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1专题20创新实验2019年高三二模、三模物理试题分项解析（II）1.（2019河南郑州二模）如图甲所示，一条质量和厚度不计的纸带缠绕在固定于架子上的定滑轮上，纸带的下端悬挂一质量为m的重物，将重物由静止释放，滑轮将在纸带带动下转动。假设纸带和滑轮不打滑，为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前将纸带先穿过一电火花计时器，交变电流的频率为50Hz，如图乙所示，通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的变化情况。下图为打点计时器打出来的纸带，取中间的一段，在这一段上取了7个计数点A、B、C、D、E、F、G，每相邻的两个计数点间有4个点没有画出，已知：其中x1＝8.05cm、x2＝10.34cm、x3＝12.62cm、x4＝14．92cm、x5＝17.19cm、x6＝19.47cm。（1）根据上面的数据，可以求出D点的速度vD=m/s；（结果保留三位有效数字）（2）测出滑轮半径等于3.00cm，则打下D点时滑轮的角速度为rad/s；（结果保留三位有效数字）（3）根据题中所给数据分析，在误差允许范围内，你认为滑轮的角速度随时间是增大（选填“均匀”或“不均匀”）。2．（10分）（2019河南郑州二模）导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应。图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应。电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变（宏观上可认为形状不变），拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号。物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作2了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E＝3V，内阻r＝1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg＝50Ω；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤：步骤a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏；步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。（1）试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F＝；（2）设R-F图象斜率为k，试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I＝（用E、r、R1、Rg、R0、k、θ表示）；（3）若R-F图象中R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，测得θ＝60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G=N；（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是（）A．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀B．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀C．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀D．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤a操作；则测量结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。3.（2019年3月兰州模拟）(6分)某探究小组在气垫导轨上研究弹簧弹性势能与形变量之间的关系，如图所示，在导轨的左端固定一挡板，在滑块的左端固定一个轻质弹簧，把气垫导轨调节水平以后，先缓慢向左移动滑块压缩弹簧，在刻度尺上测出弹簧的压缩量l再把滑块由静止释放，弹簧离开挡板后，测出遮光条通过光电门的时间M。改变弹簧的压缩量，重复上面的实验。已知滑块和遮光条的总质量为m，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能Ep。3(1)该实验还需要测量的物理量是______________________；(2)该小组计算弹性势能的表达式是Ep=______________________；(3)在多次测量后，该小组画出了Ep－l、Ep－l、Ep－l2的函数关系图象，发现只有Ep－l2的关系是一条过原点的直线，由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是___________。4．（6分）（2019山东济南期末）空间站中不能利用天平测量质量，为此某同学为空间站设计了如图（a）所示的实验装置，用来测量小球质量。图中弹簧固定在挡板上，光滑轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间。该同学设计的主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量小球的直径d②将弹簧左端固定在档板上③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次⑥分析数据，得出小球的质量已知弹簧弹性势能EP＝，k为劲度系数，x为形变量。该同学使用了一个已知劲度系数为k0的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题（1）步骤①中游标卡尺示数情况如图（b）所示，小球的直径d＝1.14cm；（2）某一次步骤④中测得小球通过光电门的时间t为5.00ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝2.28m/s；4（3）根据实验步骤中测得的物理量，则可得小球的质量m＝。（用实验步骤①、③、④中测得的物理量表示）5．（9分）（2019山东济南期末）如图（甲）为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB表示有磁场时磁敏电阻的阻值，R0表示无磁场时磁敏电阻的阻值。为测量某磁场的磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。（1）某同学首先测量待测磁场中磁敏电阻的阻值，利用下面提供的器材，请将图（乙）中的导线补充完整。提供的器材如下：A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝140ΩB．滑动变阻器R，全电阻约20ΩC．电流表A，量程2.5mA，内阻RA＝100ΩD．电压表V，量程3V，内阻约3kΩE．直流电源E，电动势3V，内阻不计F．开关S，导线若干（2）正确接线后。测量数据如表，请利用表格数据在图丙中描点作图：123456U（V）0.000.450.911.501.792.71I（mA）0.000.300.601.001.201.80（3）根据U﹣I图象尽可能准确的求出磁敏电阻的阻值RB＝1.5×103Ω，结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B＝1.2T．（结果均保留两位有效数字）58.（2019陕西西安市蓝田县模拟）某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示．定值电阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱．回答下列问题：（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；（2）表笔a的颜色为______色（填“红”或“黑”）（3）将开关S置于“1”挡时，量程为______mA；（4）定值电阻的阻值R2=______Ω，R3=______Ω．（结果取3位有效数字）（5）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为______mA．