專題檢測（二十八） 題型技法2招智取物理實驗題1以下儀器的讀數(shù)分別是多少？讀出下圖中游標(biāo)卡尺(50分度)與螺旋測微器、電流表、電壓表、歐姆表(×10倍率)的讀數(shù)。(1)_mm；(2)_mm；(3)_A；(4)_V；(5)_。答案：(1)42.20(2)2.986(2.9852.987均可)(3)0.34(4)2.22(2.202.23均可)(5)3002(2017·全國卷)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(nèi)共滴下46個小水滴)(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(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)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(jié)果均保留2位有效數(shù)字)解析：(1)由于小車在水平桌面上運動時必然受到阻力作用，做勻減速直線運動，相鄰水滴(時間間隔相同)的位置間的距離逐漸減小，所以由題圖(b)可知，小車在桌面上是從右向左運動的。(2)滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴，其滴水的時間間隔為T s。根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可得小車運動到題圖(b)中A點位置時的速度大小為vA(m/s)0.19 m/s。根據(jù)逐差法，共有5組數(shù)據(jù)，舍去中間的一組數(shù)據(jù)，則加速度a m/s20.037 m/s2。因此加速度的大小為0.037 m/s2答案：(1)從右向左(2)0.190.0373一小燈泡上標(biāo)有“3 V1.0 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小燈泡的I­U圖線，要求測量數(shù)據(jù)從零開始?？蛇x器材如下：A電壓表(03 V，內(nèi)阻10 k)B電壓表(015 V，內(nèi)阻70 k)C電流表(03 A，內(nèi)阻0.4 )D電流表(00.6 A，內(nèi)阻1 )E滑動變阻器(10 ，2 A)F滑動變阻器(500 ，1 A)G學(xué)生電源(直流06 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實驗時，選用圖甲而不選用圖乙所示的電路來完成實驗，請說明理由：_。(2)實驗中電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_。(用字母序號表示)(3)根據(jù)所選的原理圖把下圖所示的實物圖連接完整。(4)在一次測量時，電壓表、電流表的示數(shù)如圖所示，則電壓測量值為U_V，電流測量值為I_A，此時小燈泡的發(fā)光功率為P_W。(5)通過實驗測量得到的數(shù)據(jù)已經(jīng)描在了如圖所示的I­U坐標(biāo)系中，請用光滑的曲線將各點連接好。解析：(1)由于測量數(shù)據(jù)要從零開始，故采用題圖甲所示的分壓式電路。(2)因小燈泡額定電壓為3.0 V，故電壓表選用A。小燈泡的額定電流為I額 A0.33 A，則電流表選用D?；瑒幼冏杵鲬?yīng)選阻值較小的E以方便調(diào)節(jié)。(3)所連的實物圖如圖甲所示。(4)由于電壓表量程為03 V，故電壓表的讀數(shù)為1.81 V；電流表量程為00.6 A，故電流表的讀數(shù)為0.22 A。此時燈泡的功率為PUI1.81×0.22 W0.398 W。(5)所描繪的伏安特性曲線如圖乙所示。答案：(1)描繪燈泡的I­U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始(2)ADE(3)見解析圖甲(4)1.810.220.398(5)見解析圖乙4實驗室在測定金屬絲電阻率的實驗中，提供的器材除多用電表、螺旋測微器、米尺、開關(guān)和若干導(dǎo)線外，還有：A粗細(xì)均勻的待測金屬絲RxB直流電流表A(05 mA，內(nèi)阻約為5 )C直流電壓表V(03 V，內(nèi)阻約為5 k)D滑動變阻器R(阻值范圍為020 ，額定電流為1 A)E電源(3 V，內(nèi)阻不計)(1)為了確定電路，先用多用電表的歐姆擋粗略測量待測金屬絲的電阻?，F(xiàn)將多用電表的選擇開關(guān)置于“×100”擋，按正確的步驟進行操作，表盤示數(shù)如圖1所示，則電阻Rx的粗略值為_。(2)實驗時，先用螺旋測微器在金屬絲三個不同的位置測直徑，如圖2所示是某次測量時的情況，讀數(shù)為_mm。(3)若要求在實驗中金屬絲兩端的電壓可以有較大變化，測量金屬絲電阻的誤差盡量小，請用筆畫線代替導(dǎo)線，補上圖3實物圖中缺少的兩根導(dǎo)線。(4)某物理學(xué)習(xí)小組的兩位同學(xué)在實驗中，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進行正確描點后，甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各作出一條圖線，如圖4中甲、乙所示，根據(jù)你對實驗的理解，你認(rèn)為_同學(xué)的圖線正確，根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為_。解析：(1)多用電表讀數(shù)乘以倍率可得到電阻值，故Rx6×100 600 。(2)螺旋測微器讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，該次測量讀數(shù)為0.5 mm20.0×0.01 mm0.700 mm。(3)滑動變阻器總阻值遠小于待測金屬絲的阻值，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法。由于>，故電流表采用內(nèi)接法。實物圖連接如圖所示。(4)當(dāng)電壓為零時，電流為零，圖線過原點，故甲同學(xué)作出的圖線正確；圖線的斜率大小為金屬絲的電阻值，故R 570 。答案：(1)600(2)0.700(3)見解析圖(4)甲5705(2018屆高三·哈爾濱三中摸底)某實驗小組正在測定一節(jié)新型電池的電動勢(約為3 V)和內(nèi)阻，現(xiàn)要選取一個定值電阻R0當(dāng)做保護電阻。(1)首先為了準(zhǔn)確測量定值電阻R0的阻值，在操作臺上準(zhǔn)備了如下實驗器材：A電壓表V(量程3 V，電阻約為4 k)B電流表A1(量程1 A，內(nèi)阻約0.5 )C電流表A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.5 )D定值電阻R0(阻值約為3 )E滑動變阻器R(010 )F開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干根據(jù)上述器材，在測量R0阻值時應(yīng)選擇_(填序號)為電流表，其實驗電路圖應(yīng)選圖甲中的哪種接法_(填字母)，經(jīng)測量定值電阻R0阻值為2.8 。(2)之后為了測量該新型電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如下實驗，在圖乙中將所選器材進行連接。(3)根據(jù)實驗記錄做出U­I圖線如圖丙所示，從中可以求出待測新型電池的內(nèi)阻為_，電池電動勢為_V(保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)新型電池的電動勢約為3 V，定值電阻R0的阻值約為3 ，則通過定值電阻R0的最大電流約為1 A，故在測量R0阻值時應(yīng)選擇電流表A1；由于電壓表內(nèi)阻遠大于R0的阻值，故電流表采用外接的方法，即圖a所示。(2)電路圖實物連接如圖所示。(3)由電路圖可得UEI(R0r)，則在電源的U­I圖線中，圖線斜率的絕對值表示定值電阻和電源內(nèi)阻之和，即R0r3.75 ，所以電源的內(nèi)阻r0.95 ，I0時對應(yīng)的路端電壓U表示電源的電動勢，故E2.9 V。答案：(1)Ba(2)圖見解析(3)0.952.96在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中，小明設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路。(1)根據(jù)圖甲實驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。(2)實驗開始前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到_(填“a”或“b”)端。(3)合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，滑動滑片P，記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù)；重置滑動變阻器，S2改接圖甲中的2位置，滑動滑片P，再記錄幾組電壓表和電流表的示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出S2接1、2位置時，電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的圖像，如圖丙所示。兩圖線均為直線，與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB。S2接1位置時，作出的U­I圖線是圖丙中的_(填“A”或“B”)線；S2接2位置時，干電池電動勢的測量值_真實值，內(nèi)阻的測量值_真實值。(填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)實物連接如圖所示。(2)為保護電表，閉合開關(guān)前滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)最大，即滑片P調(diào)到a端。(3)S2接1位置時，由于電壓表的分流，使得電流的測量值偏小，而短路電流(U0時的電流，即圖線與橫軸的截距)不變，故電動勢和內(nèi)阻的測量值都偏小；S2接2位置時，可將電流表內(nèi)阻等效到電源內(nèi)阻中，即外電壓和干路電流的測量值是準(zhǔn)確的，電源電動勢的測量值等于電動勢的真實值，但電源內(nèi)阻的測量值等于電源內(nèi)阻的真實值與電流表內(nèi)阻的和。答案：(1)見解析圖(2)a(3)B等于大于7(2017·北京高考)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。(1)打點計時器使用的電源是_(選填選項前的字母)。A直流電源B交流電源(2)實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是_(選填選項前的字母)。A把長木板右端墊高 B改變小車的質(zhì)量在不掛重物且_(選填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。A計時器不打點 B計時器打點(3)接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C各點到O點的距離為x1、x2、x3，如圖2所示。實驗中，重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W_，打B點時小車的速度v_。(4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實驗數(shù)據(jù)做出如圖3所示的v2­W圖像。由此圖像可得v2隨W變化的表達式為_。根據(jù)功與能的關(guān)系，動能的表達式中可能包含v2這個因子；分析實驗結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_。(5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2­W關(guān)系的是_。解析：(1)打點計時器使用的電源是交流電源，故選B。(2)實驗中，平衡摩擦力和其他阻力時，應(yīng)先不掛重物，把長木板右端適當(dāng)墊高，在小車后面掛上紙帶，接通電源，在打點計時器打點的情況下，輕推一下小車，給小車一個初速度，若小車拖著紙帶做勻速運動，則表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。(3)實驗中，可認(rèn)為小車所受的拉力F大小為mg，從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功WFx2mgx2。在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，故vB。(4)根據(jù)圖線，關(guān)系式寫為v2kWb，在直線上取兩點，如(1.4×102,0.07)(8×102,0.38)，代入上式，解得k4.7，b0.004，在作圖誤差允許的范圍內(nèi)，表達式可寫為v24.7W。把功的單位用基本單位表示，JN·mkg·m2·s2，容易得出與圖線斜率有關(guān)的物理量單位為kg1，故與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量。(5)若重物質(zhì)量m不滿足遠小于小車質(zhì)量M，則繩子對小車的拉力實際不等于重物的重力，由mg(Mm)a和FMa知Fmg，由動能定理得：FxMv2，v2xx，而Wmgx，則實際v2­W圖線的斜率k，重物質(zhì)量m與小車質(zhì)量M不變，速度雖然增大，但斜率不變，選項A正確。答案：(1)B(2)AB(3)mgx2(4)v24.7W(4.5W5.0W均認(rèn)為正確)質(zhì)量(5)A教師備選題1實際電流表都有內(nèi)阻，為了測量電流表的內(nèi)阻rg，提供的器材如下：待測電流表 (05 mA，內(nèi)阻約300 )電流表 (015 mA，內(nèi)阻約100 )定值電阻R1(R1150 )滑動變阻器R2(020 )電源(電動勢3 V)開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了使測量結(jié)果盡量精確，設(shè)計并在線框中畫出實驗的電路圖。(2)對照所畫電路圖連接如圖所示實物圖。(3)閉合開關(guān)S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄和的讀數(shù)I1和I2；則待測電流表的內(nèi)阻可表示為rg_。解析：(1)、(2)注意滑動變阻器采用分壓式接法，電路圖和實物連接圖如圖所示。(3)流過定值電阻R1的電流為I2I1，定值電阻R1與電流表G1并聯(lián)，電壓相等，即I1rg(I2I1)R1，解得rg。答案：(1)(2)見解析圖(3)2如圖所示是測量電流表內(nèi)阻Rg的實物連接圖，實驗的操作步驟如下：A將電阻箱R的電阻調(diào)到零；B閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片，使得電流表達到滿偏電流I0；C保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的電阻，使得電流表的示數(shù)為；D讀出電阻箱的電阻值R0，求得電流表的內(nèi)阻Rg(1)請畫出測量電流表內(nèi)阻的電路圖。(2)電流表的內(nèi)阻Rg與讀出的電阻箱的電阻值R0的關(guān)系為_。(3)已知電流表的量程為50 mA，內(nèi)阻約為100 ，可供選擇的滑動變阻器R1有A阻值為010 ，額定電流為2 AB阻值為050 ，額定電流為1.5 A可供選擇的電阻箱R有C阻值為099.9 D阻值為0999.9 為了比較準(zhǔn)確地測量出電流表的內(nèi)阻，應(yīng)選用的滑動變阻器R1是_；電阻箱R是_。(填儀器前的字母代號)(4)本實驗中電流表的測量值Rg測與電流表內(nèi)阻的真實值Rg真相比，有_。ARg測Rg真BRg測Rg真CRg測Rg真DRg測可能大于Rg真，也可能小于Rg真解析：(1)根據(jù)實物連接圖可畫出測量電流表內(nèi)阻的電路圖，如圖所示。(2)可認(rèn)為分壓電路輸出的電壓不變，所以有I0RgI0(RgR0)，即RgR0。(3)根據(jù)實驗原理可知滑動變阻器R1應(yīng)選阻值較小的，所以應(yīng)選A；電阻箱應(yīng)選精確度高且最大阻值大于電流表內(nèi)阻的2倍的，所以應(yīng)選D。(4)由于電阻箱阻值調(diào)大后，電路的總電阻增大，干路電流減小，由于滑動變阻器的滑片不動，所以分壓電路的輸出電壓U0會升高。當(dāng)正確操作調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表的示數(shù)由I0減小到時，電阻箱R兩端的電壓將略大于，所以電阻箱的阻值將大于電流表的內(nèi)阻Rg的兩倍，即電流表內(nèi)阻的測量值大于真實值，選項A正確。答案：(1)見解析圖(2)RgR0(3)AD(4)A3某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的電路圖測量一電源的電動勢E和內(nèi)阻r以及某未知電阻R的阻值，電路中的電壓表是量程為03.0 V的理想電表，電阻箱的阻值為099.9 ，其中K1為單刀單擲開關(guān)、K2為單刀雙擲開關(guān)。(1)為了測量未知電阻的阻值，該小組的同學(xué)首先將開關(guān)K1閉合，然后將單刀雙擲開關(guān)K2扳到位置1，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)電阻箱的阻值為R0時，電壓表的讀數(shù)為U1，此時保持電阻箱的阻值不變，將單刀雙擲開關(guān)K2扳到位置2，此時電壓表的讀數(shù)為U2，用以上給出的物理量表示未知電阻的阻值R_。(2)通過測量，該小組的同學(xué)得到未知電阻的阻值為R8.8 ，為了測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r，又進行了如下的操作：將開關(guān)K1閉合，然后將單刀雙擲開關(guān)K2扳到位置1，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀出電阻箱的讀數(shù)R0以及對應(yīng)的電壓表的讀數(shù)U，根據(jù)多次測量的數(shù)據(jù)，以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出的圖線如圖乙所示，則可知該電源的電動勢E_V，該電源的內(nèi)阻r_。解析：(1)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接1時，測的是R0兩端電壓，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接2時，測的是R和R0兩端電壓，由歐姆定律得RR0。(2)由閉合電路歐姆定律得E(R0Rr)，變形得·，結(jié)合圖線可解得E2.0 V，r1.2 。答案：(1)R0(2)2.01.24某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗。圖甲為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于細(xì)砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50 Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打B點時的速度為_ m/s，小車的加速度大小為_ m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時，某同學(xué)按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進行了標(biāo)注，但尚未完成圖像(如圖丙所示)。請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖像。(3)在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁，該圖線不通過坐標(biāo)原點，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點的原因。答：_。解析：(1)AC段位移的平均速度等于AC段時間中間時刻的瞬時速度，即B點的瞬時速度，故vB m/s1.6 m/s由逐差法求解小車的加速度，a m/s23.2 m/s2。(2)將坐標(biāo)系中各點連成一條直線，連線時應(yīng)使直線過盡可能多的點，不在直線上的點應(yīng)大致對稱地分布在直線的兩側(cè)，離直線較遠的點應(yīng)視為錯誤數(shù)據(jù)，不予考慮，連線如圖所示。(3)圖線與橫軸有截距，說明實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠。答案：(1)1.63.2(2)見解析圖(3)實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠12