《（江苏专用）2018年高考物理一轮复习 专题十七 实验习题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）2018年高考物理一轮复习 专题十七 实验习题课件（277页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、力学实验力学实验1.(2017江苏单科,10,8分)利用如图1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。图1A组 自主命题江苏卷题组五年高考(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2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/s。图2(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9
2、.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)如图所示(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,
3、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。方法指导作图法处理实验数据利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,为此,坐标可以不从零开始。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,要使它们尽量对称地分布在
4、线的两侧,显著偏离线的点要舍去。2.(2016江苏单科,11,10分)某同学用如图1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。图1(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
5、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2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。图2(3)下表为该同学的实验结果: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
6、)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
7、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。考查点本题考查对验证机械能守恒定律实验原理的理解、刻度尺的读数、实验数据的处理、误差分析和对实验方法的分析与改进,主要考查考生解决实验问题的基本素养,属于中等难度题。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)因存在空气阻力,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。3.(2015江苏单科,11,10分)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图1所示,打点计时器的电源为
8、50Hz的交流电。图1(1)下列实验操作中,不正确的有。A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图2所示。图2计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表。请将表中的数据补充完整。位置12345678(cm/s)24.533.83
9、7.839.539.839.839.8(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是;磁铁受到阻尼作用的变化情况是。(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。请问实验是为了说明什么?对比实验和的结果可得到什么结论?解析(1)本实验的目的是研究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律,故实验中必须保证小磁铁除受重力、磁力外不受其他力的作用,故铜管需竖直地固定在限位孔正下方以保证磁铁在下落过程中不与铜管摩擦与碰撞,A正确。纸带穿过限位孔可以保证纸带的正确方位,置于复写
10、纸下面可以保证打点清晰,B正确。释放纸带前应手提纸带上端使纸带竖直,小磁铁静止,故C错误。释放小磁铁前应先接通打点计时器的电源,待其工作稳定后方可放开纸带,D错误。(2)由图2可得=cm/s=39.0cm/s。(3)由表中数据可以看出,磁铁运动的速度在相等时间内的增量逐渐减小,最终保持39.8cm/s的速度不变,即磁铁运动中加速度逐渐减小,最终为零,则由mg-f=ma知阻尼作用逐渐增大直到等于重力。(4)见答案。答案(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8cm/s逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。考查点本题考查
11、实验仪器的理解,实验数据处理,以及对实验方案和结论进行分析、评价等内容,属于中等难度题。学习指导平时的学习过程中,当有了做实验的机会,一定要紧紧抓住,亲自动手做一做,受益就在动手之时。学习过程中还应注意培养观察能力、分析能力和语言表述能力。4.(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1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F
12、2的合力。图1(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。图2图3两次实验记录的轨迹如图3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)实验装置如图2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
13、的轨迹。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=4.64.9N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)图3中表示
14、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。考查点本题考查力的平行四边形定则、实验数据处理、实验原理分析、实验结论得出及对
15、结论的分析、评价等内容,属于中等难度题。规范答题许多实验题中有作图的要求,规范作图是规范解答实验中很重要的一项。首先作图工具要规范,要用铅笔、直尺、三角板、圆规等工具,如本题中要用直尺和三角板严格规范地作平行四边形,不能大致平移。其次要统一标度,题中两个分力和合力要使用统一的标度。最后画图要规范,如题中三个力都要用实线画出,平行四边形的另外两条边为辅助线,要用虚线画,注意虚实分明。三个力都要标出箭头,并且强调线段的长度是从起点到箭头之间的长度,表示力的大小,多余部分要擦掉。5.(2013江苏单科,11,10分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示。倾斜的球槽中放有若干个小
16、铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球。手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球。当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落。这样,就可测出多个小球下落的总时间。(1)在实验中,下列做法正确的有。A.电路中的电源只能选用交流电源B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H=1.980m,10个小球下落的总时间T=6.5s。可求出重力加速度g=m/s2。(结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小
17、实验误差的两个办法。(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间t磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差t,这导致实验误差。为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2。他是否可以利用这两组数据消除t对实验结果的影响?请推导说明。答案(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度;多次重复实验,结果取平均值。(其他答案只要合理也可)(4)由H1=g和H2=g可得g=,因此可以消去t的影响。解析(1)M与触头接触期间,电磁铁应保持磁性存在,故电源用直流电源和交流电源均可,A项错误;实验中要通过小球撞击M断开电路来释放下一小球,故M必须在电磁铁正下方,B项正
18、确;小球下落的高度应为电磁铁下端到M的竖直距离减去小球直径,C项错误;手敲击M瞬间,小球1即开始下落,故应同时开始计时,D项正确。(2)H=gt2=g()2所以g=m/s2=9.4m/s2(3)由g=可知,误差主要来源于H和T的测量,故增加H,或者对H、T多次测量求平均值,均可有效减小误差,另外,作出H-T2图像,从图线斜率k=求得g,也可有效减小误差。(4)见答案。考查点本题利用考生熟悉的实验装置、实验原理和方法设计了一个测量重力加速度的实验,在问题的解决过程中考查考生的独立思考、科学探究的能力。属于较难题。学习指导本题告诉我们,实验复习要讲究灵活多变。有时实验目的相同,但实验装置可以变化;
19、有时实验装置相同,可以用其完成不同的实验研究。因此,实验复习时要真正理解实验原理和方法,感悟体会实验方案设计的巧妙之处,知道实验操作的目的和注意事项,掌握处理实验数据的常用方法,明白产生误差的原因,并将这些实验技能灵活地迁移到创新实验问题的解决中。1.(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。电学实验电学实验t/30.040.050.060.070.080
20、.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的实验器材有: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
21、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”),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
22、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=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
23、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50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。方法技巧故障检测方法(1)利用电压表:当电路中只有一处发生断路时,断点在电表两接线柱之外时电压表示数为0,断点在两接线柱之间时电压表示数等于电源两端电压。当电路中只有一处发生短路时,短路处在电表两接线柱之外,电表示数变大,否则示数变小。(2)利用电流表:当将电流表
24、串联接入电路时,若电路发生断路故障,电流表无示数,发生短路故障时有示数。当将电流表并联接入电路时,若电路中发生断路故障,电流表只有与发生故障处并联时才有示数。(3)用欧姆挡检测故障时,首先要将开关断开,再依次测量各元件的阻值。示数为无穷大时为断路,示数为0时是短路。2.(2016江苏单科,10,8分)小明同学通过实验探究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
25、,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”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=
26、。答案(1)A(2)(或)(3)见下图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0100mA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。考查点本题考查实验原理的理解,识别实物连接图中各元件的串、并联关系,电流表的选择,电阻箱的使用,实验数据的处理与分析等内容。属于中
27、等难度题。解题指导本题测电阻的方法属于“等效替代法”,这种测电阻的方法简单易行,而且不存在系统误差,注意体会掌握。电表的选取既要考虑表的安全,又要考虑减小误差,故要从电路中可能的电流最大值和最小值综合分析。3.(2015江苏单科,10,8分)小明利用如图1所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。图1(1)图1中电流表的示数为A。(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据,在图2坐标纸上作出U-I图线。图2由图线求得:电动势E=V;内阻r=。(3)实验时,小明进行了多次测量
28、,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为。答案(1)0.44(2)U-I图线如图1.60(1.581.62都算对)1.2(1.181.26都算对)(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大解析(1)电流表所用量程为0.6A,其分度值为0.02A,其示数为0.4A+20.02A=0.44A。(2)U-I图线见答案。因U=E-Ir,故由U-I图线可得,电动势E=1.60V,内阻r=1.2。(3)见答案。考查点本题考查基本实验仪器的使用、实验原理的理解和实验规范操作的掌握,以及用图像法处理实验数据的技能。属于容易题。解题分析本题得
29、分率较高,但有不少考生在解答第(2)问中留下一些遗憾,很值得大家吸取教训。如有的考生作图粗糙,不细致、不规范,以至于得到的E和r的值不在正确范围内;有的考生不能合理设置坐标,图像太小,没有占满坐标纸;有的考生不能根据实验原理处理数据,将数据点连成折线或曲线;有的考生不用直尺画直线,随手画线,粗糙难看且造成较大误差;有的考生描线太轻,图线在扫描后很难看清。4.(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,读数前应先旋紧题图1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
30、。(2)题图2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1图2(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
31、平均值。(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。考查点本题考查了考生使用实验仪器,观察、分析实验现象,对实验方案和结论进行分析、评价等内容。属于中等难
32、度题。学习指导本题考查考生做实验的真实能力,真正做过实验的考生容易得分,而靠记忆、纸笔练习的考生不易得分。这就告诉我们,平时不仅仅要重视实验原理的理解和实验方案的优化,更要动手进行具体实验的操作,从中学会仪器的使用方法和体会操作过程中的方法技巧及其注意事项,分析处理实验中得到的数据,这样才能真正培养实验的操作技能和实验探究能力。5.(2013江苏单科,10,8分)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10。(1)准备使用的实物电路如图1所示。请将滑动变
33、阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)图1(2)现有10、20和50的定值电阻,电路中的电阻R1应选的定值电阻。(3)测量结束后,应先断开开关,拆除两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图2所示。请指出图像中不恰当的地方。图2答案(1)如图(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当。解析(1)探究P和U的关系应较大范围测量U,滑动变阻器需要应用分压式接法。所以连接如答案图。(2)R1为电路保护电阻,10阻值能保证安全,正常完成实验,20和50的阻值太大,不能保证在较大范围内调节灯泡两端的电压,所以
34、选10电阻。(3)根据实验的安全性原则,应先拆除电源再进行其他拆除操作。(4)应用平滑曲线连接所描绘的点,不应画为直线。根据作出的图应尽量占满坐标的原则,横轴坐标的标度不恰当。考查点本题考查实验器材的选择、电路的连接、实验操作的规范以及实验数据的处理等基本实验技能。属于中等难度题。解题方法对于实物连接的问题,首先要画出电路原理图,然后对照原理图连线。一、力学实验一、力学实验1.(2017课标,22,5分)某探究小组为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
35、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)B组 统一命题、省（区、市）卷题组(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4
36、6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。2.(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
37、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
38、果保留3位有效数字)解析本题考查匀变速直线运动中平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。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,故物体的加速度a=2k=16.3cm/s2答案(1)vA+t(2)52.116.3易错警示在匀变速直线运动中,平均速度等于这段时间内中间时刻速度,而不是中间位置速度,也不是挡光片末端通过光电门时的速度,因此=vA+a,而不是=vA+at。3.(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
39、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
40、示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;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。图(a)答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如图所示()4.00.05解析(1)测力计的分度值为0.2N,F的大小为4.0N。(2)()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,F合=1N=4.0N。F合与拉力F的夹角的正切值为tan=0.05。4.2017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
41、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
42、度D.AC、BD和EG的长度解析本题考查“验证机械能守恒定律”实验。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。答案ABBC试题评析如何减小实验误差和如何处理数据是实验题目的两大高频考点,考生在平时实验中,要充分思考这方面问题的处理办法,做到心中有数,在考
43、试中就可游刃有余。5.(2016课标,22,5分)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。图(a)图(b)该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为,打出C点时重物下落的速度大小为,重物下落的加速度大小为。(2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当地重力加速度大小为9.80m/s2,实
44、验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为Hz。答案(1)(s1+s2)f(s2+s3)f(s3-s1)f2(2)40解析(1)匀变速直线运动中,某一段位移的平均速度等于中间时刻的瞬时速度:vB=(s1+s2)f,同理vC=(s2+s3)f,加速度a=(s3-s1)f2。(2)由牛顿第二定律可知:mg-0.01mg=maa=0.99g又由(1)问知:a=联立得f=40Hz解题指导(1)考查通过处理纸带求瞬时速度和加速度的方法。(2)要求推算打点计时器所用电源的频率,问题新颖,但应注意到加速度表达式中,加速度与频率的相关性,只要知道加速度就可求出频率。由给出的受力情况,根据牛顿第
45、二定律可求出加速度,再代入第(1)问中加速度的表达式求出频率。6.(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。
46、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。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)
47、,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+N
48、m)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。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。7.(2016浙江理综,21,10分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图1所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下,第21题图(1)若弹簧秤a
49、、b间夹角为90,弹簧秤a的读数是N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为N。(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”、“变小”或“不变”)。答案(1)3.003.023.94.1(有效数不作要求)(2)变大变大解析保持弹簧OC伸长1.00cm不变,其弹力F弹=kx=5001.0010-2N=5N保持不变。(1)在图1中,弹簧秤a、b的拉力Fa、Fb的合力F=F弹,如图所示。读图2可知Fa=3.00N故Fb=4.00N(2)减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角意味着增大上图中Fb与F的夹角,根据平行
50、四边形定则可知Fa、Fb均变大。疑难突破在保持Fa与合力F夹角不变的情况下,分析Fb与F夹角变化时Fa、Fb的变化情况为动态平衡的分析问题,这类问题用矢量图分析最为简捷,如图所示。8.2016北京理综,21(2)利用图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。图1为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的。A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量C.速度变化量与高度变化量除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是。A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带
51、。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量Ep=,动能变化量Ek=。图2大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是。A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直
52、线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。解析重物的机械能指它的动能和重力势能,所以机械能是否守恒要看动能和重力势能变化量是否相等,所以选A项。因为电磁打点计时器用6V以下交流电源,所以A项器材需要;实验中需要用刻度尺测纸带上点间距离,所以B项器材需要;因为动能变化、重力势能变化都是对同一重物而言的,所以不需要测它的质量,故C项不需要。从打O点到打B点的过程中重物的重力势能在减少,所以Ep=-mghB,再由=得打B点时重物的速度为vB=,故动能变化量为Ek=m-0=m。因为做实验时存在空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力,故重物下落过程不是自由落体运动,所以|Ep
53、|Ek,所以C项正确。该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,根据mgh-fh=mv2-0v2=2(g-)h可知,v2-h图像就是过原点的一条直线。要想通过v2-h图像的方法验证机械能是否守恒,还必须看图像的斜率是否接近2g。答案AAB-mghBmC见解析9.(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)实验中涉及下列操作步骤:
54、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)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)从纸带上看,最后两个数据2.58cm、2.57cm相差不
55、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。答案(1)(2)1.29M10.2016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=6.78cm,s6=7.6
56、4cm。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。交流电的频率为f=50
57、Hz,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=0.80m/s2vB=m/s=0.40m/s11.2016四川理综,8,6分用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。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
58、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。12.(2015浙江理综,21,10分)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。图1(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材;乙同学需在图中选用的器材。(用字母表示)图2
59、(2)乙同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带和。纸带的加速度大(填“”或“”),其加速度大小为。答案(1)ABBDE(2)(2.50.2)m/s2解析(1)做“验证机械能守恒定律”实验时,需在图中选用:A重锤,B电火花打点计时器;做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,需在图中选用:B电火花打点计时器,D小车,E钩码。(2)在纸带中x1=1.0mm。在纸带中x2=0.5mm。所以x1x2再由x=aT2可得纸带的加速度大,其值为a=m/s2=2.5m/s2。1.(2017课标,23,10分)某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流
60、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)二、电学实验二、电学实验图(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,调节滑动变阻器R的阻值,可以
61、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解析本题考查电路设计及伏安特性曲线的应用。(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
62、下,R增大的原因只能是电阻率增大。(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E=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。方法技巧伏安特性曲线的应用当将伏安特性曲线已知的器件接入电路时,器件两端电压与通过器件的电
63、流之间的关系既要受到伏安特性曲线的限制,又要受到闭合电路欧姆定律的限制,从数学角度说,器件两端电压与通过器件的电流是两方程组成的方程组的解,而从图线角度说,即为两图线交点的坐标,故在求解非线性元件的阻值、功率时,可通过作图解决。2.(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(
64、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”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
65、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连接、电阻的测量、器材的选取。(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疑难突破微安表读数不变,B、D两点电势相等,得
66、到=,问题就迎刃而解了。3.(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.使用欧姆挡时,先将两表笔短接
67、,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解析本题考查电表的改装与应用。(1)为了确保电表“红”进“黑”出,A端应与“黑”色表笔相连接。(2)R6应是欧姆挡的欧姆调零电阻,故B项正确。(3)当换挡开关接2时,
68、为直流电流1mA挡,满足IgRg=(I-Ig)(R1+R2),得R1+R2=160。当换挡开关接4时,为直流电压1V挡,则满足U=I(R并+R4),R并=120,得R4=880。(4)若B端与“1”相连,则为直流电流2.5mA挡,由1/5估读法可得读数为1.47mA。若B端与“3”相连,则为欧姆100挡,可得读数为1.10103。若B端与“5”相连,则为直流电压5V挡,可得读数为2.95V。审题指导电表的改装在表头两端并联小阻值电阻可改装为电流表,将表头与大阻值电阻串联可改装为电压表,而表头与电池及电阻串联在一起可改装为欧姆表。易错点评R6为欧姆表欧姆调零电阻。B端与“3”、“4”、“5”相连
69、时,电阻R1+R2是工作电阻,且与Rg为并联关系。注意读数以3位有效数字形式体现,如B端与“3”相连时读数为1.10103,不能写成1100。4.2017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,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量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
70、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之间的含有开关的电路部分;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+R0)则I1=-I2,故从图线的截距和斜率可求得E=1.4V,r=0.5。解题指导在用多用电表电压挡排查电路故障时,读数不
71、为零,说明两表笔与电源之间的线路连通,读数反映的是电源两极电压(在没有其他支路连通时),断点在多用电表两表笔之间的电路。本实验中,由于I1与I2的读数数量级相差巨大,故可忽略I1,把I2视为干路电流。5.(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60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
72、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,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)650.0
73、b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。6.(2016浙江理
74、综,22,10分)某同学用伏安法测量导体的电阻,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/V0.400.801.201.602.002.40
75、I/A0.090.190.270.350.440.53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。易错点拨(3)中对电阻定律理解不深刻,误认为R2表面正方形边长为R1的,则S为R1的,电阻为R1的100倍,是大电阻,而错选D。7.2016四川理综,8,11分用如图所示电路测量电源的
76、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,内阻约3k)C.电流表(0200mA,内阻约2)D.电流表(030mA,内阻约2
77、)(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。解析(1)电压表测量路端电压,测量中为了减小误差,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=20
78、0mA,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。答案(1)AC(2)C(3)akk-R28.(2016课标,23,9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9),滑动变阻器R1(最大阻值50),滑动变阻器R2(最大阻值5k),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干。实验步骤如下:按电路原理图(a)连接线路;将电阻箱阻值
79、调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;调节滑动变阻器,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。图(a)回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。图(b)(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号)。A.100AB.250AC.500AD.1m
80、A答案(1)R1(2)如图所示(3)2520(4)D解析(1)在保证电路安全的前提下,分压式电路中的滑动变阻器应选用总阻值小的。(2)见答案图。(3)电压表示数为2.00V,说明电阻箱分压为0.5V,可知RV=4R=4630.0=2520。(4)I满=1mA。疑难突破(1)电压表满偏电压为2.5V,步骤中电压表示数为2.00V,说明电阻箱仅分压0.5V。(2)电压表的满刻度电流与表头一致,故I满=。9.2016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
81、,内阻等于3k)电压表V2(量程015V,内阻等于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。
82、A1与R4并联可得量程为00.4A的电流表,V1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。10.201
83、5福建理综,19(2),12分某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。丙实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为A;该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3V、内阻为1的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为W(保留两位小数)。答案连线如图0.4442.222.28解析利用分压法连接电路,注意使电流从电表的正接线柱流入,从负
84、接线柱流出。电流表示数为(0.4+0.022)A=0.44A小电珠总功率最大,即电源输出功率最大,P出max=2.25W又因为P出=EI-I2r解得I=1.5A小电珠两端电压U=E-Ir=1.5V,由图丙知U=1.5V时,流过小电珠的电流为I=0.379A,所以并联的小电珠个数N=4时,小电珠总功率最大。此时E=U+4Ir,在图丙中作出其图线,将两图线交点坐标值代入P出=4UI得小电珠的最大总功率。11.2015广东理综,34(2),10分某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3k)、电流表(内阻约为1)、定值电阻等。图甲使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“
85、1”欧姆挡测量,示数如图甲(a)所示,读数为。据此应选择图甲中的填“(b)”或“(c)”电路进行实验。连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。图乙(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件(填“X”或“Y”)是非线性元件。(b)图乙该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图乙(b)所示,闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V。利用图乙(a)可算得E=V,r=(结果均保留两位有效数字,视电压表为
86、理想电压表)。(a)解析测量值=读数倍率,故测量结果为10.01=10.0,因Rx=10.0”、“=”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。评析试题考查了恒压半偏法测电压表内阻的原理、步骤及实验的系统误差,试题难度较小,考查点基础,在一定程度上考查了考生的分析、推理能力。2.2015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
87、动势约4.5V,内电阻约1)的电动势和内电阻,除待测电池组、电键、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
88、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
89、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。3.(2015安徽理综,21)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100A、内阻为2500的表头,一个开关,两个电阻箱(0999.9)和若干导线。(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为
90、50mA的电流表,则应将表头与电阻箱(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为。(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。 图1123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画出IR-I图线;根据图线可得电池的电动势E是V,内阻r是。答案(1)并联5.0(2)如图1.532.0解析(1)
91、将满偏电流Ig=100A的表头改装成量程为I=50mA的电流表需要并联一个电阻,其阻值为R=5.0,应将该电阻箱阻值调为5.0。(2)见答案。由电路图可知E=I(R+RA+r),得IR=E-(RA+r)I,故图线的截距为电动势E=1.53V,斜率k=-(RA+r)=-7,而RA=5,r=-k-RA=2.0。4.(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
92、,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)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
93、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。5.(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
94、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图2(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。(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
95、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。图4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
96、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)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。1.(2015北京理综
97、,21,18分)(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时,应使(选填选项前的字母)。A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像图1(2)用单摆测定重力加速度的实验装置如图2所示。三、选考实验三、选考实验图2组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母)。A.长度为1m左右的细线B.长度为30cm左右的细线C.直径为1.8cm的塑料球D.直径为1.8cm的铁
98、球测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=(用L、n、t表示)。下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms-2)9.749.73请计算出第3组实验中的T=s,g=m/s2。用多组实验数据作出T2-L图像,也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图3中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正
99、确的是(选填选项前的字母)。图3A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图4所示。由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点作了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为l1、l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示)。图4答案(1)C(2)AD
100、2.019.76B解析(1)P3应同时挡住P1、P2的像,P4应挡住P3本身和P1、P2的像,故选项C正确。(2)用单摆测定重力加速度的实验中,要求小球可看成质点,因此摆线长度要远大于球的直径,故选用长度为1m左右的细线;为减小空气阻力的影响,摆球应选用质量大体积小的,故选用铁球,选项A、D正确。由单摆周期公式T=2及T=可知g=由T=可知T3=s=2.01sg=m/s29.76m/s2由T=2可得T2=L,T2-L图线应为过坐标原点的直线,图线a和图线b平行,且在T2一定时,图线a对应的L小于图线b对应的L,因此出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L,选项A错;图线c的斜率
101、小于图线b的斜率,由T2=L及g=可知图线c对应的g值应大于图线b对应的g值,B正确,C错误。设标记以下的细线长度为l0则有=(l0+l1)=(l0+l2)联立得g=2.2014课标,35(2),10分现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。图(a)实验测得滑块A的质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用交流电的频率f=50
102、.0Hz。将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为tB=3.500ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。图(b)若实验允许的相对误差绝对值(100%)最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程。答案见解析解析按定义,滑块运动的瞬时速度大小v为v=式中s为滑块在很短时间t内经过的路程。设纸带上打出相邻两点的时间间隔为tA,则tA=0.02stA可视为很短。设A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1。将式和图给实验数据代入式得v0=2.00m/sv1=0.970m/s设B在碰撞后的速度大小为v2,由式有
103、v2=代入题给实验数据得v2=2.86m/s设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p,则p=m1v0p=m1v1+m2v2两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为p=100%联立式并代入有关数据,得p=1.7%”“”“(4)解析(2)一个较大的电阻与一个较小的电阻并联时,总阻值接近较小的电阻,为了保证S2闭合前后A、B间的电压变化极小,就要选阻值较小的滑动变阻器。(3)打开S2之后,回路中总电阻增大,干路中电流减小,则内电压和R1的右部分的电阻分压减小,UAB增大,即UAB3V。(4)因为UAB3V,所以R2的分压大于1.5V,则R2RV。考查点本题通过测电压表的内阻,考查了仪器的选择和读数、误差分析等内容,具有一定的创新,为中等难度题。温馨提示本实验中,应尽可能使S2闭合前后,UAB变化很小,而电压表内阻较大,故应选择阻值较小的滑动变阻器。
