熱點01 控制變量法（學(xué)生版）-高考物理專練(新高考專用)

高考物理【熱點·重點·難點】專練(新高考專用)熱點01控制變量法【熱點解讀】物理學(xué)中對于多因素(多變量)的問題，常常采用控制其他因素(變量)不變只改變其中的一個因素，來單獨研究這個因素對事物的影響，依次對每一個因素加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。一般來說，自然界發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往是錯綜復(fù)雜的，我們所研究的物體對象往往也不是孤立存在的，總是處于與其他事物和現(xiàn)象的相互聯(lián)系之中，這就決定了影響對象的因素不可能是單一的，而是多種因素相互交錯，共同起作用的。我們在對這些物理現(xiàn)象進行研究的時候，應(yīng)該考慮到影響物理現(xiàn)象的各種因素。采用控制變量法其實就是把多因素的問題變成多個單因素的問題是分析的問題簡化明了，最后再綜合解決，找到多個因素和所研究現(xiàn)象的關(guān)系。利用控制變量法探究問題的一般程序為：1．對可能影響研究問題的因素(物理量)進行分析，作出假設(shè)。2．利用控制變量法控制其他因素不變，對每個因素依次進行研究，找到該因素和所研究問題間的關(guān)系。3．綜合判斷所有因素和所研究問題之間的關(guān)系。比如在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，我們研究的方法是：先保持物體的質(zhì)量一定，研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體的質(zhì)量之間的關(guān)系；類似的還有：探究影響力的作用效果的因素；探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)；探究影響電阻大小的因素；探究通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與哪些因素有關(guān)；探究單擺的周期與哪些因素有關(guān)?！鞠迺r檢測】(建議用時：30分鐘)1．在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中：(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖1所示，則該金屬絲直徑______mm；(2)用圖2所示的電路圖測量該金屬絲的電阻(阻值約為。實驗中除開關(guān)、導(dǎo)線若干之外，還提供以下器材：電壓表V(量程，內(nèi)阻約電流表(量程，內(nèi)阻約電流表(量程，內(nèi)阻約滑動變阻器滑動變阻器電源(電動勢為3V，內(nèi)阻不計)為了調(diào)節(jié)方便，測量準確，電流表應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選______；(選填器材的名稱符號)(3)通過測量，接入電路中金屬絲的長度為，直徑為，金屬絲兩端的電壓為，通過金屬絲的電流為，由此可得金屬絲電阻率的表達式______。(用題中所給字母表示)2．用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律的實驗中，保持小車質(zhì)量一定時，驗證小車加速度a與合力F的關(guān)系。(1)除了電火花計時器、小車、砝碼、砝碼盤、細線、附有定滑輪的長木板、墊木、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中無須使用的有__________(填選項前的字母)。A．電壓可調(diào)的直流電源B．的交流電源C．刻度尺D．天平(附砝碼)E．秒表(2)為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，以下操作不正確的是___________。A．調(diào)整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行B．在調(diào)整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應(yīng)當(dāng)將砝碼和砝碼盤通過細線掛在小車上C．在調(diào)整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應(yīng)當(dāng)將穿過打點計時器的紙帶連在小車上(3)已知實驗中打點計時器的打點周期為，得到的記錄紙帶如圖乙所示，圖中的點為計數(shù)點，每兩相鄰的計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，由此得D點的速度為_________，小車加速度的大小_________(保留兩位有效數(shù)字)。(4)在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，已知三位同學(xué)利用實驗數(shù)據(jù)作出的圖像如圖丙中的I、Ⅱ、Ⅲ所示。下列分析正確的是_________(填選項前的字母)。A．出現(xiàn)圖線I的原因可能是沒有平衡摩擦力B．出現(xiàn)圖線Ⅱ的原因可能是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不合適C．出現(xiàn)圖線Ⅲ的原因可能是在平衡摩擦力時長木板的傾角斜度過大(5)在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，由此造成的誤差是______(填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)。3．小周用如圖所示的裝置進行“探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗。(1)圖中打點計時器使用的電源應(yīng)是__________(填選項前的字母)。A．220V直流電源B．220V交流電源C．6V以下直流電源D．6V以下交流電源(2)在實驗前應(yīng)進行“平衡摩擦力”的操作，下列關(guān)于“平衡摩擦力”的操作中做法妥當(dāng)?shù)氖莀______(填選項前的字母)。A．小車尾部不需要安裝紙帶B．小車尾部需要安裝紙帶C．小車前端不掛細繩與砝碼盤D．小車前端需要掛上細繩與砝碼盤，但是砝碼盤中不加砝碼(3)在正確地完成“平衡摩擦力”的操作后，小周進行了加速度與力(把砝碼和砝碼盤的總重力大小當(dāng)成細繩對小車的拉力大小)之間關(guān)系的探究，得到了如圖所示的一條紙帶(相鄰兩個計數(shù)點間均還有1個點圖中未畫出)，且所用電源頻率為50Hz，，，，，，；則小車的加速度___________，(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)，保留2位有效數(shù)字)該紙帶數(shù)據(jù)是否合理_________。(填合理或者不合理)4．某同學(xué)測量一個由新材料制成的均勻圓柱體的電阻R。當(dāng)他用多用電表粗測該導(dǎo)體的電阻時，發(fā)現(xiàn)其阻值較小。為了較精確地測量該導(dǎo)體的電阻，他設(shè)計了如圖所示的電路原理圖。其中定值電阻為，其余可供器材如下：①電流表(量程：0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)②電壓表(量程：0～3A，內(nèi)阻約為9KΩ)③動變阻器R(最大阻值為20Ω)④電源：電動勢3.0V，內(nèi)阻不計⑤開關(guān)、導(dǎo)線若干試分析下列問題：(1)圖中，在閉合S前應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至_________端(選填“a”或“b”)。(2)在上圖所示的實物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)實驗原理圖將上圖的實物圖連接好。(______)(3)實驗中將多次測量出來的數(shù)據(jù)已經(jīng)描入了上圖所示的U-I坐標(biāo)中，請根據(jù)所描的點做出U-I圖象_______。求得該圓柱體的電阻R=___________(保留兩位有效數(shù)字)。5．某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置探究加速度與物體受力之間的關(guān)系。(1)實驗過程中，打點計時器應(yīng)接在___________(填“直流”或“交流”)電源上，平衡摩擦力后，在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端，調(diào)整定滑輪，使細繩___________；(2)圖乙為某次實驗中得到的一條紙帶，相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T=0.10s，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，打點計時器打出B點時小車的速度大小為___________m/s，小車的加速度大小為___________m/s2(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)；(3)某同學(xué)在實驗過程中未平衡摩擦力，得到圖丙所示的加速度與合外力關(guān)系圖像。設(shè)圖中直線的斜率為k，橫截距為b。若牛頓第二定律成立，則小車運動過程中受到的阻力大小為___________(用題中物理量符號表示)。6．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做研究“加速度與合外力的關(guān)系”實驗。(1)該同學(xué)在平衡摩擦力后進行實驗，小車在運動過程中實際所受的拉力___________鉤碼的重力(填“大于”、“小于”或“等于”)，根據(jù)該同學(xué)設(shè)置的實驗，___________(填“需要”或“不需要")使鉤碼質(zhì)量m遠小于小車質(zhì)量M。(2)根據(jù)調(diào)節(jié)好的實驗裝置，實驗打出的一條紙帶如圖乙所示，每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，交流電的周期為50Hz，由圖中的數(shù)據(jù)可知，打點計時器打下C點時小車運動的速度大小是___________m/