專題十四實驗與探究,高考物理 (新課標專用),A組統一命題課標卷題組 考點一力學實驗,五年高考,1.(2018課標,22,5分)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標尺由游標和主尺構成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針。 現要測量圖(a)中彈簧的勁度系數。當托盤內沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對準指針,此時標尺讀數為1.950 cm;當托盤內放有質量為0.100 kg的砝碼時,移動游標,再次使其零刻度線對準指針,標尺示數如圖(b)所示,其讀數為cm。當地的重力加速度大小為9.80 m/s2,此彈簧的勁度系數為N/m(保留3位有效數字)。,答案3.77553.7,解析本題考查游標卡尺的讀數方法和胡克定律。此標尺為二十分度的標尺,精確度為0.05 mm,讀數=整毫米數(主尺)+n精確度,所以讀數為37 mm+150.05 mm=37.75 mm=3.775 cm。 當托盤中放入砝碼穩(wěn)定時,彈簧的伸長量x=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm。由平衡條件得F=mg,由胡克定律得F=kx,聯立得k=53.7 N/m。,2.(2018課標,23,9分)某同學用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數。跨過光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時,彈簧秤的示數即木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數據在下表中給出,其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數讀出。 圖(a),回答下列問題: (1)f4=N; (2)在圖(c)的坐標紙上補齊未畫出的數據點并繪出f-m圖線; (3)f與m、木塊質量M、木板與木塊之間的動摩擦因數及重力加速度大小g之間的關系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k=; (4)取g=9.80 m/s2,由繪出的f-m圖線求得=。(保留2位有效數字),答案(1)2.75(2)如圖所示 (3)(M+m)gg(4)0.40,解析本題考查物體的平衡、滑動摩擦力的計算及分析圖像的能力。 (1)由圖可知彈簧秤的讀數為2.75 N。 (2)畫圖線時應使盡可能多的點落在線上,不在線上的點應均勻分布在線的兩側。 (3)以木塊和砝碼為研究對象,整體水平方向受木板的滑動摩擦力和細線的拉力,f=(M+m)g,整理得f=mg+Mg,故f-m圖線的斜率k=g。 (4)由圖知k=3.9 N/kg,故=0.40。,3.(2018課標,22,6分)甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下: (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應時間為(用L、L1和g表示)。 (3)已知當地的重力加速度大小為g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。乙的反應時間為s。(結果保留2位有效數字) (4)寫出一條能提高測量結果準確程度的建議:。,答案(2)(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時乙的手指盡可能接近尺子,解析本題考查自由落體運動的應用。 (2)(3)木尺做自由落體運動,由位移公式可得L-L1=gt2,解得t= s=0.20 s,4.(2017課標,22,5分)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內共滴下46個小水滴) 圖(a) 圖(b),(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。 (2)該小組同學根據圖(b)的數據判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2。(結果均保留2位有效數字),答案(1)從右向左 (2)0.190.037,解析本題考查研究勻變速直線運動。(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減速運動,故相鄰水滴間的距離逐漸減小,結合圖(b)可知小車向左運動。(2)由題意知,30 s內滴下46滴水,共45個時間間隔,故相鄰兩滴水的時間間隔T= s= s。由勻變速直線運動中平均速度等于中 間時刻的瞬時速度可得vA= mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小車運動的加速度為a= mm/s2=0.037 m/s2。,方法技巧“紙帶”的處理 處理“紙帶”時,對于勻變速直線運動,求某點的瞬時速度需利用=,求加速度時應利用x= aT2。當需要考慮減小偶然誤差時,應采用逐差法求加速度。,5.(2017課標,22,6分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。 實驗步驟如下: 如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下擋光片前端相對于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑; 當滑塊上的擋光片經過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t; 用s表示擋光片沿運動方向的長度如圖(b)所示,表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內 的平均速度大小,求出;,將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟、; 多次重復步驟; 利用實驗中得到的數據作出-t圖,如圖(c)所示。 圖(c),完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小, 則與vA、a和t的關系式為=。 (2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結果保留3位有效數字),答案(1)vA+t (2)52.116.3,解析本題考查勻變速直線運動的基本規(guī)律、利用光電門測量平均速度的實驗方法,考查學生的實驗能力和數據處理能力。擋光片通過光電門的平均速度等于t時間段的中間時刻的 速度 由v=v0+at可知=vA+a 即=vA+at,由圖像的截距可知vA=52.12 cm/s52.1 cm/s 其斜率k=a,故滑塊的加速度a=2k=16.3 cm/s2,審題指導在本實驗中,每次換不同擋光片時,題給條件要求下滑前,擋光片前端相對于斜面的位置都相同,且滑塊都由靜止開始下滑,這表明每次下滑實驗中擋光片開始遮光時滑塊的瞬時速度都是相同的,都是vA。因此根據勻變速直線運動的規(guī)律,很容易可以寫出=vA+a。,6.(2017課標,22,6分)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。 (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數如圖(b)所示,F的大小為N。 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。 ()用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O為作用點,在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合;,圖(a),圖(b) ()F合的大小為N,F合與拉力F的夾角的正切值為。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內,則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。,答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所示 ()4.00.05,解析(1)測力計讀數時需要進行估讀,此測力計分度值為0.2 N,則F的大小為4.0 N。 (2)()作力的圖示時,要選好標度,再根據F1、F2的方向及大小作出相應兩力的圖示,圖見答案。分別以F1、F2為鄰邊作平行四邊形并作出F1、F2之間的對角線,即得F合。 ()表示F合的線段的長度為20.0 mm,根據標度算出F合大小為4.0 N。實際合力F的方向沿AO方向,對角線為F合方向,則兩者夾角的正切值tan = 0.05。,命題意圖本題考查驗證力的平行四邊形定則實驗。,易錯分析測力計讀數時要注意估讀。,7.(2016課標,22,5分)某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其中打點計時器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。 圖(a) 圖(b),該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實驗數據和其他題給條件進行推算。 (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點計時器打出B點時,重物下落的速度大小為,打出C點時重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。 (2)已測得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;當地重力加速度大小為9.80 m/s2,實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為Hz。,答案(1)(s1+s2)f(s2+s3)f(s3-s1)f2(2)40,解析(1)勻變速直線運動中,某一段位移的平均速度等于中間時刻的瞬時速度:vB=(s 1+s2)f,同理vC=(s2+s3)f,加速度a=(s3-s1)f2。 (2)由牛頓第二定律可知:mg-0.01mg=ma a=0.99g 又由(1)問知:a= 聯立得f=40 Hz,解題指導(1)考查通過處理紙帶求瞬時速度和加速度的方法。(2)要求推算打點計時器所用電源的頻率,問題新穎,但應注意到加速度表達式中,加速度與頻率的相關性,只要知道加速度就可求出頻率。由給出的受力情況,根據牛頓第二定律可求出加速度,再代入第(1)問中加速度的表達式求出頻率。,8.(2016課標,22,6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖(a)所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 圖(a) (1)實驗中涉及下列操作步驟: 把紙帶向左拉直 松手釋放物塊,接通打點計時器電源 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。 (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果。打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數據,可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m/s。比較兩紙帶可知,(填“M”或“L”)紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。 圖(b),答案(1)(2)1.29M,解析(1)實驗步驟中,一定要注意接通打點計時器電源之后再松手釋放物塊。若次序搞反,可能造成物塊已離開桌面但打點計時器還沒有開始工作。 (2)從紙帶上看,最后兩個數據2.58 cm、2.57 cm相差不大,表示物塊已經脫離彈簧,所以速度v=10-2 m/s1.29 m/s,同理可計算出打下L紙帶時物塊脫離彈簧的速度要小一些。,審題指導通過打點計時器打下的紙帶可分析物體的運動過程。本題中,從前面幾個數據可以看出相等時間內的位移逐漸增大,表明此階段物塊在彈簧彈力作用下加速運動,從后面兩個數據可以看出相等時間內的位移幾乎不變,表明此階段物塊已經脫離了彈簧,近似做勻速直線運動。,9.(2016課標,23,10分)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質量均為0.010 kg。實驗步驟如下: 圖(a),(1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內;用手按住小車 并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖象,經數據處理后可得到相應的加速度a。 (3)對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖象如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數字),將結果填入下表。,(4)利用表中的數據在圖(c)中補齊數據點,并作出a-n圖象。從圖象可以看出:當物體質量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。 圖(b),圖(c) (5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質量為kg(保留2位有效數字,重力加速度取g=9.8 ms-2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填入正確選項前的標號)。 A.a-n圖線不再是直線 B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點,C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大,答案(3)0.39(2分。在0.370.49范圍內都給分) (4)如圖所示(3分) (5)0.45(3分。在0.430.47范圍內都給分) (6)BC(2分。選對一個給1分,有選錯的不給這2分),解析(3)由s=at2得:a=,在s-t圖象中找一點坐標,代入公式即可求出a。 (5)對小車和鉤碼組成的系統應用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=,a-n圖 象的斜率k=,從而可解出M。 (6)對于已平衡摩擦力的情況,對整體應用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=n;對于 木板水平的情況,對整體應用牛頓第二定律:nmg-M+(N-n)mg=(M+Nm)a,整理得:a=n -g,比較可見,B、C均正確。,解題指導利用圖象處理實驗數據是實驗中最常用的方法,解決本題的基本對策是寫出圖象對應的函數,困難便迎刃而解。,易錯點撥(3)(5)中的計算結果一定要按照有效數字的位數要求填寫。畫a-n圖象時,所畫直線要符合以下要求:讓盡可能多的點落在直線上;不能落在直線上的點要均勻分布于直線的兩側;一定要利用直尺畫線。,10.(2015課標,22,6分,0.395)某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示,圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離。 (1)物塊下滑時的加速度a=m/s2,打C點時物塊的速度v=m/s; (2)已知重力加速度大小為g,為求出動摩擦因數,還必須測量的物理量是(填正確答案標號)。 A.物塊的質量 B.斜面的高度 C.斜面的傾角,答案(1)3.25(2分)1.79(2分)(2)C(2分),解析(1)a=3.25 m/s2 vC=1.79 m/s (2)因為a=(mg sin -mg cos )/m =g sin -g cos 所以= 欲求出還需知道斜面傾角,故選C項。,思路點撥利用s=aT2求加速度,利用=求解打C點時物塊的速度。對物塊受力分 析,在沿斜面方向由牛頓第二定律列式分析動摩擦因數。,11.(2015課標,22,6分,0.396)某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20 m)。,完成下列填空: (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖(a)所示,托盤秤的示數為1.00 kg; (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時,托盤秤的示數如圖(b)所示,該示數為kg; (3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經過最低點后滑向另一側。此過程中托盤秤的最大示數為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示:,(4)根據以上數據,可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為N;小車通過最低點時的速度大小為m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2,計算結果保留2位有效數字),答案(2)1.40(2分)(4)7.9(2分)1.4(2分),解析(2)示數為1.40 kg,注意估讀。 (4)小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力N=g-M橋g=(1.81-1.00)9.80 N=7.9 N,小車通過最低 點時受到的支持力N=N=7.9 N,小車質量m車=1.40 kg-1.00 kg=0.40 kg,由N-m車g=m車,解得v=1. 4 m/s。,思路點撥秤的分度值為0.1 kg,讀數時應估讀到分度值的下一位。對橋的壓力是玩具小車對橋施加的力,而秤的示數等于橋對秤的壓力。,12.(2014課標,22,6分,0.643)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖,如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質量為200 g,實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到,回答下列問題: 圖(a),答案(1)非線性(2)存在摩擦力 (3)調節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠小于小車的質量,解析(1)將圖(b)中各點連線,得到的是一條曲線,故a與m的關系是非線性的。 (2)由圖(b)可知,當鉤碼質量不為零時,在一定范圍內小車加速度仍為零,即細繩對小車的拉力大于某一數值時小車才產生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。 (3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力,則應滿足三個條件,一是摩擦力被平衡,二是繩平行于軌道平面,此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合力,設繩的拉力為T,由mg-T=ma、T=Ma有T=g=,可見當mM時才有Tmg,故第三個條件為mM。,考點二電學實驗,13.(2018課標,23,10分)某實驗小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 80 范圍內某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有:置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標稱值(25 時的阻值)為900.0 ;電源E(6 V,內阻可忽略);電壓表(量程150 mV);定值電阻R0(阻值20.0 ), 滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 );電阻箱R2(阻值范圍0999.9 );單刀開關S1,單刀雙擲開關S2。 圖(a),實驗時,先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0 。將S2與1端接通,閉合S1,調節(jié)R1 的滑片位置,使電壓表讀數為某一值U0;保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調節(jié)R2,使電壓表讀數仍為U0;斷開S1,記下此時R2的讀數。逐步降低溫控室的溫度t,得到相應溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0 。實驗得到的R2-t數據見下表。,回答下列問題: (1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應移動到(填“a”或“b”)端; (2)在圖(b)的坐標紙上補齊數據表中所給數據點,并做出R2-t曲線; 圖(b),圖(c) (3)由圖(b)可得到RT在25 80 范圍內的溫度特性。當t=44.0 時,可得RT=; (4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應讀數如圖(c)所示,該讀數為,則手心溫度為。,答案(1)b(2)如圖所示 (3)450(4)620.033.0,解析本題考查替代法測電阻、繪圖能力及電阻箱的讀數等。 (1)滑動變阻器是限流式接法,S1閉合前,滑片應置于使滑動變阻器連入電路的阻值最大的位置,即b端。 (2)由題給數據描完點后,觀察這些點的分布規(guī)律,應畫一條平滑曲線,讓盡可能多的點落在線上,不在線上的點要均勻分布在線的兩側。 (3)由R2-t圖線知,當t=44.0 時,RT=450 。 (4)電阻箱的讀數為(6100+210+01+00.1)=620.0 ,由R2-t圖像知,當R2=620.0 時,t=33.0 。,14.(2018課標,22,6分)某同學組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有:微安表頭(量程100 A,內阻 900 );電阻箱R1(阻值范圍0 999.9 );電阻箱R2(阻值范圍0 99 999.9 );導線若干。 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表,在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。 回答下列問題: (1)在虛線框內畫出電路圖并標出R1和R2,其中*為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。 (2)電阻箱的阻值應取R1=,R2=。(保留到個位),答案(1)如圖所示(2)1002 910,解析本題考查電表的改裝。 將量程為100 A的微安表頭改裝成量程為1 mA的直流電流表,應并聯一個分流電阻,分流電阻的阻值為=100 ,選用R1;再串聯一分壓電阻可改裝成量程為3 V的電壓表,分壓電阻的阻 值為= =2 910 ,選用R2。,規(guī)律總結電表改裝的原理 應用并聯分流的規(guī)律改裝電流表;應用串聯分壓的規(guī)律改裝電壓表。,15.(2018課標,23,9分)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 );可視為理想電壓表;S1為單刀開關,S2為單刀雙擲開關;E為電源; R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗: (1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線;,圖(a),圖(b),(2)將滑動變阻器滑動端置于適當的位置,閉合S1; (3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表的示數U1;然后將S2擲 于2端,記下此時電壓表的示數U2; (4)待測電阻阻值的表達式Rx=(用R0、U1、U2表示); (5)重復步驟(3),得到如下數據:,(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx=。(保留1位小數),答案(1)圖見解析(4)R0(6)48.2,解析本題考查測量電阻的實驗。 (1)實物連線如圖所示: (4)將開關S2擲于1端,可測得流經R0的電流為;將開關S2擲于2端,可測得流經R0和Rx的電流為 。由于可視為理想電壓表,對電路沒有影響,則兩種情況下,電流相等,即=, 解得:Rx=R0。 (6)根據所給數據,計算的平均值為3.41,則Rx=(3.41-1)20.0 =48.2 。,審題指導本題屬于計算型實驗題,結合題設條件,利用歐姆定律列方程求解;本題中還有一點也應注意,可視為理想電壓表,其對電路無影響。,16.(2017課標,23,10分)某同學研究小燈泡的伏安特性。所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表(量程3 V,內阻3 k);電流表(量程0.5 A,內阻0.5 );固定電 阻R0(阻值1 000 );滑動變阻器R(阻值09.0 );電源E(電動勢5 V,內阻不計);開關S;導線若干。 (1)實驗要求能夠實現在03.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量,畫出實驗電路原理圖。 (2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。,圖(a),圖(b) 由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率(填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)用另一電源E0(電動勢4 V,內阻1.00 )和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關S,在R的變化范圍內,小燈泡的最小功率為W,最大功率為W。(結果均保留2位小數),答案(1)實驗電路原理圖如圖所示 (2)增大增大 (3)0.391.17,解析本題考查電路設計及伏安特性曲線的應用。 (1)先考慮測量電路,由于小燈泡的額定電壓為3.8 V,而電壓表的量程只有3 V,但其內阻已知,由給定器材規(guī)格可知,可串聯固定電阻R0將其改裝為量程4 V的電壓表。因小燈泡的電阻較小,采用電流表外接法。再考慮控制電路,由于實驗中電壓需從0開始變化,故控制電路需采用分壓式。 (2)由R=知I-U圖線的斜率表示電阻的倒數,故隨著電流的增加小燈泡電阻逐漸增大。再由R =可知,在L、S不變的情況下,R增大的原因只能是電阻率增大。 (3)當R全部電阻接入電路時,通過燈泡的電流最小,燈泡實際消耗的功率最小。設此時燈泡兩端電壓為U、通過的電流為I,由閉合電路歐姆定律得E0=U+I(R+r),代入數據得I=0.4-0.1U,在燈泡的伏安特性曲線坐標系中作出I=0.4-0.1U的圖線,兩圖線的交點坐標即為此時燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流,有U=1.75 V、I=225 mA,故最小功率為Pmin=IU=0.39 W。當R接入電路中的阻值等于0時,電路中電流最大、燈泡實際消耗的功率最大。同理可得Pmax=1.17 W。,方法技巧伏安特性曲線的應用 當將伏安特性曲線已知的器件接入電路時,器件兩端電壓與通過器件的電流之間的關系既要受到伏安特性曲線的限制,又要受到閉合電路歐姆定律的限制,從數學角度說,器件兩端電壓與通過器件的電流是兩方程組成的方程組的解,而從圖線角度說,即為兩圖線交點的坐標,故在求解非線性元件的阻值、功率時,可通過作圖解決。,(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。 (2)完成下列填空: R1的阻值為(填“20”或“2 000”)。 為了保護微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的端(填“左”或“右”)對應的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。 將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。將R1的滑片置于適當位置,再反復調節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后,微安表的示數保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢(填“相等”或“不相等”)。 將電阻箱Rz和微安表位置對調,其他條件保持不變,發(fā)現將Rz的阻值置于2 601.0 時,在接通S2前后,微安表的示數也保持不變。待測微安表的內阻為(結果保留到個位)。 (3)寫出一條提高測量微安表內阻精度的建議:。,答案(1)如圖所示(2)20左相等2 550 (3)調節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程,解析本題考查實物圖連線、電阻的測量、器材的選取,考查學生的實驗能力。 (2)R1為分壓電阻,為了有效控制測量電路,故選20 的小電阻; 為了保護微安表,開始R1的滑片C應滑到左端,使微安表示數為零; 當B與D的電勢相等時,IDB=0,S2閉合前后電路的電阻不變,導致微安表的示數不變; 設R2中電流為I1,Rz中電流為I2,當B=D時 URz1=UR2左,URg=UR2右 即I2Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右 得= 當Rz與微安表對調時,有= 故有= Rg= =2 550 ,18.(2017課標,23,9分)圖(a)為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 A,內阻為480 。虛線方 框內為換擋開關,A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆100 擋。 圖(a),圖(b) (1)圖(a)中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標號)。 A.在使用多用電表之前,調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C.使用電流擋時,調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置,(3)根據題給條件可得R1+R2=,R4=。 (4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數為。(結果均保留3位有效數字),答案(1)黑(2)B(3)160880 (4)1.47 mA1.10103 2.95 V,解析(1)換擋開關接“3”時為歐姆擋,內部接有電源,電流從電源正極流出,經A端流出,經B端流入表內,回到電源負極,“紅”進“黑”出,則A端應與黑色表筆連接。 (2)R6應是歐姆擋的歐姆調零電阻,故B選項正確。而在使用多用電表之前,要進行機械調零,使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,故A選項錯誤。使用電流擋時不需要歐姆調零,故C選項錯誤。 (3)當換擋開關接“2”時為直流電流1 mA擋,此時R1和R2串聯后與表頭并聯,滿偏時總電流 為1 mA,則R1、R2中的電流為1 mA-Ig,電壓為IgRg,則R1+R2= =160 ;當 換擋開關接4時為直流電壓1 V擋,此時R1和R2串聯后與表頭并聯,然后再與R4串聯,滿偏時總 電壓為1 V,則R4分壓為1 V-IgRg=1 V-25010-6480 V=0.88 V,流過R4的電流為1 mA,則R4= =880 。 (4)若B端與“1”相連,則為直流電流2.5 mA擋,觀察圖(b)中下方刻度,共50個小格,則每小格表示0.05 mA,即分度值為0.05 mA,由估讀法可得讀數為1.47 mA。 若B端與“3”連接,則為歐姆100 擋,指針指在上邊歐姆表盤“11”位置,則可得讀數為1.10,103 。 若B端與“5”連接,則為直流電壓5 V擋,觀察圖(b)中下方刻度,共50個小格,則每小格表示0.1 V,即分度值為0.1 V,由估讀法可得讀數為2.95 V。,命題意圖本題考查多用電表的原理以及電表的改裝。,易錯分析多用電表的歐姆擋內部有電源,可據此判斷A端與黑色表筆相連。 多用電表內部電路圖串、并聯關系要明確。 歐姆擋讀數為指針示數乘以所選擋位倍率,電壓擋、電流擋讀數要注意分度值及估讀問題。 注意題目要求的保留幾位有效數字。,19.(2016課標,23,10分)現要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統,要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 時,系統報警。提供的器材有:熱敏電阻,報警器(內阻很小,流過的電流超過Ic時就會報警),電阻箱(最大阻值為999.9 ),直流電源(輸出電壓為U,內阻不計),滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 ),滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 ),單刀雙擲開關一個,導線若干。 在室溫下對系統進行調節(jié)。已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過報警器的電流超過20 mA時,報警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60 時阻值為650.0 。 (1)完成待調節(jié)的報警系統原理電路圖的連線。,(2)電路中應選用滑動變阻器(填“R1”或“R2”)。 (3)按照下列步驟調節(jié)此報警系統: 電路接通前,需將電阻箱調到一固定的阻值,根據實驗要求,這一阻值為;滑動變阻器的滑片應置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。,將開關向(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至。 (4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關向另一端閉合,報警系統即可正常使用。,答案(1)連線如圖所示 (2)R2 (3)650.0b接通電源后,流過報警器的電流會超過20 mA,報警器可能損壞c報警器開始報警,解析(1)見答案。 (2)由R= =1 800 可知,滑動變阻器應選R2。 (3)電阻箱的電阻值應調為熱敏電阻在60 時的阻值,即650.0 ?；瑒幼冏杵鞯幕瑧糜赽端,使開關接通后回路中電流最小,以保護報警器,即防止因過載而損壞報警器。 應將開關向c端閉合,然后對系統進行調節(jié)。,解題指導從提供的單刀雙擲開關可以看出,當開關與c接通時,應形成一個完整的電路,以便對系統進行調節(jié)。當調節(jié)完成后,只要將開關與d接通,就可以用于報警。 由報警電流推算回路中的總電阻值,便可大致確定滑動變阻器的最小阻值,從而確定選用哪一個變阻器。,反思總結電學實驗題千變萬化,但電路的基本要素幾乎是不變的,即實驗電路總是由“控制電路”和“工作電路”組成。,20.(2016課標,23,9分)某同學利用圖(a)所示電路測量量程為2.5 V的電壓表的內阻(內阻 為數千歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99 999.9 ),滑動變阻器R1(最大阻值50 ),滑動變阻器R2(最大阻值5 k),直流電源E(電動勢3 V),開關1個,導線若干。 實驗步驟如下: 按電路原理圖(a)連接線路; 將電阻箱阻值調節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應的位置,閉合開關S; 調節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏; 保持滑動變阻器滑片的位置不變,調節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數為2.00 V,記下電阻箱的阻值。,圖(a),答案(1)R1(2)如圖所示(3)2 520(4)D,解析(1)在保證電路安全的前提下,分壓式電路中的滑動變阻器應選用總阻值小的。 (2)見答案圖。 (3)電壓表示數為2.00 V,說明電阻箱分壓為0.5 V,可知RV=4R=4630.0 =2 520 。 (4)I滿=1 mA。,疑難突破(1)電壓表滿偏電壓為2.5 V,步驟中電壓表示數為2.00 V,說明電阻箱僅分壓0.5 V。(2)電壓表的滿刻度電流與表頭一致,故I滿=。,評析半偏法測量電表內阻是高考常考題型,但本題中并沒有使電壓表真正半偏,而是使示數變?yōu)闈M偏的五分之四,考生需要靈活運用半偏法的基本原理,體會到其中電阻箱阻值僅為電壓表內阻的四分之一,該題目有一定難度。,21.(2016課標,22,5分)某同學用圖中所給器材進行與安培力有關的實驗。兩根金屬導軌ab和a1b1固定在同一水平面內且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方,S極位于兩導軌的正下方,一金屬棒置于導軌上且與兩導軌垂直。,(1)在圖中畫出連線,完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路,且在開關閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動。 (2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,有人提出以下建議: A.適當增加兩導軌間的距離 B.換一根更長的金屬棒 C.適當增大金屬棒中的電流 其中正確的是(填入正確選項前的標號)。,答案(1)如圖所示(2分) (2)AC(3分。選對一個給2分,選對兩個給3分,有選錯的不給這3分),解析(1)根據左手定則得金屬棒中電流為從a流向a1。要求滑動變阻器以限流方式接入電路中,故滑動變阻器接線柱上下各用一個。(2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,應使它所受安培力F=BIL增大,所以適當增加兩導軌間的距離時有效長度L增大,F變大,A項正確;只換更長的金屬棒時有效長度L不變,B項錯;增大電流,F也增大,C項正確。,反思總結做實物連線題時注意:先用鉛筆畫,然后用簽字筆描;連線時畫出的連線不能相交;連接滑動變阻器時連線不能與滑片連接。,答案(1)實驗電路圖如圖所示(2分) (2)移動滑動變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最小(1分);閉合開關S1、S2,調節(jié)R1,使電壓表的指針滿偏(1分);保持滑動變阻器滑片的位置不變(1分),斷開S2,調節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏(1分);讀取電阻箱所示的電阻值,此即為測得的電壓表內阻(1分) (3)(1分)斷開S2,調節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路總電阻增大,分得的電壓也增大;此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,故RVRV(1分,其他合理說法同樣給分),解析(1)由于R1的總阻值遠小于測量電路總電阻,故控制電路采用分壓式接法,電路圖見答案。 (2)(3)見答案。,評析試題考查了半偏法測電壓表內阻的原理、步驟及實驗的系統誤差,試題難度較小,考查點基礎,在一定程度上考查了考生的分析、推理能力。,23.(2015課標,23,9分,0.299)圖(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖,其中虛線框內是毫安表的改裝電路。,圖(b),圖(a),(1)已知毫安表表頭的內阻為100 ,滿偏電流為1 mA;R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱,電表量程為3 mA;若使用a 和c兩個接線柱,電表量程為10 mA。由題給條件和數據,可以求出R1=,R2=。 (2)現用一量程為3 mA、內阻為150 的標準電流表對改裝電表的3 mA擋進行校準,校準時 需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 V,內阻忽略不計;定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300 和1 000 ;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750 和3 000 。則R0應選用阻值為的電阻,R應選用最大阻值為的滑動變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R為保護電阻,虛線框內未畫出的電路即為圖(a)虛線框內的電路。則圖中的d點應和接線柱(填“b”或“c”)相連。判斷依據是:。,答案(1)1535(4分,每空2分)(2)3003 000(2分,每空1分)(3)c(1分)閉合開關時,若電表指針偏轉,則損壞的電阻是R1;若電表指針不動,則損壞的電阻是R2(2分),解析(1)由并聯電路各支路兩端電壓相等有:使用a和b兩個接線柱時1 mA100 =(3-1)mA(R1+R2);使用a和c兩個接線柱時1 mA(100 +R2)=(10-1)mAR1,聯立可得R1=15 ,R2=35 。(2)由題意知校準時電路中電流的范圍為0.5 mAI3.0 mA,則由閉合電路歐姆定律知電路中總電阻R總=滿足500 R總3 000 ,而兩電表的總電阻RA=150 +=183 ,故R0+ R應滿足317 R0+R2 817 ,可知R0只能選用300 的,R只能選用3 000 的。(3)在圖(b)電路中,當d接c時,若R1損壞則毫安表仍接入電路而有示數,若R2損壞則毫安表不接入電路而無示數,故可由毫安表有無示數來判斷損壞的電阻;當d接b時,無論R1還是R2損壞,對毫安表示數的影響相同,從而不能進行判定。,評析試題以電表的改裝與校準為依托,綜合考查了電表改裝、電表校準、多量程電表、器材選擇、故障分析等,知識面覆蓋較廣,試題難度中等。,24.(2014課標,22,6分,0.622)在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx約為200 ,電壓表的內 阻約為2 k,電流表的內阻約為10 ,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結 果由公式Rx=計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數。若將圖(a)和圖(b)中電路 測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值Rx1(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值。,答案Rx1大于小于,解析=20,=10,因此Rx屬于大電阻,用電流表內接法時測量值更接近真實值,即Rx1更接近 真實值;因Rx1=Rx+RA,故Rx1Rx,Rx2=R并(即Rx與RV的并聯值),故Rx2<Rx。,規(guī)律總結歐姆定律I=中的三個物理量應具有同一性:I、U、R應為同一段電路的同一時 刻的電流、電壓和電阻。測電阻時用內接法其電壓表示數不是R兩端電壓而是電阻和電流表串聯后電路兩端電壓,則UVUR,Rx1Rx,而用外接法時電流表示數不是電阻中的電流而是電阻和電壓并聯電路的電流,則IAIR,Rx2<Rx。,25.(2014課標,23,9分)利用如圖(a)所示電路,可以測量電源的電動勢和內阻,所用的實驗器材有: 圖(a) 待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9 ),電阻R0(阻值為3.0 ),電阻R1(阻值為3.0 ),電流表(量 程為200 mA,內阻為RA=6.0 ),開關S。 實驗步驟如下: 將電阻箱阻值調到最大,閉合開關S; 多次調節(jié)電阻箱,記下電流表的示數I和電阻箱相應的阻值R;,以為縱坐標,R為橫坐標,作-R圖線(用直線擬合); 求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。 回答下列問題: (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻,則與R的關系式為 。 (2)實驗得到的部分數據如下表所示,其中電阻R=3.0 時電流表的示數如圖(b)所示,讀出數據,完成下表。答:,。,圖(c),圖(b),(3)在圖(c)的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖,根據圖線求得斜率k=A-1-1,截距 b=A-1。 (4)根據圖線求得電源電動勢E=V,內阻r=。,答案(1)=R+RA+(r+R0)或=R+(5.0+r) (2)0.1109.09 (3)見解析1.0(在0.961.04之間均對)6.0(在5.96.1之間均對) (4)3.0(在2.73.3之間均對)1.0(在0.61.4之間均對),解析(1)由閉合電路歐姆定律有E=IRA+(I+)(R+R0+r),整理得=R+RA+(r +R0),代入數據得=R+(5.0+r)。(2)由題圖知該電流表的分度值為 2 mA,讀數為110 mA,考慮到表格內各組數據的單位及有效數字位數,故結果應為0.110 A。=9.09 A-1。(3) 描點作圖如圖所示,由圖線可得k= A-1-1=1.0 A-1-1,b=6.0 A-1。(4)由=R+(5.0 +r)可知k=,b=(5.0+r),將k=1.0 A-1-1、b=6.0 A-1代入可得E=3.0 V,r=1.0 。,B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,考點一力學實驗,1.(2015浙江理綜,15,6分)如圖所示,氣墊導軌上滑塊經過光電門時,其上的遮光條將光遮住,電子計時器可自動記錄遮光時間t。測得遮光條的寬度為x,用近似代表滑塊通過光電門時 的瞬時速度。為使更接近瞬時速度,正確的措施是() A.換用寬度更窄的遮光條 B.提高測量遮光條寬度的精確度 C.使滑塊的釋放點更靠近光電門 D.增大氣墊導軌與水平面的夾角,答案A 實質上是滑塊通過光電門時的平均速度,所以要使瞬時速度的測量值更接近于 真實值,可將遮光條的寬度減小一些,所以B、C、D項錯誤,A項正確。,2.(2015海南單科,11,6分)某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度,測量結果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為cm,高度為mm。 圖(a),圖(b),答案1.2206.860,解析圖(a)為20分度的游標卡尺,其精度為0.05 mm。主尺讀數為12 mm,游標尺上第4條刻線與主尺上的一條刻線對齊,故測量結果為12 mm+40.05 mm=12.20 mm=1.220 cm。螺旋測微器的精度為0.01 mm,由圖(b)知固定刻度讀數為6.5 mm,可動刻度讀數為“36.0”,故工件的高度為6.5 mm+36.00.01 mm=6.860 mm。,3.2018天津理綜,9(2)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。 具體操作前,同學們提出了如下關于實驗操作的建議,其中正確的有。 A.橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上 B.重復實驗再次進行驗證時,結點O的位置可以與前一次不同 C.使用測力計時,施力方向應沿測力計軸線;讀數時視線應正對測力計刻度 D.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力 該小組的同學用同一套器材做了四次實驗,白紙上留下的標注信息有結點位置O、力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是。,答案BCB,解析本題考查“驗證力的平行四邊形定則”實驗。 橡皮條的彈力方向不需要在兩繩套夾角的角平分線上,選項A錯誤;重復實驗,結點O的位置與上次實驗無關,可以不同,選項B正確;使用測力計時,為避免彈簧與外殼的摩擦,要求施力方向應沿測力計軸線方向,讀數時視線應正對測力計刻度,選項C正確;拉力小于彈簧測力計的量程即可,選項D錯誤。 “驗證力的平行四邊形定則”實驗中,在不超測力計量程的前提下,拉力應盡量大些;確定拉力方向時,所描點應與O點的距離大些;兩繩套夾角不能過大或過小;作圖示時,所選標度越小,精度越高。綜上所述,應選B。,知識拓展在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,選取合適的標度,按比例作平行四邊形,求F1和F2的合力,而力F方向應與橡皮條方向共線。,4.(2018江蘇單科,11,10分)某同學利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪,兩端各懸掛一只質量為M的重錘。實驗操作如下: 用米尺量出重錘1底端距地面的高度H; 在重錘1上加上質量為m的小鉤碼; 左手將重錘2壓在地面上,保持系統靜止。釋放重錘2,同時右手開啟秒表,在重錘1落地時停止計時,記錄下落時間; 重復測量3次下落時間,取其平均值作為測量值t。 請回答下列問題:,(1)步驟可以減小對下落時間t測量的(選填“偶然”或“系統”)誤差。 (2)實驗要求小鉤碼的質量m要比重錘的質量M小很多,主要是為了。 A.使H測得更準確 B.使重錘1下落的時間長一些 C.使系統的總質量近似等于2M D.使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 (3)滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差?，F提供一些橡皮泥用于減小該誤差,可以怎么做? (4)使用橡皮泥改進實驗后,重新進行實驗測量,并測出所用橡皮泥的質量為m0。用實驗中的測量量和已知量表示g,得g=。,答案(1)偶然(2)B (3)在重錘1上粘上橡皮泥,調整橡皮泥質量直至輕拉重錘1后松手,能觀察到其勻速下落。 (4),解析本題考查利用牛頓第二定律和勻變速直線運動規(guī)律測重力加速度。 (2)m相對M越小,系統的加速度越小,重錘1下落的時間就越長,測量時間的相對誤差就越小,故選B。 (3)在重錘1上粘上橡皮泥,輕拉重錘1后松手,若能勻速運動,就說明平衡了摩擦阻力。 (4)系統勻加速下落的過程中有:H=at2 mg=(2M+m+m0)a 解得: g=。,疑難突破對于創(chuàng)新型的實驗,弄清實驗原理,一切問題就迎刃而解了。,5.(2018北京理綜,21,18分)用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 圖1 主要實驗步驟如下: a.安裝好實驗器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。 b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點,如圖2中A、B、C、D、E、F所示。,圖2 c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。 圖3,結合上述實驗步驟,請你完成下列任務: (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有和(填選項前的字母)。 A.電壓合適的50 Hz交流電源 B.電壓可調的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝碼) (2)在圖3中已標出計數點A、B、D、E對應的坐標點,請在該圖中標出計數點C對應的坐標點,并畫出v-t 圖像。 (3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是。v-t圖像斜率的物理意義是。 (4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數點的瞬時 速度,從理論上講,對t的要求是(選填“越小越好”或“與大小無關”);從實驗的角度看,選取的x大小與速度測量的誤差(選填“有關”或“無關”)。,(5)早在16世紀末,伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖4所示的“斜面實驗”,反復做了上百次,驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。 圖4,答案(1)AC (2)如圖所示 (3)小車的速度隨時間均勻變化加速度 (4)越小越好有關 (5)如果小球的初速度為0,其速度vt,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。