1、1层级拔高练（二） 强化实验分析和数据处理能力（中档题，分分必保）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
2、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) F2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
3、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。2(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_。A4.5 cm 处 B5.5 cm 处C6.5 cm 处 D7.5 cm 处(2)已测得小车 A的质量 m10.40 kg，小车
4、 B的质量 m20.50 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 56 cm之间，所以选B。(2)小车碰撞前的速度 vA m/s0.5 m/s0.010.02则碰前的动量为 p mv0.20 kgm/s碰后小车 A、 B一起运动的速度v m/s0.2 m/s0.0040.02p( m1 m2)v0.18 kgm/s。答案：(1)B (2)0.20 kgm/s 0.18 kgm/s3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
5、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(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
6、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 。 x1 x22T(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。MmM m答案：(1)AC (2) (3) g x1 x22T MmM m4.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 )；B电压表 03
7、V，内阻约 3 k；C电流表 00.6 A，内阻约 0.5 ；D电池组：电动势 3 V，内阻很小；E滑动变阻器 R，总阻值 10 ；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：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4B使电阻丝 a、 b间保持适当电压，充
8、当保护电阻根据以上分析，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 _ m。(保留两位有效数字)解析：(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。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。电阻丝总
9、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。UL(3)a、 c间电压 U IR I ，可得电阻率 k ，代入 k、 S、 I的数值，得LS SI 7.810 6 m。答案：(1)C B 电路如图甲所示 (2)图线如图乙所示 3.9(3.84.0 均可) (3)7.8106 (7.6106 8.010 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：5A电流表 A(量程为 0300 mA，内阻约 1 )B电压表 V(量程为 03 V，内阻约 5 k)C滑动变阻器 R(010
10、 ，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 R050 ，有四种规格的滑动变阻器，最大阻值 R1
11、分别为 5 、20 、50 、200 。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R1R0要尽量大。满足上述要求的 k值的理想范围为_。A k0.1 B0.1 k0.5 C k1解析：(1)小灯泡(2.5 V,0.6 W)，小灯泡正常发光时的电阻 R 10.4 U2P 2.520.66，灯泡电阻为 10.4 ，电流表内阻约 1 ，电压表内阻约为 5 k，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，
12、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 IU0.33 W。(3)由题图丁可知，当 k0.10.4 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 k0.5，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
