高考物理考前冲刺（7）夯基础抓细节智取实验题 (含详解)

高考物理冲破高分瓶颈考前必破

破（7）夯基础抓细节智取实验题

【真题引领】

(9分)(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图乙中弹簧秤的示数读出。

回答下列问题：

(1)f4=_______N。 

(2)在图丙的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线。

(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=_______，f-m图线(直线)的斜率的表达式k=_______。 

(4)取g=9.80 m/s2，由绘出的f-m图线求得μ=_______(保留两位有效数字)。 

标准答案:

解：(1)由题图乙可以读出f4的示数为2.75 N。

(2)描点连线如图所示。

(3)由f=μFN得，

f=μ(M+m)g，

k=μg。

(4)由k=μg得μ=0.40。

阅卷人揭秘:

本题共9分，第(1)问1分，第(2)问作出f-t图线2分，第(3)问4分，每空2分，第(4)问2分。

第(1)问答案为2.75，若答案在2.74～2.76之间也给分，写成2.7不得分。

第(2)问的图线是依据坐标点拟合的直线得2分，不是直线不得分。

第(3)问第一空写成μmg不得分。

第(4)问保留2位有效数字，写成0.4不得分。

满分答题规则

规则1：物理仪器读数时，应注意是否估读。

在本题中弹簧测力计的读数时，为了准确，应估读到分度值的下一位，不估读不得分。有些仪器不需要估读，如游标卡尺。

规则2：掌握物理常规图象呈现形式，规范作图。

(1)用作图法处理实验数据的原则是使方格纸得到充分的利用。

(2)连线的原则是作出平滑的曲线或直线，使尽可能多的点落在所连出的图线上，不在线上的点，要使它们尽量地分布在线的两侧，显著偏离的点要舍去。

(3)本题经描点连线可得一条一次函数图线，画成曲线不得分。

(4)画图时应先用铅笔作图，确认无误后再用签字笔描一遍，然后把铅笔笔迹擦干净以免扫描时出现两条线。

规则3：计算时注意单位及有效数字的要求。

(1)本题中要求保留2位有效数字，就不能保留1位，否则不得分。

(2)没有具体要求的结果带根号或分式均可。

(3)可根据题目原有数据的小数点后位数来保留有效数字。

除上述规则，还需要关注以下规则

规则4：看清坐标图中纵、横的物理量及单位

一定要看清纵、横坐标是表述什么物理量，有可能是某物理量的倒数。另外还要注意单位，m和cm会直接影响计算结果。

【体验规则·赢满分】

1.某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。所用交变电流的频率为50 Hz。

(1)把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是 　________。 

(2)图乙是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据在图中已标注。则纸带的_______(选填“左”或“右”)端与小车相连，小车的加速度是_______m/s2。 

(3)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示。请在图丙的坐标纸中作出a-图象。根据a-图象可以得到的实验结论是　________。 

【答案】(1)平衡阻力　(2)左　0.51　(3)图见解析　在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比

解析:(1)探究小车的加速度a与质量m的关系实验，由于导轨阻力的存在，实验之前要平衡阻力；

(2)由于小车做加速运动，则纸带打出的点迹越来越稀，故左端是跟小车相连的；由运动学公式求加速度，

a== m/s2=0.51 m/s2；

(3)根据表格中数据先描点，再画图象如图所示；

从图象可以看出a-图象是一条过原点的直线，由此得出：在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比。

2.某实验小组要研究小灯泡在不同电压下的工作特点，进行了如下的实验。

(1)首先测量某电源的电动势和内阻。由于担心电源内阻过小，因此给电源串联了一个定值电阻R0，然后进行实验。电路如图(a)所示，缺失的导线应该是_______和_______相连(选填“a”“b”或“c”)。电路补充完整后，多次测量记录数据，并作出如图(b)所示的U-I图象，由图象可得该电源电动势为E=_______V(结果保留两位有效数字)。 

(2)小灯泡规格为“3.0 V　0.6 A”，测得其伏安特性曲线如图(c)所示。取三个这种小灯泡，与(1)中电源按如图(d)所示电路连接，A灯恰好正常发光。由此，可求得电源内阻r=_______Ω，(1)中定值电阻R0=_______Ω。(结果均保留两位有效数字) 

【答案】(1)a　c　4.8　(2)1.0　3.8

解析(1)由于电源的内阻较小，为了减小测量误差，所以电流表应内接，即a、c相连；U-I图象与纵轴交点即为电动势，所以电动势为4.8 V；(2)由A灯恰好正常发光可知，B、C灯泡中的电流为0.3 A，由图(c)可知，B、C灯泡电压为1.2 V，所以电源内阻上的电压为：(4.8-3-1.2) V=0.6 V，流过电源的电流

与A灯中的电流相同即为0.6 A，所以电源的内阻r= Ω=1.0 Ω，由图(b)可知，短路电流为1 A，即有：I==1 A，解得：R0=3.8 Ω。

3.当今人工智能技术迅猛发展，电池是新型人工智能机器人的重要部分，某新型机器人上的一节电池的电动势约为3 V，内阻约为2～7 Ω，为测量该电池的电动势和内阻，实验室可供选用的器材如下：

A.待测电池

B.定值电阻R0(R0=1.8 Ω)

C.电压表V(量程3 V，内阻约2 kΩ)

D.电流表A(量程0.6 A，内阻RA=1.2 Ω)

E.电阻箱(0～99.99 Ω，额定电流1.5 A)

F.开关一个、导线若干

(1)甲、乙两位同学为测量出该电池的电动势和内阻，各自想出了自己的测量方法，设计电路分别如图1、图2所示，则你认为合理的是　_____。 

A.甲的设计   B.乙的设计

C.误差几乎一样，都可以 D.两人的设计都不行

(2)如果按甲同学所设计的电路进行测量得到电阻箱的电阻R和电流表的读数I以及计算出的多组数据后，作出了如图3所示的-R图象。请你帮助他分析计算电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。(结果均保留一位小数) 

(3)已知某个小灯泡的U-I图象如图4所示，把三只这样的相同的小灯泡并联后与R1一起接在第(2)问中已经测量的电池上，电路图如图5所示。已知R1=2 Ω，则闭合开关电路稳定后，其中一个小灯泡的电阻为_____Ω，功率为_____W。(结果均保留三位有效数字) 

【答案】(1)A　(2)3.0　3.0　(3)10.0　0.144

解析:(1)由于甲同学所设计的电路中电流表内阻已知，可减小测量误差，故甲同学的实验电路更合理些；

(2)根据E=I(R+r+RA+R0)，得到：=R+，结合图象斜率和截距得到：

E=3.0 V，r=3.0 Ω；

(3)设每个小灯泡的电压、电流分别为U、I，结合电路，可得U=E-3I(r+R1)，即U=-15I+3(V)，在U-I图象中作出此图线，如图所示，交点(0.12 A，1.2 V)即为一个小灯泡的工作状态，则得到一个小灯泡的电阻RL==10.0 Ω，一个小灯泡的工作时的功率为：PL=1.2 V×0.12 A=0.144 W。