2019版高考物理（江苏版）一轮配套讲义：十七　实验

2019版高考物理（江苏版）一轮配套讲义：十七　实验

专题十七　实验 ‎【考纲解读】‎ 考点 内容解读 五年高考统计 常考题型 预测热度 ‎2013‎ ‎2014‎ ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ 基本仪器的使用 游标卡尺、螺旋测微器等 ‎10,8分 填空题 ‎★★☆‎ 力学实验 实验一:速度随时间变化的规律 ‎11,10分 ‎11,10分 填空题 ‎★★☆‎ 实验二:力的平行四边形定则 ‎11,10分 填空题 ‎★★☆‎ 实验三:加速度与物体质量、物体受力的关系 填空题 ‎★★☆‎ 实验四:探究动能定理 ‎10,8分 填空题 ‎★★☆‎ 实验五:验证机械能守恒定律 ‎11,10分 填空题 ‎★★☆‎ 实验六:验证动量守恒定律 填空题 ‎★☆☆‎ 电学实验 实验七:决定导线电阻的因素 ‎10,8分 填空题 ‎★★☆‎ 实验八:描绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎10,8分 填空题 ‎★★☆‎ 实验九:测量电源的电动势和内阻 ‎10,8分 填空题 ‎★★☆‎ 实验十:练习使用多用电表 ‎11,10分 填空题 ‎★★☆‎ 选考实验 实验十一:用油膜法估测分子的大小(选修3-3)‎ 填空题 ‎★☆☆‎ 实验十二:单摆的周期与摆长的关系(选修3-4)‎ 填空题 ‎★☆☆‎ 实验十三:测定玻璃的折射率(选修3-4)‎ 填空题 ‎★☆☆‎ 分析解读 ‎1.会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、停表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器和电阻箱等。2.认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知道多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要求计算误差。3.知道有效数字的概念,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。‎ 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。实验的基本原理和思想方法是考查的核心,高考实验基本都源于课本实验,但已从简单的背诵实验形式向分析、理解实验以及理解物理实验原理等方面转变,因此理解课本实验原理、体会实验思想是实验复习的核心。实验数据的处理是几乎每年都要考查的内容,经常利用图像分析解决问题。近几年考查的另一个方向是设计问题的开放性,解答此类问题思维一定要开阔。‎ ‎【命题探究】‎ 核心考点 ‎1.电表的读数。‎ ‎2.据U=E-Ir及U-I图像测量电池电动势和内阻。‎ ‎3.图像法处理数据。‎ 审题结果 由题可知电流表用的是0~0.6 A的量程。‎ 思路分析 ‎1.确定电流表的量程,按规则读数。‎ ‎(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。‎ 易错警示 ‎1.电流表读数规则不清楚。‎ ‎2.作图不规范。‎ 命题规律 ‎2.根据坐标纸大小和实验数据选择合适的标度。‎ ‎3.描点作图后据关系式U=E-Ir由斜率和截距求解即可。‎ 解答过程 ‎(1)电流表所用量程为0~0.6 A,其分度值为0.02 A,其示数为0.4 A+2×0.02 A=0.44 A。‎ ‎(2)U-I图线如图。因U=E-Ir,故由U-I图线可得,电动势E=1.60 V,内阻r=ΔUΔI=‎1.60-1.0‎‎0.5‎ Ω=1.2 Ω。‎ ‎ 图像法处理数据是实验重点考查的一个方面,几乎每年都考,包括正确作图(图线要延伸)及利用图像解决问题。‎ 能力要求 ‎1.正确作图的能力。‎ ‎2.利用图像的斜率、截距求解问题的能力。‎ 命题技巧 一道题考查了电表的读数、图像法处理数据、电池电动势和内阻的测量。‎ ‎【五年高考】‎ 考点一　基本仪器的使用 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.(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。 ‎ ‎(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2.23 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)‎ ‎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.(2013课标Ⅰ,23,8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:‎ 图(a)‎ 多用电表;‎ 电压表:量程5 V,内阻十几千欧;‎ 滑动变阻器:最大阻值5 kΩ;‎ 导线若干。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔　　　　,调零点。 ‎ ‎(2)将图(a)中多用电表的红表笔和　　　　(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 ‎ ‎(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为　　　　kΩ和　　　　V。 ‎ 图(b)‎ 图(c)‎ ‎(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为　　　　kΩ。 ‎ 图(d)‎ ‎(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为　　　　V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为　　　　kΩ。 ‎ 答案　(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0　(5)9.00　15.0‎ ‎4.[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,闭合开关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)‎ 教师用书专用 ‎5.[2013安徽理综,21Ⅰ(1)、Ⅱ(1),18分]Ⅰ.根据单摆周期公式T=2πlg,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 Ⅱ.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　Ⅰ.18.6‎ Ⅱ.0.007　0.638‎ 考点二　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=200.0 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1‎ ‎(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2‎ ‎(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80 m/s2,利用W=mgΔx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 ‎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ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。‎ 图1‎ ‎(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=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0.010 0 s,则钢球的速度为v=　　　　m/s。 ‎ 图2‎ ‎(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。‎ ‎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,抄入表中。请将表中的数据补充完整。‎ 位置 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ (cm/s)‎ ‎24.5‎ ‎33.8‎ ‎37.8‎ ‎　 ‎ ‎39.5‎ ‎39.8‎ ‎39.8‎ ‎39.8‎ ‎　　(3)分析表中的实验数据可知: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 ‎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=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2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。‎ 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的轨迹。‎ ‎　 　　　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)‎ 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=4.6~4.9 N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)‎ ‎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=1.980 m,10个小球下落的总时间T=6.5 s。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Δt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Δt,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Δt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=gT‎1‎n‎-Δt‎2‎和H2=gT‎2‎n‎-Δt‎2‎ 可得g=‎2n‎2‎(H‎1‎-‎H‎2‎‎)‎‎2‎‎(T‎1‎-‎T‎2‎‎)‎‎2‎,因此可以消去Δt的影响。‎ ‎6.(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/s2。(结果均保留2位有效数字) ‎ 答案　(1)从右向左　(2)0.19　0.037‎ ‎7.(2017课标Ⅱ,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:‎ ‎①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滑;‎ ‎②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Δt;‎ ‎③用Δs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Δt时间内的平均速度大小,求出;‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;‎ ‎⑤多次重复步骤④;‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出-Δt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Δt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+Δt　(2)52.1　16.3‎ ‎8.(2017课标Ⅲ,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1 mm)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=4.2 N和F2=5.6 N。‎ ‎(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N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)‎ ‎(ⅱ)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)(ⅰ)F1、F2和F合如图所示 ‎(ⅱ)4.0　0.05‎ ‎9.(2016课标Ⅰ,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20 Hz、30 Hz和40 Hz。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=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;当地重力加速度大小为9.80 m/s2,实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 ‎10.(2016课标Ⅲ,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0.010 kg。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。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。‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a/m·s-2‎ ‎0.20‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎　　(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=9.8 m·s-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,但该直线的斜率变大 答案　(3)0.39(2分。在0.37~0.49范围内都给分) (4)如图所示(3分)‎ ‎(5)0.45(3分。在0.43~0.47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)‎ ‎11.(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见解析　⑥F和F3‎ ‎12.[2014课标Ⅱ,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=0.310 kg,滑块B的质量m2=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;‎ 打点计时器所用交流电的频率f=50.0 Hz。‎ 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ΔtB=3.500 ms,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(碰撞前后总动量之差碰前总动量×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=①‎ 式中Δs为滑块在很短时间Δt内走过的路程。‎ 设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA,则 ΔtA==0.02 s②‎ ΔtA可视为很短。‎ 设A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1。将②式和图给实验数据代入①式得 v0=2.00 m/s③‎ v1=0.970 m/s④‎ 设B在碰撞后的速度大小为v2,由①式有 v2=dΔtB⑤‎ 代入题给实验数据得 v2=2.86 m/s⑥‎ 设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p',则 p=m1v0⑦‎ p'=m1v1+m2v2⑧‎ 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δp=p-p'‎p×100%⑨‎ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得 δp=1.7%<5%⑩‎ 因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。‎ 教师用书专用 ‎13.[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 ‎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 ‎②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)‎ ‎③实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。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ΔEp=　　　　,动能变化量ΔEk=　　　　。 ‎ 图2‎ ‎④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=‎2gh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 ‎⑤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。‎ 答案　①A　②AB　③-mghB　mhC‎-‎hA‎2T‎2‎　④C ‎⑤见解析 考点三　电学实验 ‎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”),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 ‎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 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)‎ ‎3.(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“3.0 V　1.8 W”,电源为12 V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10 Ω。‎ ‎(1)准备使用的实物电路如图1所示。请将滑动变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 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选　　　　Ω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。‎ ‎4.(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 ‎5.(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 ‎6.(2017课标Ⅲ,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250 μA,内阻为480 Ω。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1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω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,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=　　　Ω,R4=　　　Ω。 ‎ ‎(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)160　880　(4)1.47 mA　1.10×103 Ω　2.95 V ‎7.[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)‎ ‎8.(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 ‎9.(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,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)如图所示　4.4~4.7　(3)B ‎10.[2016天津理综,9(3)]某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”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0~3 V,内阻等于3 kΩ)‎ 电压表V2(量程0~15 V,内阻等于15 kΩ)‎ 电流表A1(量程0~200 mA,内阻等于10 Ω)‎ 电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)‎ 滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)‎ 滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)‎ 定值电阻R3(阻值等于1 Ω)‎ 定值电阻R4(阻值等于10 Ω)‎ 定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)‎ 电源E(E=6 V,内阻不计)‎ ‎①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。‎ ‎②该同学描绘出的I-U图像应是下图中的　　　　。 ‎ 答案　①如图所示　②B ‎11.[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 教师用书专用 ‎12.(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)‎ ‎13.(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 ‎14.(2015浙江理综,22,10分)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。‎ 图1‎ 图2‎ ‎(1)根据图1画出实验电路图;‎ ‎(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V。所示读数为:①　　　　、②　　　　、③　　　　、④　　　　。两组数据得到的电阻分别为　　　　和　　　　。 ‎ 答案　(1)如图所示 ‎(2)①0.10 A　②0.24 A　③2.00 V　④ 0.27 V ‎(8.3±0.1)Ω　(2.7±0.1)Ω[如填为“(2.7±0.1)Ω　(8.3±0.1)Ω”也行]‎ ‎15.(2014北京理综,21,18分)利用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(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　A.电压表(0~15 V) B.电压表(0~3 V)‎ C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω)‎ 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应点,并画出U-I图线。‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U(V)‎ ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I(A)‎ ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ 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=　　　Ω。 ‎ ‎(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)B　C　(3)如图所示 ‎(4)1.50(1.49~1.51)　0.83(0.81~0.85)　(5)C ‎16.[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 Ω的定值电阻。‎ ‎①已知灵敏电流计的满偏电流Ig=100 μA、内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只　　　　Ω(保留一位小数)的定值电阻R1; ‎ ‎②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;‎ ‎③某次实验的数据如下表所示:‎ 测量次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 电压表读数U/V ‎5.26‎ ‎5.16‎ ‎5.04‎ ‎4.94‎ ‎4.83‎ ‎4.71‎ ‎4.59‎ ‎4.46‎ 改装表读数I/mA ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ ‎120‎ ‎140‎ ‎160‎ ‎　　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=　　　　Ω(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　。 ‎ ‎④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 C.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　①1.0　②如图 ‎③1.66　充分利用已测得的数据　④CD 考点四　选考实验 ‎1.(2015北京理综,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。‎ 图2 ‎ ‎①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1 m左右的细线 B.长度为30 cm左右的细线 C.直径为1.8 cm的塑料球 D.直径为1.8 cm的铁球 ‎②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)。 ‎ ‎③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 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 摆长L/cm ‎80.00‎ ‎90.00‎ ‎100.00‎ ‎50次全振动时间t/s ‎90.0‎ ‎95.5‎ ‎100.5‎ 振动周期T/s ‎1.80‎ ‎1.91‎ 重力加速度g/(m·s-2)‎ ‎9.74‎ ‎9.73‎ ‎　　请计算出第3组实验中的T=　　　s,g=　　　m/s2。 ‎ ‎④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,下列分析正确的是　　　(选填选项前的字母)。 ‎ 图3‎ A.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L B.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 ‎⑤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30 cm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)①AD　②‎4π‎2‎n‎2‎Lt‎2‎　③2.01　9.76　④B　⑤‎‎4π‎2‎(l‎1‎-l‎2‎)‎T‎1‎‎2‎‎-‎T‎2‎‎2‎ ‎【三年模拟】‎ A组　2016—2018年模拟·基础题组 考点一　基本仪器的使用 ‎1.(2017江苏南通海安12月月考,12)图甲中游标卡尺读数为　　　cm,图乙中螺旋测微器读数为　　　mm。 ‎ 答案　0.660　8.800‎ ‎2.(2018江苏苏州高三期中,12)如图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:‎ ‎①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;‎ ‎②调整轻滑轮,使细线水平;‎ ‎③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ΔtA和ΔtB,求出加速度a;‎ ‎④多次重复步骤③,求a的平均值;‎ ‎⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的分度值为1 mm)的示数如图所示,其读数为　　　　cm。 ‎ ‎(2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a=　　　　　　　。 ‎ ‎(3)动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ=　　　　　　　　。 ‎ 答案　见解析 解析　(1)9 mm+12×0.05 mm=9.60 mm=0.960 cm ‎(2)vA=‎dΔtA vB=‎dΔtB vB‎2‎‎-vA‎2‎=2as 由以上三式可得a=‎‎1‎‎2sdΔtB‎2‎‎-‎dΔtA‎2‎ ‎(3)对物块和遮光片由牛顿第二定律有T-μMg=Ma 对重物由牛顿第二定律有mg-T=ma 解得μ=‎mg-(M+m)aMg 考点二　力学实验 ‎3.(2018江苏盐城高三期中,13)为了“探究物体运动速度随时间的变化规律”,某同学采用了如图甲所示的实验装置。打点计时器接50 Hz电源。‎ ‎(1)完成该实验是否需要平衡小车与木板间的摩擦力?　　　　(选填“需要”或“不需要”)。 ‎ ‎(2)完成该实验是否需要满足砝码质量远小于小车质量?　　　　(选填“需要”或“不需要”)。 ‎ ‎(3)从纸带上选取若干计数点进行测量,如图乙所示,其中F点速度为vF=　　　　m/s。 ‎ ‎(4)请根据表中的实验数据在图丙中作出小车的v-t图像。‎ 时间t/s ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ 速度v/(m·s-1)‎ ‎0.12‎ ‎0.17‎ ‎0.23‎ ‎0.27‎ ‎0.28‎ vF 丙 答案　(1)不需要　(2)不需要　(3)0.29　(4)如图所示 ‎4.(2018江苏无锡高三期中,10)在探究物体质量一定,加速度与所受合外力的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带上打点计时器打出的点计算出。‎ ‎(1)实验中,以下做法正确的是　　　　。 ‎ A.平衡摩擦力时,小车应连上纸带,打开打点计时器电源 B.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细线通过定滑轮系在小车上 C.实验时,小车应在靠近滑轮处释放 D.调整滑轮的高度,使细线与长木板平行 ‎(2)M与m的关系应满足m远远小于M,这样做的目的是　　　　。 ‎ ‎(3)如图所示为某次实验得到的纸带,实验中打点计时器接50 Hz电源。纸带中相邻计数点间的距离已标出,由此可得小车的加速度大小为　　　　m/s2。(结果保留两位有效数字) ‎ ‎(4)某实验小组得到a-F的图线如图所示,图线未过坐标原点的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　;图线末端弯曲的原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)AD ‎(2)使细线的张力近似等于盘和盘中砝码的总重力 ‎(3)3.2‎ ‎(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　没有满足m远小于M的要求 ‎5.(2017江苏启东中学月考)如图所示为探究物体运动加速度与物体质量、物体受力关系的实验装置,砂和砂桶质量用m表示,小车和车上所加砝码总质量用M表示,小车运动加速度用a表示。‎ ‎①实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受到的摩擦力,该步骤中木板被抬起的角度与小车质量　　　　(选填“有关”或“无关”); ‎ ‎②在探究加速度与小车受力关系过程中,甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作,其中你认为合理的是　　　　(选填“甲”或“乙”); ‎ M甲=500 g　　M乙=500 g m甲(g)‎ ‎20‎ ‎22‎ ‎24‎ ‎26‎ m乙(g)‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎　　③在探究加速度与小车质量关系过程中,应该保持　　　　不变,通过增减小车中砝码改变小车质量M,实验测出几组a、M数据,下列图线能直观合理且正确反映a、M关系的是　　　　。 ‎ 答案　①无关　②乙　③砂和砂桶质量　C ‎6.(2017江苏扬州中学期中,10)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出。打点计时器的打点频率为f=50 Hz。‎ ‎(1)每两个相邻的计数点的时间间隔为　　　　s,打点计时器使用的是　　　　(选填“交流”或“直流”)电源。 ‎ ‎(2)打下E点时纸带的速度vE=　　　　(用题中给定字母表示); ‎ ‎(3)若测得d6=65.00 cm,d3=19.00 cm,物体的加速度a=　　　　 m/s2; ‎ ‎(4)如果当时电网中交变电流的频率f>50 Hz,但当时做实验的同学并不知道,那么测得的加速度值比真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。 ‎ 答案　(1)0.1　交流　(2)d‎5‎‎-‎d‎3‎‎10‎f　(3)3.00　(4)偏小 ‎7.(2016苏北四市期中,12)某同学用如图甲所示的装置研究合力与分力之间是否遵从平行四边形定则,实验步骤如下:‎ ‎(1)用图钉把白纸固定在水平的木板上,将橡皮条的一端固定在木板上某点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。‎ ‎(2)用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加水平拉力,把橡皮条与绳套的结点拉到某一位置O,用铅笔在白纸上描下此位置,记录此时两个弹簧测力计的拉力F1、F2的大小和方向。图中F2为　　　N。 ‎ ‎(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条,把橡皮条与绳套的结点拉到　　　位置,记录弹簧测力计拉力F的大小和方向。 ‎ ‎(4)如图乙,在白纸上已作出F1、F的图示及F2的方向,根据图中标度作出F2的图示。‎ ‎(5)以F1、F2为邻边画平行四边形,作出力F',比较F和F',如果满足　　　　　　　　　　　　　　　　,就可说明合力与分力之间遵从平行四边形定则。 ‎ 答案　(2)4.50　(3)O　(4)如图所示 ‎(5)在误差允许的范围内,大小相等、方向相同(F'和F的大小方向近似相同,意思相近即可给分)‎ ‎8.(2016江苏南京、盐城一模,10)在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时,小明选择一条较为满意的纸带,如图甲所示。他舍弃前面的密集的点,以O为起点,从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…,测出O到A、B、C…的距离分别为h1、h2、h3…。电源的频率为f。‎ ‎(1)为减小阻力对实验的影响,下列操作可行的是　　　　。 ‎ A.选用铁质锤 B.安装打点计时器时使两限位孔在同一竖直线上 C.释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直 D.重锤下落过程中手始终提住纸带上端,保持纸带竖直 ‎(2)打B点时,重锤的速度vB为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)小明用实验测得的数据画出的v2-h图像如图乙所示。图线不过坐标原点的原因是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)另有四位同学在图乙的基础上,画出没有阻力时的v2-h图线,并与其比较,其中正确的是(　　)‎ 答案　(1)ABC　(2)‎(h‎3‎-h‎1‎)f‎2‎　(3)打下O点时重锤速度不为零 　(4)B 考点三　电学实验 ‎9.(2017江苏海安12月月考,13)甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材:电压表(0~3 V)、电流表(0~0.6 A)及滑动变阻器R、开关S、导线。实验电路如图甲所示。‎ ‎(1)连好电路后,当该同学闭合开关S,发现电流表示数为0,电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错,接触良好,且电路未发生短路;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接b、c和d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是:　　　　　　　。 ‎ ‎(2)排除故障后,该同学顺利完成实验数据的测量,如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上,作出图所示的U-I图线,该图存在多处不妥之处,请指出。(指出两处不妥之处)‎ I/A ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ U/V ‎2.93‎ ‎2.87‎ ‎2.82‎ ‎2.77‎ ‎2.73‎ ‎2.68‎ ‎　　 ‎ ‎　。 ‎ 该同学根据上表数据可测出电源的电动势E=　　　V,内电阻r=　　　 Ω。 ‎ ‎(3)为了在实验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显,乙同学对甲同学的实验进行改进,设计了如图丙所示的电路,丙电路中电阻R0应该选取下列备选电阻的哪一个?　　　　　　。 ‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.1 Ω B.5 Ω C.10 Ω D.20 Ω 答案　(1)滑动变阻器断路 ‎(2)不妥之处见解析　2.98(2.97~3.00)　0.50　(3)B ‎10.(2017江苏南通一模,11)用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻,定值电阻R1=16 Ω。‎ ‎(1)闭合开关S后,电压表V1无读数,电压表V2有读数,经检查发现存在断路故障,则该故障可能在　　　　(选填“a、b”“b、c”或“c、d”)两点间。 ‎ ‎(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器,记录多组电压表的示数U1、U2,如下表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2-U1图像。‎ U2/V ‎5.0‎ ‎4.5‎ ‎4.0‎ ‎3.5‎ ‎3.0‎ ‎2.5‎ ‎2.0‎ U1/V ‎0.66‎ ‎1.00‎ ‎1.33‎ ‎1.88‎ ‎2.00‎ ‎2.32‎ ‎2.68‎ ‎　　(3)由图像可知,电源电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。(结果均保留两位有效数字) ‎ ‎(4)实验中,产生系统误差的主要原因是　　　　。 ‎ 答案　(1)c、d　(2)如图所示 ‎(3)5.8~6.2　7.4~8.6　(4)电压表V1分流 考点四　选考实验 ‎11.(2017江苏扬州中学12月月考)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到T2=‎4‎π‎2‎gl。只要测量出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图像,就可求出当地的重力加速度,理论上T2-l图像是一条过坐标原点的直线。某同学在实验中,用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球,多次改变悬点到摆球顶部的距离l0,分别测出摆球做简谐运动的周期T,作出T2-l图像,如图所示。‎ ‎①造成图像不过坐标原点的原因可能是　　　　。 ‎ A.将l0记为摆长l B.摆球的振幅过小 C.将(l0+d)计为摆长l D.摆球质量过大 ‎②由图像求出重力加速度g=　　　　 m/s2。(取π2=9.87) ‎ 答案　①A　②9.87‎ ‎12.(2017浙江名校协作体联考)同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,先用米尺测得摆线长,再用游标卡尺测得摆球直径,他测得摆球直径为2.00 cm;他通过多次实验后以摆长L为横坐标,T2为纵坐标,作出T2-L图线,若该同学计算摆长时候加的是小球直径,则所画图线在图中是　　　　(填“A”或“B”) ‎ 答案　A ‎13.[2017浙江温州期中,34(2)]如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的　　　　面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙所示。计算折射率时,用　　　　(填“d”或“e”)点得到的值较小,用　　　　(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。 ‎ 答案　光学　d　e B组　2016—2018年模拟·提升题组 非选择题(每题10分,共50分)‎ ‎1.(2018江苏无锡高三期中,11)如图甲所示,在“探究功与速度变化的关系”实验中,主要过程如下:‎ A.设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…;‎ B.分析纸带,求出橡皮筋做功使小车获得的速度v1、v2、v3、…;‎ C.作出W-v图像;‎ D.分析W-v图像。如果W-v图像是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系。‎ ‎(1)实验中得到的一条如图乙所示的纸带,求小车获得的速度应选　　　　(选填“AB”或“CD”)段来计算。 ‎ ‎(2)关于该实验,下列说法正确的有　　　　。 ‎ A.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 B.通过改变小车质量可以改变橡皮筋对小车做的功 C.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度必须保持一致 D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出 ‎(3)在该实验中,打点计时器正常工作,纸带足够长,点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点,造成这种情况的原因可能是　　　　。(写出一条即可) ‎ 答案　(1)CD　(2)ACD　(3)有摩擦力 ‎2.(2018江苏徐州高三期中,12)图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置。图乙是某同学在实验过程中得到的一条纸带,相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出。打点计时器所用电源的频率为50 Hz,当地的重力加速度g为9.80 m/s2,请回答以下问题:‎ 甲 ‎(1)下列说法正确的是　　　　。 ‎ A.打点计时器使用交流电源 B.释放纸带后应立刻接通电源 C.重物的密度应大一些 D.不需要测出重物的质量 ‎(2)根据图乙中的数据,可得打出计数点“B”时重物的速度vB=　　　　m/s。(结果保留3位有效数字) ‎ ‎(3)该同学换用了其他重物进行实验,得出了另外一条纸带(题中未画出)。测量出纸带中打出的第一点到各计数点的距离h,计算出打各计数点时重物的速度v,作出v2-h关系图像如图丙所示。试根据图线判断,此过程中重物的机械能　　　　(填“守恒”或“不守恒”)。理由是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 丙 答案　(1)ACD　(2)1.93　(3)不守恒　根据图像可算出重物下落的加速度a=9.3 m/s2,‎ 明显小于当地的重力加速度9.80 m/s2,所以下落过程中机械能不守恒 ‎3.(2017江苏启东中学月考,13)在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200 g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点。已知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.8 m/s2,那么 ‎(1)计算B点瞬时速度时,甲同学用vB‎2‎=2gxOB,乙同学用vB=xAC‎2T,其中所选择方法正确的是　　　　(填“甲”或“乙”)同学。 ‎ ‎(2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力,为此他计算出纸带下落的加速度为　　　　 m/s2,从而计算出阻力Ff=　　　　N。 ‎ ‎(3)若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?　　　　。(填“能”或“不能”) ‎ 答案　(1)乙　(2)9.5　0.06　(3)能 ‎4.(2016江苏扬州二模,10)某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤如下:‎ ‎①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G。‎ ‎②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细线和固定的弹簧测力计相连,如图甲所示。从A端向右缓缓拉动木板,待弹簧测力计读数稳定后,将读数记作F。‎ ‎③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①和②,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 ‎0.31‎ ‎0.40‎ ‎0.49‎ ‎0.61‎ ‎0.70‎ ‎0.81‎ ‎　　④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板的左端C处,细线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离地面的高度为h=40 cm。‎ ‎⑤滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离为s=115 cm。‎ 完成下列作图和填空(g取10 m/s2,结果均保留2位有效数字):‎ ‎(1)根据表中数据在图丙所示坐标系中作出F-G图线。‎ ‎(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=　　　。 ‎ ‎(3)滑块的最大速度vm=　　　m/s。 ‎ ‎(4)如果实验中仍然出现了滑块与滑轮相碰的情况,请提出一条避免相碰的解决措施: ‎ ‎　。 ‎ 答案　(1)如图所示　(2)0.20　(3)1.7　(4)见解析 ‎5.(2016江苏百校第一次联考,11)某物理兴趣小组想测绘一个标有“4 V　2.4 W”小电风扇(‎ 线圈电阻恒定)的伏安特性曲线,电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4 V,并便于操作。实验室备有下列器材:‎ A.电池组(电动势为4.5 V,内阻约为1 Ω)‎ B.电压表(量程为0~6 V,内阻约为4 kΩ)‎ C.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻约为0.2 A)‎ D.电流表A2(量程为0~3 A,内阻约为0.05 Ω)‎ E.滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω,额定电流为1 A)‎ F.滑动变阻器R2 (最大阻值为1 750 Ω,额定电流为0.3 A)‎ G.开关和导线若干 ‎ (1)实验中所用的电流表应选　　　(填“C”或者“D”),滑动变阻器应选　　　(填“E”或者“F”)。 ‎ ‎(2)请用笔画线代替导线将图甲所示实物图连接成符合这个实验要求的电路。‎ ‎(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数大于0.5 V时电风扇才开始转动,小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示,则电风扇的电阻为　　　Ω,正常工作时的机械功率为　　　W。 ‎ 甲　　　　　　　　　　　　　　乙 答案　(1)C　E ‎(2)如图所示 ‎(3)2.5　1.5‎ C组　2016—2018年模拟·方法题组 方法1　实验方法 ‎1.(2016江苏南京、盐城二模,10)为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”,某同学到实验室找到下列器材:长木板(一端带定滑轮),电磁打点计时器,质量为200 g的小车,质量分别为10 g、30 g和50 g的钩码,细线,学生电源(有“直流”和“交流”挡)。该同学进行下列操作 A.组装实验装置,如图a所示 B.将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车 C.选用50 g的钩码挂在细线的挂钩P上 D.释放小车,接通打点计时器的电源,打出一条纸带 E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带,如图b所示 F.进行数据采集与处理 a b 请你完成下列问题: ‎ ‎(1)进行实验时,学生电源应选用　　　挡(选填“直流”或“交流”)。 ‎ ‎(2)该同学将纸带上打的第一个点标为“0”,且认为打“0”时小车的速度为零,其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画出),各计数点间的时间间隔为0.1 s,如图b所示。该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离,并标在图b上。则在打计数点4时,小车的速度大小为　　　m/s;如果将钩码的重力在数值上当做小车所受的拉力,则在打计数点0到4的过程中,拉力对小车做的功为　　　J,小车的动能增量为　　　J。(取重力加速度g=9.8 m/s2,结果均保留两位有效数字) ‎ ‎(3)由(2)中数据发现,该同学并没有得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论,且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似。你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可) ‎ ‎①　; ‎ ‎ ②　。 ‎ 答案　(1)交流　(2)0.58　5.9×10-2　3.4×10-2　(3)见解析 方法2　实验数据的处理方法 ‎2.(2017苏北三市三模)某同学用下列器材测定电流表A1的内阻:‎ A.待测电流表A1(量程0.3 A,内阻约5 Ω);‎ B.电流表A2(量程0.6 A,内阻约3 Ω);‎ C.定值电阻R0=5 Ω;‎ D.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A);‎ E.滑动变阻器R2(0~100 Ω,额定电流1 A);‎ F.电源E(电动势约为3 V,内阻忽略不计);‎ G.开关、导线若干。‎ ‎(1)该同学设计的电路如图甲所示,请根据图甲将图乙实验图补充完整。‎ ‎(2)该实验中滑动变阻器应选用　　　　(选填“R1”或“R2”)。 ‎ ‎(3)将电路正确连接后,闭合开关,滑动变阻器的滑片处在某位置时,电流表A2的指针位置如图丙所示,示数为　　　　A。调节滑动变阻器,读出多组电流表A1、A2的示数,分别用I1、I2表示,描绘出I1-I2图线如图丁所示,已知图线的斜率为k,则电流表A1的内阻为　　　　。从实验原理上看该实验是否存在系统误差?　　　　(选填“存在”或“不存在”)。 ‎ 答案　(1)如图 ‎(2)R1‎ ‎(3)0.38　‎1-kkR0　不存在 方法3　测加速度的方法 ‎3.(2017江苏南京六校联考)某同学用如图甲的装置来测定滑块与导轨间的动摩擦因数。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块用细线跨过定滑轮与钩码相连。‎ ‎(1)用游标卡尺测遮光条的宽度d,图乙中游标卡尺读数为　　　　mm。滑块在轨道上做匀加速运动时,先后通过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2,两光电门间的距离为L,用d、t1、t2、L表示滑块运动的加速度a=　　　　。 ‎ ‎(2)要使细线中拉力近似等于钩码重力,滑块质量M与钩码质量m应满足　　　　关系。 ‎ ‎(3)满足(2)后,调整气垫导轨水平,断开气源时,测得滑块在轨道上运动的加速度为a1;不改变钩码的质量,接通气源,测得滑块在轨道上运动的加速度为a2,用a1、a2、g表示滑块与导轨间的动摩擦因数μ=　　　　。 ‎ 乙 答案　(1)10.55　dt‎2‎‎2‎‎-‎dt‎1‎‎2‎‎2L　(2)M远大于m　(3)‎a‎2‎‎-‎a‎1‎g 方法4　测电阻的方法 ‎4.(2017江苏扬州中学12月月考,11)在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:‎ ‎(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,某次测量结果如图所示,则这次测量的读数D=　　　mm。 ‎ ‎(2)先用欧姆表(×1挡)粗测,如图,再使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4 V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外,电压表应选用　　　,电流表应选用　　　,滑动变阻器应选用　　　　(选填器材前的字母)。 ‎ A.电压表V2(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)‎ B.电压表V1(量程0~15 V,内阻约15 kΩ)‎ C.电流表A1(量程0~600 mA,内阻约1 Ω)‎ D.电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.02 Ω)‎ E.滑动变阻器R1(总阻值10 Ω,额定电流2 A)‎ F.滑动变阻器R2(总阻值100 Ω,额定电流2 A)‎ ‎(3)若采用如图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的　　　　点相连(选填“a”或“b”)。若某次测量中,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、L、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ=　　　　。 ‎ 答案　(1)0.502(0.501~0.505)　(2)A　C　E　(3)b　‎πUD‎2‎‎4Il 方法5　控制电路的选择方法 ‎5.(2016江苏扬州二模,11)某实验小组要测量电阻Rx的阻值。‎ ‎(1)首先,选用欧姆表“×10”挡进行粗测,正确操作后,表盘指针如图甲所示,则该电阻的测量值为　　　Ω。 ‎ 甲 ‎(2)接着,用伏安法测量该电阻的阻值,可选用的实验器材有:电压表V(3 V,内阻约3 kΩ);电流表A(0.02 A,内阻约2 Ω);待测电阻Rx;滑动变阻器R1(0~2 kΩ);滑动变阻器R2(0~200 Ω);干电池2节;开关,导线若干。‎ 在图乙、图丙电路中,应选用图　　　(选填“乙”或“丙”)作为测量电路,滑动变阻器应选用　　　(选填“R1”或“R2”)。 ‎ ‎(3)根据选择的电路和器材,在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接。‎ ‎(4)为更准确测量该电阻的阻值,可采用图戊所示的电路,G为灵敏电流计(量程很小),R0为定值电阻,R、R1、R2为滑动变阻器。操作过程如下:‎ ‎①闭合开关S,调节R2,减小R1连入电路的阻值,多次操作使得G表的示数为零,读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1;‎ ‎ ②改变滑动变阻器R滑片的位置,重复①过程,分别记下U2、I2,…,Un、In;‎ ‎③描点作出U-I图像,根据图线斜率求出Rx的值。下列说法中正确的有　　　　。 ‎ A.闭合S前,为保护G表,R1的滑片应移至最右端 B.调节G表的示数为零时,R1的滑片应位于最左端 C.G表示数为零时,a、b两点间电势差为零 ‎ D.图戊中的实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响 答案　(1)140　(2)丙　R2　(3)如图所示 ‎(4)③CD 方法6　测电源电动势(E)和内阻(r)的常见方法 ‎6.(2018江苏泰州高三月考,12)某同学为了测量某电池的电动势 E和内阻 r,设计了如图甲所示的电路。已知定值电阻R0=20 Ω,电压表V2的内阻很大,可视为理想电压表。‎ ‎(1)根据图甲所示电路,请在乙图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。‎ 甲 乙 ‎(2)实验中,该同学移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1和V2的示数U1、U2,数据如表所示。请根据表格中的数据在图丙所示的坐标纸中画出U2-U1的图线。‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ U1/V ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎4.5‎ ‎5.0‎ U2/V ‎16.5‎ ‎15.2‎ ‎15.0‎ ‎12.0‎ ‎11.1‎ ‎10.3‎ 丙 ‎(3)由图像可得该电池的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。 ‎ ‎(4)实验电路测得的电池内阻的阻值　　　　(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。 ‎ 答案　(1)如图1所示　(2)如图2所示　(3)18.3　31.3　(4)大于 图1‎ 图2‎ ‎7.(2017江苏如东、前黄、栟茶、马塘12月联考,11)在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为一节新的干电池。‎ ‎(1)用图(a)所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表读数变化不明显,原因是　　　　　　　　　　　　,从而影响测量值的精确性。 ‎ ‎(2)为了提高实验精度采用(b)所示电路,提供的器材:‎ A.量程3 V和15 V的双量程电压表V B.量程0.6 A和3 A的双量程电流表A C.定值电阻R0(R0=1.5 Ω)‎ D.滑动变阻器R1(0~10 Ω)‎ E.滑动变阻器R2(0~200 Ω)‎ F.开关S和一些导线 ‎①图(b)电路中,定值电阻R0有两方面的作用:一是方便实验操作和数据测量;‎ 二是　。 ‎ ‎②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用　　　(选填“R1”或“R2”)。 ‎ ‎③用笔画线代替导线在图(c)中完成实物连接图。‎ ‎④实验中改变滑动变阻器的阻值,测出几组电流表和电压表的读数,并在给出的U-I坐标系中画出了U-I图线,如图(d)所示,则新干电池的内阻r=　　　Ω(结果保留两位有效数字)。 ‎ 答案　(1)电源内阻太小　(2)①保证电路中电源和电流表的安全 ‎②R1‎ ‎③如图所示 ‎④0.29‎ 方法7　电路故障的检测方法 ‎8.(2017江苏四市一模)某同学用如图甲所示的实物电路,描绘额定电压为4.0 V的小灯泡的伏安特性曲线,并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题。‎ ‎(1)请根据实验原理把实物图补充完整,并在虚线框内画出电路图。‎ ‎(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,发现“电流表的示数几乎为零,电压表的示数逐渐变化”,则电路的可能故障为　　　　。 ‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.电流表断路 D.滑动变阻器断路 ‎(3)根据如图乙所示I-U图线,可确定小灯泡在电压为2.0 V时实际功率为　　　　W。 ‎ 乙 ‎(4)已知小灯泡灯丝在27 ℃时的电阻是6.0 Ω,并且小灯泡灯丝电阻值R与灯丝温度t的关系为R=k(273+t),k为比例系数。根据I-U图线,‎ 估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为　　　　℃。 ‎ 答案　(1)如图所示 ‎(2)B　(3)0.6　(4)227‎