解得 x21x224HL.2测量电流表的满偏电流(2019年四川泸州模拟)有一只满偏电流未知的电流表G，满偏电流约为700800 A、内阻约100，已知表盘刻度均匀、总格数为N.要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流，有以下可
12、供选用的器材：A电流表A(00.6 A，内阻0.1)B电压表V(03 V，内阻3 k)C滑动变阻器R(020，额定电流为2 A)D电源E(电动势约3 V、内阻约1.0)E开关S一个及导线若干(1)请从“电流表A”和“电压表V”中选择一个完成实验：_(只需填写器材前的序号)(2)请画出你设计的实验电路图(3)测量过程中，测出了多组数据，其中一组数据中待测电流表G的指针偏转了n格，可算出满偏电流Ig_，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是_【答案】(1)B(2)如图所示(3)Nn URV U 为电压表读数，RV 为电压表内阻【解析】(1)由于待测电流表的量程远小于电流表 A 的量程，不能使用
13、电流表 A；由于电压表 V 的满偏电流 IV URV1 mA，与待测电流表的量程接近，所以应选择B.(2)由于待测电流表量程与电压表的满偏电流接近，所以应将它们串联以完成测量；由于变阻器的全电阻远小于测量电路的电阻，所以变阻器应采用分压式接法，电路如图所示(3)根据欧姆定律应有 I URV，由于待测电流表的表盘刻度均匀，所以满偏电流为IgNnI，联立以上两式可得 IgNUnRV，其中 U 为电压表读数，RV 为电压表内阻，I 为待测电流表的读数3设计用打点计时器验证动量守恒定律(2019年甘肃天水一中质检)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：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A
14、使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力(1)若已得到打点纸带如图乙，并测得各计数点间距标在图上，A为运动起始的第一点，则应选_段来计算小车A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”“BC”“DC”或“DE”)(2)已测得小车A的质量m10.40 kg，小车B的质量m20.20 kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为_ kgm/s；碰后总动量为_kgm/s.由上述实验结果得到的结论是：_.【答案】(1)BC DE(2)0
15、.42 0.417 AB碰撞过程中，系统动量守恒4测量电容器的电容(2019年河南平顶山一模)用下列器材测量电容器的电容：一个多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器(额定电压16 V)，定值电阻R1(阻值未知)，定值电阻R2150，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S，导线若干实验过程如下：实验次数实验步骤第1次用多用电表的“10”挡测量电阻R1，指针偏转如图甲所示将电阻R1等器材按照图乙正确连接电路，将开关S与1端连接，电源向电容器充电将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的it曲线如图丙中的实线a所示第2次用电阻R2替换R1，重复上述实验步骤测得电流随时间变化的it曲线如图丁中
16、的某条虚线所示说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同.请完成下列问题：(1)由图甲可知，电阻R1的测量值为_.(2)第1次实验中，电阻R1两端的最大电压U_V利用计算机软件测得it曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mAs，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C_.(3)第2次实验中，电流随时间变化的it曲线应该是图丁中的虚线_(填“b”“c”或“d”)，判断依据是_.【答案】(1)100(2)9 4.7103 F(3)c 根据imUm/R，因第2次实验的最大电流小些，故不是b；根据QmCUm，因两条曲线分别与坐标轴所围的面积相等，故不是d.【解析】(1)欧姆表读数表盘刻度倍率1010 100；(2)由 it 图象得到开始时电流为 I90 mA0.09 A；故最大电压为 UIR10.09 A100 9 V；故电容为 CQU42.3 mAs9 V4.7103 F；(3)换用 150 的电阻，则根据 imUm/R，因第 2 次实验的最大电流小些，故不是 b；根据 QmCUm，因两条曲线分别与坐标轴所围的面积相等，故不是 d，是 c.03 强 化 集 训 谢谢观看
