江苏省扬州市2017届高三物理二轮复习讲义-实验复习专题（第四课时 拓展性实验）

江苏省扬州市2017届高三物理二轮复习讲义-实验复习专题（第四课时 拓展性实验）

‎2017届扬州市高三物理二轮复习指导 实验部分 第四课时 拓展性实验 江苏省扬州中学 冯兰 一、高考题回顾 ‎1．（2015江苏单科）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。实验装置如图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电。‎ ‎（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①”），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，如图所示。‎ 计算相邻计时点间的平均速度v，错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。 ‎ ‎（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②”），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②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？‎ ‎ 答案] （1）CD（2）39.0 （3）逐渐增大到39.8 cm/ 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.‎ 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 ‎。（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。‎ ‎2．（2014山东理综）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：‎ ‎①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，计作G；‎ ‎②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；‎ ‎③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；‎ 实验数据如下表所示 G/N ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ ‎3.50‎ ‎4.00‎ F/N ‎0.59‎ ‎0.83‎ ‎0.99‎ ‎1.22‎ ‎1.37‎ ‎1.61‎ ‎④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；‎ ‎⑤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μ= （保留两位有效数字）；‎ ‎（3）滑块最大速度的大小v= （用h、s、μ和重力加速度g表示）。‎ ‎【解析】（1）如图所示 ‎ ‎（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正确）‎ 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，又因为滑块与板间压力N=G，故由f=μN得F=μG，即F—G图线的斜率即为μ，由图线可得μ=k=0.40；‎ ‎（3）设最大速度为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，故有 ‎3．（10上海卷）卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。‎ ‎(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施 ‎(A)减小石英丝的直径 ‎(B)增大T型架横梁的长度 ‎(C)利用平面镜对光线的反射 ‎(D)增大刻度尺与平面镜的距离 ‎（2）已知T型架水平横梁长度为1,质量分别为m、的球，位于同一水平面，当横梁处于力矩平衡状态，测得m、连线长度r，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为，由此得到扭转力矩k（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____。‎ 解析：（1）CD ‎(2)根据，得。‎ ‎4．（2015福建理综）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。‎ ‎①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为 cm；‎ ‎②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是 ；（填选项前的字母）‎ A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 ‎③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是 。‎ ‎【答案】：6.93cm；A；钩码重力超过弹簧弹力范围 ‎5．（10福建卷）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。（填选项前的字母）‎ A.增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不成正比 B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 答案：D 解析(2)本题属于中等题，解题的关键在于弄清问什么两条图像会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，弹簧无法及时恢复原长，两条图像才会出现差异。‎ ‎6．（10浙江卷）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友（每个钩友的质量均为m=0.jkg，取g=10m/s2），并记录绳下端的坐标X加（下标i表示挂在绳下端钩友个数）。然后逐个拿下钩友，同样记录绳下端面的坐标X减，绳下端面坐标的值Xi＝（X加+X减）/2的数据如下表：‎ 挂在橡皮绳下端的钩码个数 橡皮绳下端的坐标（X/mm）‎ 甲 乙 ‎1‎ ‎216.5‎ ‎216.5‎ ‎2‎ ‎246.7‎ ‎232.‎ ‎3‎ ‎284.0‎ ‎246.5‎ ‎4‎ ‎335.0‎ ‎264.2‎ ‎5‎ ‎394.5‎ ‎281.3‎ ‎6‎ ‎462.0‎ ‎301.0‎ ‎（1）同一橡皮绳的X加 X减（大于或小于）；‎ ‎（2） 同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；‎ ‎（3）选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；‎ ‎（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？‎ 答案：（1）小于 （2）乙 ‎ （3）由所给数据的该变量如下表所示 ‎ ‎ 挂在橡皮绳下端的 勾码个数 改变量（Xn-X1）/mm 甲 乙 ‎1‎ ‎2‎ ‎30.2‎ ‎15.5‎ ‎3‎ ‎67.5‎ ‎30.0‎ ‎4‎ ‎118.5‎ ‎47.7‎ ‎5‎ ‎178.0‎ ‎64.8‎ ‎6‎ ‎245.5‎ ‎84.5‎ 由上表作图得 由图可得 k乙=57-70（N/m）‎ 或 对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可认为在弹性范围内，由图中切线的斜率得，‎ k甲=25-34（N/m）‎ ‎（4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差。‎ ‎7．（10全国卷1）一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。‎ 所用器材有：量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为5.0mA；标准电流表，内阻=45.0，量程1.0mA；标准电阻，阻值10.0；滑动变阻器R，总电阻为300.0；电源E，电动势3. 0V，内阻不计；保护电阻；开关S；导线。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。‎ ‎（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至 端。‎ ‎（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏；若此时电流表的读数为，则的量程= 。‎ ‎（4）若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数 = ，的示数 = ；由读出的数据计算得= 。（保留3位有效数字）‎ ‎（5）写出一条提高测量准确度的建议： 。‎ ‎【答案】⑴连线如图 ‎⑵阻值最大 ‎⑶‎ ‎⑷6.05mA ‎【解析】⑴连线如图 ‎⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端 ‎⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为Im。根据并联电路电压相等有得 ‎⑷待测表未满偏有，将A2的示数0.66mA和其他已知条件代入有 Ma 但图中A1的示数3.0mA量程为5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为6.05mA ‎⑸略 ‎8．（10全国卷2）如图，一热敏电阻RT 放在控温容器M内：‎ 为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关。已知RT 在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下RT 的阻值。‎ （1） 在图中画出连线，完成实验原理电路图 （2） 完成下列实验步骤中的填空 ① 依照实验原理电路图连线 ② 调节控温容器M内的温度，使得RT 温度为95℃‎ ③ 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全 ④ 闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0 ，并记录 。‎ ‎⑤ 将RT 的温度降为T1 （20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数 ,记录 。‎ ‎⑥ 温度为T1 时热敏电阻的电阻值RT1 = 。‎ ‎⑦ 逐步降低T1 的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥‎ 答案：‎ ‎（1）电路图如图：‎ ‎（2）d、电阻箱的读数 e、仍为 电阻箱的读数为 f、‎ 解析：（1）由于本实验只有一个可以用来测量或观察的电流表，所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95℃和20℃的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95℃，则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150Ω加电阻箱的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20℃，则电流表示数不变时，电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550Ω加电阻箱的初值之和不变，则可以测量任意温度下的电阻。‎ ‎（2）实验步骤为：‎ a、依照实验原理电路图连线 b、调节控温电容M内的温度，使得的温度为95℃‎ c、将电阻箱调到适当的初值，保证仪器安全 d、闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数，并记录电阻箱的初值 e、将的温度降低为，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为，记录电阻箱的读数为 f、温度为时，热敏电阻的电阻值 g、将的温度逐渐降低直到为止，在每一温度下重复步骤e- f ‎9．（10安徽卷）太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。‎ ‎（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。‎ ‎（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________ （填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________。‎ ‎ ‎ 答案：（1）如图（2）很大；1.0×103（965～1040）‎ 解析：（1）根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，电路连接如图；‎ ‎（2）在电压小于2.00V时，由图可读出电流很小，由得，太阳能电池的电阻很大；‎ ‎（3）当电压为2.80V时，根据题图读出U、I，由得：R=1.0×103Ω。‎ ‎10．（09年全国卷Ⅰ）某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。‎ 实验步骤如下：‎ ‎①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；‎ ‎②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；‎ ‎③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1‎ ‎④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；‎ ‎⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值；‎ ‎⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-关系曲线。‎ ‎（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：‎ ‎①斜面倾角的余弦= ；‎ ‎②滑块通过光电门时的速度v= ；‎ ‎③滑块运动时的加速度a= ；‎ ‎④滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ；‎ ‎（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d= 。‎ 答案] （1）①；②；③；④；（2）3.62cm 解析] (1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① ；根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有；④根据牛顿第二定律,则有；(2) 在游标卡尺中，主尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对。‎ ‎11．（09年全国卷Ⅰ）如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。‎ ‎（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。‎ ‎（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明___ 可能有故障 ‎（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。‎ ‎ 。‎ 答案] （1）电压；欧姆；（2）开关或连接点5、6；（3）①调到欧姆档；②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作；③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障。‎ 解析] (1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆档；‎ ‎（2）表明5、6两点可能有故障；‎ ‎（3）①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障。‎ ‎ 12．（09年上海物理）利用图A．实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x，测出对应的l，画出l2-x关系图线，如图B．所示，并由此得出相应的斜率k。 ‎ ‎（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v0＝________。‎ ‎（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图B．中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。‎ ‎（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则（2）中得到的p与实际压强相比________（填偏大、偏小）。‎ 答案] （1）l，（2）p0＋，（3）偏小，‎ 解析] 小球从B 点飞出后做平抛运动，则有，联立解得；在吹小球的过程中，由动能定理可得：即：‎ ‎，可知直线的斜率可得。若考虑实验中小球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小。‎ ‎13．（09年上海物理）小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。‎ 实验 次数 不同的 挡光片 通过光电门的时间 ‎（s）‎ 速度 ‎（）‎ 第一次 I ‎0.23044‎ ‎0.347‎ 第二次 Ⅱ ‎0.17464‎ ‎0.344‎ 第三次 Ⅲ ‎0.11662‎ ‎0.343‎ 第四次 Ⅳ ‎0.05850‎ ‎0.342‎ 则以下表述正确的是 ‎①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小 ‎②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小 ‎③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 ‎④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④‎ 答案] 答案：D ‎14．（09年山东卷）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：‎ 照度（lx）‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ 电阻(k)‎ ‎75‎ ‎40‎ ‎28‎ ‎23‎ ‎20‎ ‎18‎ ‎①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。‎ ‎②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。‎ ‎（不考虑控制开关对所设计电路的影响）‎ 提供的器材如下：‎ 光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；‎ 定值电阻：R1=10k，R2=20k，R3=40k（限选其中之一并在图中标出）‎ 开关S及导线若干。‎ 答案] （2）①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小；②电路原理图如图所示。‎ 解析] 当控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求：当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20k，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10k，即选用R1。‎ ‎15．（09年天津卷）（1）图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx= k。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较 （填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎（2）如图所示，将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，利用此装置可以测定重力加速度。‎ ① 所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 （填字母代号）中的器材。‎ A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺 C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺 ② 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作 图象，其纵轴表示的是 ，横轴表示的是 。‎ 答案] （1）红，5，变大 （2）①D，，速度平方的二分之一，重物下落的高度。‎ 解析] 本题考查欧姆的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。‎ ‎（1）欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“+”进“-”出，即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接(即Rx=0)时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内此时有关系 得；当指针指在刻度盘的正中央时I=Ig/2，有，代入数据可得；当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式，欧姆表内阻 R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了。‎ ‎（2）①打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，选D。‎ D，，速度平方的二分之一，重物下落的高度。由公式，如绘出图像，其斜率也等于重力加速度。‎ ‎16．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：‎ ‎①按图接线 ‎②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1；‎ ‎③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 。‎ ‎④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：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 ‎（3）③重新处于平衡状态 电流表的示数I 此时细沙的质量m2‎ ‎④D的底边长度L ‎（3） （4）‎ 二、考前练习 ‎（C类题）1．青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。‎ 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。‎ ‎（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。‎ R1‎ ‎ 光敏电阻,符号 ‎ 灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号 ‎ R2‎ 保护电阻,符号 电磁开关，符号 ‎ 蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。‎ （1） 回答下列问题：‎ ‎①如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻 的阻值范围为 。‎ ‎②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。‎ 答： 。‎ ‎③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。‎ 答： 。‎ 答案] （1）电路原理如图所示。（4分）‎ ‎（2）①20 （2分） 160~520（2分）‎ ‎②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。‎ ‎③电磁起重机 ‎（C类题）2．（08全国II理综）‎ ‎（1）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为　　　　　　　　　mm。‎ ‎（2）（13分）右图为一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量特测电阻Rx的阻值（约500Ω）。图中两个电压表量程相同，内阻都很大。实验步骤如下：‎ ① 调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端。‎ ② 合上开关S。‎ ③ 将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都具有明显偏转。‎ ‎④记下两个电压表和的读数U1和U2。‎ ‎⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下和的多组读数U1和U2。‎ ‎⑥求Rx的平均值。‎ 回答下列问题：‎ ‎（Ⅰ）根据实物连线图在虚线框 内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为 ‎ 滑动变阻器的符号为：其余器材用通用的符号表示。‎ ‎（Ⅱ）不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx                             。‎ ‎（Ⅲ）考虑电压表内阻的影响，且U1、U2、R0、　的内阻r1、的内阻r2表示Rx的公式为Rx                                          。‎ 答案] （1）4.593（4.592或4.594也同样给分)‎ ‎（2）（Ⅰ）电路原理图如图所示 ‎（Ⅱ）‎ ‎（Ⅲ）‎ ‎（C类题）3．（08山东理综）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”救应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。‎ 若图l为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB,R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。‎ ‎(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。‎ 提供的器材如下：‎ ‎ A.磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150Ω ‎ B.滑动变阻器R，全电阻约20Ω ‎ C.电流表．量程2.5mA，内阻约30Ω ‎ D.电压表，量程3V，内阻约3kΩ ‎ E.直流电源E，电动势3V，内阻不计 ‎ F.开关S，导线若干 ‎（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表 ‎ 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=________Ω，‎ 结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=_________T。‎ ‎（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻直的变化规律有何不同?‎ ‎（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论?‎ 答案] (1)如右图所示 （2）1500 0.90‎ ‎（3）在0～0 2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0.4～1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)‎ ‎（4）磁场反向．磁敏电阻的阻值不变。 ‎ ‎（C类题）4．（08上海卷）如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带＿＿＿电（选填写“正”或“负”）；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率＿＿＿＿红外线（选填“大于”或“小于”）。‎ 答案] 正，大于 ‎（C类题）5．（08上海卷）（单选题）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是 ] ‎ ‎（A）当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°‎ ‎（B）当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°‎ ‎（C）当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°‎ ‎（D）干涉条纹保持原来状态不变 答案] D ‎（C类题）6．（08上海卷）某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L1（6V，1.5W）、L2（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。‎ ‎（1）他分别将L1、L2接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。‎ ‎（2）接着他将L1和L2串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（3）现有如下器材：电源E（6V，内阻不计），灯泡L1（6V，1.5W）、L2（6V，10W），L2（6V，10W），单刀双掷开关S。在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L1亮，右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L1亮，左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。‎ 答案] （1）如图b ‎（2）由于RL1比RL2小得多，灯泡L2分得的电压很小，虽然有电流渡过，但功率很小，不能发光。‎ ‎（3）如图c ‎（C类题）7．（08上海卷）如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。‎ ‎（1）将开关合到位置1，待螺线管A中的电流稳定后，再将K从位置1拨到位置2，测得D的最大偏转距离为dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ， Dφ＝，式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B＝＿＿＿＿＿＿；若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt，则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε＝＿＿＿＿。‎ 实验次数 I（A）‎ B（×10－3T）‎ ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.62‎ ‎2‎ ‎1.0‎ ‎1.25‎ ‎3‎ ‎1.5‎ ‎1.88‎ ‎4‎ ‎2.0‎ ‎2.51‎ ‎5‎ ‎2.5‎ ‎3.12‎ ‎（2）调节可变电阻R，多次改变电流并拨动K，得到A中电流I和磁感应强度B的数据，见右表。由此可得，螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B＝＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（3）（多选题）为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有 ‎（A）适当增加试测线圈的匝数N ‎（B）适当增大试测线圈的横截面积S ‎（C）适当增大可变电阻R的阻值 ‎（D）适当拨长拨动开关的时间Δt 答案] （1）， （2）0.00125I（或kI） （3）A，B ‎（C类题）8．（08四川理综）‎ I．一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1 所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。‎ ‎ 挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，‎ ‎ （l）挡光片的宽度为_____________mm。‎ ‎ （2）圆盘的直径为_______________cm。‎ ‎ （3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒（保留3位有效数字）。‎ mA V ‎ Ⅱ．图为用伏安法测量电阻的原理图。图中， 为电压表，内阻为4000Ω； 为电流表，内阻为50Ω。E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关。‎ ‎ （l）当开关闭合后电压表读数U＝l.6V，电流表读数I ‎＝2.0mA。若将作为测量值，所得结果的百分误差是____________。‎ ‎ （2）若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得屯压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是______________。‎ ‎ (百分误差 )‎ 答案] Ⅰ．（1）10.243（2）24.220（3）1.69 Ⅱ．（1）20％（2）5％‎ ‎（C类题）9．（08宁夏理综）I．右图为一正在测量中的多用电表表盘.‎ ‎（1）如果是用×10档测量电阻，则读数为 ‎ 。‎ ‎（2）如果是用直流10 mA档测量电流，则读数为 ‎ mA。‎ ‎ （3）如果是用直流5 V档测量电压，则读数为 ‎ V。‎ Ⅱ.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。‎ ‎ （1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。‎ ‎(2)回答下列两个问题：‎ ‎ ①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 。（填入所选物理量前的字母）‎ ‎ A.木板的长度l B.木板的质量m1‎ ‎ C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3‎ ‎ E.滑块运动的时间t ‎②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。‎ ‎ （3）滑块与木板间的动摩擦因数＝ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）。写出支持你的看法的一个论据： ‎ ‎ 。‎ 答案] Ⅰ(1) 60 (2) 7.18 (3) 3.59‎ Ⅱ(1) 0.495~0.497m/s2 (2) ① CD (3) ‎ ‎10．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=0.20m）。‎ 完成下列填空：‎ ‎（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图所示，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 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ m(kg)‎ ‎1.80‎ ‎1.75‎ ‎1.85‎ ‎1.75‎ ‎1.90‎ ‎（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9.8m/s2，计算结果保留2位有效数字）‎ 答案]（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，小车通过最低点时受到的支持力也为7.9N，小车质量，由，解得v=1.4m/s。‎ ‎11．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100μF）、电阻R1（约200kΩ）、电阻R2（1kΩ）、电压表（量程6V）、秒表、导线若干。‎ ‎（1）按图（a）所示的电路图将图（b）中实物图连接。‎ ‎（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为小数）。‎ ‎（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。‎ ‎（4）电路中C、R2和S2构成的回路的作用是 。‎ 解析] （1）如图所示；‎ ‎（2）3.60‎ ‎（3）如图所示 40.0‎ ‎（4）放电 ‎12．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。‎ ‎（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，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。由题给条件和数据，可以求出R1= Ω，R2= Ω。‎ ‎（2）现用一量程为3mA、内阻为150Ω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300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为 Ω的电阻，R应选用最大阻值为 Ω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”）相连。判断依据是： ‎ ‎ 。 ‎ 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1mA×100Ω=(3-1)mA×（R1+R2）；使用a和c两个接线柱时1mA×（100Ω+R2）=(10-1)mA×R1，联立可得R1=15Ω，R2=35Ω。‎ ‎（2）由题意知校准时电路中电流的范围为0.5mA——3.0mA，则由闭合电路欧姆定律知电路中总电阻满足500Ω——3000Ω，而两电表的总电阻RA=183Ω，故R0+R应满足317Ω——2817Ω，可知R0只能选用300Ω的，R只能选用3000Ω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由示数，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读损坏的电阻；当d接b是，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。‎