（新课标Ⅲ）2019版高考物理一轮复习 专题十四 实验与探究课件.ppt

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1、专题十四实验与探究高考物理高考物理高考物理高考物理 ( (课标课标课标课标专用专用专用专用) )考点二力学实验考点二力学实验1.(2018课标,22,6分)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下:(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为(用L、L1和g表示)。(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm,

2、L1=10.4cm。乙的反应时间为s。(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:。五年高考A组 统一命题课标卷题组答案(2)(3)0.20(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子解析本题考查自由落体运动的应用。(2)(3)木尺做自由落体运动,由位移公式可得L-L1=gt2,解得t=s=0.20s2.(2018课标,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其

3、零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。答案3.77553.7解析本题考查游标卡尺的读数方法和胡克定律。此标尺为二十分度的标尺,精确度为0.05mm,读数=整毫米数(主尺)+n精确度,所以读数为37mm+150.05mm=37.75mm=3.775cm。当托盘中放入砝码稳定时,弹簧的伸长量x=3.775cm-1.950cm=1.825cm。由平衡条件得F=mg,由胡克定律得F=kx,联立

4、得k=53.7N/m。3.(2018课标,23,9分)某同学用图(a)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,弹簧秤的示数即木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。图(a)砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93图(b)图(c)回答下列问题:(1)f4=N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的

5、数据点并绘出f-m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k=;(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f-m图线求得=。(保留2位有效数字)答案(1)2.75(2)如图所示(3)(M+m)gg(4)0.40解析本题考查物体的平衡、滑动摩擦力的计算及分析图像的能力。(1)由图可知弹簧秤的读数为2.75N。(2)画图线时应使尽可能多的点落在线上,不在线上的点应均匀分布在线的两侧。(3)以木块和砝码为研究对象,整体水平方向受木板的滑动摩擦力和细线的拉力,f=(M+m)g,整理得f=mg+Mg,故f-m图线的斜率

6、k=g。(4)由图知k=3.9N/kg,故=0.40。4.(2017课标,22,6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示

7、的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。()用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;图(a)图(b)()F合的大小为N,F合与拉力F的夹角的正切值为。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如图所示()4.00.05解析(1)测力计读数时需要进行估读,此测力计分度值为0.2N,则F的大小为4.0N。(2)()作力的图示时,要选好标度,再根据F1、F2的方向及大小作出相应两力的图示

8、,图见答案。分别以F1、F2为邻边作平行四边形并作出对角线,即得F合。()表示F合的线段的长度为20.0mm,根据标度算出F合大小为4.0N。实际合力F的方向沿AO方向,对角线为F合方向,则两者夹角的正切值tan=0.05。命题意图本题考查验证力的平行四边形定则实验。易错分析测力计读数时要注意估读。5.(2017课标,22,6分)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下:如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下

9、滑;当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t;用s表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示,表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小,求出;将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤、;多次重复步骤;利用实验中得到的数据作出-t图,如图(c)所示。图(c)完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与vA、a和t的关系式为=。(2)由图(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(结果保留3位有效数字)答案(1)vA+t(2)52.116.3解析本题

10、考查匀变速直线运动的基本规律、利用光电门测量平均速度的实验方法,考查学生的实验能力和数据处理能力。挡光片通过光电门的平均速度等于t时间段的中间时刻的速度由v=v0+at可知=vA+a即=vA+at,由图像的截距可知vA=52.12cm/s52.1cm/s其斜率k=a,故滑块的加速度a=2k=16.3cm/s2审题指导在本实验中,每次换不同挡光片时,题给条件要求下滑前,挡光片前端相对于斜面的位置都相同,且滑块都由静止开始下滑,这表明每次下滑实验中挡光片开始遮光时滑块的瞬时速度都是相同的,都是vA。因此根据匀变速直线运动的规律,很容易可以写出=vA+a。6.(2017课标,22,5分)某探究小组为

11、了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图(a)图(b)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为m/s,加速度大小为m/s2。(结果均保留2位有效数字)答案(1)从右向左(2)0.190.037解析本题考查研究匀变速

12、直线运动。(1)由于小车获得速度后在摩擦力作用下减速运动,故相邻水滴间的距离逐渐减小,结合图(b)可知小车向左运动。(2)由题意知,30s内滴下46滴水,共45个时间间隔,故相邻两滴水的时间间隔T=s=s。由匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vA=mm/s=0.19m/s。由逐差法得小车运动的加速度为a=mm/s2=0.037m/s2。方法技巧“纸带”的处理处理“纸带”时,对于匀变速直线运动,求某点的瞬时速度需利用=,求加速度时应利用x=aT2。当需要考虑减小偶然误差时,应采用逐差法求加速度。7.(2016课标,23,10分)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其

13、所受合外力之间的关系。图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。实验步骤如下:图(a)(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物块,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。(3)对应于不同的n的a值见下表。

14、n=2时的s-t图像如图(b)所示;由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。n12345a/ms-20.200.580.781.00(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。图(b)图(c)(5)利用a-n图像求得小车(空载)的质量为kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8ms-2)。(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是(填入正确选项前的标号)。A.a-n图线不再是直线B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变

15、大答案(3)0.39(2分。在0.370.49范围内都给分)(4)如图所示(3分)(5)0.45(3分。在0.430.47范围内都给分)(6)BC(2分。选对一个给1分,有选错的不给这2分)解析(3)由s=at2得:a=,在s-t图像中找一点坐标,代入公式即可求出a。(5)对小车和钩码组成的系统应用牛顿第二定律:nmg=(M+Nm)a,则a=,a-n图像的斜率k=,从而可解出M。(6)对于已平衡摩擦力的情况,对整体应用牛顿第二定律:nmg=(M+Nm)a,则a=n;对于木板水平的情况,对整体应用牛顿第二定律:nmg-M+(N-n)mg=(M+Nm)a,整理得:a=n-g,比较可见,B、C均正确

16、。解题指导利用图像处理实验数据是实验中最常用的方法,解决本题的基本对策是写出图像对应的函数,困难便迎刃而解。易错点拨(3)(5)中的计算结果一定要按照有效数字的位数要求填写。画a-n图像时,所画直线要符合以下要求:让尽可能多的点落在直线上;不能落在直线上的点要均匀分布于直线的两侧;一定要利用直尺画线。8.(2016课标,22,6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。图(a)(1

17、)实验中涉及下列操作步骤:把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号)。(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50Hz。由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m/s。比较两纸带可知,(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。图(b)答案(1)(2)1.29M 解析(1)实验步骤中,一定要注意接通打点计时器电源之后再松手释放物块。若次序搞反,可能造成物块已离开桌面但打点计时器还没有开始工作。(2)从

18、纸带上看,最后两个数据2.58cm、2.57cm相差不大,表示物块已经脱离弹簧,所以速度v=10-2m/s1.29m/s,同理可计算出打下L纸带时物块脱离弹簧的速度要小一些。考查点利用纸带求速度、设计实验思路分析当纸带上点间的距离相差不大时,表示物块已经脱离弹簧。易错警示先接通打点计时器电源,然后再释放物块。9.(2015课标,22,6分,0.395)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。(1)物块下滑时的加速度a=m/s2,打C点时物块的速度v=m

19、/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是(填正确答案标号)。A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角答案(1)3.25(2分)1.79(2分)(2)C(2分)解析(1)a=3.25m/s2vC=1.79m/s(2)因为a=(mgsin-mgcos)/m=gsin-gcos 所以=欲求出还需知道斜面倾角,故选C项。解题关键利用x=aT2求加速度。利用=,求某一位置的速度。10.(2015课标,22,6分,0.369)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.2

20、0m)。完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为kg;(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;小车通过最低点时的速度大小为m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,计算结果保留2位有效数字)答案(2)1.40(2分)(4)7.9

21、(2分)1.4(2分)解析(2)示数为1.40kg,注意估读。(4)小车经过凹形桥最低点时对桥的压力N=g-M桥g=(1.81-1.00)9.80N=7.9N,小车通过最低点时受到的支持力N=N=7.9N,小车质量m车=1.40kg-1.00kg=0.40kg,由N-m车g=m车,解得v=1.4m/s。思路分析小车在桥的最低点时竖直方向上所受的合外力提供向心力。易错警示应根据题目表格中m值求平均值,=,减小偶然误差。11.(2014课标,22,6分,0.643)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质

22、量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:图(a)图(b)(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(填“线性”或“非线性”)关系。(2)由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是。(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是。钩码的质量应满足的条件是。答案(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量解析(1)将图(b)中各点连线,得到的是一条曲线,故a

23、与m的关系是非线性的。(2)由图(b)可知,当钩码质量不为零时,在一定范围内小车加速度仍为零,即钩码对小车的拉力大于某一数值时小车才产生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。(3)若将钩码所受重力作为小车所受合力,则应满足三个条件,一是摩擦力被平衡,二是绳平行于轨道平面,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,设绳的拉力为T,由mg-T=ma、T=Ma有T=g=,可见当mM时才有Tmg,故第三个条件为mM。解题关键理解平衡摩擦力的目的。了解将钩码所受重力mg的大小作为小车所受合力的条件。温馨提示本题应用数字化信息系统代替打点计时器,直接得出加速度a,更方便。12.(2014课标,23,9分,0.3

24、1)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。图(a)P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.

25、0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整:,。(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标系中画出1/k-n图像。图(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=N/m。答案(1)81.70.

26、0122(2分。每空1分)(2)-n图像如图所示(3分)(3)(2分。在之间均同样给分)(2分。在之间均同样给分)解析(1)由胡克定律有k=N/m=81.7N/m,故有=0.0122m/N。(2)作图过程略,图见答案。(3)因-n图线是一条过原点的直线,由图可得图线的斜率约为5.7110-4m/N,故有=5.7110-4n,即k=N/m,由题意可知弹簧的圈数n与原长l0的关系为n=l0,故k=(N/m)。考查点探究弹簧的劲度系数k与其长度的关系解题关键本题利用的主要公式是F=kx。利用-n图像,导出k与n的关系,再利用n与原长l0的关系,导出k与l0的关系表达式。13.(2014大纲全国,22

27、,6分)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。x1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00单位:cm根据表中数据,完成下列填空:(1)物块的加速度a=m/s2(保留3位有效数字)。(2)因为,可知斜面是粗糙的。答案(1)4.30(4分,填“4.29”或“4.31”同样给分)(2)物块加速度小于

28、g=5.88m/s2(或:物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)(2分)解析(1)a=4.30m/s2(2)见答案。解题指导运用逐差法求出加速度a。归纳总结频闪照片和纸带打点的共同特点是想办法留下物体在相等时间内通过的位移,从而可以研究物体的运动情况,根据x=aT2求a,根据平均速度和中点时刻速度的关系求瞬时速度。考点三电学实验考点三电学实验14.(2018课标,23,9分)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0);电压表可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(1)按照实

29、验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;图(a)图(b)(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2;(4)待测电阻阻值的表达式Rx=(用R0、U1、U2表示);(5)重复步骤(3),得到如下数据:(6)利用上述5次测量所得的平均值,求得Rx=。(保留1位小数)12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39答案(1)图见解析(4)R0(6)48.2解析本题考查测量电

30、阻的实验。(1)实物连线如图所示:(4)将开关S2掷于1端,可测得流经R0的电流为;将开关S2掷于2端,可测得流经R0和Rx的电流为。由于可视为理想电压表,对电路没有影响,则两种情况下,电流相等,即=,解得:Rx=R0。(6)根据所给数据,计算的平均值为3.41,则Rx=(3.41-1)20.0=48.2。审题指导本题属于计算型实验题,结合题设条件,利用欧姆定律列方程求解;本题中还有一点也应注意,电压表可视为理想电压表,其对电路无影响。15.(2018课标,23,10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在2580范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电

31、阻RT,其标称值(25时的阻值)为900.0;电源E(6V,内阻可忽略);电压表(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0),滑动变阻器R1(最大阻值为1000);电阻箱R2(阻值范围0999.9);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。图(a)实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0。实验得到的R2-t数据见

32、下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端;(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线;图(b)图(c)(3)由图(b)可得到RT在2580范围内的温度特性。当t=44.0时,可得RT=;(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为,则手心温度为。答案(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.0解析本题考查替代法测电阻、绘图能力及电阻箱的读数等。(

33、1)滑动变阻器是限流式接法,S1闭合前,滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置,即b端。(2)由题给数据描完点后,观察这些点的分布规律,应画一条平滑曲线,让尽可能多的点落在线上,不在线上的点要均匀分布在线的两侧。(3)由R2-t图线知,当t=44.0时,RT=450。(4)电阻箱的读数为(6100+210+01+00.1)=620.0,由R2-t图像知,当R2=620.0时,t=33.0。16.(2018课标,22,6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100A,内阻900);电阻箱R1(阻值范围0999.9);电阻箱R2(阻值范围099999.9);导线若干。要

34、求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。(2)电阻箱的阻值应取R1=,R2=。(保留到个位)答案(1)如图所示(2)1002910解析本题考查电表的改装。将量程为100A的微安表头改装成量程为1mA的直流电流表,应并联一个分流电阻,分流电阻的阻值为=100,选用R1;再串联一分压电阻可改装成量程为3V的电压表,分压电阻的阻值为=2910,选用R2。规律总结电表改装的原理应用并联分流的

35、规律改装电流表;应用串联分压的规律改装电压表。17.(2017课标,23,9分)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250A,内阻为480。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆100挡。图(a)图(b)(1)图(a)中的A端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用,下列说法正确的是(填正确答案标号)。A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用

36、欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=,R4=。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为;若此时B端是与“3”相连的,则读数为;若此时B端是与“5”相连的,则读数为。(结果均保留3位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.101032.95V解析(1)换挡开关接“3”时为欧姆挡,内部接有电源,电流从电源正极流出,经A端流出,经B端流入表内,回到电源负极,“红”进“黑”出,则A端应与

37、黑色表笔连接。(2)R6应是欧姆挡的欧姆调零电阻,故B选项正确。而在使用多用电表之前,要进行机械调零,使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,故A选项错误。使用电流挡时不需要欧姆调零,故C选项错误。(3)当换挡开关接“2”时为直流电流1mA挡,此时R1和R2串联后与表头并联,满偏时总电流为1mA,则R1、R2中的电流为1mA-Ig,电压为IgRg,则R1+R2=160;当换挡开关接4时为直流电压1V挡,此时R1和R2串联后与表头并联,然后再与R4串联,满偏时总电压为1V,则R4分压为1V-IgRg=1V-25010-6480V=0.88V,流过R4的电流为1mA,则R4=880。(4)若B端与“

38、1”相连,则为直流电流2.5mA挡,观察图(b)中下方刻度,共50个小格,则每小格表示0.05mA,即分度值为0.05mA,由估读法可得读数为1.47mA。若B端与“3”连接,则为欧姆100挡,指针指在上边欧姆表盘“11”位置,则可得读数为1.10103。若B端与“5”连接,则为直流电压5V挡,观察图(b)中下方刻度,共50个小格,则每小格表示0.1V,即分度值为0.1V,由估读法可得读数为2.95V。命题意图本题考查多用电表的原理以及电表的改装。易错分析多用电表的欧姆挡内部有电源,可据此判断A端与黑色表笔相连。多用电表内部电路图串、并联关系要明确。欧姆挡读数为指针示数乘以所选挡位倍率,电压挡

39、、电流挡读数要注意分度值及估读问题。注意题目要求的保留几位有效数字。18.(2017课标,23,9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100A,内阻大约为2500)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20,另一个阻值为2000);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。图(a)图(b)(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。(2)完成下列填空:R1的阻值为(填“20”或“2000”)。为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的端(填“左”

40、或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2500.0,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)。将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:。答案(1)如图所示(2)20左相等2550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程解析本题考查实物图连线、电阻的测量、器

41、材的选取,考查学生的实验能力。(2)R1为分压电阻,为了有效控制测量电路,故选20的小电阻;为了保护微安表,开始R1的滑片C应滑到左端,使微安表示数为零;当B与D的电势相等时,IDB=0,S2闭合前后电路的电阻不变,导致微安表的示数不变;设R2中电流为I1,Rz中电流为I2,当B=D时URz1=UR2左,URg=UR2右即I2Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右得=当Rz与微安表对调时,有=故有=Rg=2550解题关键1.理解惠斯通电桥电路的原理。当G的示数为零时,=。2.知道分压电路一定要选最大阻值较小的滑动变阻器。19.(2017课标,23,10分)某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的

42、器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表(量程3V,内阻3k);电流表(量程0.5A,内阻0.5);固定电阻R0(阻值1000);滑动变阻器R(阻值09.0);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。(1)实验要求能够实现在03.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。图(a)图(b)由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动

43、变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W。(结果均保留2位小数)答案(1)实验电路原理图如图所示(2)增大增大(3)0.391.17解析(1)先考虑测量电路,由于小灯泡的额定电压为3.8V,而电压表的量程只有3V,但其内阻已知,由给定器材规格可知,可串联固定电阻R0将其改装为量程4V的电压表。因小灯泡的电阻较小,采用电流表外接法。再考虑控制电路,由于实验中电压需从0开始变化,故控制电路需采用分压式。(2)由R=知I-U图线的斜率表示电阻的倒数,故随着电流的增加小灯泡电阻逐渐增大。再由R=可知,在L、S不变的情况下,R增大的原因只

44、能是电阻率增大。(3)当R全部电阻接入电路时,通过灯泡的电流最小,灯泡实际消耗的功率最小。设此时灯泡两端电压为U、通过的电流为I,由闭合电路欧姆定律得E0=U+I(R+r),代入数据得I=0.4-0.1U,在灯泡的伏安特性曲线坐标系中作出I=0.4-0.1U的图线,两图线的交点坐标即为此时灯泡两端电压与通过灯泡的电流,有U=1.75V、I=225mA,故最小功率为Pmin=IU=0.39W。当R接入电路中的阻值等于0时,电路中电流最大、灯泡实际消耗的功率最大。同理可得Pmax=1.17W。20.(2016课标,23,10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过6

45、0时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000),滑动变阻器R2(最大阻值为2000),单刀双掷开关一个,导线若干。在室温下对系统进行调节。已知U约为18V,Ic约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60时阻值为650.0。(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步骤调节此报警系统:电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值

46、,根据实验要求,这一阻值为;滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。答案(1)连线如图所示(2)R2(3)650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏c报警器开始报警解析(1)见答案。(2)由R=1800可知,滑动变阻器应选R2。(3)电阻箱的电阻值应调为热敏电阻在60时的阻值,即650.0。滑动变阻器的滑片应置于b端,使开关接通后回路中电流最小,以保护报警器,即防止因过载而损坏报警器。应将

47、开关向c端闭合,然后对系统进行调节。解题指导从提供的单刀双掷开关可以看出,当开关与c接通时,应形成一个完整的电路,以便对系统进行调节。当调节完成后,只要将开关与d接通,就可以用于报警。由报警电流推算回路中的总电阻值,便可大致确定滑动变阻器的最小阻值,从而确定选用哪一个变阻器。反思总结电学实验题千变万化,但电路的基本要素几乎是不变的,即实验电路总是由“控制电路”和“工作电路”组成。21.(2016课标,22,5分)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置

48、于导轨上且与两导轨垂直。(1)在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)(多选)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是(填入正确选项前的标号)。答案(1)如图所示(2分)(2)AC(3分。选对一个给2分,选对两个给3分,有选错的不给这3分)解析(1)根据左手定则得金属棒中电流为从a流向a1。要求滑动变阻器以限流方式接入电路中,故滑动变阻器接线柱上下各用一个。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,应使它所受安培力F=

49、BIL增大,所以适当增加两导轨间的距离时有效长度L增大,F变大,A项正确;只换更长的金属棒时有效长度L不变,B项错;增大电流,F也增大,C项正确。考查点电路连接问题、设计实验思路分析将金属棒与电源及其他器材组成闭合回路,利用左手定则判定电流的方向,确定电源与电流表正负接线柱的连接方式。22.(2015课标,23,9分,0.299)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。图(a)图(b)(1)已知毫安表表头的内阻为100,满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA。由题给条件

50、和数据,可以求出R1=,R2=。(2)现用一量程为3mA、内阻为150的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300和1000;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750和3000。则R0应选用阻值为的电阻,R应选用最大阻值为的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱(填“b”或“c”)相

51、连。判断依据是:。答案(1)1535(4分,每空2分)(2)3003000(2分,每空1分)(3)c(1分)闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2(2分)解析(1)由并联电路各支路两端电压相等有:使用a和b两个接线柱时1mA100=(3-1)mA(R1+R2);使用a和c两个接线柱时1mA(100+R2)=(10-1)mAR1,联立可得R1=15,R2=35。(2)由题意知校准时电路中电流的范围为0.5mAI3.0mA,则由闭合电路欧姆定律知电路中总电阻R总=满足500R总3000,而两电表的总电阻RA=150+=183,故R0+R应满足317R0+

52、R2817,可知R0只能选用300的,R只能选用3000的。(3)在图(b)电路中,当d接c时,若R1损坏则毫安表仍接入电路而有示数,若R2损坏则毫安表不接入电路而无示数,故可由毫安表有无示数来判断损坏的电阻;当d接b时,无论R1还是R2损坏,对毫安表示数的影响相同,从而不能进行判定。考查点电表改装与校准解题关键电表量程是指当毫安表满偏时,通过并联电路的总电流。利用并联电路特点,求出R1、R2。利用校准时,电路中电流的范围求出电路总电阻范围,判断出R0及R所选阻值。23.(2015课标,23,9分,0.262)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的

53、内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表(量程3V,内阻约为3000),电阻箱R0(最大阻值为99999.9),滑动变阻器R1(最大阻值100,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。(2)根据设计的电路,写出实验步骤:。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV,与电压表内阻的真实值RV相比,RVRV(填“”、“=”或“(1分)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RVRV(1分,其他合理说法同

54、样给分)解析(1)由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻,故控制电路采用分压式接法,电路图见答案。(2)(3)见答案。考查点半偏法测电压表内阻解题关键首先判定控制电路为分压接法。理解当滑动变阻器滑片不动时,电压表所在支路分得的电压基本不变。知识拓展在保证安全的基础上,R1的阻值越小,实验越精确,调节越方便。24.(2014课标,23,9分,0.467)利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:图(a)待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9),电阻R0(阻值为3.0),电阻R1(阻值为3.0),电流表(量程为200mA,内阻为RA=6.0),开关S。实验步骤如下:将电阻

55、箱阻值调到最大,闭合开关S;多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;以为纵坐标,R为横坐标,作-R图线(用直线拟合);求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题:(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与R的关系式为。(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。答:,。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.0010.011.011.913.0图(b)图(c)(3)在图(c)中将所缺数据点补充完整并作图,根据图线

56、求得斜率k=A-1-1,截距b=A-1。(4)根据图线求得电源电动势E=V,内阻r=。答案(1)=R+RA+(r+R0)或=R+(5.0+r)(2)0.1109.09(3)图见解析1.0(在0.961.04之间均对)6.0(在5.96.1之间均对)(4)3.0(在2.73.3之间均对)1.0(在0.61.4之间均对)解析(1)由闭合电路欧姆定律有E=IRA+(I+)(R+R0+r),整理得=R+RA+(r+R0),代入数据得=R+(5.0+r)。(2)由题图知该电流表的分度值为2mA,读数为110mA,考虑到表格内各组数据的单位及有效数字位数,故结果应为0.110A。=9.09A-1。(3)描

57、点作图如图所示,由图线可得k=A-1-1=1.0A-1-1,b=6.0A-1。(4)由=R+(5.0+r)可知k=,b=(5.0+r),将k=1.0A-1-1、b=6.0A-1代入可得E=3.0V,r=1.0。考查点测量电源的电动势和内阻的实验解题关键知道测电源电动势与内阻的实验原理是闭合电路欧姆定律。利用闭合电路欧姆定律推出与R的关系。易错警示在完成表格时,注意表格内各组数据的单位及有效数字的位数。25.(2014课标,22,6分,0.622)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200,电压表的内阻约为2k,电流表的内阻约为10,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由

58、公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。答案Rx1大于小于解析=20,=10,因此Rx属于大电阻,用电流表内接法时测量值更接近真实值,即Rx1更接近真实值;因Rx1=Rx+RA,故Rx1Rx,Rx2=R并(即Rx与RV的并联值),故Rx2Rx。考查点伏安法测电阻解题关键理解电流表内接法误差的来源是电流表的分压。理解电流表外接法误差的来源是电压表的分流。

59、温馨提示利用伏安法测电阻时,当Rx时,选用电流表内接法。26.(2014大纲全国,23,12分)现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有:电流表,内阻为1.00;电压表;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干。某同学设计的测量电路如图(a)所示。图(a)(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1和其P端。图(b)(2)测量时,改变鳄鱼夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。数据如下表所示。根据表中数据,在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I图线

60、。I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84图(c)(3)根据U-I图线求出电源的电动势E=V,内阻r=。(保留2位小数)答案(1)连线如图所示(3分,有任何错误就不给这3分)(2)U-I图线如图所示(3分)(3)2.90(3分,在2.892.91之间均给分)1.03(3分,在0.931.13之间均给分)解析(1)见答案图,可先从原理图中选取一个回路如电源、电流表、电压表、开关进行连接,R1并联于电压表两端,最后再将R2至R5依次串联后再与R1串联。(2)作图过程略,图见答案。(3)由U=E-I(RA+r)可知图中U-I图线的纵截距b=E、斜率的绝对值

61、k=RA+r,故由图可得E=b=2.90V,r=k-RA=2.03-1.00=1.03。考查点测电源的电动势和内阻解题关键实物图连线问题应注意先连干路,再补支路,先连电流表,再连电压表。利用闭合电路欧姆定律推出U-I的函数关系式,然后通过截距与斜率来求E、r。考点一基本仪器的使用考点一基本仪器的使用1.(2015浙江理综,15,6分)如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间t。测得遮光条的宽度为x,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,正确的措施是()B组 自主命题省（区、市）卷题组A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽

62、度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角答案A实质上是滑块通过光电门时的平均速度,所以要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将遮光条的宽度减小一些,所以B、C、D项错误,A项正确。2.(2015海南单科,11,6分)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为cm,高度为mm。图(a)图(b)答案1.2206.860解析图(a)为20分度的游标卡尺,其精度为0.05mm。主尺读数为12mm,游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐,故测量结果为12mm+40.05mm=12.20mm=1.220cm

63、。螺旋测微器的精度为0.01mm,由图(b)知固定刻度读数为6.5mm,可动刻度读数为“36.0”,故工件的高度为6.5mm+36.00.01mm=6.860mm。3.2014重庆理综,6(1)某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图2所示,读数为V,说明正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。图1图2红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图2相同,可判定发生故障的器件是(选填

64、:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。答案11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池小灯解析由题图2可知,直流50V挡的分度值为1V,故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值,说明a、c两点与电源之间是通路,只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障,但故障的具体位置不能确定。同理可知,两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势,说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路,故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。考点二力学实验考点二力学实验4.(2018北京理综,21,18分)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。图

65、1主要实验步骤如下:a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F所示。图2c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。图3结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有和(填选项前的字母)。A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含

66、砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是。v-t图像斜率的物理意义是。(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对t的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的x大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”)。(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速

67、直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。图4答案(1)AC(2)如图所示(3)小车的速度随时间均匀变化加速度(4)越小越好有关(5)如果小球的初速度为0,其速度vt,那么它通过的位移xt2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。解析本题考查研究匀变速直线运动规律的实验。(1)打点计时器所用电源为50Hz的交流电源,测量各计数点间距离需用刻度尺。(2)图见答案。(3)因为小车的速度随时间均匀变化,所以小车做匀加速直线运动。由匀加速直线运动中速度v=v0+at,可知v-t图像斜率的物理意义是加速度。(4)=,若

68、用表示瞬时速度,t越小越好,而选取的x大小会影响速度测量值与真实值的偏差大小。(5)设v0=0,v=at,而x=at2,故可通过位移随时间的变化情况,判断速度随时间的变化情况。解题关键实验原理的认识(1)图像法是实验中常用的方法,要学会通过图像分析问题。(2)测量量的转换是实验中的常用手段,当某一个物理量不易测量时,可通过该量与其他量的关系式,转换成其他可测量的物理量。如将速度的测量转换成位移的测量。5.2018天津理综,9(2)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。具体操作前

69、,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有。A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是。答案BCB解析本题考查“验证力的平行四边形定则”实验。橡皮条的弹力方向不需要在两绳套夹角的角平分线上,选项A错误;重复实验,结点O的位置与上次

70、实验无关,可以不同,选项B正确;使用测力计时,为避免弹簧与外壳的摩擦,要求施力方向应沿测力计轴线方向,读数时视线应正对测力计刻度,选项C正确;拉力小于弹簧测力计的量程即可,选项D错误。“验证力的平行四边形定则”实验中,在不超测力计量程的前提下,拉力应尽量大些;确定拉力方向时,所描点应与O点的距离大些;两绳套夹角不能过大或过小;作图示时,所选标度越小,精度越高。综上所述,应选B。6.(2018江苏单科,11,10分)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下:用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;在重锤1上加上质量为

71、m的小钩码;左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。请回答下列问题:(1)步骤可以减小对下落时间t测量的(选填“偶然”或“系统”)误差。(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了。A.使H测得更准确B.使重锤1下落的时间长一些C.使系统的总质量近似等于2MD.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0。用实验中的测量量和

72、已知量表示g,得g=。答案(1)偶然(2)B(3)在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1后松手,能观察到其匀速下落。(4)解析本题考查利用牛顿第二定律和匀变速直线运动规律测重力加速度。(2)m相对M越小,系统的加速度越小,重锤1下落的时间就越长,测量时间的相对误差就越小,故选B。(3)在重锤1上粘上橡皮泥,轻拉重锤1后松手,若能匀速运动,就说明平衡了摩擦阻力。(4)系统匀加速下落的过程中有:H=at2mg=(2M+m+m0)a解得:g=。疑难突破对于创新型的实验,弄清实验原理,一切问题就迎刃而解了。7.(2017北京理综,21,18分)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,

73、使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。图1(1)打点计时器使用的电源是(选填选项前的字母)。A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是(选填选项前的字母)。A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A.计时器不打点B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A

74、、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3,如图2所示。图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=,打B点时小车的速度v=。(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2-W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是。图3(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2-W关系的是。图4答案(1)B(2)AB(3)mgx2(4)v

75、2=kW,k=(4.55.0)m2s-2J-1质量(5)A解析本题考查“探究动能定理”实验。(1)打点计时器使用的是交流电源。(2)把长木板右端垫高,利用小车的重力沿斜面的分力平衡摩擦力和其他阻力;在不挂重物且计时器打点的情况下,小车沿斜面能匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。(3)W=Fs=mgx2,vB=。(4)由图知,图线为一条纵截距为零、斜率k=(4.55.0)m2s-2J-1的直线,其函数表达式为v2=kW。根据动能定理W=mv2得v2=W,故斜率k=,与质量有关。(5)根据功能关系有W=(M+m)v2,所以v2=W,v2W,图A正确。易错警示该实验虽然利用“验证牛顿第二

76、定律”的实验装置来“验证动能定理”,但不要把m不远小于小车质量的实验图线变化情况,类比到这个实验中而错选D图线。8.(2017江苏单科,10,8分)利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电。(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到。(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图所示。选择某一点为O,依次每隔4个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=m

77、/s。(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgx算出拉力对小车做的功W。利用Ek=Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量Ek。计算结果见下表。W/10-3J2.452.923.353.814.26Ek/10-3J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据,在方格纸上作出Ek-W图像。(4)实验结果表明,Ek总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=N。答案(1)小车做匀速运动(2)0.228(3)(见图)(4)0.093解析本题考查恒力做功与动能变化的关系。(1)平衡摩擦力

78、的方法是利用小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力相平衡,故在此状态下小车获得速度后能匀速运动。(2)由题意知相邻计数点间时间间隔T=0.1s,由=得v1=m/s=0.228m/s。(3)首先确定标度:为充分利用方格纸,依据给定数据范围及方格纸上格数多少,确定纵坐标、横坐标皆从2.010-3J开始,且每小格表示0.110-3J。然后描点、连线,图像见答案。(4)对钩码有mg-F=ma,对小车有F=Ma,联立可得:F=g=9.8N0.093N。9.2017天津理综,9(2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。对于该实验,下列操作中对减小实

79、验误差有利的是。A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有。A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度答案ABBC解析本题考查“验证机械能守恒定律”实验

80、。选用质量大的金属锤,可保证下落过程中纸带竖直不松弛;金属锤密度大,体积就小,下落过程中所受阻力小;上下限位孔对正,可减小摩擦;本实验中要验证mv2=mgh,即验证v2=2gh,不用测量重物的质量;实验时用手抓紧纸带上端,接通电源,打点计时器工作稳定后,再松手释放纸带,不用用手托住重物。本实验中,需要测某点的瞬时速度和从起始点到该点的距离,或者两点的速度及其间距,符合要求的选项有B、C。10.(2016江苏单科,11,10分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至

81、不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取v=作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小Ep与动能变化大小Ek,就能验证机械能是否守恒。甲(1)用Ep=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到之间的竖直距离。A.钢球在A点时的顶端B.钢球在A点时的球心C.钢球在A点时的底端(2)用Ek=mv2计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为cm。某次测量中,计时器的示数为0.0100s,则钢球的速度为v=m/s。乙(3)下表为该同学的实验结果

82、:他发现表中的Ep与Ek之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点?请说明理由。(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。Ep(10-2J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(10-2J)5.0410.115.120.029.8答案(1)B(2)1.50(1.491.51都算对)1.50(1.491.51都算对)(3)不同意,因为空气阻力会造成Ek小于Ep,但表中Ek大于Ep。(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算Ek时,将v折算成钢球的速度v=v。解析(1)要考虑钢球重力势能的改变量大小,需要测量钢球球心下降的高度h,因此要测量钢球在释放点和

83、A点时球心之间的竖直距离,选项B正确。(2)刻度尺的读数为1.50cm,钢球的速度v=m/s=1.50m/s。(3)由动能定理可知,mgh-Wf=Ek,即Ep-Wf=Ek,EpEk,所以空气阻力会造成EpEk,但表中为EkEp,因此不同意他的观点。(4)钢球球心和遮光条都绕悬点做圆周运动,但运动半径不同,因此分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,遮光条在光电门处的速度v=,则钢球的速度v=l,可以减小表中差异。解题指导(1)钢球高度的改变应为钢球球心间的高度差,因此应测球心间的竖直距离。(3)由于存在空气阻力,因此重力势能的改变量应大于动能的改变量。(4)不同半径,同一圆心的圆周运动,其线速

84、度不同,故应将遮光条在光电门处的速度折算成钢球球心处的速度。11.2015广东理综,34(1),8分某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。请完成以下主要实验步骤:按图(a)安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物(填“靠近”或“远离”)计时器下端;,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验。图(b)和(c)是实验获得的两条纸带,应选取填“(b)”或“(c)”来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和。答案靠近接通电源释放纸带(b)纸带与限位孔间的摩擦解析重物靠近打点计时器下端,可在纸带上打下更多的点,

85、提高纸带利用率。为了能在纸带上打下尽可能多的点,且避免因打点计时器在接通电源后工作状态不稳而引起的误差,要求先接通电源,待计时器工作稳定后再释放纸带。比较图(b)与(c)可知,图(b)中重物做匀加速运动,而图(c)中重物先加速后减速,故应选用(b)。由ma=mg-f知a=g-,测得a,属于大电阻,故电流表采用内接法,而滑动变阻器R0的阻值小于Rx,则滑动变阻器R0采用分压式接法,如答案图所示。由于电压表的读数为电阻Rx和电流表内阻的分压和,而电流表的读数是流过Rx的实际电流,故待测电阻测量值会大于其真实值。知识拓展若滑动变阻器的阻值小于被测电阻值,为减小误差,滑动变阻器采用分压式接法。16.(

86、2018江苏单科,10,8分)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A-16.76.05.34.53.8根据表中数据,在方格纸上作出R-关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为V;内阻为。(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33A时,电

87、压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为V;内阻应为。答案(1)开关未断开;电阻箱阻值为零。(2)如图所示1.4(1.301.44都算对)1.2(1.01.4都算对)(3)1.4结果与(2)问第一个空格一致1.0结果比(2)问第二个空格小0.2解析本题考查测量干电池的电动势和内阻。(1)在连接电路过程中,要求开关处于断开状态;在闭合开关前,要求电阻箱接入电路的电阻最大。(2)依照表中数据,描点连线,如答案图所示。由闭合电路欧姆定律可得I=,整理可得R=E-r,与图像对应,则E=1.4V,r=1.2。(3)由题图可知电压表的读数为66mV,由欧姆定律可得电流表的内阻r=U/I=0.2,则由

88、闭合电路欧姆定律可得I=,整理可得R=E-(r+r),与图像对应,则E=1.4V,r=1.0。思路分析本题是在课本实验基础上拓展出来的计算型实验题,需要利用闭合电路欧姆定律列方程求解。17.(2017江苏单科,11,10分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图1所示,继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。继电器的电阻约20,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的实

89、验器材有:电源E1(3V,内阻不计)、电源E2(6V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0200)、滑动变阻器R2(0500)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0999.9)、开关S、导线若干。为使该装置实现对3080之间任一温度的控制,电源E应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用(选填“R1”或“R2”)。图1图2(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图2所示的选择开关旋至(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查。在图1中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针(选填“偏转”或“不偏转

90、”),接入a、c时指针(选填“偏转”或“不偏转”)。(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50时被吸合,下列操作步骤的正确顺序是。(填写各步骤前的序号)将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关,将电阻箱从电路中移除合上开关,调节滑动变阻器的阻值断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1答案(1)E2R2(2)C (3)不偏转偏转(4)解析本题考查器材选择,故障检测,实验操作。(1)因通过继电器的电流超过15mA时加热器停止加热,为使该装置实现对3080之间任一温度的控制,要求电路在3080之间的任一温度下的电流能通过调节达到15mA。当控制到30时,电路的最小阻值为Rmin

91、=199.5+20=219.5,要使电流达到15mA,则所需电源电动势至少为Emin=IRmin=3.29V,故电源只能选用电动势为6V的E2。为使温度控制在80,则在6V电源下电路中的电流能达到15mA,故此时滑动变阻器接入电路中的阻值为R=-(Rt+R继)=-49.1-20=330.9,故滑动变阻器应选用R2。(2)由于是用多用电表测直流电压,且电源电动势为6V,故应选择直流电压10V挡。(3)若只有b、c间断路,电路中无电流,a、b间电压为0,a、c间电压等于电源电压,故表笔接入a、b时指针不偏转,接入a、c时指针偏转,且示数等于电源电动势。(4)欲使衔铁在50时被吸合,则要求温度达到5

92、0时电路中电流达到15mA,而此时热敏电阻的阻值为108.1。为确定滑动变阻器应接入电路中的阻值,先将电阻箱调到108.1并替代热敏电阻接入电路,调节滑动变阻器使衔铁恰好被吸合,然后再保持滑动变阻器滑片位置不动,将热敏电阻再替换回电阻箱即可,故合理的顺序应为。18.2017天津理综,9(3)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0k,电阻R1=9.0k,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0的电阻。按图示电路进行连接后,发现aa、bb和cc三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电键S闭合,用多用电表的电

93、压挡先测量a、b间电压,读数不为零,再测量a、a间电压,若读数不为零,则一定是导线断开;若读数为零,则一定是导线断开。排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图像如图。由I1-I2图像得到电池的电动势E=V,内阻r=。答案aabb1.4(1.361.44均可)0.5(0.40.6均可)解析用多用电表的电压挡测Uab0,说明两表笔与电源两极间为通路,问题出在a、b之间的含有电键的电路部分;若Uaa0,说明aa导线断路,若Uaa=0,说明导线bb断开。由于I2I1,故可将I2视为干路电流,则有I1(R1+r1)=E-I2(r+R

94、0)则I1=-I2,故从图线的截距和斜率可求得E=1.4V,r=0.5。19.2016北京理综,21(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更(选填“敏感”或“不敏感”)。答案增强敏感解析由R-t图知热敏电阻随t增大阻值R减小,所以导电能力增强;由题图中可看出,相对金属热电阻而言,随温度变化,热敏电阻的阻值变化更明显,即热敏电阻对温度变化的响应更敏感。20.(2016浙江理综,22,10分)某同学用伏安法测量导体的电阻

95、,现有量程为3V、内阻约为3k的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1的电流表。采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5。(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接(填a或b)、导线连接(填c或d)。(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为。(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若测R2的阻值,则最优的连线应选(填选项)。A.连接a,连接cB.连接a,连接dC.连接b,连接cD.连接b,连接dU/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.44

96、0.53答案(1)ad(2)图见解析4.44.7(3)B解析(1)待测电阻R15、RV3k、RA0.1,故R1属于小电阻,用电流表外接法,因此导线应连接a,变阻器采用分压接法,因此导线应连接d。(2)R1的U-I图线如图所示其阻值R1=4.4(3)设电阻的厚度为d,表面为正方形且长度为l由电阻定律R=和S=ld得R=故R2=R1,因此连接方式与(1)相同,B选项正确。解题指导(1)根据R1、RA、RV的大约值,可以确定采用电流表外接法;(2)由U-I图线的斜率可求出R1的测量值;(3)由电阻定律确定电阻的长度为电流流经的长度即正方形表面的边长,横截面积为正方形表面的边长与厚度的乘积,将数据代入

97、公式得出两电阻的大小关系为正确解答此题的关键。21.(2015山东理综,22,8分)如图甲所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流I0,R为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的U-I关系图线。图甲图乙回答下列问题:(1)滑动触头向下移动时,电压表示数(填“增大”或“减小”)。(2)I0=A。(3)RL消耗的最大功率为W(保留一位有效数字)。答案(1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确)(3)5解析(1)滑动触头下移时,RL减小,则RL分流增大,R的分流则减小,电压

98、表示数U=IRR,故U减小。(2)当滑动触头移至最下端时,RL=0,此时I0=IA=1.00A。(3)由U-I图像可得:U=20-20I,RL消耗的功率P=UI=-20I2+20I,可见,当I=0.5A时,P有最大值,Pm=5W。评析本题打破常规,以恒流源为研究问题的前提,如果死记硬背公式则会陷入困境,如果理解了物理原理,则简单易做,这有利于引导学生树立正确的学习观念。22.2015四川理综,8(2),11分用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表A1(量程030mA);电流表A2(量程0100mA);电

99、压表V(量程06V);滑动变阻器R1(阻值05);滑动变阻器R2(阻值0300);开关S一个,导线若干条。某同学的实验过程如下:.设计如图1所示的电路图,正确连接电路。图1.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图2所示的图线。图2.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。回答下列问题:电流表应选用,滑动变阻器应选用;由图2的图线,得电源内阻r=;用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=,代入数

100、值可得Rx;若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围,电压表示数变化范围。(选填“相同”或“不同”)答案A2(2分)R2(2分)25(2分)-r(3分)相同(1分)不同(1分)解析电路总电阻可能的最小值约为20,则回路中可能的最大电流Im=A=300mA,可见,电流表应选用A2。若选用滑动变阻器R1,电路中电流变化范围太窄,并且当R1连入电路阻值最大时,电路中电流仍可能会超过电流表A2的量程,故应选用R2。图2中,U-I图线的斜率的绝对值等于电源内阻,由图像可知:r=25。由题意可知,Rx+r=,则Rx

101、=-r。若电表为理想电表,Rx接在B、C或A、B之间,对干路中电流无影响,故电流表示数变化范围相同,很显然,电压表示数变化范围不相同。23.2015天津理综,9(3)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V,内电阻约1)的电动势和内电阻,除待测电池组、开关、导线外,还有下列器材供选用:A.电流表:量程0.6A,内电阻约1B.电流表:量程3A,内电阻约0.2C.电压表:量程3V,内电阻约30kD.电压表:量程6V,内电阻约60kE.滑动变阻器:01000,额定电流0.5AF.滑动变阻器:020,额定电流2A为了使测量结果尽量准确,电流表应选用,电压表应选用,滑动变阻器应

102、选用(均填仪器的字母代号)。如图为正确选择仪器后,连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将和相连、和相连、和相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据,为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线,则可以为纵坐标,以为横坐标。答案ADFadcgfh见解析解析为了防止电源急剧放电时产生极化现象而引起电动势的下降,一般在测电源电动势与内电阻时,电源的放电电流控制在0.5A以内,故电流表应选用A;因三节干电池的

103、总电动势约为4.5V,故选用量程是6V的电压表D;总阻值为20的滑动变阻器F可使电路中的最小电流约为Imin=0.225A,而滑动变阻器E阻值太大,故滑动变阻器应选用F。因电流表内阻rA1与电源内阻大致相等且未知,故需采用电流表外接法,以避免电流表内阻引起的系统误差,原理图如图,故需将a与d、c与g、f与h相连。用伏阻法测电源电动势与内电阻时,由闭合电路欧姆定律有E=U+r,由此可得=+(或=-)、U=E-r(或=-U)、=R+(或R=E-r),故可以得到-、U-、-R等线性图线。评析本题通过测电源电动势与内电阻的实验考查了器材选取、电路连接、数据处理等问题,试题难度中等。考点一基本仪器的使用

104、考点一基本仪器的使用1.2013山东理综,21(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的(填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为mm。C组 教师专用题组答案A11.30(11.25或11.35)解析测量内径时应该用游标卡尺上的内测量爪A。游标卡尺的读数=主尺上的读数+游标尺上的读数。本题主尺上读数为11mm,游标尺上读数为60.05mm=0.30mm,故读数为11.30mm。2.2013安徽理综,21(1)、(1).根据单摆周期公式T=2,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做

105、成了单摆。用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所示,读数为mm。图1图2.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为mm,合金丝的直径为mm。答案.18.6.0.0070.638解析.根据游标卡尺的读数方法,小钢球的直径=(18+60.1)mm=18.6mm.校零时的读数为0.007mm合金丝的直径=(0.5+14.50.01-0.007)mm=0.638mm3.(2012课标,22,5分)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为mm,图(b)

106、所示读数为mm,所测金属板的厚度为mm。答案0.010(0.009或0.011也对)6.870(6.869或6.871也对)6.860(6.8586.862)解析依据螺旋测微器读数的基本原理,0.5毫米以上的值在固定刻度上读出,而在可动刻度上要估读到千分之一毫米,则图(a)读数为0.010mm,图(b)读数为6.870mm。评析本题考查螺旋测微器的读数原理及系统误差的处理方法,模型常见,但要求考生细心、慎重。加上对系统误差的处理近几年在高考中较少出现,故本题为难度中等、区分度中等的题目。考生应对这类题给予关注。考点二力学实验考点二力学实验4.(2016四川理综,8)用如图所示的装置测量弹簧的弹

107、性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x。(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是。(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量。A.弹簧原长B.当地重力加速度C.滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将。A.增大B.减小C.不变答案(1)(2)C(3)B解析(1)滑块离开弹簧后做匀速运动,则速度的大小为。(2)弹簧的弹性势能完

108、全转化成滑块的动能,即Ep弹=mv2,故除了测量速度外,还要测量滑块(含遮光片)的质量。(3)增大x,弹簧弹性势能增大,滑块离开弹簧后的速度增大,故从B到C所用的时间减小。5.2016天津理综,9(2)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。实验中,必要的措施是。A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6

109、.78cm,s6=7.64cm。则小车的加速度a=m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=m/s。(结果均保留两位有效数字)答案AB0.800.40解析若细线与长木板不平行,随着小车逐渐靠近滑轮,细线与水平方向的夹角增大,小车所受合力随之变化,因此小车的加速度发生变化,即小车不做匀变速直线运动,故细线必须与长木板平行,A选项必要。先接通电源,待打点计时器稳定工作后再释放小车,点迹按匀变速运动规律显现在纸带上;若先释放小车再接通电源,则开始阶段点迹不规律,误差较大,故B项必要。该实验研究小车的匀变速直线运动,与小车所受到的合力及合力大小的计算无关,故C、D项不必要

110、。交流电的频率为f=50Hz,相邻两计数点间的时间间隔t=0.1s,由逐差法可求小车的加速度。a=m/s2=0.80m/s2vB=m/s=0.40m/s解题指导在研究匀变速直线运动的实验中,只需保证小车做匀变速直线运动,与加速度的大小和决定其大小的因素无关,因此没必要要求小车的质量远大于钩码的质量及平衡摩擦力。为了减小误差,计算加速度时应用逐差法。B点为A、C的中间时刻点,在匀变速直线运动中,中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度(=)。6.(2014江苏单科,6,4分)(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B

111、球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有()A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动答案BCA、B两球均只受重力作用,由mg=ma可得a=g,与质量无关,故A错。A球在竖直方向上的分运动和B球的运动相同,均为自由落体运动,故它们同时落地,即B正确。实验中,必须改变某些条件,重复实验多次,才能说明所得规律的普遍性,故C项所述做法是必需的,C正确。该实验无法说明A球在水平方向上的分运动情况,故D错。7.(2014山东理综,21,8分)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤:用弹簧秤测

112、量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示。在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;图甲改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤;实验数据如下表所示:G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;图乙滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s。完成下列作图和填空:(1)根据表中数据在给定

113、坐标纸上作出F-G图线。(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数=(保留2位有效数字)。(3)滑块最大速度的大小v=(用h、s、和重力加速度g表示)。答案(1)如图所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)解析(1)见答案。(2)因弹簧秤示数稳定后滑块静止,由题意知此时滑动摩擦力f=F,又因滑块与板间压力N=G,故由f=N得F=G,即F-G图线的斜率即为,由图线可得=k=0.40。(3)最大速度为v,从P下降h高度到滑块运动到D点的过程中由动能定理得0-mv2=-mg(s-h),故有v=。8.2014重庆理综,6(2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化

114、规律,同学们设计了如图甲所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L)。图甲他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP和TQ。随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P到C点的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长的关系曲线如图乙所示。由实验可知:曲线中拉力最大时,C与P点的距离为cm,该曲线为(选填:TP或TQ)的曲线。在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是(选填:P或Q)点所在的立柱。在曲线、相交处,可

115、读出绳的拉力T0=N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0=。图乙答案60(5664之间的值均可)TPQ4.30(4.254.35之间的值均可)解析由图乙可读出,中拉力最大时,C与P点的距离为60cm。此时以C点为研究对象,受力分析如图所示,竖直方向TPsin1+TQsin2=mg,水平方向TPcos1=TQcos2。当TP=TQ时,cos1=cos2,即1=2,若C点左移即减小,则1增大,cos1减小,2减小,cos2增大,=1,即TPTQ,故为TP的曲线,为TQ的曲线。由图乙可知图线对应的极值最大,故受到最大拉力的是Q点所在的立柱。曲线、相交处,可读出绳的拉力T0为4.30N。此时满足

116、关系:TP=TQ=T0TPsin1+TQsin2=mgTPcos1=TQcos2sin2=解得:1=2T0=9.(2014江苏单科,11,10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。(1)实验记录纸如图甲所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为:F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。图甲(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸

117、到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如图乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。图乙图丙两次实验记录的轨迹如图丙所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为。(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?()(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受

118、到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。答案(1)如图,F合=4.6N4.9N都算对(2)Fa=Fb(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋。(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的轻弹簧。)解析(1)略。(2)分析端点N受力,设橡皮筋与竖直方向间的夹角为,由平衡条件易得橡皮筋的拉力F=mg/cos,可见相同时橡皮筋拉力相同。(3)题图丙中表示两次拉力相同时橡皮筋的长度之差,易知A错误、B正确。由图中的两轨迹间的距离变化可知,越大时长度差越大,结合F=mg/cos知

119、对应的拉力越大,故D正确。因同样拉力下橡皮筋第2次长度较长,故同样长度下橡皮筋第2次所受拉力较小,C错误。(4)从能在记录纸上完成实验的角度考虑有:橡皮筋不宜过长,O点位置应靠近木板边缘,所选标度不能过小或过大等;从能测出拉力及减小相对误差角度考虑有:拉力不宜过大或过小,两力之间夹角不宜过大或过小等;从能保证两次测量中力的作用效果相同的角度来考虑有:选用新的、弹性好的橡皮筋或换用弹性好的轻弹簧等。10.2014天津理综,9(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此

120、外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些。实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个(填字母代号)。A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:。他将钩码重力做的功

121、当做细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的(填字母代号)。A.在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力答案刻度尺、天平(包括砝码)D可在小车上加适量的砝码(或钩码)CD解析计算小车的动能变化需用天平测质量;在计算小车通过的位移、小车的瞬时速度时都需用刻度尺测距离。只有绳与板面平行时,才能保证小车运动中与板面间的压力不变,才能保证小车所受摩擦力不变,才能保证平衡摩擦力后绳的拉力等于小车所受合力,故D正确。要增加纸带上所打下点的数目,只

122、有减小小车运动的加速度。在所挂钩码数目不变的情况下只有增大小车的质量,即在车上增加砝码或钩码。当将钩码重力作为小车所受合力时,需满足几个条件:一是摩擦力被平衡,二是绳与板面平行,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,但车加速运动时钩码加速下降,钩码重力大于绳上拉力,则只有当钩码质量远小于小车质量时二者才近似相等,故此情况可能是由C、D原因造成的。11.(2013课标,22,7分,0.420)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下:图(a)用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s;调整轻滑轮,

123、使细线水平;让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB,求出加速度a;多次重复步骤,求a的平均值;根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题:图(b)(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图(b)所示,其读数为cm。(2)物块的加速度a可用d、s、tA和tB表示为a=。(3)动摩擦因数可用M、m、和重力加速度g表示为=。(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于(填“偶然误差”或“系统误差”)。答案(1)0.960(2)()2-()2(3)(4)系统误差解析(1)游标卡尺的读数为9mm+120.05mm

124、=9.60mm=0.960cm(2)由-=2as,vA=,vB=联立得a=(3)设细线的张力为T,对M有T-Mg=M对m有mg-T=m联立两式得=(4)细线没有调整到水平,造成张力T不水平,若此时以T水平来分析计算,会造成测量值偏大或偏小,这种由于实验操作造成的误差,属于系统误差。考查点游标卡尺读数、测量动摩擦因数思路分析利用-=2as求a。对M和m分别受力分析求。解题关键利用光电门求速度v=。12.(2013课标,22,8分,0.567)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,

125、如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。图(a)回答下列问题:(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的(填正确答案标号)。A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量xE.弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=。(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-x图线。从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-x图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“

126、不变”);如果m不变,h增加,s-x图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与x的次方成正比。图(b)答案(1)ABC(3分。选对但不全的给1分,有选错的,不给这3分)(2)(2分)(3)减小增大2(3分。每空1分)解析弹簧被压缩后的弹性势能等于小球抛出时的动能,即Ep=Ek=m。小球离开桌面后做平抛运动,由平抛运动规律,水平位移s=v0t,竖直高度h=gt2,得v0=s,动能Ek=m=,因此A、B、C正确。弹簧的弹性势能Ep=,由理论推导可知Ep=k(x)2即k(x)2=,s=x,因此当h不变时,m增加,其斜率减小,当m不变时,h增加

127、其斜率增大,由图线知sx,由Ek表达式知Eks2,则由Ep=Ek知Ep(x)2,即Ep与x的二次方成正比。考查点探究弹簧的弹性势能解题关键利用平抛运动规律得出Ek的表达式。利用Ep=k(x)2导出s-x图线的函数关系式。13.2013四川理综,8(2),11分如图1所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:图1图2为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做运动。连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,

128、选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg。请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)。分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=Ek,与理论推导结果一致。实验前已测得托盘质量为7.710-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位)。OBOCODOEOFW/J0.04320.05720.07340.0915Ek/J0.04300.05700.07340.0907答案匀速直线(或匀速)0.11150.11050.015解

129、析取下细绳与托盘后,当摩擦力恰好被平衡时,小车与纸带所受合力为零,获得初速度后应做匀速直线运动。由题图2可知=55.75cm,再结合vt/2=可得打下计数点F时的瞬时速度vF=1.051m/s,故W=F=0.1115J,Ek=M0.1105J。根据牛顿第二定律有:对小车F=Ma,得a=1.0m/s2;对托盘及砝码(m+m0)g-F=(m+m0)a,故有m=-m0=kg-7.710-3kg=0.015kg。14.2013重庆理综,6(1),6分我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图所示

130、的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率。答案高度(距水平木板的高度)(2分)刻度尺(2分)机械能守恒(动能)(2分)解析忽略了摩擦力和空气阻力,钢球在沿斜面下滑过程中机械能守恒:mgh=mv2,可得v=,因g是已知的,故若测量钢球被阻拦前的速率即运动到水平木板上时的速率,需测量钢球释放时的高度h。而测量钢球下降的高度及在橡皮条阻拦下前进的距离,都需要测量工具刻度尺。

131、考点三电学实验考点三电学实验15.(2016四川理综,8)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3V,内阻约2),保护电阻R1(阻值10)和R2(阻值5),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。实验主要步骤:()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;()逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;()以U为纵坐标,I为横坐标,作U-I图线(U、I都用国际单位);()求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题:(1)电压表最好选用;电流表最好选用。A.电压表(03V,内阻约15k)B.电压表(03V

132、,内阻约3k)C.电流表(0200mA,内阻约2)D.电流表(030mA,内阻约2)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是。A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=,r=,代入数值可得E和r的测量值。答案(1)AC(2)C(3)akk-R2解析(1)电压表测量路端电压,测量中为了减小误

133、差,通过电压表的电流越小越好,在量程一样(03V)的情况下,其内阻越大越好,故电压表应选A;电路中的电流最大值大约为=200mA,故电流表应选C。(2)滑片从左向右滑动时,电压表示数增大,说明滑片滑动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,只有C项的接法符合上述情形。(3)U-I图线如图所示,斜率的绝对值k=r+R2,故r=k-R2。横轴截距a=,则E=ak。16.2016天津理综,9(3)某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:电压表V1(量程03V,内阻等于3k)电压表V2(量程015V,内阻

134、等于15k)电流表A1(量程0200mA,内阻等于10)电流表A2(量程03A,内阻等于0.1)滑动变阻器R1(010,额定电流2A)滑动变阻器R2(01k,额定电流0.5A)定值电阻R3(阻值等于1)定值电阻R4(阻值等于10)定值电阻R5(阻值等于1k)电源E(E=6V,内阻不计)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。该同学描绘出的I-U图像应是下图中的。答案如图所示B解析首先考虑测量电路:由于小灯泡的规格为“3.8V,0.3A”,可知电表V2、A2量程太大而不能选用;电表V1、A1则需要改装才能获得小灯泡完整的伏安特性曲线。A1与R4并联可得量程为00.4A的电流表,V

135、1与R5串联可得量程为04V的电压表,因小灯泡电阻值较小,测量电路应采用电流表外接的方式。再考虑控制电路:首先由调节的方便性可知滑动变阻器应选用R1,再由“绘制曲线完整”可知测量电压与电流应从零开始变化,故连接方法应选用分压式接法。在I-U图像中,图线上某点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数。由于小灯泡灯丝的阻值是随温度升高而增大的,故只有B正确。反思总结本题中虽然改装后的电表内阻都是已知的,原则上内、外接法都可得到小灯泡两端的准确电压与通过的准确电流,但需兼顾数据处理的方便性,故在电压表内阻远大于小灯泡电阻值时应采用电流表外接法。17.(2016江苏单科,10,8分)小明同学通过实验探究

136、某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10,R随t的升高而增大。实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,和电流表的相应示数I1,I2,。然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,。(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用。A.量程0100mA,内阻约2B.量程00.6A,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9调节至10.0,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是。将旋钮a由“0”

137、旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表:温度t()20.040.060.080.0100.0阻值R()9.610.411.112.112.8请根据表中数据,在方格纸上作出R-t图线。由图线求得R随t的变化关系为R=。答案(1)A(2)(或)(3)图线如图所示0.04t+8.8(0.04t+8.60.04t+9.0都算对)解析此电源电动势为1.5V,回路总电阻最小约10,所以最大电流约150mA,若用量程为00.6A的电流表测量,则电流表指针偏转不到满刻度的三分之一,测量误差偏大,且电路中还有滑动变阻器可用于调节,所以应选量程为01

138、00mA的电流表。调节电阻箱的阻值时应保证电路安全,所以必须先将旋钮a由“0”旋转至“1”。作图时应选择适合的标度和始点,让图线尽可能展开,方便找出规律。审题指导此题考查替代法测电阻、电路安全性问题和图像法处理数据三个问题,作图时要符合作图的常规要求:严谨精细。18.(2015海南单科,12,9分)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100F)、电阻R1(约200k)、电阻R2(1k)、电压表(量程6V)、秒表、导线若干。图(a)(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。图(b)

139、图(c)(2)先闭合开关S2,再断开开关S2;闭合开关S1,同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示,电压表的读数为V(保留2位小数)。(3)该同学每隔10s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表所示。在坐标纸上绘出U-t图线。已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是s。时间t/s10.020.030.040.050.060.0电压U/V2.143.454.234.515.005.18(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是。答案(1)如图所示(2)3.60(3)图线如图所示40.0(4)放电解析(1)图见答案。(2)由图(c)知电压表的分度值为0.1V,读

140、数时应估读到分度值的下一位即0.01V,故测量结果为3.60V。(3)将表中各数据在坐标系中描点连线如答图所示,由图可知除t=40.0s的数据外其他各点基本在同一平滑曲线上,故误差较大的数据点只能是t=40.0s对应的点。(4)因在S1闭合前进行了闭合S2再断开S2的操作,其目的是实验前使电容器两极板上的电荷充分中和,对电容器的残存电荷进行放电。19.(2014江苏单科,10,8分)某同学通过实验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图甲所示的部件(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为mm。(2)

141、如图乙所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出。合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断:电路中(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了(选填“短路”或“断路”)。图甲图乙(3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7。为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议。答案(1)B0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值。

142、(或测量多组电流和电压值,用图像法求电阻值)解析(1)读数前应先旋紧B防止读数时测微螺杆发生转动。螺旋测微器读数=0+41.00.01mm=0.410mm(2)7、9之间发生断路,则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中,此时改变阻值较小的滑动变阻器阻值时,对电压表和电流表的示数影响很小,符合题述现象,同时满足两表读数。(3)因为Rx=58.7=30,所以应选用电流表内接法。为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值,计算电阻的平均值。或测量多组电流和电压值,用图像法求电阻值。20.(2014安徽理综,21)某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验。(1)他先用多用表

143、进行了正确的测量,测量时指针位置如图1所示,得出电压表的内阻为3.00103,此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数应为V(结果保留两位有效数字)。图1(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV,该同学设计了图2所示的电路图,实验步骤如下:图2A.断开开关S,按图2连接好电路;B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;C.将电阻箱R0的阻值调到零;D.闭合开关S;E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V位置;F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R0的

144、阻值,此值即为电压表内阻RV的测量值;G.断开开关S。实验中可供选择的实验器材有:a.待测电压表b.滑动变阻器:最大阻值2000c.滑动变阻器:最大阻值10d.电阻箱:最大阻值9999.9,阻值最小改变量为0.1e.电阻箱:最大阻值999.9,阻值最小改变量为0.1f.电池组:电动势约6V,内阻可忽略g.开关,导线若干按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用(填“b”或“c”),电阻箱中选用(填“d”或“e”)。电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比,R测R真(填“”或“小解析(1)由图1知所选用的倍率

145、挡为“100”,故在该倍率下多用表欧姆挡的内阻R=15100=1500。由欧姆定律可知电压表的示数为U=RV=3.00103V=1.0V。(2)本实验测电压表内阻的实验原理为“恒压半偏”,即实验中要求电路中b、P间电压恒定不变,则在不移动P的情况下调节R0时就要求b、P间总阻值恒定。而并联电路中总阻值主要取决于小电阻,即滑动变阻器b、P间的阻值比RV小得越多,相对误差越小,故滑动变阻器选用总阻值较小的c。因在实验中需调节R0使电压表由满偏至半偏,则R0的最大值应不小于电压表的内阻,故只能选用d。在实际调节R0的过程中,由于b、P间的阻值增大,故电压表半偏时b、P间实际电压已大于电压表的满偏电压

146、,即此时R0两端电压大于RV两端电压,故R测R真。当RV越大时R0越大,调节R0时b、P间总阻值变化越小,b、P间电压越趋近于恒定,相对误差越小。评析(1)巧妙地用多用表的欧姆挡测电压表的内电阻,是对多用表欧姆挡工作原理的考查,难度较大,易失分。(2)用“恒压半偏”法测电压表的内电阻,考查学生分析和解决问题的能力。本实验的难点为器材的选取和误差的分析,难度较大。21.2014四川理综,8(2),11分如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10),R1是电阻箱(099.9),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。在保证安全和满足要求的

147、情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:()连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;()闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;()重复步骤(),再测量6组R1和I2值;()将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题:现有四只供选用的电流表:A.电流表(03mA,内阻为2.0)B.电流表(03mA,内阻未知)C.电流表(00.3A,内阻为5.0)D.电流表(00.3A,内阻未知)A1应选用,A2应选用。测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0

148、.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值(选填“不变”、“变大”或“变小”)。在坐标纸上画出R1与I2的关系图。根据以上实验得出Rx=。答案DC变大关系图线如图31解析由电路图可知I1(R0+R1+RA1)=I2(Rx+RA2),即R1=I2-(R0+RA1),在I1=0.15A保持不变时R1-I2图线是一条直线,当由其斜率k=求Rx时RA2必须是已知的。因两支路的阻值在同一数量级,则两支路中电流亦必在同一数量级,再结合I1=0.15A,可知A1只能选用D,A2只能选用C。要保持I1=0.15A不变,当R1阻值减小时需减小并联支路两端的电压,则A2示数减小,即总电流减小,而并联支路总电阻变小,

149、则需增大滑动变阻器接入电路中的阻值。图见答案。由图线可求得斜率k=240/A。结合k=得Rx=kI1-RA2=31。22.(2014山东理综,22,10分)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.710-8m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有:电流表:量程0.6A,内阻约0.2;电压表:量程3V,内阻约9k;滑动变阻器R1:最大阻值5;滑动变阻器R2:最大阻值20;定值电阻:R0=3;电源:电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干。回答下列问题:(1)

150、实验中滑动变阻器应选(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至端(填“a”或“b”)。(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为V。(4)导线实际长度为m(保留2位有效数字)。答案(1)R2a(2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确)解析(1)因控制电路是限流式接法,而测量电路总电阻在3.0以上,为使测量电路有较大的调节范围,滑动变阻器应选用总阻值较大的R2。为了保证开关闭合时电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大,即开关闭

151、合前滑片应置于a端。(2)见答案。(3)由图乙知该电压表的分度值为0.1V,故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30V。(4)测量电路的总电阻R0+Rx=4.60,故Rx=1.60。由Rx=可得L=,代入数据可得L94m。23.2014福建理综,19(2),12分某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表,为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0的定值电阻。已知灵敏电流计的满偏电流Ig=100A、内阻rg=2.0k,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只(保留一位小数)

152、的定值电阻R1;根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;某次实验的数据如下表所示:该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是。该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是。(填选项前的字母)A.电压表内阻的影响B.滑动变阻器的最大阻值偏小测量次数12345678电压表读数U/V

153、5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20406080100120140160C.R1的实际阻值比计算值偏小D.R0的实际阻值比标称值偏大答案1.0如图1.66充分利用已测得的数据CD解析Igrg=(I-Ig)R1,解得R1=1.0。参见答案。r=,r1=,r2=,r3=r4=,I5-I1=I6-I2=I7-I3=I8-I4=80mA=-R0=-R0=-4=1.66电压表内阻的影响会造成E和r的测量值均偏小,滑动变阻器对测量没有影响,R1的值偏小,表测量值偏小,r测量值偏大,r=r-R0,R0偏小,r偏大。24.(2014北京理综,21,18分)利用

154、电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验电路是图1中的(选填“甲”或“乙”)。图1(2)现有电流表(00.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(015V)B.电压表(03V)C.滑动变阻器(050)序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480D.滑动变阻器(0500)实验中电压表应选用;滑动变阻器应选用。(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对

155、应点,并画出U-I图线。图2(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=V,内电阻r=。(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图3的各示意图中正确反映P-U关系的是。图3答案(1)甲(2)BC(3)如图所示(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C解析(1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小。(2)一节干电池的电动势只有1.5V左右,故电压表应选用量程较小的B,干电池的内电阻一般只有零点几欧或几欧,为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值与之相差较小的C。(3)作图过程略,图

156、见答案。(4)由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r,由图线可得E=1.50V,r=0.83。(5)由P=IU=U=(UE-U2)可知,P-U图线是一条开口向下的抛物线,故选C。25.(2013课标,23,7分,0.524)某同学用量程为1mA、内阻为120的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻,S为开关。回答下列问题:(1)根据图(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线。(2)开关S闭合时,多用电表用于测量(填“电流”、“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量(填“电流”、“电压”或“电阻”)。(3

157、)表笔A应为色(填“红”或“黑”)。(4)定值电阻的阻值R1=,R2=。(结果取3位有效数字)答案(1)连线如图所示(2分)(2)电流电压(2分。每空1分)(3)黑(1分)(4)1.00880(2分。每空1分)解析(1)见答案。(2)开关S闭合时,R1与表头和R2并联,为电流表,因此用于测量电流;当开关S断开时,R2与表头串联,为电压表,因此用于测电压。(3)电流应从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,因此表笔A应为黑色。(4)开关S断开时为电压表,U=Ig(Rg+R2),解得R2=880;开关S闭合时为电流表,R1=1.00。26.2013四川理综,8(1),6分在探究两电荷间相互作用力的大小

158、与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的而增大,随其所带电荷量的而增大。此同学在探究中应用的科学方法是(选填:“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。答案减小增大控制变量法解析由B球的受力及平衡条件可知A、B间相互作用力F越大时悬线偏角越大

159、,故距离越小时B球悬线偏角越大表明相互作用力在距离越小时数值越大,改变电荷量时道理相同;因本实验中探究的是相互作用力与距离及电荷量之间的关系,且是先保持电荷量不变探究作用力与距离的关系,又保持距离不变探究作用力与电荷量的关系,这正是控制变量法的典型特征。27.(2013北京理综,21,18分)某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻RX的阻值。(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(050,额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(03A,内阻约0.025)B.电流表(00.6A,内阻约0.125)C.电压表(03V,内阻约3k)D.电压表(015V,内阻约15k)为减小

160、测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的(选填“甲”或“乙”)。图1(2)图2是测量RX的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线。图2(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值RX=(保留两位有效数字)。图3(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是。(选填选项前的字母)A.电流表测量值小于流经RX的电流值B.电流表测量值大于流经RX的电流值C.电

161、压表测量值小于RX两端的电压值D.电压表测量值大于RX两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻RX两端的电压U也随之增加,下列反映U-x关系的示意图中正确的是。答案(1)BC甲(2)如图所示(3)5.2(4)BD(5)A解析(1)电源电动势E=4V,被测电阻RX5,则Imax=A=0.8A,电流表若选A读数时误差较大,因此电流表应选B;考虑电压表测量电压时的指针转动范围,电压表应选C。由于RX,故电流表应选择外接法(甲图)。(2)见答案。(3)题图3中的电流表示数I=0.50A,电压表示数U=2.60V,故RX=5.2。(4

162、)甲电路中产生误差的原因是由于电压表的分流作用,使电流表的示数大于流过RX的电流,选项B正确;乙电路的误差来源于电流表的分压作用,电压表示数为RX和电流表的电压之和,选项D正确。(5)x增加,U随之增加,说明变阻器接入电路的电阻R随x的增加而减小。设变阻器的总阻值为R0,滑片P从一端滑向另一端移动的距离为L。忽略电压表、电流表的内阻对电路的影响,则被测电阻RX两端电压U=E=,由这一关系式分析可知,选项A正确。28.2013福建理综,19(2),12分硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其

163、在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V1量程选用3V,内阻为6.0k;电压表V2量程选用15V,内阻约为30k;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2。()某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1=V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为mA(保留两位小数)。()该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组U

164、x、Ix数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线。123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.0-1.0-2.0-3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0Ix/mA0.000.00-0.01-0.02-0.04-0.07-0.12-0.19-0.29()由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成(填“线性”或“非线性”)关系。答案连线如图()1.400.23()描点绘出Ix-Ux图线如图()非线性解析见答案。()

165、V1选用的是3V量程,则刻度盘的分度值为0.1V,按“十分之一”估读法应估读到0.01V,故读得结果为1.40V。因V1与硅光电池串联,故通过硅光电池的反向电流与通过V1的电流相同:I=0.23mA。()图见答案。()因Ix-Ux图线为一条曲线,故Ix与Ux成非线性关系。29.2013重庆理综,6(2),13分某同学对有故障的电热毯进行探究。图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接。图2为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表。请在虚线框内画出与图2对应的电路图。断开K1,用上述测试电路在1和1之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U-I曲线如

166、图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.810-7m,电热线的直径为0.200mm,可求得此电热线的电阻为k,总长度为m。(结果均保留两位有效数字)图1图2图3为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路,位置在之间(在“1和2”、“1和2”、“2和3”、“2和3”中选填一项)。测试点3和31和11和31和22和3电表指针有无偏转电压表有有无有无电流表无有有无有答案电路图如图(5分)0.58(0.57到0.59均可)65(64到66均可)(每空2分)1和2(4分)解析依照实物图,先画出一个最小的回

167、路:电源正极开关K2滑动变阻器下侧两接线柱电源负极。再画出与此回路并联的部分电路:滑动变阻器左上接线柱毫安表电压表滑动变阻器左下接线柱。最后再处理剩余部分:测试表笔A接于电压表与电源负极之间,测试表笔B接于电压表与毫安表之间。由U-I图线的斜率可求得电热线的阻值:R=。再由电阻定律R=,面积公式S=d2可得电热线的总长度l=。因电压表是理想电表,由电路图可以看出:当A、B间断路时电压表有示数、电流表无示数;当A、B间被短路时电压表无示数、电流表有示数;当A、B间接有阻值不为零的导体即A、B为通路时两电表才同时有示数。结合测试结果可知:第一组数据表明3和3间有断路;第二组数据表明1与1间完好;第

168、三组数据表明1与3间连接良好;第四组数据表明1和2间有断路,第五组数据表明2和3间连接也是良好的,则断点只能在1和2之间。30.(2012课标,23,10分)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;为电流表;S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。(1)在图中画线连接成实验电路图。(2)完成下列主要实验步骤中的填空:按图接线。保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状

169、态;然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D;然后读出,并用天平称出。用米尺测量。(3)用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=。(4)判定磁感应强度方向的方法是:若,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里。答案(1)连线如图所示(2)重新处于平衡状态电流表的示数I 此时细沙的质量m2D的底边长度L(3)(4)m2m1解析(1)(3)通过改变细沙的质量及线框中的电流调整系统的平衡状态,没通电前线框M和m1存在关系:Mg=m1g,通有电流I时有:Mg+F=m2g,得B=。因为只需改变电流,则电路连

170、接为串联。因为需要用沙子的质量变化量,则应两次测量沙子的质量。由于安培力F=BIL,故应测量I及底边长L。(4)根据题图中给出的电流方向及左手定则,当磁感应强度方向垂直纸面向外时,安培力方向向下,与线框重力方向一致,为了再次平衡,应向托盘加沙子,即m2m1。考点一基本仪器的使用考点一基本仪器的使用1.2018西南名校质量检测,22(1)如图1所示,某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验:图1三年模拟A组 20162018年高考模拟基础题组图2用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图2所示,则d=mm。答案13.80解析游标卡尺示数为13mm+160.05mm=13.80mm。2.(2017四

171、川成都石室中学二诊,22)图甲中游标卡尺的读数是cm,图乙中螺旋测微器的读数是mm。答案2.985.680解析游标卡尺读数为:2.9cm+80.1mm=2.98cm。螺旋测微器读数为:5.5mm+0.180mm=5.680mm。考点二力学实验考点二力学实验3.(2018广西防城港1月模拟,22)如图所示,为某同学在测量小车加速度的实验中,用打点计时器打出的一条纸带,已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,两计数点间还有四个点没有画出,则根据纸带,可求出打3号计数点时小车的速度为m/s,小车运动的加速度为m/s2。(结果保留三位有效数字)答案0.6112.00解析由于实验使用的是频率为50

172、Hz的交流电,故每两个打点间的时间间隔为0.02s,又因为两计数点间还有四个点没有画出,故两计数点间的时间间隔为T=0.02s5=0.1s;v3=10-2m/s=0.611m/s;利用逐差法可得a=10-2m/s2=2.00m/s2。4.(2018四川成都龙泉一中模拟,23)某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。三条细绳结于O点,分别与两弹簧测力计和钩码相接。(1)实验步骤如下:A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点;B.结点O下的细绳挂钩码C;C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉,使结点O静止在某位置;D.记下钩码的质量、结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数,记录。

173、(2)在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差?(选填选项前的字母)A.木板不竖直B.A弹簧测力计外壳的重力C.B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平D.改变弹簧测力计B的拉力进行多次实验时,结点O的位置发生变化(3)某次实验中。该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出解决问题的一个办法:。答案(1)三条细绳(拉力)的方向(2)A(3)减小弹簧测力计B的拉力(或减小钩码C的质量;或减小与两弹簧测力计所连细绳之间的夹角)解析(1)矢量和不仅与大小有关,与方向也有关,所以得记下钩码的质量、结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数,还要记录三条细绳(拉力)的方向。(2)木板不竖直时

174、,三力的方向不在同一平面内,钩码和木板间可能有摩擦力,会产生误差;B、C对实验无影响;本题设计的实验不要求结点O的位置不变化。5.2018西南名校质量检测,22(2)如图所示,某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验:质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门的右侧,质量为m1的滑块从光电门的右侧向左运动,穿过光电门与滑块2发生碰撞,随后两个滑块分离并依次穿过光电门,滑块2与导轨左端相碰并被粘接条粘住,待滑块1穿过光电门后用手将它停住,两个滑块固定的遮光条宽度相同,数字计时器分别记录下滑块1通过光电门的时间t、滑块2和滑块1依次通过光电门的时间t2和t1。本实验中两个滑块的质量大小

175、关系应为。若等式成立,则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒(用题中所给的字母表示)。答案m1m2=+解析由题意可知,碰后要求两滑块均沿滑块1原来的运动方向运动,因此必须要求滑块1的质量大于滑块2的质量,即m1m2;A的初速度v1=,碰后A、B的速度分别为v1=,v2=;根据动量守恒定律可知,应满足的表达式为m1v1=m1v1+m2v2,将速度代入化简可得=+。6.(2018云南昆明一中七模,22)某同学利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验,实验装置如图1所示。其主要实验步骤如下:a.用游标卡尺测量挡光条的宽度d,结果如图2所示;b.读出释放滑块处挡光条中心与光电门中心之间的距离s;c.让

176、质量为m的物体拉着滑块从静止开始运动,从数字计量器(图1中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t。回答下列问题:图1图2(1)由图2读出d=mm。(2)要完成实验,下列说法正确的是。A.只需用天平测滑块的质量MB.要用天平分别测滑块的质量M和物体的质量mC.要用天平分别测出滑块的质量M、物体的质量m以及挡光条的质量m0(3)多次改变光电门位置,即改变距离s,重复上述实验,作出随s的变化图像,如果图像为一条过原点的直线,且斜率k=,则可验证滑块、挡光条和物体组成的系统机械能守恒。答案(1)5.50(2)C(3)解析(1)由游标卡尺的读数规则可得:d=5mm+100.05mm=5.50mm。(

177、2)本题验证的是系统的机械能守恒,故要用天平分别测出滑块的质量M、物体的质量m以及挡光条的质量m0,选项C正确。(3)由系统机械能守恒可得:mgs=(M+m+m0),整理可得:=s,即-s图像为过原点的一条直线,且斜率k=。7.(2018贵州凯里一中三模,22)在学校开展的一次科技活动中,某同学为了用打点计时器验证动量守恒定律,他设计了一个实验,装置如图甲所示,他在长木板右端垫着薄木片平衡摩擦力后,再在小车A后面连上纸带,前端粘有强力双面胶,然后推动小车A使之做匀速直线运动,与原来静止的小车B发生碰撞并粘合在一起继续做匀速直线运动,电磁打点计时器所用电源的频率为f。(1)选择一条比较理想的纸带

178、,每间隔4个点取一个计数点,并测得各计数点间的距离标在纸带上(如图乙所示),A为运动的起点,则应选段来计算A碰撞前的速度,应选段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。(2)小车A的质量为m1,小车B的质量为m2,则碰撞前两小车的总动量为p1=,碰撞后两小车的总动量p2=。(用m1、m2、x1、x2、x3、x4和f表达)答案(1)BCDE(2)解析(1)从纸带上打点的情况看,AB段小车的运动还未稳定,BC段表示小车做匀速运动,因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况,故应选用BC段计算小车A碰前的速度。从CD段打点的情况看,小车的运动情况还未稳

179、定,而在DE段内小车运动已稳定,故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度。(2)BC段的时间为5T=5,长度为x2,两小车在碰撞前的总动量为p1=;DE段的时间为5T=5,长度为x4,两小车在碰撞后总动量为p2=。8.(2018广西防城港3月模拟,22)某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:用天平测出电动小车的质量为0.8kg;将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;接通打点计时器(其打点周期为0.02s);使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,当小车静止时再关闭打点计时器电源。上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析数

180、据回答下列问题(设整个过程中小车所受阻力恒定,结果保留两位有效数字):(1)该电动小车的最大速度为m/s;(2)该电动小车所受阻力为N;(3)该电动小车的额定功率为W。答案(1)1.5(2)1.6(3)2.4解析(1)小车匀速运动时,牵引力等于阻力,此时速度最大,最大速度为v=m/s=1.5m/s;(2)匀减速运动阶段,加速度大小为a=10-2m/s2=2.0m/s2,根据牛顿第二定律有Ff=ma=1.6N;(3)电动小车的额定功率P=Fv=Ffv=1.61.5W=2.4W。9.(2017广西南宁摸底,22)用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1

181、上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,g=9.8m/s2,打点计时器所接交流电频率为50Hz,则(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点4时的速度v=m/s;(2)在打计数点04过程中系统动能的增量Ek=J,系统势能的减少量Ep=J。答案(1)1.9(2)0.360.38解析(1)因为每相邻两个计数点间还有4个打下的点,所以相邻计数点时间间隔为0.1s。根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时

182、速度等于该过程中的平均速度,可知打计数点4时的速度为:v4=m/s=1.9m/s。(2)在打计数点04过程中系统动能的增量Ek=(m1+m2)=0.21.92J=0.36J,系统重力势能的减少量等于系统重力做的功,故Ep=(m2-m1)gh=0.19.8(0.024+0.072+0.120+0.168)J=0.38J。解题指导(1)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可以求出打下计数点4时的速度大小;(2)根据系统的初末动能大小可以求出动能的增加量,根据系统重力做功和重力势能减少量之间的关系可以求出系统重力势能的减少量,比较动能增加量和重力势能减少量之间的关系可以得

183、出机械能是否守恒。考点三电学实验考点三电学实验10.(2018贵州黔东南一模,22)某实验小组用如图所示的实验电路,测定一电源的电动势和内电阻。电流表A内阻rA=0.8,两个定值电阻R1=8、R2=15。当开关S接1位置时,电流表示数I1=0.32A;当开关S接2位置时,电流表示数I2=0.18A。则电源的电动势E=V,内阻r=。(结果保留两位有效数字)答案2.90.20解析考虑电流表A内阻rA,开关S接1位置时E=0.32(8+0.8+r),当开关S接2位置时E=0.18(15+0.8+r),解得:E=2.9V,r=0.20。温馨提示此类实验题可以看做“课本实验”的拓展实验题,利用闭合电路欧

184、姆定律和串并联电路特点解答。11.(2018贵州凯里一中三模,23)实验室有一捆长度约为230m的铝导线,某同学想通过实验测定其准确长度。该同学选用螺旋测微器测得导线的直径如图甲所示,查得铝的电阻率为2.810-8m,再利用图乙所示电路测出铝导线的电阻Rx,从而测定导线的实际长度。实验可供使用的器材有:A.电流表:量程00.6A,内阻约0.2;B.电压表:量程03V,内阻约9k;C.滑动变阻器R1:最大阻值5;D.滑动变阻器R2:最大阻值20;E.定值电阻:R0=3;F.电源:电动势6V,内阻可不计;G.开关和导线若干。请回答下列问题:(1)铝导线的直径D=mm;(2)实验中滑动变阻器应选(填

185、“R1”或“R2”)(3)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图乙电路完成剩余部分的连接。(4)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图丙所示,由此可得铝导线的电阻Rx=。(保留三位有效数字)(5)导线实际长度为m。(保留三位有效数字)答案(1)2.300(2)R2(3)如图所示(4)1.60(5)237m解析(1)D=2mm+30.00.01mm=2.300mm。(2)(4)由于电压表量程为03V,分度值为0.1V,故读数为2.30V。测量电路的总阻值R0+Rx=4.60,则Rx=1.60。电路总电阻R总=12,R滑=R总-R0-Rx=7.4,滑动变阻器应选R2。(5

186、)由Rx=可知,l=237m。12.(2018广西防城港1月模拟,23)要组装一个单量程的欧姆表,所给电池的电动势为1.5V,内阻可忽略不计,其他可供选择的主要器材有:电流表A1(量程0100A,内阻1500);电流表A2(量程01mA,内阻1000);变阻器R1(阻值范围0300);变阻器R2(阻值范围0800)。(1)在图甲方框内画出组装欧姆表的电路图。(2)在组装时,电流表选用(用代号表示),变阻器选用(用代号表示)。(3)在上面组装的单量程欧姆表中,如电流表的表盘刻度分为四等分,如图乙所示,其中A为电流表的零刻度,作为单量程欧姆表,刻度E表示的阻值为,刻度C表示的阻值为。答案(1)如图

187、(2)A2R2(3)01500解析(1)(2)将电流表、变阻器、电源串联组成欧姆表。根据闭合电路欧姆定律可以知道电路中最小电阻Rmin=RA+R变=,当IA=100A时R变=13500,变阻器不合题意;当IA=1mA时R变=500,所以电流表选A2,变阻器应选R2且R2=500。(3)根据闭合电路欧姆定律可以知道I=,当I=IA=1mA时Rx=0,即刻度E表示的阻值为0,当I=IA时,可计算得出Rx=RA2+R2=1500,即刻度C表示的阻值为1500。13.(2017广西南宁摸底,23)某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测量金属丝的长度,他们查得金属丝电阻率为,并粗测金属丝的电阻约

188、为5,实验室中有以下供选择的器材:A.电池组(3V,内阻约1)B.电流表A1(03A,内阻为0.0125)C.电流表A2(00.6A,内阻约为0.125)D.电压表V1(03V,内阻为4k)E.电压表V2(015V,内阻为15k)F.滑动变阻器R1(020,允许最大电流1A)G.滑动变阻器R2(02000,允许最大电流0.3A)H.开关,导线若干。(1)为了使实验电路更节能,且测量结果尽量准确,测金属丝电阻时电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选。(填写仪器前字母代号)(2)将设计的电路图画在下面虚线框内。(3)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图,则直径d=mm。(4)若用d表示直径,测

189、得电阻为R,则金属丝的长度为。答案(1)CDF(2)如图所示(3)0.950(4)解析(1)由于电源电动势为3V,则电压表应选D;由I=可知电路中最大电流约为0.5A,则电流表应选C;为了使实验电路更节能,滑动变阻器应采用限流接法,故最大电阻不能太大,选F;(2)由于Rx,电流表采用外接法。(3)螺旋测微器读数为:0.5mm+0.450mm=0.950mm。(4)由R=和S=得:L=。14.(2017云南楚雄一检,23)用如图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻,它的电动势E约为8V,内阻r约为30,已知该电池允许输出的最大电流为40mA。为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个定值

190、电阻充当保护电阻,除待测电池外,可供使用的实验器材还有:A.电流表A(量程为00.05A、内阻约为0.2)B.电压表V(量程为06V、内阻为20k)C.定值电阻R1(阻值为100、额定功率为1W)D.定值电阻R2(阻值为200、额定功率为1W)E.滑动变阻器R3(阻值范围为010、额定电流为2A)F.滑动变阻器R4(阻值范围为0750、额定电流为1A)G.单刀单掷开关和导线若干(1)为了电路安全及便于操作,定值电阻应该选;滑动变阻器应该选。(填写器材名称)(2)接入符合要求的器材后,闭合开关S,调节滑动变阻器的阻值,读取电压表和电流表的示数。取得多组数据,作出了如图所示的图线。根据图线得出该电

191、池的电动势E为V,内阻r为。(结果保留两位有效数字)答案(1)R2R4(2)8.035解析(1)电路最小电阻R小=200,保护电阻阻值至少为(200-30)=170,故保护电阻应选R2。为多次测量,测多组实验数据,应选R4为滑动变阻器。(2)由U-I图像可知,纵截距是8.0V,则电源电动势E=8.0V,图线斜率的绝对值k=235,故电源内阻r=235-200=35。B组20162018年高考模拟综合题组（时间:40分钟分值:70分）一、力学实验一、力学实验(共共26分分)1.(2017贵州黔东南模拟,22)(8分)如图甲所示,用细线悬挂着包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒;蘸有颜料的毛笔固定

192、在电动机的飞轮上,并随之在水平面内匀速转动。烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动,测得记号之间的距离依次为d1=26.0mm、d2=50.0mm、d3=74.0mm,d4=98.0mm,d5=122.0mm,d6=146.0mm,由此来验证机械能守恒定律。已知电动机铭牌上标有“1200r/min”的字样。根据以上内容回答下列问题:(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T=s;(2)根据图乙所给的数据可知:毛笔画下记号“3”时,圆柱棒下落的速度v3=m/s;在毛笔画下记号“3”到“6”的这段时间内,棒的动能增加量为J,重力势

193、能减小量为J,由此可得出的结论是圆柱棒下落过程中机械能守恒(当地重力加速度g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)。答案(1)0.05(2)1.242.822.88解析(1)由题知,毛笔画相邻两条线的时间间隔为电动机的转动周期,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”的字样,则每秒转20周,所以T=0.05s。(2)在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,有v3=1.24m/s,v6=2.68m/s。动能增加量Ek=m-m=2.82J,重力势能的减小量Ep=mgh=mg(d3+d4+d5)=2.88J。2.(2017广西南宁二模,23)(10分)如图所示,某同学用如图所

194、示装置验证机械能守恒定律,悬线下吊着磁铁A,磁铁的磁性较强,A下端吸着一个小铁球C,磁铁长度和小球的大小不计,B是固定挡板,测出静止时球离地面的高度h1,悬点O到球的距离L,将球拉离竖直位置到某一位置,悬线拉直,用米尺测出这时球与尺的接触点和天花板的距离h2,释放小球,让小球与磁铁一起做圆周运动,到最低点时磁铁与挡板碰撞后小球由于惯性继续向前做平抛运动,测出小球做平抛运动的水平位移x,当地的重力加速度为g。(1)磁铁与挡板碰撞前的一瞬间速度的大小为。(2)要验证竖直圆周运动机械能守恒,只要验证等式成立即可。(3)若实验测得重力势能的减少量大于动能的增加量,导致误差的原因可能有(写出两个原因):

195、、。(4)改变小球开始释放的高度,记录多组释放点与天花板的距离h2和小球做平抛运动的水平位移x,建立坐标系,在坐标系中描点作图,图像如下,也可验证机械能守恒定律,则作出的实验图像是(填选项前的符号)。A.x-h1图像B.x2-h2图像C.x-h2图像D.x2-(L-h2)图像答案(1)x(2)L-h2=(3)见解析(4)D解析(1)由平抛运动的知识可知,磁铁与挡板碰前的一瞬间的速度v=x。(2)要验证机械能守恒,只要验证mg(L-h2)=mv2成立,即验证L-h2=成立即可。(3)若实验测得重力势能的减少量大于动能的增加量,导致误差的原因可能有:受到空气阻力;磁铁对小球的引力使平抛的初速度比小

196、球到挡板时的速度小;小球在平抛过程中有一部机械能转化成小球转动的动能(三个中答出两个即可,其他合理答案也可)。(4)由要验证的关系式L-h2=可知,图像应是x2-(L-h2)图像,D项正确。3.(2017云南楚雄一检,22)(8分)某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功,装置如图甲所示。实验时,木块在重物牵引下,水平向右运动。图乙给出了重物落地后打点计时器打出的纸带,小黑点是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。打点计时器所用交流电频率为50Hz,不计纸带与木块间的作用力。甲乙(1)可以判断纸带的(填“左”或“右”)端与木块连接。(2)要测量在AB段木板

197、对木块的摩擦力所做的功WAB,还需要测量的物理量是。A.木板的长度lB.木块的质量m1C.木板的质量m2D.重物的质量m3E.木块运动的时间tF.AB段的距离lAB(3)在AB段,木板对木块的摩擦力所做的功的表达式为WAB=。用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示答案(1)右(2)B(3)m1-m1解析(1)重物落地后,木块由于惯性继续向前,做匀减速直线运动,相邻计数点间的距离应逐渐减小,故纸带向右运动,其右端与木块连接。(2)(3)由动能定理得:WAB=m1-m1,故还需测量木块的质量m1。解题指导分析题意可知,测摩擦力所做的功不是通过测量摩擦力及位移得到,而是通过动能定理测物体的

198、动能变化,据此可以分析解决问题。方法归纳在选择需测量的物理量时通常依据测量原理先列出表达式再确定。二、电学实验二、电学实验(共共44分分)4.(2018西南名校质量检测,23)(10分)某实验小组设计如图1所示电路图来测量电源的电动势及内阻,其中待测电源电动势约为2V,内阻较小;所用电压表量程为03V,内阻非常大,可看做理想电压表。图1图2(1)按实验电路图在图2中补充完成实物连线。(2)先将电阻箱电阻调至如图3所示,则其电阻读数为。闭合开关S,将S1打到b端,读出电压表的读数为1.10V;然后将S1打到a端,此时电压表读数如图4所示,则其读数为V。根据以上数据可得电阻R0为。(3)将S1打到

199、b端,读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U,不断调节电阻箱电阻,得到多组R值与相应的U值,作出-图像如图5所示,则通过图像可以得到该电源的电动势E=V,内阻r=。(计算结果保留三位有效数字)图3图4图5答案(1)如图所示(2)11.01.504.0(3)1.671.00解析(2)电阻箱电阻读数为0100+110+11+00.1=11.0;闭合开关S1,将S1打到b端,电压表测R两端电压,读出电压表的读数为1.10V,则电流I=A=0.1A;然后将S1打到a端,此时电压表测R和R0两端总电压,其读数为1.50V,则R0=4.0。(3)由闭合电路欧姆定律得:E=U+(R0+r)变形得:=+由图像

200、可知:=/V,=0.6V-1,解得:E=1.67V,r=1.00。5.(2018四川成都龙泉二中4月月考,23)(9分)某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系,除小灯泡外,可用的器材如下:A.电源(电动势3V,内阻为1.5)B.电压表(03V,内阻约为10k)C.电流表(00.6A,内阻约为5)D.滑动变阻器(050,额定电流0.4A)E.滑动变阻器(010,额定电流1.0A)F.开关S,导线若干(1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图像如图甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而(填“增大”、“减小”或“不变”);实验时应选用的滑动变阻器为。(填器材前的字母序号)(2)根据图

201、甲,将图乙实物电路中缺少的导线补全(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。(3)若某次连接时,把A、B间的导线误接在A、C之间,合上开关,任意滑动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是W。(本问中电压表和电流表均视为理想电表,结果保留2位有效数字)答案(1)增大E(2)如解析图所示(3)0.56(0.540.58均可)解析(1)根据欧姆定律R=结合图像知,小灯泡的电阻随电压增大而增大;由图像可知,测量电流的最大值约为0.5A,故滑动变阻器只能选择E。(2)滑动变阻器采用分压式接法,小灯泡电阻较小,电流表采用外接法,如图所示。(3)若把A、B间的导线

202、误接在A、C之间,则当变阻器滑片在变阻器中间时阻值最大,R=2.5,此时小灯泡功率最小,把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻,其电动势为3V,内阻为4,则短路电流I短=A=0.75A,在小灯泡的U-I图像中,连接(0,3V)与(0.75A,0)这两点,画出等效电源的U-I图像,读出两图线的交点坐标为(1.40V,0.40A),则小灯泡的最小功率为P=UI=1.400.40W=0.56W。6.(2018广西防城港3月模拟,23)(9分)某同学利用如图所示电路,测量一表盘有刻度但数值已模糊的灵敏电流计G的满偏电流Ig及内阻Rg;已知该电流计的满偏电流约为300A,内阻Rg为几百欧,实验室提供的器

203、材如下:电压表V(量程03V,内阻约为15k);电阻箱R(最大阻值为9999.9);滑动变阻器R1(阻值05,额定电流1.0A);电源E(电动势为4V,内阻不计);开关;导线若干。实验步骤如下:.当电阻箱阻值为r1时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计满偏,记录此时电压表的示数U1;.当电阻箱阻值为r2时,闭合开关,调节滑动变阻器,重新使电流计满偏,记录此时电压表的示数U2。.根据测量数据求出灵敏电流计的满偏电流和内阻。请根据以上所述回答下列问题:(1)在步骤和中,闭合开关S前滑动变阻器的滑动触片应置于最端(填“左”或“右”);(2)实验测得电流计内阻Rg=,满偏电流Ig=。(用r1、r2、U

204、1、U2表示)。答案(1)右(2)解析(1)闭合开关S前滑动变阻器的滑动触片应置于最右端,这样负载获得的电压为0,可防止烧坏电流计。(2)根据欧姆定律得U1=Ig(r1+Rg),U2=Ig(r2+Rg),解得Rg=,Ig=。7.(2018贵州凯里一中二模,22)(6分)为了测绘标有“2.5V0.3A”小电珠的伏安特性曲线,并要求小电珠的电压从零逐渐调到2.5V。除小电珠外,实验室还提供了以下器材:A.电压表V(量程03V,内阻约为3k;量程015V,内阻约为15k)B.电流表A(量程00.6A,内阻为0.9;量程03A,内阻为0.2)C.滑动变阻器R(阻值020,额定电流为1.0A)D.电源(

205、两节新的干电池)E.开关S、导线若干(1)请将图甲所示实物电路中的器材连接成符合实验要求的电路(2)实验得出的I-U图像如图乙所示,由该I-U图像可知,小电珠灯丝的电阻率随电压的升高而。(选填“增大”、“不变”或“减小”)答案(1)如图所示(2)增大解析(1)小电珠正常发光时的电阻约为8.3,为小电阻,所以电流表用外接法。要求小电珠的电压从零逐渐调到2.5V,所以滑动变阻器选择分压式接法。两节新干电池的电动势为3V,所以电压表应该选择03V的量程。小电珠的额定电流为0.3A,所以电流表应该选择00.6A的量程。(2)由I-U图像可知,小电珠的电阻随电压的升高而增大,由公式R=可知小电珠的电阻率

206、随电压的升高而增大。8.(2017四川自贡一诊,23)(10分)(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值,甲同学先用多用电表进行粗测。使用多用电表欧姆挡时,将选择开关调到欧姆挡“10”挡位并调零,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该:先将选择开关换成欧姆挡的挡位,将红、黑表笔短接,再进行,使指针指在欧姆刻度的“0”处;再次测量电阻Rx的阻值时,指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示,则所测量的值为。甲(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材:A.电流表(量程015mA,内阻约100)B.电流表(量程00.6A,内阻约0.5)C.电阻箱(最大电阻99.99)D.电阻箱(最大

207、电阻999.9)E.电源(电动势3V,内阻0.8)F.单刀单掷开关2只G.导线若干乙同学设计的电路图如图乙所示,现按照如下实验步骤完成实验:乙调节电阻箱,使电阻箱有合适的阻值R1,仅闭合S1,使电流表有较大的偏转且读数为I;保持开关S1闭合,开关S2闭合,再次调节电阻箱的阻值,使电流表读数仍为I,此时电阻箱的阻值为R2。a.根据实验步骤和实验器材可知,电流表应选,电阻箱应选择。(填器材前字母)b.根据实验步骤可知,待测电阻Rx=(用题目所给测量数据表示)。(3)利用以上实验电路,闭合S1、S2,调节电阻箱R,可测出电流表的内阻RA,丙同学通过调节电阻箱R,读出多组R和I值,作出了-R图像如图丙

208、所示。若图像中纵截距为1A-1,则电流表内阻RA=。丙答案(1)1欧姆调零18(2)a.ADb.R2-R1(3)2.2解析(1)用多用电表测电阻时指针向右偏转角度太大,说明所选挡位太大。根据多用电表测电阻的要求,将选择开关旋在适当的欧姆挡位之后,应将红、黑表笔短接进行欧姆调零。根据图甲中指针的位置,可得被测电阻阻值Rx=181=18。(2)a.因电源的电动势为3V,要求电流表指针有较大偏转,故电流表选用A,电阻箱选用D。b.根据可知:I=根据可知:I=解得:Rx=R2-R1。(3)由电路中闭合S1、S2可得:I=变形可得=R+(RA+r)又知纵截距为1A-1,则有(RA+r)=1A-1将E=3V,r=0.8,代入上式解得:RA=2.2。方法总结欧姆表换挡后都要进行欧姆调零。对于图像法处理数据,需要根据物理规律列方程,按照图像横轴、纵轴对应的物理量将方程改写成y=kx+b的形式,进而得到斜率、截距的物理意义。