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1、2022 年年高考高考物理物理【热点【热点重点重点难点】专练难点】专练(新高考专用新高考专用)热热点点 01控制变量法控制变量法【热点解读热点解读】物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制其他因素(变量)不变只改变其中的一个因素，来单独研究这个因素对事物的影响，依次对每一个因素加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。一般来说，自然界发生的各种物理现象往往是错综复杂的，我们所研究的物体对象往往也不是孤立存在的，总是处于与其他事物和现象的相互联系之中，这就决定了影响对象的因素不可能是单一的，而是多种因素相互交错，共同起作用的。我们在对这些物理现象进行研究的时候，应该考虑到影响物理现
2、象的各种因素。采用控制变量法其实就是把多因素的问题变成多个单因素的问题是分析的问题简化明了，最后再综合解决，找到多个因素和所研究现象的关系。利用控制变量法探究问题的一般程序为：1对可能影响研究问题的因素(物理量)进行分析，作出假设。2利用控制变量法控制其他因素不变，对每个因素依次进行研究，找到该因素和所研究问题间的关系。3综合判断所有因素和所研究问题之间的关系。比如在探究加速度与力、质量的关系时，我们研究的方法是：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系，再保持力不变，研究加速度与质量的关系，最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体的质量之间的关系；类似的还有：探究影响力的作用效果的因
3、素；探究滑动摩擦力与哪些因素有关；探究影响电阻大小的因素；探究通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关；探究单摆的周期与哪些因素有关。【限时检测】【限时检测】(建议用时：建议用时：30 分钟分钟)1在“测定金属丝的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图 1 所示，则该金属丝直径d _mm；(2)用图 2 所示的电路图测量该金属丝的电阻xR(阻值约为15)。实验中除开关、导线若干之外，还提供以下器材：电压表 V(量程0 3V，内阻约3)k电流表1A(量程0 200mA，内阻约5)电流表2A(量程0 0.6A，内阻约0.2)滑动变阻器1(0 40)R滑动变阻器2(0 20
4、0)R电源E(电动势为 3V，内阻不计)为了调节方便，测量准确，电流表应选_，滑动变阻器应选_；(选填器材的名称符号)(3)通过测量，接入电路中金属丝的长度为L，直径为d，金属丝两端的电压为U，通过金属丝的电流为I，由此可得金属丝电阻率的表达式_。(用题中所给字母表示)2用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度 a 与合力 F 的关系。(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中无须使用的有_(填选项前的字母)。A电压可调的直流电源B220 V 50 Hz、的交流电源C刻度尺D天平(附砝码)E秒表(
5、2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作不正确的是_。A调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上C在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上(3)已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s，得到的记录纸带如图乙所示，图中的点为计数点，每两相邻的计数点间还有 4 个点没有画出，由此得 D 点的速度为_m/s，小车加速度的大小a _2m/s(保留两位有效数字)。(4)在本实验中认为细线的拉力 F 等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据作出的aF图像如图丙中的 I、所示
6、。下列分析正确的是_(填选项前的字母)。A出现图线 I 的原因可能是没有平衡摩擦力B出现图线的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适C出现图线的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾角斜度过大(5)在本实验中认为细线的拉力 F 等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是_(填“系统误差”或“偶然误差”)。3小周用如图所示的装置进行“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验。(1)图中打点计时器使用的电源应是_(填选项前的字母)。A220V 直流电源B220V 交流电源 C6V 以下直流电源D6V 以下交流电源(2)在实验前应进行“平衡摩擦力”的操作，下列关于“平衡摩擦力”的操作中做法妥当的是_(填选
7、项前的字母)。A小车尾部不需要安装纸带B小车尾部需要安装纸带C小车前端不挂细绳与砝码盘D小车前端需要挂上细绳与砝码盘，但是砝码盘中不加砝码(3)在正确地完成“平衡摩擦力”的操作后，小周进行了加速度与力(把砝码和砝码盘的总重力大小当成细绳对小车的拉力大小)之间关系的探究，得到了如图所示的一条纸带(相邻两个计数点间均还有 1个点图中未画出)，且所用电源频率为 50Hz，13.59cmx，24.41cmx，35.19cmx，45.97cmx，56.78cmx，67.64cmx；则小车的加速度a _2m/s，(要求充分利用测量的数据，保留 2 位有效数字)该纸带数据是否合理_。(填合理或者不合理)4某
8、同学测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻 R。当他用多用电表粗测该导体的电阻时，发现其阻值较小。为了较精确地测量该导体的电阻，他设计了如图所示的电路原理图。其中定值电阻为05.0R，其余可供器材如下：电流表(量程：00.6A，内阻约为 0.2)电压表(量程：03A，内阻约为 9K)动变阻器 R(最大阻值为 20)电源：电动势 3.0V，内阻不计开关、导线若干试分析下列问题：(1)图中，在闭合 S 前应将滑动变阻器的滑片移至_ 端(选填“a”或“b”)。(2)在上图所示的实物图中，已正确连接了部分导线，请根据实验原理图将上图的实物图连接好。(_)(3)实验中将多次测量出来的数据已经描入了上图所
9、示的 U-I 坐标中，请根据所描的点做出 U-I 图象_。求得该圆柱体的电阻 R=_(保留两位有效数字)。5某同学用如图甲所示的实验装置探究加速度与物体受力之间的关系。(1)实验过程中，打点计时器应接在_(填“直流”或“交流”)电源上，平衡摩擦力后，在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端，调整定滑轮，使细绳_；(2)图乙为某次实验中得到的一条纸带，相邻两计数点间的时间间隔 T=0.10s，根据实验数据，打点计时器打出 B 点时小车的速度大小为_m/s，小车的加速度大小为_m/s2(结果均保留 3 位有效数字)；(3)某同学在实验过程中未平衡摩擦力，得到图丙所示的加速度与合外力关系图像
10、。设图中直线的斜率为 k，横截距为 b。若牛顿第二定律成立，则小车运动过程中受到的阻力大小为_(用题中物理量符号表示)。6某同学用如图甲所示装置做研究“加速度与合外力的关系”实验。(1)该同学在平衡摩擦力后进行实验，小车在运动过程中实际所受的拉力_钩码的重力(填“大于”、“小于”或“等于”)，根据该同学设置的实验，_(填“需要”或“不需要)使钩码质量m 远小于小车质量 M。(2)根据调节好的实验装置，实验打出的一条纸带如图乙所示，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，交流电的周期为 50Hz，由图中的数据可知，打点计时器打下 C 点时小车运动的速度大小是_m/s，小车运动的加速度大小是_m/s
11、2。(计算结果均保留两位有效数字)(3)在小车质量 M 保持不变的情况下，不断增加悬挂钩码个数，重复实验多次。测出每次增加钩码后拉力传感器的示数 F 和小车的加速度 a，作 a-F 的图像。下列图线中正确的表示 a、F 关系的图像是_。ABCD高考高考物理物理【热点【热点重点重点难点】专练难点】专练(新高考专用新高考专用)热热点点 01控制变量法控制变量法【热点解读热点解读】物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制其他因素(变量)不变只改变其中的一个因素，来单独研究这个因素对事物的影响，依次对每一个因素加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。一般来说，自然界发生的各种物理现象往
12、往是错综复杂的，我们所研究的物体对象往往也不是孤立存在的，总是处于与其他事物和现象的相互联系之中，这就决定了影响对象的因素不可能是单一的，而是多种因素相互交错，共同起作用的。我们在对这些物理现象进行研究的时候，应该考虑到影响物理现象的各种因素。采用控制变量法其实就是把多因素的问题变成多个单因素的问题是分析的问题简化明了，最后再综合解决，找到多个因素和所研究现象的关系。利用控制变量法探究问题的一般程序为：1对可能影响研究问题的因素(物理量)进行分析，作出假设。2利用控制变量法控制其他因素不变，对每个因素依次进行研究，找到该因素和所研究问题间的关系。3综合判断所有因素和所研究问题之间的关系。比如在
13、探究加速度与力、质量的关系时，我们研究的方法是：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系，再保持力不变，研究加速度与质量的关系，最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体的质量之间的关系；类似的还有：探究影响力的作用效果的因素；探究滑动摩擦力与哪些因素有关；探究影响电阻大小的因素；探究通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关；探究单摆的周期与哪些因素有关。【限时检测】【限时检测】(建议用时：建议用时：30 分钟分钟)1在“测定金属丝的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图 1 所示，则该金属丝直径d _mm；(2)用图 2 所示的电路图测量该金属丝的电阻xR(阻
14、值约为15)。实验中除开关、导线若干之外，还提供以下器材：电压表 V(量程0 3V，内阻约3)k电流表1A(量程0 200mA，内阻约5)电流表2A(量程0 0.6A，内阻约0.2)滑动变阻器1(0 40)R滑动变阻器2(0 200)R电源E(电动势为 3V，内阻不计)为了调节方便，测量准确，电流表应选_，滑动变阻器应选_；(选填器材的名称符号)(3)通过测量，接入电路中金属丝的长度为L，直径为d，金属丝两端的电压为U，通过金属丝的电流为I，由此可得金属丝电阻率的表达式_。(用题中所给字母表示)【答案】0.371A1R124UdIL【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，其示数为：37.1 0.0
15、1mm=0.371mm(2)通过电阻丝的最大电流约为3V=0.2A=200mA15XEIR电流表选择1A；为方便实验操作，滑动变阻器应选择1R(3)金属丝电阻2()2XULLRdIS金属丝电阻率24UdIL2用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度 a 与合力 F 的关系。(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中无须使用的有_(填选项前的字母)。A电压可调的直流电源B220 V 50 Hz、的交流电源C刻度尺D天平(附砝码)E秒表(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作不正确的
16、是_。A调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上C在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上(3)已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s，得到的记录纸带如图乙所示，图中的点为计数点，每两相邻的计数点间还有 4 个点没有画出，由此得 D 点的速度为_m/s，小车加速度的大小a _2m/s(保留两位有效数字)。(4)在本实验中认为细线的拉力 F 等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据作出的aF图像如图丙中的 I、所示。下列分析正确的是_(填选项前的字母)。A出现图线 I 的原因可
17、能是没有平衡摩擦力B出现图线的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适C出现图线的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾角斜度过大(5)在本实验中认为细线的拉力 F 等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是_(填“系统误差”或“偶然误差”)。【答案】AEB0.762.0B系统误差【解析】(1)电火花计时器需要的电源是220 V 50 Hz、的交流电源，不能使用电压可调的直流电源 A，电火花计时器是计时的仪器，无需秒表 E。要用刻度尺测量纸带上点迹的距离，需要天平测量小车的质量。故选 AE。(2)A为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，必须调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，A 正确；B
18、C平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，B 错误 C 正确。故选 B。(3)相邻的计数点的时间间隔为5 0.02s0.1sT D 点的速度0.76m/sCEDCExvt小车加速度的大小222228.64 10.636.44604.6210 m/s2.0m/s0.1DFBDaTxx(4)A根据图像 1 可知，当没有挂砝码、砝码盘时，小车产生了加速度，因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大，A 错误；B根据图像 2 可知，随着 F 的增大，即砝码、砝码盘的质量增大，不再满足砝码、砝码盘质量小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象，
19、B 正确；C根据图像 3 可知，当挂上砝码、砝码盘时，小车的加速度还是为零，说明没有平衡摩擦力或平衡的不够，C 错误。故选 B。(5)在本实验中认为细线的拉力 F 等于砝码和砝码盘的总重力 mg，这是实验原理、实验方法造成的误差，由此造成的误差是系统误差。3小周用如图所示的装置进行“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验。(1)图中打点计时器使用的电源应是_(填选项前的字母)。A220V 直流电源B220V 交流电源 C6V 以下直流电源D6V 以下交流电源(2)在实验前应进行“平衡摩擦力”的操作，下列关于“平衡摩擦力”的操作中做法妥当的是_(填选项前的字母)。A小车尾部不需要安装纸带B小车尾
20、部需要安装纸带C小车前端不挂细绳与砝码盘D小车前端需要挂上细绳与砝码盘，但是砝码盘中不加砝码(3)在正确地完成“平衡摩擦力”的操作后，小周进行了加速度与力(把砝码和砝码盘的总重力大小当成细绳对小车的拉力大小)之间关系的探究，得到了如图所示的一条纸带(相邻两个计数点间均还有 1个点图中未画出)，且所用电源频率为 50Hz，13.59cmx，24.41cmx，35.19cmx，45.97cmx，56.78cmx，67.64cmx；则小车的加速度a _2m/s，(要求充分利用测量的数据，保留 2 位有效数字)该纸带数据是否合理_。(填合理或者不合理)【答案】DBC5.0不合理【解析】(1)图中为电磁
21、打点计时器，其工作电压为 6V 以下交流电源，故选 D。(2)平衡摩擦力是为使小车重力沿斜面向下的分力等于摩擦力，所以小车前端不挂细绳与砝码；平衡摩擦力时，应使小车做匀速直线运动，通过判断纸带上的点是否均匀分布来分析是否做匀速直线运动，故小车尾部需要安装纸带，故选 BC。(3)相邻两点之间的时间间隔为2 0.02s0.04sT 小车的加速度为 654321225.0m/s9xxxxxxaT由纸带上数据可知，连续相同时间内，位移差之间的差值较大，故纸带数据不合理。4某同学测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻 R。当他用多用电表粗测该导体的电阻时，发现其阻值较小。为了较精确地测量该导体的电阻，他
22、设计了如图所示的电路原理图。其中定值电阻为05.0R，其余可供器材如下：电流表(量程：00.6A，内阻约为 0.2)电压表(量程：03A，内阻约为 9K)动变阻器 R(最大阻值为 20)电源：电动势 3.0V，内阻不计开关、导线若干试分析下列问题：(1)图中，在闭合 S 前应将滑动变阻器的滑片移至_ 端(选填“a”或“b”)。(2)在上图所示的实物图中，已正确连接了部分导线，请根据实验原理图将上图的实物图连接好。(_)(3)实验中将多次测量出来的数据已经描入了上图所示的 U-I 坐标中，请根据所描的点做出 U-I 图象_。求得该圆柱体的电阻 R=_(保留两位有效数字)。【答案】b1.0【解析】
23、(1)在闭合开关前应让电路中电流从最小开始变化，故应将滑动变阻器的滑片移至 b 端；(2)根据电路图连接实物图如图(3)将给出的点迹连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图图像斜率大小表达x0RR故圆柱体的电阻01.0URRI5某同学用如图甲所示的实验装置探究加速度与物体受力之间的关系。(1)实验过程中，打点计时器应接在_(填“直流”或“交流”)电源上，平衡摩擦力后，在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端，调整定滑轮，使细绳_；(2)图乙为某次实验中得到的一条纸带，相邻两计数点间的时间间隔 T=0.10s，根据实验数据，打点计时器打出 B 点时小车的速度大小为_m/s，小
24、车的加速度大小为_m/s2(结果均保留 3 位有效数字)；(3)某同学在实验过程中未平衡摩擦力，得到图丙所示的加速度与合外力关系图像。设图中直线的斜率为 k，横截距为 b。若牛顿第二定律成立，则小车运动过程中受到的阻力大小为_(用题中物理量符号表示)。【答案】交流与木板平行0.5651.08b【解析】(1)实验过程中，打点计时器应接在交流电源上；平衡摩擦力后，在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端，调整定滑轮，使细绳与木板平行；(2)打点计时器打出 B 点时小车的速度大小为0.113m/s0.565m/s20.2ACBxvT小车的加速度大小为22220.26900.11300.113
25、0m/s1.08m/s44 0.1CEACxxaT(3)由牛顿第二定律Ffma1faFmm当 a=0 时 F=f=b6某同学用如图甲所示装置做研究“加速度与合外力的关系”实验。(1)该同学在平衡摩擦力后进行实验，小车在运动过程中实际所受的拉力_钩码的重力(填“大于”、“小于”或“等于”)，根据该同学设置的实验，_(填“需要”或“不需要)使钩码质量m 远小于小车质量 M。(2)根据调节好的实验装置，实验打出的一条纸带如图乙所示，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，交流电的周期为 50Hz，由图中的数据可知，打点计时器打下 C 点时小车运动的速度大小是_m/s，小车运动的加速度大小是_m/s2。
26、(计算结果均保留两位有效数字)(3)在小车质量 M 保持不变的情况下，不断增加悬挂钩码个数，重复实验多次。测出每次增加钩码后拉力传感器的示数 F 和小车的加速度 a，作 a-F 的图像。下列图线中正确的表示 a、F 关系的图像是_。ABCD【答案】小于不需要0.962.4A【解析】(1)对整体分析，根据牛顿第二定律得mgamM则绳子的拉力1mgFMamM所以实际小车在运动过程中所受的拉力小于钩码的重力。由于力传感器能直接测出小车受到的合外力，不需要使钩码质量 m 远小于小车质量的 M。(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有228.81 9.6110 m/s=0.96
27、m/s22 0.1BDCxvT由题意可知：13.60cmx，29.61 3.60 cm=6.01cmx，318.01 9.61 cm=8.4cmx，428.81 18.01 cm=10.80cmx；由此2.4cmx，0.1sT，根据匀变速直线运动推论2xaT，可得222222.4 10m/s=2.4m/s0.1xaT(3)由于传感器可直接测出小车的拉力 F，则小车质量 M 不变时，加速度与拉力 F 成正比，所以aF图像是一条过原点的倾斜的直线，故选 A。2022 高考高考物理物理【热点【热点重点重点难点】专练难点】专练(新高考专用新高考专用)热热点点 02转换法转换法【热点解读热点解读】物理学
28、中对于不容易直接观察的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法。爱因斯坦说过：“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。”磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针的作用来证明其存在。在物理学中还有其他一些现象也是这样，物体发生形变活运动状态发生变化可以证明此物体受到力的作用，如苹果落地、行星绕恒星运动可证明万有引力存在；运动的物体能对外做功可证明它具有能；扩散现象可证明分子在无规则运动；铅块实验可证明分子间引力的存在，液体固体难压缩可以证明分子斥力的存在；马德堡半球实验可证明大气压的存在；静电力指针的偏角度大小说明
29、了电势差的变化量；奥斯特实验可证明电流周围有磁场等等。转换法是一种较高层次的思维方法，是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃，如变曲为直就是该方法的应用。转换法可分为参量转换法和能量转换法两种。1参量转换法待测的物理量通常与其他的物理量之间存在某种特定的物理联系，利用这种联系，可实现各参量间的转换，达到测量的目的。参量转换的方法贯穿于整个物理实验之中。2能量转换法能量转换测量法是某种形式的物理量，通过能量变化器，变成另一种形式物理量的测量方法。随着各种新型功能材料的不断涌现，如热敏、光敏、湿敏材料以及这些材料性能的不断提高，形形色色的敏感器件和传感器应运而生，为物理实验测量方法的改进提供
30、了很好的条件。考虑到电学参量具有方便、快速的特点，电学易于生产，而且常常具有通用性，所以许多能量转换法都是使待测物理量通过各种传感器和敏感器件转换成电学参量来进行测量的。最常见的有光电转换、磁电转换、热电转换、力电转换等。在设计和安排实验时，当预先估计不能达到要求时，常常另辟蹊径，把一些不可能测量的物理量转换成可测量的物理量。合理地使用转换法是物理实验获得成功的一种必要手段，尤其是设计探究型实验，当某个物理量不容易直接测量或者不具备测量条件时，巧妙地使用转换法能够收到事半功倍的效果。【限时检测】【限时检测】(建议用时：建议用时：30 分钟分钟)1某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律
31、。光电门 Q 固定在电磁铁 P 的正下方，接通电磁铁，将小球吸在 P 处，断开电源，小球由静止开始下落，通过光电门 Q 时，光电计时器记录小球通过光电门 Q 的时间为 3.00ms。用刻度尺测出 P、Q 两点间的高度差为 59.70cm。(1)若用游标卡尺测量小球的直径 d 时，示数如图乙所示，则 d=_mm。(2)小球经过 Q 时的速度大小 v=_m/s。(结果保留三位有效数字)(3)若小球的质量为 0.1kg，则在小球从 P 运动到 Q 的过程中，小球动能的增加量kE_J，重力势能的减少量pE_J，在实验误差允许范围内，kpEE，机械能守恒定律得到验证。(已知当地的重力加速度大小29.8m
32、/sg，结算保留三位有效数字)(4)小组同学想到另外一种验证机械能守恒定律的方法，调整 Q 的位置，测出 P 到 Q 的高度差 h，算出小球经过 Q 时对应的速度大小 v，以 h 为横轴、2v为纵轴，若2vh图线为一直线，且其斜率接近于_，则机械能守恒定律得到验证。(重力加速度大小为 g)2某同学利用如图甲所示的实验装置来测定气垫导轨上滑决的加速度，滑块上安装有遮光条。(1)该同学利用 10 分度的游标卡尺测出滑块上安装的遮光条的宽度 d，测量结果如图乙所示，则d=_ cm；(2)与光电门配套的数字毫秒计测出了遮光条通过光电门 1 所用的时间t1=0.025 s，通过光电门 2 所用的时间为t
33、2=0.010 s，则滑块通过光电门 1 时滑块的速度大小为 v1=_ m/s；(3)该同学利用刻度尺测出两光电门之间的距离为 l=0.50 m，则滑块的加速度大小为 a=_m/s2。3某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因数，设计如图(a)所示的实验装置，弹簧左侧固定在挡板 A 上，处于原长的弹簧右端位于 C，弹簧与滑块接触但不拴接，滑块上安装了宽度为d的遮光板，轨道B处装有光电门。(1)实验的主要步骤如下：用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图(b)所示，d _cm；将滑块向左压缩弹簧，由静止释放滑块，同时记录遮光片通过光电门的时间t；测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x；改变
34、弹簧压缩量，多次重复步骤和。(2)实验收集的数据并处理如下。序号123456时间/st0.040.050.060.080.100.12距离/cmx17.0110.887.574.262.731.88实验小组根据表中数据在2vx图中已描绘出五个点，请描绘出余下点并作出2vx图像_。根据所作图像，可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为_，(g 取 10m/s2，结果保留两位有效数字)。4 如图所示，某实验小组的同学将足够长的木板固定在水平桌面上，带有宽度为 d 的遮光条的滑块，从光电门的右侧以某一初速度向左运动，经过一段时间后滑块静止在光电门的左侧某位置，改变滑块的初速度，重复以上操作步骤，重力加速度
35、为 g，就可以测量出滑块与木板之间的动摩擦因数。则：(1)为了完成测量，应该直接测量的物理有_(选填选项前的字母)。A滑块和遮光条的初速度0vB滑块和遮光条的总质量 MC遮光条经过光电门的挡光时间0tD滑块停止的位置与光电门间的距离0 x(2)根据(1)题中直接测量的物理量，可得滑块与木板之间的动摩擦因数为_。(3)如果将图中的长木板的左端适当垫高将光电门固定在长木板的底端，让带有遮光条的滑块在左侧适当位置由静止释放，与光电门之间的水平距离为 L，滑块经过光电门的挡光时间为 t；改变长木板的倾角，调整释放点的位置，保持释放点与光电门之间的水平距离 L 不变，如图所示。重复以上步骤，则：释放位置
36、距离水平桌面的高度为h _(用 d、0 x、0t、L 和 t 表示)。根据该实验多次操作得到的实验数据，作出实验图像。如果用横坐标表示释放点的位置高度 h，为了使图像的是一条直线，那么纵坐标表示的是_(均釆用国际单位)。如果仅将长木板换用其他材料的长板，其他条件均不改变，则图像的斜率将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。5某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为 W。当用 2 条、3 条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度
37、根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算。(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(填“交流”或“直流”)电源。(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是(_)A放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是(_)A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作的情况下，
38、打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)。6(1)小潘同学用如图所示的实验装置，通过改变橡皮筋条数改变做功倍数来完成课本中功与速度变化关系的实验，该实验除了图甲中已有的器材外，下列选项中还必须用到的有_。A天平B刻度尺C学生电源D弹簧测力计(2)小潘在完成上述功与速度变化的关系实验中_(填“需要”或“不需要”)平衡小车受到的阻力。(3)小潘同学某次实验中得到如图乙所示的一段纸带(图中两计数点间有四个点未画出)，交流电的频率为 50Hz，根据得到的纸带，D 点位置刻度尺的读数为 _，根据纸带的特点你认为小潘同学可能正在做下列哪个实
39、验_。A探究小车速度随时间变化规律B探究功与速度变化的关系高考高考物理物理【热点【热点重点重点难点】专练难点】专练(新高考专用新高考专用)热热点点 02转换法转换法【热点解读热点解读】物理学中对于不容易直接观察的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法。爱因斯坦说过：“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。”磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针的作用来证明其存在。在物理学中还有其他一些现象也是这样，物体发生形变活运动状态发生变化可以证明此物体受到力的作用，如苹果落地、行星绕恒星运动可证明万有引力存在；运动的物
40、体能对外做功可证明它具有能；扩散现象可证明分子在无规则运动；铅块实验可证明分子间引力的存在，液体固体难压缩可以证明分子斥力的存在；马德堡半球实验可证明大气压的存在；静电力指针的偏角度大小说明了电势差的变化量；奥斯特实验可证明电流周围有磁场等等。转换法是一种较高层次的思维方法，是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃，如变曲为直就是该方法的应用。转换法可分为参量转换法和能量转换法两种。1参量转换法待测的物理量通常与其他的物理量之间存在某种特定的物理联系，利用这种联系，可实现各参量间的转换，达到测量的目的。参量转换的方法贯穿于整个物理实验之中。2能量转换法能量转换测量法是某种形式的物理量，通过
41、能量变化器，变成另一种形式物理量的测量方法。随着各种新型功能材料的不断涌现，如热敏、光敏、湿敏材料以及这些材料性能的不断提高，形形色色的敏感器件和传感器应运而生，为物理实验测量方法的改进提供了很好的条件。考虑到电学参量具有方便、快速的特点，电学易于生产，而且常常具有通用性，所以许多能量转换法都是使待测物理量通过各种传感器和敏感器件转换成电学参量来进行测量的。最常见的有光电转换、磁电转换、热电转换、力电转换等。在设计和安排实验时，当预先估计不能达到要求时，常常另辟蹊径，把一些不可能测量的物理量转换成可测量的物理量。合理地使用转换法是物理实验获得成功的一种必要手段，尤其是设计探究型实验，当某个物理
42、量不容易直接测量或者不具备测量条件时，巧妙地使用转换法能够收到事半功倍的效果。【限时检测】【限时检测】(建议用时：建议用时：30 分钟分钟)1某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。光电门 Q 固定在电磁铁 P 的正下方，接通电磁铁，将小球吸在 P 处，断开电源，小球由静止开始下落，通过光电门 Q 时，光电计时器记录小球通过光电门 Q 的时间为 3.00ms。用刻度尺测出 P、Q 两点间的高度差为 59.70cm。(1)若用游标卡尺测量小球的直径 d 时，示数如图乙所示，则 d=_mm。(2)小球经过 Q 时的速度大小 v=_m/s。(结果保留三位有效数字)(3)若小球的质量为 0.
43、1kg，则在小球从 P 运动到 Q 的过程中，小球动能的增加量kE_J，重力势能的减少量pE_J，在实验误差允许范围内，kpEE，机械能守恒定律得到验证。(已知当地的重力加速度大小29.8m/sg，结算保留三位有效数字)(4)小组同学想到另外一种验证机械能守恒定律的方法，调整 Q 的位置，测出 P 到 Q 的高度差 h，算出小球经过 Q 时对应的速度大小 v，以 h 为横轴、2v为纵轴，若2vh图线为一直线，且其斜率接近于_，则机械能守恒定律得到验证。(重力加速度大小为 g)【答案】10.203.400.5780.5852g【解析】(1)根据题图乙，小球的直径1mm10mm410.20mm20
44、d(2)小球经过 Q 时的速度大小3310.20 10m/s3.40m/s3.00 10v(3)在小球从 P 运动到 Q 的过程中，小球动能的增加量2k100.578J2Emv重力势能的减少量0.585JpEmgh(4)若小球下落过程动能的增加量与重力势能的减少量相等，则有212mvmgh可得此时2vh图线为一直线，且其斜率为 2g。2某同学利用如图甲所示的实验装置来测定气垫导轨上滑决的加速度，滑块上安装有遮光条。(1)该同学利用 10 分度的游标卡尺测出滑块上安装的遮光条的宽度 d，测量结果如图乙所示，则d=_ cm；(2)与光电门配套的数字毫秒计测出了遮光条通过光电门 1 所用的时间t1=
45、0.025 s，通过光电门 2 所用的时间为t2=0.010 s，则滑块通过光电门 1 时滑块的速度大小为 v1=_ m/s；(3)该同学利用刻度尺测出两光电门之间的距离为 l=0.50 m，则滑块的加速度大小为 a=_m/s2。【答案】1.500.601.89【解析】(1)由游标卡尺的读数规则可知，遮光条的宽度=主尺刻度值(毫米)游标尺对齐格数游标尺精度(毫米)，可读出遮光条的宽度为 d=1.50 cm.(2)滑块通过光电门 1 时的速度大小为v1=1dt代入数据解得v1=0.60 m/s.(3)由于两光电门之间的距离为 l=0.50 m，滑块通过光电门 2 时的速度大小为v2=2dt=1.
46、5 m/s故由v22v12=2al可得a=1.89 m/s23某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因数，设计如图(a)所示的实验装置，弹簧左侧固定在挡板 A 上，处于原长的弹簧右端位于 C，弹簧与滑块接触但不拴接，滑块上安装了宽度为d的遮光板，轨道B处装有光电门。(1)实验的主要步骤如下：用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图(b)所示，d _cm；将滑块向左压缩弹簧，由静止释放滑块，同时记录遮光片通过光电门的时间t；测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x；改变弹簧压缩量，多次重复步骤和。(2)实验收集的数据并处理如下。序号123456时间/st0.040.050.060.080.1
47、00.12距离/cmx17.0110.887.574.262.731.88实验小组根据表中数据在2vx图中已描绘出五个点，请描绘出余下点并作出2vx图像_。根据所作图像，可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为_，(g 取 10m/s2，结果保留两位有效数字)。【答 案】1.6500.0480.052【解析】(1)因游标尺是 20 分度，则其精确度为0.05mm16mm100.05mm16.50mm1.650cmd(2)实验小组根据表中数据在2vx图中已描绘出五个点，描绘出2vx图像如下所示因摩擦阻力做功，导致动能，转化为内能，根据动能定理，则有2102mvmgx 即为22vgx因此2vx图像的斜率
48、0.1810.18k 那么10.05022 10kg4 如图所示，某实验小组的同学将足够长的木板固定在水平桌面上，带有宽度为 d 的遮光条的滑块，从光电门的右侧以某一初速度向左运动，经过一段时间后滑块静止在光电门的左侧某位置，改变滑块的初速度，重复以上操作步骤，重力加速度为 g，就可以测量出滑块与木板之间的动摩擦因数。则：(1)为了完成测量，应该直接测量的物理有_(选填选项前的字母)。A滑块和遮光条的初速度0vB滑块和遮光条的总质量 MC遮光条经过光电门的挡光时间0tD滑块停止的位置与光电门间的距离0 x(2)根据(1)题中直接测量的物理量，可得滑块与木板之间的动摩擦因数为_。(3)如果将图中
49、的长木板的左端适当垫高将光电门固定在长木板的底端，让带有遮光条的滑块在左侧适当位置由静止释放，与光电门之间的水平距离为 L，滑块经过光电门的挡光时间为 t；改变长木板的倾角，调整释放点的位置，保持释放点与光电门之间的水平距离 L 不变，如图所示。重复以上步骤，则：释放位置距离水平桌面的高度为h _(用 d、0 x、0t、L 和 t 表示)。根据该实验多次操作得到的实验数据，作出实验图像。如果用横坐标表示释放点的位置高度 h，为了使图像的是一条直线，那么纵坐标表示的是_(均釆用国际单位)。如果仅将长木板换用其他材料的长板，其他条件均不改变，则图像的斜率将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【
50、答案】CD02202dgx t2202012dLgttx21t不变【解析】(1)测量滑块与木板之间的动摩擦因数的原理为mgma，22vax解得22vxg则需要测量的物理量为滑块的滑行距离，还有滑动的速度，但是滑块的瞬时速度可以利用通过光电门的平均速度表示，所以应该直接测量的物理有遮光条经过光电门的挡光时间0t，滑块停止的位置与光电门间的距离0 x。故选 CD。(2)由平均速度表示瞬时速度则有滑块经过光电门的速度为0dvt滑块与木板之间的动摩擦因数为20 02=2dgx t(3)滑块下滑过程，根据牛顿第二定律有sincosmgmgma解得sincosagg根据速度位移公式有2sin2hva且dv