專題十四實(shí)驗(yàn)與探究,高考物理(課標(biāo)專用),考點(diǎn)二力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.(2018課標(biāo),22,6分)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)甲用兩個(gè)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(zhǔn)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(yīng)時(shí)間為(用L、L1和g表示)。(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反應(yīng)時(shí)間為s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:。,五年高考,A組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,答案(2)(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子,解析本題考查自由落體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。(2)(3)木尺做自由落體運(yùn)動(dòng),由位移公式可得L-L1=gt2,解得t=s=0.20s,2.(2018課標(biāo),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(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置,簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí),移動(dòng)游標(biāo),使其零刻度線對準(zhǔn)指針,此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm;當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí),移動(dòng)游標(biāo),再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針,標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為N/m(保留3位有效數(shù)字)。,答案3.77553.7,解析本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法和胡克定律。此標(biāo)尺為二十分度的標(biāo)尺,精確度為0.05mm,讀數(shù)=整毫米數(shù)(主尺)+n精確度,所以讀數(shù)為37mm+150.05mm=37.75mm=3.775cm。當(dāng)托盤中放入砝碼穩(wěn)定時(shí),彈簧的伸長量x=3.775cm-1.950cm=1.825cm。由平衡條件得F=mg,由胡克定律得F=kx,聯(lián)立得k=53.7N/m。,3.(2018課標(biāo),23,9分)某同學(xué)用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板,當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí),彈簧秤的示數(shù)即木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。某次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出,其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出。圖(a),圖(b),圖(c),回答下列問題:(1)f4=N;(2)在圖(c)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出f-m圖線;(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k=;(4)取g=9.80m/s2,由繪出的f-m圖線求得=。(保留2位有效數(shù)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(dòng)摩擦力的計(jì)算及分析圖像的能力。(1)由圖可知彈簧秤的讀數(shù)為2.75N。(2)畫圖線時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在線上,不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在線的兩側(cè)。(3)以木塊和砝碼為研究對象,整體水平方向受木板的滑動(dòng)摩擦力和細(xì)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=3.9N/kg,故=0.40。,4.(2017課標(biāo),22,6分)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn),將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1mm)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(diǎn)(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí),橡皮筋處于原長。(1)用一只測力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O,此時(shí)拉力F的大小可由測力計(jì)讀出。測力計(jì)的示數(shù)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(diǎn);現(xiàn)使用兩個(gè)測力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋,再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N。()用5mm長度的線段表示1N的力,以O(shè)為作用點(diǎn),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(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jì)讀數(shù)時(shí)需要進(jìn)行估讀,此測力計(jì)分度值為0.2N,則F的大小為4.0N。(2)()作力的圖示時(shí),要選好標(biāo)度,再根據(jù)F1、F2的方向及大小作出相應(yīng)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對角線,即得F合。()表示F合的線段的長度為20.0mm,根據(jù)標(biāo)度算出F合大小為4.0N。實(shí)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(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)。,易錯(cuò)分析測力計(jì)讀數(shù)時(shí)要注意估讀。,5.(2017課標(biāo),22,6分)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)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?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí),用光電計(jì)時(shí)器測得光線被擋光片遮住的時(shí)間t;用s表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)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(shí)間內(nèi)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(fù)步驟、;多次重復(fù)步驟;利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)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(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小,則與vA、a和t的關(guān)系式為=。(2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),答案(1)vA+t(2)52.116.3,解析本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律、利用光電門測量平均速度的實(shí)驗(yàn)方法,考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛿?shù)據(jù)處理能力。擋光片通過光電門的平均速度等于t時(shí)間段的中間時(shí)刻的速度由v=v0+at可知=vA+a即=vA+at,由圖像的截距可知vA=52.12cm/s52.1cm/s其斜率k=a,故滑塊的加速度a=2k=16.3cm/s2,審題指導(dǎo)在本實(shí)驗(yàn)中,每次換不同擋光片時(shí),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(shí)驗(yàn)中擋光片開始遮光時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度都是相同的,都是vA。因此根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,很容易可以寫出=vA+a。,6.(2017課標(biāo),22,5分)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng),用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前,將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁,如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí),保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程中,滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)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(yùn)動(dòng)的。(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)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(yùn)動(dòng)。(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減速運(yùn)動(dòng),故相鄰水滴間的距離逐漸減小,結(jié)合圖(b)可知小車向左運(yùn)動(dòng)。(2)由題意知,30s內(nèi)滴下46滴水,共45個(gè)時(shí)間間隔,故相鄰兩滴水的時(shí)間間隔T=s=s。由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得vA=mm/s=0.19m/s。由逐差法得小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a=mm/s2=0.037m/s2。,方法技巧“紙帶”的處理處理“紙帶”時(shí),對于勻變速直線運(yùn)動(dòng),求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度需利用=,求加速度時(shí)應(yīng)利用x=aT2。當(dāng)需要考慮減小偶然誤差時(shí),應(yīng)采用逐差法求加速度。,7.(2016課標(biāo),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(guān)系。圖中,置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè),每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下:圖(a)(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當(dāng)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(gè)鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時(shí)的s-t圖像如圖(b)所示;由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。,(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出a-n圖像。從圖像可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí),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圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8ms-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(xiàng)前的標(biāo)號(hào))。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(diǎn),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(nèi)都給分)(4)如圖所示(3分)(5)0.45(3分。在0.430.47范圍內(nèi)都給分)(6)BC(2分。選對一個(gè)給1分,有選錯(cuò)的不給這2分),解析(3)由s=at2得:a=,在s-t圖像中找一點(diǎn)坐標(biāo),代入公式即可求出a。(5)對小車和鉤碼組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=,a-n圖像的斜率k=,從而可解出M。(6)對于已平衡摩擦力的情況,對整體應(yīng)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(yīng)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(dǎo)利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)中最常用的方法,解決本題的基本對策是寫出圖像對應(yīng)的函數(shù),困難便迎刃而解。,易錯(cuò)點(diǎn)撥(3)(5)中的計(jì)算結(jié)果一定要按照有效數(shù)字的位數(shù)要求填寫。畫a-n圖像時(shí),所畫直線要符合以下要求:讓盡可能多的點(diǎn)落在直線上;不能落在直線上的點(diǎn)要均勻分布于直線的兩側(cè);一定要利用直尺畫線。,8.(2016課標(biāo),22,6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。圖(a)(1)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(hào))。(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(shí)際打點(diǎn)結(jié)果。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為m/s。比較兩紙帶可知,(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟中,一定要注意接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器還沒有開始工作。(2)從紙帶上看,最后兩個(gè)數(shù)據(jù)2.58cm、2.57cm相差不大,表示物塊已經(jīng)脫離彈簧,所以速度v=10-2m/s1.29m/s,同理可計(jì)算出打下L紙帶時(shí)物塊脫離彈簧的速度要小一些。,考查點(diǎn)利用紙帶求速度、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),思路分析當(dāng)紙帶上點(diǎn)間的距離相差不大時(shí),表示物塊已經(jīng)脫離彈簧。,易錯(cuò)警示先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,然后再釋放物塊。,9.(2015課標(biāo),22,6分,0.395)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,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(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。(1)物塊下滑時(shí)的加速度a=m/s2,打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v=m/s;(2)已知重力加速度大小為g,為求出動(dòng)摩擦因數(shù),還必須測量的物理量是(填正確答案標(biāo)號(hào))。A.物塊的質(zhì)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=3.25m/s2vC=1.79m/s(2)因?yàn)閍=(mgsin-mgcos)/m=gsin-gcos所以=欲求出還需知道斜面傾角,故選C項(xiàng)。,解題關(guān)鍵利用x=aT2求加速度。利用=,求某一位置的速度。,10.(2015課標(biāo),22,6分,0.369)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。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=0.20m)。,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(shù)為1.00kg;(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí),托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為kg;(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)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(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對橋的壓力為N;小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),答案(2)1.40(2分)(4)7.9(2分)1.4(2分),解析(2)示數(shù)為1.40kg,注意估讀。(4)小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對橋的壓力N=g-M橋g=(1.81-1.00)9.80N=7.9N,小車通過最低點(diǎn)時(shí)受到的支持力N=N=7.9N,小車質(zhì)量m車=1.40kg-1.00kg=0.40kg,由N-m車g=m車,解得v=1.4m/s。,思路分析小車在橋的最低點(diǎn)時(shí)豎直方向上所受的合外力提供向心力。,易錯(cuò)警示應(yīng)根據(jù)題目表格中m值求平均值,=,減小偶然誤差。,11.(2014課標(biāo),22,6分,0.643)某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)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(jì)算機(jī)得到,回答下列問題:圖(a),圖(b)(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。(2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過原點(diǎn),可能的原因是。(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是,。鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是。,答案(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,解析(1)將圖(b)中各點(diǎn)連線,得到的是一條曲線,故a與m的關(guān)系是非線性的。(2)由圖(b)可知,當(dāng)鉤碼質(zhì)量不為零時(shí),在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零,即鉤碼對小車的拉力大于某一數(shù)值時(shí)小車才產(chǎn)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(yīng)滿足三個(gè)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(shè)繩的拉力為T,由mg-T=ma、T=Ma有T=g=,可見當(dāng)mM時(shí)才有Tmg,故第三個(gè)條件為mM。,解題關(guān)鍵理解平衡摩擦力的目的。了解將鉤碼所受重力mg的大小作為小車所受合力的條件。,溫馨提示本題應(yīng)用數(shù)字化信息系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,直接得出加速度a,更方便。,12.(2014課標(biāo),23,9分,0.31)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí),各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí),各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80m/s2)。已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長度為11.88cm。,圖(a),(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整:,。(2)以n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖(b)給出的坐標(biāo)系中畫出1/k-n圖像。圖(b)(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)。若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自,由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k=N/m。,答案(1)81.70.0122(2分。每空1分)(2)-n圖像如圖所示(3分)(3)(2分。在之間均同樣給分)(2分。在之間均同樣給分),解析(1)由胡克定律有k=N/m=81.7N/m,故有=0.0122m/N。(2)作圖過程略,圖見答案。(3)因-n圖線是一條過原點(diǎn)的直線,由圖可得圖線的斜率約為5.7110-4m/N,故有=5.7110-4n,即k=N/m,由題意可知彈簧的圈數(shù)n與原長l0的關(guān)系為n=l0,故k=(N/m)。,考查點(diǎn)探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度的關(guān)系,解題關(guān)鍵本題利用的主要公式是F=kx。利用-n圖像,導(dǎo)出k與n的關(guān)系,再利用n與原長l0的關(guān)系,導(dǎo)出k與l0的關(guān)系表達(dá)式。,13.(2014大綱全國,22,6分)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)。在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中,用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示。拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。,單位:cm,根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空:(1)物塊的加速度a=m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(2)因?yàn)?可知斜面是粗糙的。,答案(1)4.30(4分,填“4.29”或“4.31”同樣給分)(2)物塊加速度小于g=5.88m/s2(或:物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)(2分),解析(1)a=4.30m/s2(2)見答案。,解題指導(dǎo)運(yùn)用逐差法求出加速度a。,歸納總結(jié)頻閃照片和紙帶打點(diǎn)的共同特點(diǎn)是想辦法留下物體在相等時(shí)間內(nèi)通過的位移,從而可以研究物體的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)x=aT2求a,根據(jù)平均速度和中點(diǎn)時(shí)刻速度的關(guān)系求瞬時(shí)速度。,考點(diǎn)三電學(xué)實(shí)驗(yàn)14.(2018課標(biāo),23,9分)一課外實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0);電壓表可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn):(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線;圖(a)圖(b),(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1;(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2;(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx=(用R0、U1、U2表示);,(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx=。(保留1位小數(shù)),答案(1)圖見解析(4)R0(6)48.2,解析本題考查測量電阻的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)物連線如圖所示:(4)將開關(guān)S2擲于1端,可測得流經(jīng)R0的電流為;將開關(guān)S2擲于2端,可測得流經(jīng)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(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算的平均值為3.41,則Rx=(3.41-1)20.0=48.2。,審題指導(dǎo)本題屬于計(jì)算型實(shí)驗(yàn)題,結(jié)合題設(shè)條件,利用歐姆定律列方程求解;本題中還有一點(diǎn)也應(yīng)注意,電壓表可視為理想電壓表,其對電路無影響。,15.(2018課標(biāo),23,10分)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在2580范圍內(nèi)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(biāo)稱值(25時(shí)的阻值)為900.0;電源E(6V,內(nèi)阻可忽略);電壓表(量程150mV);定值電阻R0(阻值20.0),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000);電阻箱R2(阻值范圍0999.9);單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2。圖(a)實(shí)驗(yàn)時(shí),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(diào)節(jié)R1,的滑片位置,使電壓表讀數(shù)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(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開S1,記下此時(shí)R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0。實(shí)驗(yàn)得到的R2-t數(shù)據(jù)見下表。,回答下列問題:(1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到(填“a”或“b”)端;(2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn),并做出R2-t曲線;圖(b),圖(c)(3)由圖(b)可得到RT在2580范圍內(nèi)的溫度特性。當(dāng)t=44.0時(shí),可得RT=;(4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示,該讀數(shù)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(shù)等。(1)滑動(dòng)變阻器是限流式接法,S1閉合前,滑片應(yīng)置于使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大的位置,即b端。(2)由題給數(shù)據(jù)描完點(diǎn)后,觀察這些點(diǎn)的分布規(guī)律,應(yīng)畫一條平滑曲線,讓盡可能多的點(diǎn)落在線上,不在線上的點(diǎn)要均勻分布在線的兩側(cè)。(3)由R2-t圖線知,當(dāng)t=44.0時(shí),RT=450。(4)電阻箱的讀數(shù)為(6100+210+01+00.1)=620.0,由R2-t圖像知,當(dāng)R2=620.0時(shí),t=33.0。,16.(2018課標(biāo),22,6分)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表?？蛇x用的器材有:微安表頭(量程100A,內(nèi)阻900);電阻箱R1(阻值范圍0999.9);電阻箱R2(阻值范圍099999.9);導(dǎo)線若干。要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋?；卮鹣铝袉栴}:(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)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(yīng)取R1=,R2=。(保留到個(gè)位),答案(1)如圖所示(2)1002910,解析本題考查電表的改裝。將量程為100A的微安表頭改裝成量程為1mA的直流電流表,應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻,分流電阻的阻值為=100,選用R1;再串聯(lián)一分壓電阻可改裝成量程為3V的電壓表,分壓電阻的阻值為=2910,選用R2。,規(guī)律總結(jié)電表改裝的原理應(yīng)用并聯(lián)分流的規(guī)律改裝電流表;應(yīng)用串聯(lián)分壓的規(guī)律改裝電壓表。,17.(2017課標(biāo),23,9分)圖(a)為某同學(xué)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250A,內(nèi)阻為480。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA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(guān)于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。A.在使用多用電表之前,調(diào)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(shí),先將兩表筆短接,調(diào)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(shí),調(diào)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(jù)題給條件可得R1+R2=,R4=。,(4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字),答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.101032.95V,解析(1)換擋開關(guān)接“3”時(shí)為歐姆擋,內(nèi)部接有電源,電流從電源正極流出,經(jīng)A端流出,經(jīng)B端流入表內(nèi),回到電源負(fù)極,“紅”進(jìn)“黑”出,則A端應(yīng)與黑色表筆連接。(2)R6應(yīng)是歐姆擋的歐姆調(diào)零電阻,故B選項(xiàng)正確。而在使用多用電表之前,要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。使用電流擋時(shí)不需要?dú)W姆調(diào)零,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)當(dāng)換擋開關(guān)接“2”時(shí)為直流電流1mA擋,此時(shí)R1和R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),滿偏時(shí)總電流為1mA,則R1、R2中的電流為1mA-Ig,電壓為IgRg,則R1+R2=160;當(dāng)換擋開關(guān)接4時(shí)為直流電壓1V擋,此時(shí)R1和R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián),然后再與R4串聯(lián),滿偏時(shí)總電壓為1V,則R4分壓為1V-IgRg=1V-25010-6480V=0.88V,流過R4的電流為1mA,則R4=880。,(4)若B端與“1”相連,則為直流電流2.5mA擋,觀察圖(b)中下方刻度,共50個(gè)小格,則每小格表示0.05mA,即分度值為0.05mA,由估讀法可得讀數(shù)為1.47mA。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(shù)為1.10103。若B端與“5”連接,則為直流電壓5V擋,觀察圖(b)中下方刻度,共50個(gè)小格,則每小格表示0.1V,即分度值為0.1V,由估讀法可得讀數(shù)為2.95V。,命題意圖本題考查多用電表的原理以及電表的改裝。,易錯(cuò)分析多用電表的歐姆擋內(nèi)部有電源,可據(jù)此判斷A端與黑色表筆相連。多用電表內(nèi)部電路圖串、并聯(lián)關(guān)系要明確。歐姆擋讀數(shù)為指針示數(shù)乘以所選擋位倍率,電壓擋、電流擋讀數(shù)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(shù)字。,18.(2017課標(biāo),23,9分)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100A,內(nèi)阻大約為2500)的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠?兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20,另一個(gè)阻值為2000);電阻箱Rz(最大阻值為99999.9);電源E(電動(dòng)勢約為1.5V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。圖(a),圖(b),(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空:R1的阻值為(填“20”或“2000”)。為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的端(填“左”或“右”)對應(yīng)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2500.0,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)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(shù)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(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為(結(jié)果保留到個(gè)位)。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議:。,答案(1)如圖所示(2)20左相等2550(3)調(diào)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(shí)物圖連線、電阻的測量、器材的選取,考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?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(hù)微安表,開始R1的滑片C應(yīng)滑到左端,使微安表示數(shù)為零;當(dāng)B與D的電勢相等時(shí),IDB=0,S2閉合前后電路的電阻不變,導(dǎo)致微安表的示數(shù)不變;設(shè)R2中電流為I1,Rz中電流為I2,當(dāng)B=D時(shí)URz1=UR2左,URg=UR2右即I2Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右得=當(dāng)Rz與微安表對調(diào)時(shí),有=故有=Rg=2550,解題關(guān)鍵1.理解惠斯通電橋電路的原理。當(dāng)G的示數(shù)為零時(shí),=。,2.知道分壓電路一定要選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器。,19.(2017課標(biāo),23,10分)某同學(xué)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3.8V,額定電流0.32A);電壓表(量程3V,內(nèi)阻3k);電流表(量程0.5A,內(nèi)阻0.5);固定電阻R0(阻值1000);滑動(dòng)變阻器R(阻值09.0);電源E(電動(dòng)勢5V,內(nèi)阻不計(jì));開關(guān)S;導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。,圖(a),圖(b)由實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢4V,內(nèi)阻1.00)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為W,最大功率為W。(結(jié)果均保留2位小數(shù)),答案(1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示(2)增大增大(3)0.391.17,解析(1)先考慮測量電路,由于小燈泡的額定電壓為3.8V,而電壓表的量程只有3V,但其內(nèi)阻已知,由給定器材規(guī)格可知,可串聯(lián)固定電阻R0將其改裝為量程4V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(shí)驗(yàn)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(shù),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(dāng)R全部電阻接入電路時(shí),通過燈泡的電流最小,燈泡實(shí)際消耗的功率最小。設(shè)此時(shí)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(shù)據(jù)得I=0.4-0.1U,在燈泡的伏安特性曲線坐標(biāo)系中作出I=0.4-0.1U的圖線,兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即為此時(shí)燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流,有U=1.75V、I=225mA,故最小功率為Pmin=IU=0.39W。當(dāng)R接入電路中的阻值等于0時(shí),電路中電流最大、燈泡實(shí)際消耗的功率最大。同理可得Pmax=1.17W。,20.(2016課標(biāo),23,10分)現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60時(shí),系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有:熱敏電阻,報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警),電阻箱(最大阻值為999.9),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000),單刀雙擲開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知U約為18V,Ic約為10mA;流過報(bào)警器的電流超過20mA時(shí),報(bào)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(shí)阻值為650.0。(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。,(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng):電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為;滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。,將開關(guān)向(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直至。(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,將開關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)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(bào)警器的電流會(huì)超過20mA,報(bào)警器可能損壞c報(bào)警器開始報(bào)警,解析(1)見答案。(2)由R=1800可知,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2。(3)電阻箱的電阻值應(yīng)調(diào)為熱敏電阻在60時(shí)的阻值,即650.0?；瑒?dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于b端,使開關(guān)接通后回路中電流最小,以保護(hù)報(bào)警器,即防止因過載而損壞報(bào)警器。應(yīng)將開關(guān)向c端閉合,然后對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。,解題指導(dǎo)從提供的單刀雙擲開關(guān)可以看出,當(dāng)開關(guān)與c接通時(shí),應(yīng)形成一個(gè)完整的電路,以便對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)節(jié)完成后,只要將開關(guān)與d接通,就可以用于報(bào)警。由報(bào)警電流推算回路中的總電阻值,便可大致確定滑動(dòng)變阻器的最小阻值,從而確定選用哪一個(gè)變阻器。,反思總結(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)題千變?nèi)f化,但電路的基本要素幾乎是不變的,即實(shí)驗(yàn)電路總是由“控制電路”和“工作電路”組成。,21.(2016課標(biāo),22,5分)某同學(xué)用圖中所給器材進(jìn)行與安培力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方,S極位于兩導(dǎo)軌的正下方,一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直。(1)在圖中畫出連線,完成實(shí)驗(yàn)電路。要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路,且在開關(guān)閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動(dòng)。,(2)(多選)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度,有人提出以下建議:A.適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離B.換一根更長的金屬棒C.適當(dāng)增大金屬棒中的電流其中正確的是(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))。,答案(1)如圖所示(2分)(2)AC(3分。選對一個(gè)給2分,選對兩個(gè)給3分,有選錯(cuò)的不給這3分),解析(1)根據(jù)左手定則得金屬棒中電流為從a流向a1。要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路中,故滑動(dòng)變阻器接線柱上下各用一個(gè)。(2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度,應(yīng)使它所受安培力F=BIL增大,所以適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離時(shí)有效長度L增大,F變大,A項(xiàng)正確;只換更長的金屬棒時(shí)有效長度L不變,B項(xiàng)錯(cuò);增大電流,F也增大,C項(xiàng)正確。,考查點(diǎn)電路連接問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),思路分析將金屬棒與電源及其他器材組成閉合回路,利用左手定則判定電流的方向,確定電源與電流表正負(fù)接線柱的連接方式。,22.(2015課標(biāo),23,9分,0.299)圖(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。圖(a),圖(b),(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100,滿偏電流為1mA;R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個(gè)接線柱,電表量程為3mA;若使用a和c兩個(gè)接線柱,電表量程為10mA。由題給條件和數(shù)據(jù),可以求出R1=,R2=。(2)現(xiàn)用一量程為3mA、內(nèi)阻為150的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。電池的電動(dòng)勢為1.5V,內(nèi)阻忽略不計(jì);定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300和1000;滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750和3000。則R0應(yīng)選用阻值為的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為的滑動(dòng)變阻器。(3)若電阻R1和R2中有一個(gè)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(hù)電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是:。,答案(1)1535(4分,每空2分)(2)3003000(2分,每空1分)(3)c(1分)閉合開關(guān)時(shí),若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動(dòng),則損壞的電阻是R2(2分),解析(1)由并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等有:使用a和b兩個(gè)接線柱時(shí)1mA100=(3-1)mA(R1+R2);使用a和c兩個(gè)接線柱時(shí)1mA(100+R2)=(10-1)mAR1,聯(lián)立可得R1=15,R2=35。(2)由題意知校準(zhǔn)時(shí)電路中電流的范圍為0.5mAI3.0mA,則由閉合電路歐姆定律知電路中總電阻R總=滿足500R總3000,而兩電表的總電阻RA=150+=183,故R0+R應(yīng)滿足317R0+R2817,可知R0只能選用300的,R只能選用3000的。(3)在圖(b)電路中,當(dāng)d接c時(shí),若R1損壞則毫安表仍接入電路而有示數(shù),若R2損壞則毫安表不接入電路而無示數(shù),故可由毫安表有無示數(shù)來判斷損壞的電阻;當(dāng)d接b時(shí),無論R1還是R2損壞,對毫安表示數(shù)的影響相同,從而不能進(jìn)行判定。,考查點(diǎn)電表改裝與校準(zhǔn),解題關(guān)鍵電表量程是指當(dāng)毫安表滿偏時(shí),通過并聯(lián)電路的總電流。利用并聯(lián)電路特點(diǎn),求出R1、R2。利用校準(zhǔn)時(shí),電路中電流的范圍求出電路總電阻范圍,判斷出R0及R所選阻值。,23.(2015課標(biāo),23,9分,0.262)電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約為3000),電阻箱R0(最大阻值為99999.9),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100,額定電流2A),電源E(電動(dòng)勢6V,內(nèi)阻不計(jì)),開關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補(bǔ)充完整。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路,寫出實(shí)驗(yàn)步驟:。,(3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV,與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比,RVRV(填“>”、“=”或“(1分)斷開S2,調(diào)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(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,故RV>RV(1分,其他合理說法同樣給分),解析(1)由于R1的總阻值遠(yuǎn)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。,考查點(diǎn)半偏法測電壓表內(nèi)阻,解題關(guān)鍵首先判定控制電路為分壓接法。理解當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)時(shí),電壓表所在支路分得的電壓基本不變。,知識(shí)拓展在保證安全的基礎(chǔ)上,R1的阻值越小,實(shí)驗(yàn)越精確,調(diào)節(jié)越方便。,24.(2014課標(biāo),23,9分,0.467)利用如圖(a)所示電路,可以測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)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200mA,內(nèi)阻為RA=6.0),開關(guān)S。實(shí)驗(yàn)步驟如下:將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;,以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),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?；卮鹣铝袉栴}:(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為。(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:,。,圖(b),圖(c),(3)在圖(c)中將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=A-1-1,截距b=A-1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E=V,內(nèi)阻r=。,答案(1)=R+RA+(r+R0)或=R+(5.0+r)(2)0.1109.09(3)圖見解析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(shù)據(jù)得=R+(5.0+r)。(2)由題圖知該電流表的分度值為2mA,讀數(shù)為110mA,考慮到表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位及有效數(shù)字位數(shù),故結(jié)果應(yīng)為0.110A。=9.09A-1。(3)描點(diǎn)作圖如圖所示,由圖線可得k=A-1-1=1.0A-1-1,b=6.0A-1。(4)由=R+(5.0+r)可知k=,b=(5.0+r),將k=1.0A-1-1、b=6.0A-1代入可得E=3.0V,r=1.0。,考查點(diǎn)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn),解題關(guān)鍵知道測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理是閉合電路歐姆定律。利用閉合電路歐姆定律推出與R的關(guān)系。,易錯(cuò)警示在完成表格時(shí),注意表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位及有效數(shù)字的位數(shù)。,25.(2014課標(biāo),22,6分,0.622)在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測電阻Rx約為200,電壓表的內(nèi)阻約為2k,電流表的內(nèi)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(jié)果由公式Rx=計(jì)算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。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(shí)值,且測量值Rx1(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值,測量值Rx2(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)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(nèi)接法時(shí)測量值更接近真實(shí)值,即Rx1更接近真實(shí)值;因Rx1=Rx+RA,故Rx1>Rx,Rx2=R并(即Rx與RV的并聯(lián)值),故Rx2Ek,所以空氣阻力會(huì)造成Ep>Ek,但表中為Ek>Ep,因此不同意他的觀點(diǎn)。(4)鋼球球心和遮光條都繞懸點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),但運(yùn)動(dòng)半徑不同,因此分別測出光電門和球心到懸點(diǎn)的長度L和l,遮光條在光電門處的速度v=,則鋼球的速度v=l,可以減小表中差異。,解題指導(dǎo)(1)鋼球高度的改變應(yīng)為鋼球球心間的高度差,因此應(yīng)測球心間的豎直距離。(3)由于存在空氣阻力,因此重力勢能的改變量應(yīng)大于動(dòng)能的改變量。(4)不同半徑,同一圓心的圓周運(yùn)動(dòng),其線速度不同,故應(yīng)將遮光條在光電門處的速度折算成鋼球球心處的速度。,11.2015廣東理綜,34(1),8分某同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｕ埻瓿梢韵轮饕獙?shí)驗(yàn)步驟:按圖(a)安裝實(shí)驗(yàn)器材并連接電源;豎直提起系有重物的紙帶,使重物(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計(jì)時(shí)器下端;,使重物自由下落;關(guān)閉電源,取出紙帶;換新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)。圖(b)和(c)是實(shí)驗(yàn)獲得的兩條紙帶,應(yīng)選取填“(b)”或“(c)”來計(jì)算重力加速度。在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?主要原因是空氣阻力和。,答案靠近接通電源釋放紙帶(b)紙帶與限位孔間的摩擦,解析重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下端,可在紙帶上打下更多的點(diǎn),提高紙帶利用率。為了能在紙帶上打下盡可能多的點(diǎn),且避免因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在接通電源后工作狀態(tài)不穩(wěn)而引起的誤差,要求先接通電源,待計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶。比較圖(b)與(c)可知,圖(b)中重物做勻加速運(yùn)動(dòng),而圖(c)中重物先加速后減速,故應(yīng)選用(b)。由ma=mg-f知a=g-,測得a,屬于大電阻,故電流表采用內(nèi)接法,而滑動(dòng)變阻器R0的阻值小于Rx,則滑動(dòng)變阻器R0采用分壓式接法,如答案圖所示。由于電壓表的讀數(shù)為電阻Rx和電流表內(nèi)阻的分壓和,而電流表的讀數(shù)是流過Rx的實(shí)際電流,故待測電阻測量值會(huì)大于其真實(shí)值。,知識(shí)拓展若滑動(dòng)變阻器的阻值小于被測電阻值,為減小誤差,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。,16.(2018江蘇單科,10,8分)一同學(xué)測量某干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處。(2)實(shí)驗(yàn)測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見下表:,根據(jù)表中數(shù)據(jù),在方格紙上作出R-關(guān)系圖像。由圖像可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢為V;內(nèi)阻為。(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時(shí),電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動(dòng)勢應(yīng)為V;內(nèi)阻應(yīng)為。,答案(1)開關(guān)未斷開;電阻箱阻值為零。(2)如圖所示1.4(1.301.44都算對)1.2(1.01.4都算對)(3)1.4結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致1.0結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.2,解析本題考查測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。(1)在連接電路過程中,要求開關(guān)處于斷開狀態(tài);在閉合開關(guān)前,要求電阻箱接入電路的電阻最大。(2)依照表中數(shù)據(jù),描點(diǎn)連線,如答案圖所示。由閉合電路歐姆定律可得I=,整理可得R=E-r,與圖像對應(yīng),則E=1.4V,r=1.2。(3)由題圖可知電壓表的讀數(shù)為66mV,由歐姆定律可得電流表的內(nèi)阻r=U/I=0.2,則由閉合電路歐姆定律可得I=,整理可得R=E-(r+r),與圖像對應(yīng),則E=1.4V,r=1.0。,思路分析本題是在課本實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上拓展出來的計(jì)算型實(shí)驗(yàn)題,需要利用閉合電路歐姆定律列方程求解。,17.(2017江蘇單科,11,10分)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡易的溫控裝置,實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖1所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當(dāng)繼電器的電流超過15mA時(shí),銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實(shí)現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示。,(1)提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源E1(3V,內(nèi)阻不計(jì))、電源E2(6V,內(nèi)阻不計(jì))、滑動(dòng)變阻器R1(0200)、滑動(dòng)變阻器R2(0500)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0999.9)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。為使該裝置實(shí)現(xiàn)對3080之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用(選填“E1”或“E2”),滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用(選填“R1”或“R2”)。,圖1,圖2,(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學(xué)為排查電路故障,用多用電表測量各接點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖2所示的選擇開關(guān)旋至(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。(3)合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查。在圖1中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接,入a、b時(shí)指針(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c時(shí)指針(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50時(shí)被吸合,下列操作步驟的正確順序是。(填寫各步驟前的序號(hào))將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值斷開開關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調(diào)至108.1,答案(1)E2R2(2)C(3)不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(4),解析本題考查器材選擇,故障檢測,實(shí)驗(yàn)操作。(1)因通過繼電器的電流超過15mA時(shí)加熱器停止加熱,為使該裝置實(shí)現(xiàn)對3080之間任一溫度的控制,要求電路在3080之間的任一溫度下的電流能通過調(diào)節(jié)達(dá)到15mA。當(dāng)控制到30時(shí),電路的最小阻值為Rmin=199.5+20=219.5,要使電流達(dá)到15mA,則所需電源電動(dòng)勢至少為Emin=IRmin=3.29V,故電源只能選用電動(dòng)勢為6V的E2。為使溫度控制在80,則在6V電源下電路中的電流能達(dá)到15mA,故此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為R=-(Rt+R繼)=-49.1-20=330.9,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2。(2)由于是用多用電表測直流電壓,且電源電動(dòng)勢為6V,故應(yīng)選擇直流電壓10V擋。(3)若只有b、c間斷路,電路中無電流,a、b間電壓為0,a、c間電壓等于電源電壓,故表筆接入a、b時(shí)指針不偏轉(zhuǎn),接入a、c時(shí)指針偏轉(zhuǎn),且示數(shù)等于電源電動(dòng)勢。(4)欲使銜鐵在50時(shí)被吸合,則要求溫度達(dá)到50時(shí)電路中電流達(dá)到15mA,而此時(shí)熱敏電阻的阻值為108.1。為確定滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入電路中的阻值,先將電阻箱調(diào)到108.1并替代熱敏電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使銜鐵恰好被吸合,然后再保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),將熱