【物理】2020届一轮复习人教版　实验学案

【物理】2020届一轮复习人教版　实验学案

专题十四 实验 挖命题 【考情探究】 考点 考向 5年考情 预测热 度考题示例 学业水平 关联考点 素养要素 解法 力学实验 实验中纸 带的处理 2017课标Ⅰ,22,5分 4 运动观念 平均法 ★★☆ 2016课标Ⅱ,22,6分 4 运动观念 平均法 基本力 学实验 2018课标Ⅰ,22,5分 3 证据 合成法 2018课标Ⅱ,23,9分 3 证据 2017课标Ⅲ,22,6分 3 相互作用观念 2015课标Ⅰ,22,6分 4 相互作用观念 2014课标Ⅰ,22,6分 4 证据 电学实验 基本器 材的原理及使用 2018课标Ⅱ,22,6分 4 问题 ★★☆ 2015课标Ⅰ,23,9分 4 解释 测量电阻和描 绘小灯泡的伏 安特性曲线 2018课标Ⅰ,23,10分 4 证据 替代法 2018课标Ⅲ,23,9分 4 问题 伏安法 2017课标Ⅰ,23,10分 4 问题 伏安法 2017课标Ⅱ,23,9分 4 解释 电桥法 2016课标Ⅱ,23,9分 4 解释 半偏法 2015课标Ⅱ,23,9分 4 证据 半偏法 2014课标Ⅱ,22,6分 3 解释 伏安法 测电源电动 2014课标Ⅰ,23,9分 4 证据 势和内阻 分析解读 物理是以实验为基础的学科,实验能力是物理学科的重要能力,高考物理历来重视考查实验能 力,从近几年的高考试题可以看出高考命题有以下几个特点: 1.基本仪器的使用是考查的热点。如刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、 滑动变阻器、电阻箱等的使用,都是高考的热点。 2.实验的实际操作是考查的重点。近几年来的物理实验试题所考查的实验步骤的排序以及纠错、补漏、 电路连接、实验仪器的选择等都与实验的实际操作过程紧密相关,真正地考查了考生的实际操作能力。 3.设计实验是考查的难点。从近几年的试题来看,高考加强了对实验探究能力的考查。 4.实验的基本原理和思想方法是考查的核心。从近几年的高考试题可以看出,所有试题的考查均源于课 本实验,但已从简单的背诵实验形式向分析、理解实验等方面转变,因此理解课本实验原理、体会实验思想 是实验复习的核心。 5.实验数据处理在试题中逐年体现,是实验的一个重要环节。实验数据处理中认识误差问题非常重要。 要了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差,会分析误差来源,知道用多次测量求平均值的方法减小偶然 误差,会用有效数字表达直接测量的结果,间接测量的有效数字运算不作要求。 【真题典例】 破考点 【考点集训】 考点一 力学实验 1.(2018河北定州期中,21,10分)如图所示,在水平放置的气垫导轨(能大幅度地减小摩擦阻力)上有一带有 方盒的滑块,质量为 M,气垫导轨右端固定一定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有 6个钩码, 设每个钩码的质量为 m,且 M=4m。 (1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图所示,则宽度 d= cm; (2)某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为 t,则滑块通过光电门的 速度为 (用题中所给字母表示); (3)开始实验时,细线另一端挂有 6个钩码,由静止释放后细线上的拉力为 F1,接着每次实验时将 1个钩 码移放到滑块上的方盒中,当只剩 3个钩码时细线上的拉力为 F2,则 F1 2F2(选填“大于”、“等于” 或“小于”); (4)若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块,设挡光片距光电门的距离为 L,悬挂着的钩码的个数为 n, 测出每次挡光片通过光电门的时间为t,测出多组数据,并绘出 n- 1 2 图像,已知图线斜率为k,则当地重力加速 度为 (用题中字母表示)。 答案 (1)0.520 (2) (3)小于 (4) 52 2.[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 5 N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)。 ①具体操作前,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 ②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 ①BC ②B 3.(2019届山西太原五校阶段检测,12,6分)某实验小组用如图甲所示装置,探究在弹性限度内弹簧弹力与 弹簧伸长量的关系。 (1)实验中要测出弹簧的原长,应按下列 项进行操作。 A.将弹簧平放在桌面上,保持弹簧轴线是一条直线,测出弹簧的长度即为原长 B.将弹簧竖直悬挂,稳定后用刻度尺测出此时弹簧的长度,即弹簧的原长 (2)在用刻度尺测弹簧长度时,应保持弹簧 。(填“竖直”或“水平”) (3)某次实验中,实验小组成员根据每次所用钩码的总质量与测得的弹簧长度l,作出了弹簧长度与钩码 总质量的关系图像,如图乙所示,则由图乙可求得该弹簧的劲度系数为 (g=10 m/s 2 ,结果保留两位有 效数字),弹簧的原长为 cm。 答案 (1)B(1分) (2)竖直(1分) (3)30(±0.1)(2分) 15(±0.1)(2分) 4.[2017天津理综,9(2)]如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用 此装置验证机械能守恒定律。 ①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 ②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz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 ①AB ②BC 考点二 电学实验 1.(2017课标Ⅰ,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 3.8 V,额定 电流 0.32 A);电压表 (量程 3 V,内阻 3 kΩ);电流表 (量程 0.5 A,内阻 0.5 Ω);固定电阻 R0(阻值 1 000 Ω);滑动变阻器 R(阻值 0~9.0 Ω);电源 E(电动势 5 V,内阻不计);开关 S;导线若干。 (1)实验要求能够实现在 0~3.8 V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 4 V,内阻 1.00 Ω)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)0.39 1.17 2.(2017课标Ⅱ,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 100 μA,内阻大约为 2 500 Ω)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 Ω,另一个阻值为 2 000 Ω);电 阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 Ω);电源 E(电动势约为 1.5 V);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: ①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2 000”)。 ②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。 ③将电阻箱 Rz的阻值置于 2 500.0 Ω,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”)。 ④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 2 601.0 Ω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 Ω(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)①20 ②左 ③相等 ④2 550 (3)调节 R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程 3.(2018课标Ⅱ,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 100 μA,内阻 900 Ω); 电阻箱 R1(阻值范围 0~ 999.9 Ω);电阻箱 R2(阻值范围 0~ 99 999.9 Ω);导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为 3 V的直流 电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA和电压 3 V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= Ω,R2= Ω。(保留到个位) 答案 (1)如图所示 (2)100 2 910 4.[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 3 kΩ)、电流表(内阻约为 1 Ω)、定值电阻等。 图 1 ①使用多用电表粗测元件 X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图 1(a)所示,读数为 Ω。 据此应选择图 1中的 [填“(b)”或“(c)”]电路进行实验。 ②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。 ③图 2(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。 (a) (b) 图 2 ④该小组还借助 X和 Y中的线性元件和阻值 R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势 E和内阻 r, 电路如图 2(b)所示,闭合 S1和 S2,电压表读数为 3.00 V;断开 S2,读数为 1.00 V。利用图 2(a)可算得 E= V,r= Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。 答案 ①10.0 (b) ②增大 ③Y ④3.2 0.50 【方法集训】 方法 1 测速度的方法 1.(2018辽宁大连期中,9,4分)利用图 1实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下,请将步骤 B补 充完整: A.按实验要求安装好实验装置; B.使重物靠近打点计时器,接着先 ,打点计时器在纸带上打下一系列的点; C.图 2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出三个连续点 A、B、C 与 O点之间的距离 h1、h2、h3。已知打点计时器的打点周期为 T,重物质量为 m,重力加速度为 g,结合实验中 所测得的 h1、h2、h3,可求得纸带从 O点下落到 B点的过程中,重物增加的动能为 ,减少的重力 势能为 。 答案 B.接通电源再释放纸带 C. (3-1)2 82 mgh2 2.(2019届江西萍乡摸底,13,10分)在验证动量守恒定律的实验中,实验装置如图所示。 (1)按照以下步骤进行操作: ①用天平测出两个大小相同的小球的质量分别为 m1和 m2,且 m1 m2(填“<”、“>”或“=”)。 ②按照如图所示的示意图,安装好实验装置。将斜槽 AB固定在桌边,使槽的末端点的 。将一斜 面 BC连接在斜槽末端。 ③先不放小球 m2,让小球 m1从斜槽顶端 A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置。 ④将小球 m2放在斜槽前端边缘处,让小球 m1从斜槽顶端 A处由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球 m1 和小球 m2在斜面上的落点位置。 ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点 B的距离。图中 D、E、F点是该同学记下的小球在斜 面上的几个落点位置,到 B点的距离分别为 y1、y2、y3。 (2)小球 m1与 m2发生碰撞后,m1的落点是图中的 点,m2的落点是图中的 点。 (3)要想验证动量守恒定律,以下物理量必须测量的有 。 A.小球 m1开始释放的高度 h B.斜面的倾角θ C.两个小球的质量 m1、m2 D.B点到 D、E、F三点的距离分别为 y1、y2、y3 (4)若(3)中所给选项的物理量均用测得的物理量来表示,只要满足关系式 ,则说 明球碰撞中动量是守恒的。只要再满足关系式 ,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。 答案 (1)①>(1分) ②切线水平(1分) (2)D(1分) F(1分) (3)CD(2分) (4)m1 2=m1 1+m2 3(2分) m1y2=m1y1+m2y3(2分) 3.(2018安徽皖南八校联考,13,6分)某实验小组的同学利用落体法验证机械能守恒定律,实验装置如图甲 所示,该小组的同学完成了如下的操作: (1)首先利用螺旋测微器测出了小球的直径,其示数如图乙所示,则该小球的直径 d= cm; (2)将该小球由光电门 1的正上方无初速度释放,测得小球先后通过光电门 1和光电门 2所用的时间为 Δt1和Δt2,则小球通过两光电门的速度分别为 v1= ,v2= ;(用所测量的物理量符号表示) (3)该小组的同学测出了两光电门之间的距离为 H,重力加速度用 g表示,若小球的机械能守恒,则需要 验证的关系式为 。(结果用所测量的物理量符号表示) 答案 (1)0.380 0(2分) (2) Δ1 Δ2 (各 1分) (3)2gH= Δ2 2 - Δ1 2 (2分) 方法 2 测加速度的方法 1.(2017福建龙岩四校联考,14,10分)甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置, 验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全 相同,小车的质量为 M,重物的质量为 m,试回答下列问题: 戊 (1) 甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是 。 (2)实验时,必须满足“M远大于 m”的实验小组是 。 (3)实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,他们作出的 a-F图线如图丁中 A、B、C所示,则甲、 乙、丙三组实验对应的图线依次是 。 (4)实验时,乙组同学得到的一条纸带如图戊所示,从比较清晰的点起,每 5个点取一个计数点,打点计 时器所用电源的频率为 50 Hz,根据所标的测量数据可算得:小车的加速度为 m/s 2 ,打下点 2时小 车的速度为 m/s。 答案 (1) 甲、乙、丙 (2)甲 (3)CAB (4)0.16 0.36 2.(2018安徽 A10联盟)在“验证牛顿运动定律”的实验中,某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实 验。 甲 乙 丙 (1)用 20分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示,则宽度 d= cm。 (2)接通气源,调节气垫导轨水平,让滑块从不同位置由静止释放,记录挡光片通过光电门的挡光时间t, 测出释放点到光电门的间距为s,以s为纵轴, 1 2 为横轴作图,得到的图像是一条过原点的倾斜直线,且斜率为 k,则滑块的加速度 a= (用 d、k表示)。 (3)若以测得的滑块加速度 a为纵轴,所挂钩码的重力代替拉力 F,作出如图丙中图线 1。为了减小误差, 该兴趣小组将一个力传感器安装在滑块上(传感器的质量可忽略不计),从力传感器中得出拉力 F,作出 a-F 图像是图丙中的图线 (填“2”或“3”)。 答案 (1)0.940 (2) 2 2 (3)2 3.(2019届内蒙古包头联考,13,5分)某学习小组在研究匀变速直线运动的实验中,用如图所示的气垫导轨 装置来测滑块的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离 L,窄遮光板的宽度为 d,窄遮光板依次 通过两个光电门的时间分别为 t1、t2。 (1)通过两个光电门的瞬时速度分别为 v1= ,v2= 。在计算瞬时速度时应用的物理方法 是 (选填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)。 (2)滑块的加速度可以表示为 a= (用题中所给物理量字母表示)。 答案 (1) 1 2 极限法 (2) 2 2 1 2 2 - 1 1 2 方法 3 控制电路的选择方法 1.(2017山西五校四联,23)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需要测量一个规格为“2.5 V 0.5 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材: A.直流电源(电动势 3.0 V,内阻不计) B.电流表 (量程 3 A,内阻约 0.1 Ω) C.电流表 (量程 600 mA,内阻约 2 Ω) D.电压表 (量程 3 V,内阻约 3 kΩ) E.电压表 (量程 15 V,内阻约 15 kΩ) F.滑动变阻器 R(最大阻值 10 Ω,额定电流 1 A) (1)实验中,电流表应选择 ;电压表应选择 。(填所选器材前的字母) (2)为了尽可能地减小实验误差,请根据正确选择的器材设计电路并在虚线框中作出该电路图。 (3)在正确操作的情况下,某同学根据实验所得的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线如图所示。实验中, 若把该小灯泡和一个阻值为 9 Ω的定值电阻串联在电动势为 3 V、内阻为 1 Ω的直流电源上,则小灯泡此 时的电阻为 Ω。(结果保留两位有效数字) 答案 (1)C D (2)如图所示 (3)1.5(1.4~1.6均可给分) 2.(2018江苏无锡联考,13)研究一个小灯泡 L(2.8 V 1.8 W)的伏安特性,同时测定小灯泡在额定电压下的 电阻,检验其标示的准确性。 (1)若实验中所用电流表内阻为几欧,电压表内阻为几千欧,选出下列电路图中既能满足实验要求,又能 减小误差的实验电路图: 。(选填“A”“B”“C”或“D”) (2)请按(1)中所选电路图连接好图甲所示的实物图。 (3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在 端。(选填“a”或“b”) (4)根据实验得到的数据作出小灯泡的 I-U图像,如图乙所示,则小灯泡在额定电压下工作时的电阻 RL= Ω。(保留两位有效数字) 答案 (1)C (2)如图所示 (3)a (4)5.6 3.(2017河南南阳联考,11,10分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的并联。测量实际电流表 G1的内阻 r1的电路如图甲所示。供选择的仪器如下: ①待测电流表 G1(0~5 mA,内阻约 300 Ω); ②电流表 G2(0~10 mA,内阻约 100 Ω); ③定值电阻 R1(300 Ω); ④定值电阻 R2(10 Ω); ⑤滑动变阻器 R3(0~1 000 Ω); ⑥滑动变阻器 R4(0~20 Ω); ⑦干电池(1.5 V); ⑧开关 S及导线若干。 (1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号) (2)用线条在图乙中把实物图补充连接完整。 (3)补全实验步骤: ①按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑动触头移至最 端(填“左”或“右”); ②闭合开关 S,移动滑动触头至某一位置,记录 G1、G2的读数 I1、I2; ③多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2读数 I1、I2; ④以 I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图丙所示。 丙 (4)根据 I2-I1图线的斜率 k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式 。 答案 (1)③ ⑥ (2)如图所示 (3)左 (4)r1=(k-1)R1 方法 4 测电源电动势(E)和内阻(r)的常见方法 1.(2018安徽 A10联盟联考)某实验小组成员要测量一节干电池的电动势和内阻,已知该干电池的电动势约 为 1.5 V,内阻约为 0.50 Ω;实验室提供了电压表 V(量程为 0~3 V,内阻约 3 kΩ)、电流表 A(量程 0~0.6 A, 内阻为 0.70 Ω)、滑动变阻器 R(10 Ω,2 A)、开关和导线若干。 (1)为了尽可能减小实验误差,请在图 1方框中画出实验电路图。 (2)在图 2中按设计的电路图完善实物图的连接。 (3)通过多次测量并记录对应的电流表示数 I和电压表示数 U,利用这些数据在图 3中画出了 U-I图线。 由图线可以得出此干电池的电动势 E= V(保留 3位有效数字),内阻 r= Ω(保留 2位有效数 字)。 图 3 (4)实验过程中,发现电流表发生了故障,于是小组成员又找来一个电压表和一个定值电阻,组成了如图 4所示的电路,移动滑动变阻器触头,读出电压表 V1和 V2的多组数据 U1、U2,描绘出 U1-U2图像如图 5所示,图 线斜率为 k,与横轴的截距为 a,则电源的电动势 E= ,内阻 r= 。(用 k、a、R0表示) 答案 (1)由于电流表内阻已知,则应采用电流表相对电源的内接法,电路图如图所示。 (2)对照电路图,实物图完善后如图所示。 (3)1.45(1.44~1.46之间均可) 0.60(0.58~0.62之间均可) (4) -1 0 -1 2.(2017河北唐山一模,23)为测量一未知电源电动势和内阻,某同学设计了如图所示电路,电路中所用到的 器材规格如下: 待测电源:电动势约为 4~6 V,内阻约为几十欧姆; 定值电阻:R0=10 Ω; 定值电阻:R2=3 kΩ; 电阻箱 R1:0~9 999 Ω; 电压表:量程 0~3 V,内阻 RV=3 kΩ; 开关、导线若干 (1)闭合开关后,将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大,记录若干组电阻箱 R1和电压表的读数; (2)第一次该同学将得到的数据在 U-R1坐标系中描点连线,得到如图甲所示曲线,曲线与纵轴的截距为 b1=0.8 V,虚线为图中曲线的渐近线。由图可得电动势 E= V,内阻 r= Ω; (3)第二次该同学将得到的数据在1 - 1 1+0 坐标系中描点连线,得到如图乙所示直线,直线与纵轴的截距 为 b2=0.4 V -1 ,斜率 k=8.4 Ω·V -1。由图可得电动势 E= V,内阻 r= Ω; (4)将两次数据处理方式进行对比,误差较小的应为第 (填“一”或“二”)次。 答案 (2)4.8 20 (3)5.0 21 (4)二 3.(2019届湖南益阳调研,14,9分)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 100 μA、内阻为 2 500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9 Ω)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 50 mA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 Ω。 (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 1 1 2 3 4 5 6 R(Ω) 95.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0 I(mA) 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0 IR(V) 1.43 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20 ①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; 图 2 ②根据图线可得电池的电动势 E是 V,内阻 r是 Ω。 答案 (1)并联 5.0 (2)①如图 ②1.53 2.0 图 2 过专题 【五年高考】 A 组 基础题组 1.(2018课标Ⅱ,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/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力 f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 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μ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=9.80 m/s 2 ,由绘出的 f-m图线求得μ= 。(保留 2位有效数字) 答案 (1)2.75 (2)如图所示 (3)μ(M+m)g μg (4)0.40 2.(2017课标Ⅰ,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 30 s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/s 2。(结果均保留 2位有效数字) 答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.037 3.(2015课标Ⅱ,22,6分)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 50 Hz,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/s 2 ,打 C点时物块的速度 v= m/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) 4.(2018课标Ⅲ,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 Ω); 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: 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 U2 U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述 5次测量所得2 1 的平均值,求得 Rx= Ω。(保留 1位小数) 答案 (1)实物连线如图所示: (4) 2 1 -1 R0 (6)48.2 5.(2016课标Ⅱ,23,9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V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 99 999.9 Ω),滑动变阻器 R1(最大阻值 50 Ω),滑动变阻器 R2(最大 阻值 5 kΩ),直流电源 E(电动势 3 V),开关 1个,导线若干。 实验步骤如下: ①按电路原理图(a)连接线路; ②将电阻箱阻值调节为 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; ③调节滑动变阻器,使电压表满偏; ④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 2.00 V,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④中记录的电阻箱阻值为 630.0 Ω,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 Ω(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.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA 答案 (1)R1 (2)如图所示 (3)2 520 (4)D 6.(2015课标Ⅰ,23,9分)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 Ω,满偏电流为 1 mA;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 3 mA;若使用 a 和 c两个接线柱,电表量程为 10 mA。由题给条件和数据,可以求出 R1= Ω,R2= Ω。 (2)现用一量程为 3 mA、内阻为 150 Ω的标准电流表 对改装电表的 3 mA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、3.0 mA。电池的电动势为 1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻 R0有两种规 格,阻值分别为 300 Ω和 1 000 Ω;滑动变阻器 R有两种规格,最大阻值分别为 750 Ω和 3 000 Ω。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: 。 答案 (1)15 35(4分,每空 2分) (2)300 3 000(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) 7.(2018课标Ⅰ,23,10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在 25 ℃~80 ℃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)中的热敏电阻 RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为 900.0 Ω; 电源 E(6 V,内阻可忽略);电压表 (量程 150 mV);定值电阻 R0(阻值 20.0 Ω),滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 Ω);电阻箱 R2(阻值范围 0~999.9 Ω);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数据见下表。 t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 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 25 ℃~80 ℃范围内的温度特性。当 t=44.0 ℃时,可得 RT= Ω; (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 Ω,则手心温度 为 ℃。 答案 (1)b (2)如图所示 (3)450 (4)620.0 33.0 B 组 提升题组 1.(2018课标Ⅲ,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=9.80 m/s 2 ,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。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: 。 答案 (2) 2(-1) (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 2.(2015课标Ⅰ,22,6分)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=0.20 m)。 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 1.00 kg; (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 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 9.80 m/s 2 ,计算结果保留 2位有效数字) 答案 (2)1.40(2分) (4)7.9(2分) 1.4(2分) 3.(2014浙江理综,22,10分)小明对 2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值。 (1)图 1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图 1中画出。 图 1 (2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描 到 U-I图上,如图 2所示。在图中,由电流表外接法得到的数据点是用 (填“○”或“×”)表示的。 图 2 (3)请你选择一组数据点,在图 2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为 Ω。 答案 (1)如图所示 (2)× (3)由 U=IR知 U-I图线的斜率对应于 R的测量值。选择“×”或“○”连线,求出图线的斜率即可。用“×” 连线时 R=(1.1~1.3) Ω,用“○”连线时 R=(1.5~1.7) Ω。 4.(2016课标Ⅰ,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 Ω),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 1 000 Ω),滑动变阻 器 R2(最大阻值为 2 000 Ω),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 18 V,Ic约为 10 mA;流过报警器的电流超过 20 mA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 Ω。 (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: ①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 Ω;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 。 ②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)①650.0 b 接通电源后,流过报警器的电流会超过 20 mA,报警器可能损坏 ②c 报警器开始报 警 5.(2016课标Ⅲ,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)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) 6.(2015课标Ⅱ,23,9分)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 实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下: 待测电压表 (量程 3 V,内阻约为 3 000 Ω),电阻箱 R0(最大阻值为 99 999.9 Ω),滑动变阻器 R1(最 大阻值 100 Ω,额定电流 2 A),电源 E(电动势 6 V,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,RV' RV(填“>”、“=” 或“<”),主要理由 是 。 答案 (1)实验电路图如图所示(2分) (2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小(1分);闭合开关 S1、S2,调节 R1,使 电压表的指针满偏(1分);保持滑动变阻器滑片的位置不变(1分),断开 S2,调节电阻箱 R0使电压表的指针半 偏(1分);读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻(1分) (3)>(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 RV'>RV(1分,其他合理说法同样给分) 7.[2018天津理综,9(3)]某同学用伏安法测定待测电阻 Rx的阻值(约为 10 kΩ),除了 Rx、开关 S、导线外, 还有下列器材供选用: A.电压表(量程 0~1 V,内阻约 10 kΩ) B.电压表(量程 0~10 V,内阻约 100 kΩ) C.电流表(量程 0~1 mA,内阻约 30 Ω) D.电流表(量程 0~0.6 A,内阻约 0.05 Ω) E.电源(电动势 1.5 V,额定电流 0.5 A,内阻不计) F.电源(电动势 12 V,额定电流 2 A,内阻不计) G.滑动变阻器 R0(阻值范围 0~10 Ω,额定电流 2 A) ①为使测量尽量准确,电压表选用 ,电流表选用 ,电源选用 。(均填器 材的字母代号) ②画出测量 Rx阻值的实验电路图。 ③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会 其真实值(填 “大于”、“小于”或“等于”),原因是 。 答案 ①B C F ②如图所示 ③大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可) C 组 教师专用题组 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Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用Δ Δ近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使Δ Δ 更接近瞬时速度,正确的措施是 ( ) A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 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 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 1.220 6.860 3.(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: ①用米尺量出重锤 1底端距地面的高度 H; ②在重锤 1上加上质量为 m的小钩码; ③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; ④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④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 2M D.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) 2(2++0)H 2 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 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 2 c.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、v5…… d.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 50 Hz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Δ Δ表示各计数点的瞬时速度,从 理论上讲,对Δt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Δx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)A C (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 v∝t,那么它通过的位移 x∝t 2。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。 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。 ①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 ②他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz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=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm。则小车的加速度 a= m/s 2 (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 ①AB ②0.80 0.40 6.[2015福建理综,19(1),6分]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 7.73 cm;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Δl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Δl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 ①6.93 ②A ③超过弹簧的弹性限度 7.[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。 ①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。 ②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 ①靠近 接通电源 释放纸带 ②(b) 纸带与限位孔间的摩擦 8.(2015山东理综,21,10分)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。 实验步骤: ①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。 ②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示 数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为 O1、O2,记录弹簧秤的示数 F,测量并记录 O1、O2间的距离(即 橡皮筋的长度 l)。每次将弹簧秤示数改变 0.50 N,测出所对应的 l,部分数据如下表所示: 图甲 F(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中 F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为 O、O',橡皮筋的拉力记为 FOO'。 ④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮 筋的两端,使秤钩的下端达到 O点,将两笔尖的位置标记为 A、B,橡皮筋 OA段的拉力记为 FOA,OB段的拉力记 为 FOB。 图乙 完成下列作图和填空: (1)利用表中数据在图丙中画出 F-l图线,根据图线求得 l0= cm。 图丙 (2)测得 OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则 FOA的大小为 N。 (3)根据给出的标度,作出 FOA和 FOB的合力 F'的图示。 图丁 (4)通过比较 F'与 的大小和方向,即可得出实验结论。 答案 (1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正确) 图甲 (2)1.80(1.70~1.90均正确) (3)如图乙所示 图乙 (4)FOO' 9.[2015安徽理综,21Ⅰ]在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木 板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个 细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和 处理补充完整: ①用铅笔描下结点位置,记为 O; ②记录两个弹簧测力计的示数 F1和 F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应 的点连成线; ③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置 O,记录测力计的示数 F3, ; ④按照力的图示要求,作出拉力 F1、F2、F3; ⑤根据力的平行四边形定则作出 F1和 F2的合力 F; ⑥比较 的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。 答案 ③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线。 ⑥为了验证力的平行四边形定则,需比较合力 F与拉力 F3的一致程度。 ⑥F和 F3 10.[2015四川理综,8(1),6分]某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零 刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂 1个钩码,静止时弹簧长度为 l1,如图 1所示,图 2是此时固定在弹簧挂 钩上的指针在刻度尺(分度值是 1毫米)上位置的放大图,示数 l1= cm。在弹簧下端分别挂 2个、3个、 4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是 l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是 50 g,挂 2个钩码时,弹簧 弹力 F2= N(当地重力加速度 g=9.8 m/s 2 )。要得到弹簧伸长量 x,还需要测量的是 。作出 F-x曲 线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。 答案 25.85 0.98 弹簧原长 11.(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ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。 图甲 (1)用ΔEp=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ΔEk= 1 2mv 2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 0.010 0 s,则钢球的速度为 v= m/s。 图乙 (3)下表为该同学的实验结果: ΔEp(×10-2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10 -2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他发现表中的ΔEp与ΔEk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。 答案 (1)B (2)1.50(1.49~1.51都算对) 1.50(1.49~1.51都算对) (3)不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp。 (4)分别测出光电门和球心到悬点的长度 L和 l,计算ΔEk时,将 v折算成钢球的速度 v'= v。 12.[2015重庆理综,6(1)]同学们利用如图所示方法估测反应时间。 首先,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放 开直尺时,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度读数为 x,则乙同学的反应时间为 (重力加速度为 g)。 基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量范围为 0~0.4 s,则所用直尺的长度至少 为 cm(g取 10 m/s 2 );若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线,则每个时间 间隔在直尺上对应的长度是 的(选填“相等”或“不相等”)。 答案 2 80 不相等 13.(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。 (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 1 (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①和②。纸带 的 加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为 。 图 2 答案 (1)AB BDE (2)① (2.5±0.2) m/s 2 14.(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 50 Hz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 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 1 2 3 4 5 6 7 8 v(cm/s) 24.5 33.8 37.8 39.5 39.8 39.8 39.8 (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 15.(2014浙江理综,21,10分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图 1连接起来进行 探究。 图 1 (1)某次测量如图 2所示,指针示数为 cm。 图 2 (2)在弹性限度内,将 50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针 A、B的示数 LA和 LB如表所示。用表中 数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为 N/m(重力加速度g=10 m/s 2 )。由表中数据 (填“能”或“不能”) 计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。 钩码数 1 2 3 4 LA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76 LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 答案 (1)15.95~16.05（有效数字位数正确） (2)12.2~12.8 能 16.[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 10 cm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 10 cm,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: ①曲线Ⅱ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。 ②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。 ③在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力 T0= N,它与 L、D、m和重力加速度 g的关系为 T0= 。 图乙 答案 ①60(56~64之间的值均可) TP ②Q ③4.30(4.25~4.35之间的值均可) 2-2 2(2-2) 17.(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,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、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 v 2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图 3所示的 v 2 -W图像。由此图像可得 v 2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 v 2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 v 2 -W关系的是 。 图 4 答案 (1)B (2)A B (3)mgx2 3-1 2 (4)v 2 =kW,k=(4.5~5.0)m 2 ·s -2 ·J -1 质量 (5)A 18.(2017江苏单科,10,8分)利用如图甲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=200.0 g,钩码的质量为 m=10.0 g,打点计时器的电源为 50 Hz的交流电。 图甲 (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乙所示。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Δx,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。 图乙 (3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取 g=9.80 m/s 2 ,利用 W=mgΔx算出拉力对小车做的功 W。利用 Ek= 1 2Mv 2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔEk。计算结果见下表。 W/×10-3 J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/×10 -3 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 请根据表中的数据,在方格纸上作出ΔEk-W图像。 (4)实验结果表明,ΔEk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 19.(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1 数据见下表: R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1 I/A -1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 根据表中数据,在方格纸上作出 R- 1 关系图像。 由图像可计算出该干电池的电动势为 V;内阻为 Ω。 (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 100 mV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 0.33 A时,电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 Ω。 答案 (1)①开关未断开;②电阻箱阻值为零。 (2)如图所示 1.4(1.30~1.44都算对) 1.2(1.0~1.4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] 20.[2014广东理综,34(1),8分]某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的 滑片,闭合电键 S。 ①用电压表测量 A、B两端的电压:将电压表调零,选择 0~3 V挡,示数如图(b),电压值为 V。 ②在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片 P应先置于 端。 ③要使输出电压 U变大,滑片 P应向 端滑动。 ④若电源电路中不接入 R0,则在使用过程中,存在 的风险(填“断路”或“短路”)。 答案 ①1.30 ②A ③B ④短路(每空 2分) 21.[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=1.0 kΩ,电阻 R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个 R0=3.0 Ω的电阻。 ①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。 ②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= Ω。 答案 ①aa' bb' ②1.4(1.36~1.44均可) 0.5(0.4~0.6均可) 22.[2015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 ①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; ②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; ③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 3 V、内阻为 1 Ω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 ①连线如图 ②0.44 ③4 2.22~2.28 23.[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 3 kΩ)、电流表(内阻约为 1 Ω)、定值电阻等。 图 1 ①使用多用电表粗测元件 X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图 1(a)所示,读数为 Ω。 据此应选择图 1中的 [填“(b)”或“(c)”]电路进行实验。 ②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。 ③图 2(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。 (a) (b) 图 2 ④该小组还借助 X和 Y中的线性元件和阻值 R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势 E和内阻 r, 电路如图 2(b)所示,闭合 S1和 S2,电压表读数为 3.00 V;断开 S2,读数为 1.00 V。利用图 2(a)可算得 E= V,r= Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。 答案 ①10.0 (b) ②增大 ③Y ④3.2 0.50 24.(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 25.[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 4.5 V,内电阻 约 1 Ω)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 0.6 A,内电阻约 1 Ω B.电流表:量程 3 A,内电阻约 0.2 Ω C.电压表:量程 3 V,内电阻约 30 kΩ D.电压表:量程 6 V,内电阻约 60 kΩ E.滑动变阻器:0~1 000 Ω,额定电流 0.5 A F.滑动变阻器:0~20 Ω,额定电流 2 A ①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)。 ②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)。 ③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 ①A D F ②a d c g f h ③③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1 = 1 + · 1 (或 1 = · 1 - 1 )、U=E-r· (或 = - 1 U)、 = 1 ·R+ (或 R=E· -r),故可以得到1 - 1 、 U- 、 -R等线性图线。 26.(2016浙江理综,22,10分)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为 3 V、内阻约为 3 kΩ的电压表 和量程为 0.6 A、内阻约为 0.1 Ω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 Ω。 (1)测 R1阻值的最优连接方式为导线①连接 (填 a或 b)、导线②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 Ω。 U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (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 1 10,若测 R2的阻值,则最优的连线应选 (填选项)。 A.①连接 a,②连接 c B.①连接 a,②连接 d C.①连接 b,②连接 c D.①连接 b,②连接 d 答案 (1)a d (2)R1的 U-I图线如图所示 其阻值 R1= = 2.2 0.5 Ω=4.4 Ω (3)B 27.(2016四川理综,8Ⅱ,11分)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 3 V,内阻约 2 Ω),保护电阻 R1(阻值 10 Ω)和 R2(阻值 5 Ω),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: (ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关; (ⅱ)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; (ⅲ)以 U为纵坐标,I为横坐标,作 U-I图线(U、I都用国际单位); (ⅳ)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(0~3 V,内阻约 15 kΩ) B.电压表(0~3 V,内阻约 3 kΩ) C.电流表(0~200 mA,内阻约 2 Ω) D.电流表(0~30 mA,内阻约 2 Ω) (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)A C (2)C (3)ak k-R2 28.(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 Ω,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 0~100 mA,内阻约 2 Ω B.量程 0~0.6 A,内阻可忽略 (2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由 9.9 Ω调节至 10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、 “c”,正确的操作顺序是 。 ①将旋钮 a由“0”旋转至“1” ②将旋钮 b由“9”旋转至“0” ③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(℃) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值 R(Ω) 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8 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= Ω。 答案 (1)A (2)①②③(或①③②) (3)见下图 0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算对) 29.(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 100 μF)、电阻 R1(约 200 kΩ)、电阻 R2(1 kΩ)、电压表 (量程 6 V)、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) 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 10 s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/s 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 电压 U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.18 (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 30.(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)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 2.23 V和 38 mA,由此, 该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7 Ω。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)B 0.410 (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。(或测量多组电流和电压值,用图像 法求电阻值) 31.[2015重庆理综,6(2)]同学们测量某电阻丝的电阻 Rx,所用电流表的内阻与 Rx相当,电压表可视为理想电 压表。 图甲 ①若使用图甲所示电路图进行实验,要使得 Rx的测量值更接近真实值,电压表的 a端应连接到电路的 点(选填“b”或“c”)。 ②测得电阻丝的 U-I图如图乙所示,则 Rx为 Ω(保留两位有效数字)。 图乙 ③实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态。某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化。 他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为 10 V的条件下,得到电阻丝的电阻 Rx随风速 v(用风速 计测)的变化关系如图丙所示。由图可知当风速增加时,Rx会 (选填“增大”或“减小”)。在风速增 加过程中,为保持电阻丝两端电压为 10 V,需要将滑动变阻器 RW的滑片向 端调节(选填“M”或 “N”)。 图丙 ④为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图丁所示的电路。其中 R为两只阻值相同的电 阻,Rx为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响, 为待接入的理想电压表。如果要求在 测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表的“+”端和“-”端应分别连接到电 路中的 点和 点(在“a”“b”“c”“d”中选填)。 图丁 答案 ①c ②4.1(4.0~4.2均可) ③减小 M ④b d 32.[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 12 V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电表直流 50 V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。 ①断开开关,红表笔接 a点时多用电表指示如图 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 ②红表笔接 b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图 2相同,可判定发生故障 的器件是 (选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。 答案 ①11.5(11.2~11.8之间的值均可) 蓄电池 ②小灯 33.(2014山东理综,22,10分)实验室购买了一捆标称长度为 100 m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 1.0 mm 2 ,查得铜的电阻率为 1.7×10 -8 Ω·m,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 0.6 A,内阻约 0.2 Ω; 电压表:量程 3 V,内阻约 9 kΩ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 5 Ω; 滑动变阻器 R2:最大阻值 20 Ω; 定值电阻:R0=3 Ω; 电源:电动势 6 V,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 0.50 A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)R2 a (2)如图所示 (3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确) 34.[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 Ω),R1是电阻箱(0~99.9 Ω),R是滑动变阻器,A1和 A2是电流表,E是电源(电动势 10 V,内阻很小)。 在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下: (ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器 R调到最大; (ⅱ)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=0.15 A, 记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2的示数 I2; (ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量 6组 R1和 I2值; (ⅳ)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: ①现有四只供选用的电流表: A.电流表(0~3 mA,内阻为 2.0 Ω) B.电流表(0~3 mA,内阻未知) C.电流表(0~0.3 A,内阻为 5.0 Ω) D.电流表(0~0.3 A,内阻未知) A1应选用 ,A2应选用 。 ②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=0.15 A,应让滑动变阻器 R接入 电路的阻值 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。 ③在坐标纸上画出 R1与 I2的关系图。 ④根据以上实验得出 Rx= Ω。 答案 ①D C ②变大 ③关系图线如图 ④31 35.(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甲所示,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 15 mA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 Ω,热敏电阻的阻值 Rt与温度 t的关系如下表所示。 t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1 (1)提供的实验器材有:电源 E1(3 V,内阻不计)、电源 E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器 R1(0~200 Ω)、 滑动变阻器 R2(0~500 Ω)、热敏电阻 Rt、继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关 S、导线若干。 为使该装置实现对 30~80 ℃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”)。 图甲 图乙 (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,则应将如图乙所示 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。在图乙中,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) ①将热敏电阻接入电路 ②观察到继电器的衔铁被吸合 ③断开开关,将电阻箱从电路中移除 ④合上开关,调节滑动变阻器的阻值 ⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至 108.1 Ω 答案 (1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③① 【三年模拟】 非选择题(共 80分) 1.(6分)(2019届百校联盟联考,12)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用平木板、细绳套、 橡皮条、弹簧测力计等装置完成实验。 (1)为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的 是 。 A.使用弹簧测力计前应将测力水平放置,然后检查并矫正零点 B.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行 C.两细绳套必须等长 D.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过量程 E.同一次实验两次拉细绳套,须使结点到达同一位置 (2)如图所示,是甲和乙两位同学在做实验时得到的结果,其中 同学实验比较符合实验事实。 (力 F'是用一个弹簧测力计拉橡皮条时的图示) (3)在(2)中实验结果比较符合实验事实的那位同学的实验中,若合力测量值F'是准确的,造成误差的主 要原因是:(至少写出两种情况): 。 答案 (1)ABDE(2分) (2)甲(2分) (3)从甲图知,F的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左。则原因可能为:弹簧测力计读数有误差;确定 分力方向不够准确等。 2.(6分)(2018河北五校联考,13)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,电路如图所 示。 (1)连好电路后,当该同学闭合开关时,发现电流表 A示数为 0,电压表 V示数不为 0,检查各接线柱均未 接错,接触良 好且未发生短路;他用另一电压表分别接 a、b,b、c,d、e时,示数均为 0,接 c、d时,示数 与电压表 V示数相同,由此可推断故障是 。 (2)排除故障后,该同学顺利完成实验,测定了数据并根据数据在图中坐标上画出 U-I图线,由图线知: 电池的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果保留三位有效数字) 答案 (1)R断路 (2)1.46 0.719 3.(9分)(2018湖北四地七校 2月测试)如图所示为多量程多用电表的示意图。 (1)测量某电阻时,用欧姆挡“×100”挡时,发现指针偏转角度过小,他应该换用欧姆挡 挡(填 “×10”或“×1 k”),换挡后在测量前要先进行 ,若接通 3、4时分别对应“×10”、“×100” 挡,则 E'= E。 (2)表头 G的标记值为 10 mA,10 Ω,据此改装的多用电表测电流时的读数总比标准电流表的读数偏大, 则表头 G内阻的真实值 (填“大于”或“小于”)10 Ω。 (3)现提供以下实验器材: A.表头 G,标记值为 10 mA,10 Ω; B.电阻箱 R(0~999.9 Ω); C.滑动变阻器 R1(0~200 Ω,额定电流 1 A); D.滑动变阻器 R2(0~2 kΩ,额定电流 1 A); E.直流电源 E1(电动势为 1.5 V,内阻很小); F.直流电源 E2(电动势为 12 V,内阻很小); G.开关 S1、S2,导线若干 请在所给的方框中,用上述器材设计一个用半偏法较准确地测量表头 G内阻的实验电路图,并在电路图 中标明所选择器材的物理量符号。 答案 (1)×1 k 欧姆调零 10 (2)小于 (3)如图所示 4.(9分)(2018山西太原一模)某同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表(量程为 3 V,内阻几千欧)和微 安表(量程为 300 μA,内阻约一千欧)的内阻。 (1)按实验原理将图乙中的实物连接成实验电路。 甲 乙 (2)实验中,该同学进行了如下操作,完成下列问题: ①闭合 K1,用伏安法测微安表内阻。为了测量更加准确,定值电阻 R0应该选择的是 ; A.10 Ω B.100 Ω C.1 kΩ D.7.8 kΩ ②闭合 K1前,为保护电路不受损坏,图甲中滑动变阻器 R的滑片应置于 端(选填“左”或 “右”); ③闭合 K后,调整滑动变电阻器 R,让电压表和微安表的示数尽可能的大。测得电压表的示数为 U1,微安 表的示数为 I1,定值电阻的值为 R0,则微安表的内阻为 ; ④断开 K1,调节滑动变阻器和电阻箱,当电阻箱的读数为 R1时,电压表的示数为 U2,微安表的示数为 I2, 则电压表的内阻为 。 答案 (1)如图所示 (2)①D ②左 ③ 1 1 -R0 ④ 211 21-12 5.(6分)(2017广东华南三校联考,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: ①用天平测出电动小车的质量为 0.4 kg; ②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装; 甲 ③接通打点计时器(其打点周期为 0.02 s); ④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,待小车静止时再关闭打点 计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定)。 在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。 乙 请你分析纸带数据,回答下列问题。 (1)该电动小车运动的最大速度为 m/s; (2)关闭小车电源后,小车的加速度大小为 m/s 2 ; (3)该电动小车的额定功率为 W。 答案 (1)1.50 (2)2.00 (3)1.20 6.(9分)(2017湖北七市三月模拟,22)某同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了如图所示的实验:质 量为 m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴 O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端 A经过某位置 时的瞬时速度 vA,并记下该位置与转轴 O的高度差 h。 (1)调节 h的大小并记录对应的速度 vA,数据如下表,为了形象直观地反映 vA和 h的关系,应选择 (填“vA”、“ -1”或“ 2”)为纵坐标,并在坐标纸中标明纵坐标,画出图像。 组次 1 2 3 4 5 6 h/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 v/(m·s -1 ) 1.23 1.73 2.12 2.46 2.74 3.00 vA -1/(s·m -1 ) 0.81 0.58 0.47 0.41 0.36 0.33 vA 2/(m 2 ·s -2 ) 1.50 3.00 4.50 6.05 7.51 9.00 (2)当地重力加速度 g取 10 m/s 2 ,结合图像分析,杆转动时的动能 Ek= 。(请用质量 m、速度 vA表 示) 答案 (1) 2 图像如图所示 (2) 1 6m 2 7.(9分)(2018山西太原一模)某实验小组用图甲所示的装置验证动量守恒定律。实验时,先将金属小球 A从 斜槽上某一固定位置由静止释放,A从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹,重复 10次。 把相同半径的塑料小球 B放在与斜槽末端等高的支柱上,让 A仍从斜槽上同一位置由静止释放,与 B碰撞 后,A、B分别在记录纸上留下落点痕迹,重复 10次。图中 O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点,M、P、 N分别为小球落点的痕迹,小立柱与斜槽末端的距离等于小球的直径。 (1)下列说法正确的是( ) A.斜槽的末端必须水平 B.需要测量斜槽末端距地面的高度 C.图中 M点是未放小球 B时小球 A的落点痕迹 D.图中 P点是未放小球 B时小球 A的落点痕迹 (2)用螺旋测微器测量小球的直径时示数如图乙所示,则小球的直径 d= mm。 (3)实验中测出小球的直径及 M、P、N与 O点的距离分别用 d、OM、OP、ON表示,若碰撞过程中动量守 恒,则两小球的质量之比为 (用所给符号表示)。 答案 (1)AD (2)7.500(7.498~7.502) (3) - - 8.(10分)(2017河南六市一联,23)某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图所示。ab是一 段粗细均匀的金属电阻丝,R0是阻值为 6 Ω的保护电阻,学生电源的输出电压为 10 V,电流表可视为理想电 表。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,其直径为 mm。 (2)先接通电源,后闭合开关,发现电流表的示数为零,利用多用电表检查故障(电路中故障只有一处), 先将选择开关旋至直流电压挡,测得各点间的电压如下表格。 e、d间电压 e、c间电压 e、b间电压 e、a间电压 e、h间电压 0 V 10 V 10 V 10 V 10 V 由此可以判断电路发生的故障是 。 (3)排除故障后进行实验,闭合开关 K,调节线夹的位置,记录金属电阻丝 ab接入电路的长度 L和对应的 电流表的示数 I,根据得到的实验数据,作出了1 -L图像。由图像和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为 Ω·m。(π取 3,保留 1位有效数字) (4)若电流表不能视为理想电表,考虑电流表的电阻,则电阻率的测量值 真实值。(选填“大于”、 “等于”或“小于”) 答案 (1)0.900±0.001 (2)c、d间断路 (3)6×10 -6 (4)等于 9.(6分)(2019届百校联盟 11月联考,11)某同学做“验证平行四边形定则”实验,其中 A为固定橡皮筋的图 钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB与 OC为细绳。 (1)用两个弹簧测力计拉橡皮筋时,将结点 O拉到某固定位置后,拉 OC绳的弹簧测力计的示数如图所示, 则此时 OC细绳对结点的拉力大小为 N; (2)保持结点 O的位置不变,改变两个拉力的方向,将 OB、OC细绳上的拉力大小和方向在坐标纸上画出, 如图所示。坐标纸上每一小格的长度表示 1 N,O点是橡皮筋和细绳的结点。请作出合力 F的图示,并求出合 力的大小为 N。(结果保留两位有效数字) 答案 (1)2.6 (2)以 F1、F2为邻边,作出平行四边形,如图所示,其对角线表示合力。F= 12 + 72 N= 50 N≈7.1 N。 10.(10分)(2019届百校联盟 11月联考,12)某实验小组成员做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,选用小 灯泡的规格为“2.8 V,1.5 W”,实验室提供的器材有: A.直流电源 E(电动势 5.0 V,内阻不计) B.电流表 A1(量程 0~ 3 A,内阻约 0.1 Ω) C.电流表 A2(量程 0~ 100 mA,内阻 60 Ω) D.电压表 V1(量程 0~ 3 V,内阻约 3 kΩ) E.电压表 V2(量程 0~ 15 V,内阻约 35 kΩ) F.定值电阻 R1=12 Ω G.定值电阻 R2=20 Ω H.滑动变阻器 R3(阻值 0~ 10 Ω,额定电流 1 A) I.滑动变阻器 R4(阻值 0~ 200 Ω,额定电流 0.5 A) J.开关 S,导线若干。 (1)为了便于调节和尽量减小实验误差,电流表应选 、电压表应先 、滑动变阻器应选 (填器材前序号字母)。请根据提供和选定的实验器材,在方框内画出设计的实验电路图,并标明选用实验器 材的符号。 (2)根据电路图连接好实验器材,经测量得到小灯泡的 I-U图像如图所示,为了得到图像上某点对应的 灯泡的电阻,甲同学先读出该点的坐标(I、U),代入 R= 求得;乙同学先作出过该点的切线,求出切线的斜率 k, 由 R= 1 求得。其中 (选填“甲”或“乙”)同学的方法正确。 (3)此灯泡直接接在电动势 E=3 V、内阻 r=2 Ω的电源两端时,灯泡 (填“会”或“不会”)被 烧毁。 答案 (1)C(1分) D(1分) H(1分) 电路图如图所示。(3分) (2)甲(2分) (3)不会(2分)