高考物理二輪復(fù)習(xí)精品專題十二 實(shí)驗(yàn)(解析版)

專題十二專題十二××實(shí)驗(yàn)命題趨勢命題趨勢高考實(shí)驗(yàn)題一般一大一小考查，實(shí)驗(yàn)“小題”?？剂W(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)“大題”?？茧妼W(xué)內(nèi)容。在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，通常一個(gè)實(shí)驗(yàn)立足教材，立足創(chuàng)新，凸顯對(duì)科學(xué)探究素養(yǎng)的考查，一般較為基礎(chǔ)，注重對(duì)考生的實(shí)驗(yàn)基本功的考查；另一個(gè)實(shí)驗(yàn)題依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求挖掘改造，對(duì)考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ筝^高，突出選拔作用。考點(diǎn)清單考點(diǎn)清單一、力學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新1．基本儀器的讀數(shù)和使用2．“紙帶類”實(shí)驗(yàn)3．“橡皮條、彈簧、碰撞”類實(shí)驗(yàn)4．“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)5．“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)6．“用單擺測定重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn)二、電學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新1．電學(xué)常用儀器的讀數(shù)和使用2．以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)3．以測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)4．觀察電容器的充、放電現(xiàn)象5．探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系6．利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置精題集訓(xùn)精題集訓(xùn)（70分鐘）經(jīng)典訓(xùn)練題經(jīng)典訓(xùn)練題1．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以如圖甲裝置中的滑塊為對(duì)象驗(yàn)證“牛頓第二定律”，裝置由彈簧測力計(jì)、氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)光電門、滑塊和砝碼盤(含砝碼)等組成。光電門可以測出滑塊的遮光條依次分別通過兩個(gè)光電門的時(shí)間Δt1、Δt2，游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個(gè)光電門間的距離L，另用天平測出滑塊、砝碼盤(含砝碼)的質(zhì)量分別為M和m，不計(jì)滑輪的重量和摩擦。(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，則d＝cm。(2)實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法正確的是()A．該裝置可以不平衡摩擦力，只需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平B．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證質(zhì)量m遠(yuǎn)小于質(zhì)量MC．實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次在同一條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)取遮光條通過兩光電門時(shí)間的平均值減小系統(tǒng)誤差D．如果氣墊導(dǎo)軌水平，則輕推滑塊勻速滑動(dòng)時(shí)通過兩個(gè)光電門的時(shí)間Δt1和Δt2必相等(3)該裝置中彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F，需要驗(yàn)證的表達(dá)式為F＝。(4)對(duì)質(zhì)量保持不變的過程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出滑塊的加速度a與彈簧測力計(jì)示數(shù)F的關(guān)系圖像，最符合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況的是()【答案】(1)1.015(2)AD(3)eq\f(M,4L)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2))(4)A【解析】(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：10mm＋3×0.05mm＝10.15mm＝1.015cm。(2)實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，因有彈簧測力計(jì)測出拉力，則不需要平衡摩擦力，故A正確；滑塊受到的拉力可以由測力計(jì)讀出，實(shí)驗(yàn)中不需要保證質(zhì)量m遠(yuǎn)小于質(zhì)量M，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次在同一條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)取遮光條通過兩光電門時(shí)間的平均值以減小偶然誤差，故C錯(cuò)誤；如果氣墊導(dǎo)軌水平則輕推滑塊勻速滑動(dòng)時(shí)，通過兩個(gè)光電門的時(shí)間Δt1和Δt2必相等，故D正確。(3)滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度v1＝eq\f(d,Δt1)，v2＝eq\f(d,Δt2)，滑塊的加速度a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L)，對(duì)滑塊，由牛頓第二定律得2F＝Ma，則F＝eq\f(1,2)Ma＝eq\f(M,4L)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2))。(4)質(zhì)量不變，由牛頓第二定律得a＝eq\f(2,M)F，M不變，a與F成正比，a－F是正比例函數(shù)圖像，故A正確，BCD錯(cuò)誤。2．某物理課外活動(dòng)小組學(xué)習(xí)了“測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”后，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。(1)若閉合開關(guān)S1,將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U，處理數(shù)據(jù)得到如圖乙所示圖象，寫出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)關(guān)系式________。(2)若斷開S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向b，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電流表的讀數(shù)I，處理數(shù)據(jù)得到如圖丙所示圖象，寫出eq\f(1,I)－R關(guān)系式________。(3)同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了誤差分析，發(fā)現(xiàn)將兩個(gè)圖象綜合利用，完全可以避免由于電壓表分流和電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差。已知圖象乙和丙的縱軸截距分別為b1、b2，斜率分別為k1、k2，則電源的電動(dòng)勢E＝________，內(nèi)阻r＝________。(4)不同小組的同學(xué)用不同的電池組(均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成)，按照(1)中操作完成了上述實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動(dòng)勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大，同學(xué)們選擇了內(nèi)電阻差異較大的Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)電池組做進(jìn)一步探究，對(duì)電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系，以及電池組的輸出功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系進(jìn)行了猜想，并分別畫出了下列的P－R和P－U圖象。若已知Ⅰ電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是________(填正確選項(xiàng)標(biāo)號(hào))?！敬鸢浮?1)eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)(2)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)(3)eq\f(1,k2)eq\f(k1,k2)(4)BC【解析】(1)若閉合開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，E＝U＋I(xiàn)r＝U＋eq\f(U,R)r，則eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，得到eq\f(1,I)與R的關(guān)系式eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)。(3)由題圖所示電路圖可知，利用伏阻法時(shí)，由于電壓表的分流作用，通過電源的電流大于eq\f(U,R)，這是造成系統(tǒng)誤差的原因。若考慮通過電壓表的電流，則表達(dá)式為E＝U＋I(xiàn)r＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U,R)＋\f(U,RV)))r，則eq\f(1,U)＝eq\f(RV＋r,ERV)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)，則eq\f(r,E)＝k1；利用安阻法時(shí)，考慮電流表內(nèi)阻，可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(RA＋r,E)，則題圖丙中eq\f(1,I)－R圖象的斜率的倒數(shù)等于電源的電動(dòng)勢E。那么根據(jù)eq\f(r,E)＝k1，eq\f(1,E)＝k2，可得E＝eq\f(1,k2)，r＝eq\f(k1,k2)。(4)根據(jù)電源的輸出功率規(guī)律可知，當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)輸出功率最大，當(dāng)外電阻大于內(nèi)電阻時(shí)，隨著外電阻的增大，輸出功率將越來越小，又由Pmax＝eq\f(E2,4r)可知，電動(dòng)勢相同，內(nèi)阻越小，最大輸出功率越大，故B正確，A錯(cuò)誤。當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)，輸出功率最大，此時(shí)輸出電壓為電動(dòng)勢的一半，且電池組Ⅱ的輸出功率比Ⅰ的大，而當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源的電動(dòng)勢，此時(shí)輸出功率為零，故C正確，D錯(cuò)誤。3．(2020·新課標(biāo)卷Ⅲ·T23)已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系．所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω)。(1)在所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測量電路圖。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時(shí)熱敏電阻的阻值為_______kΩ(保留2位有效數(shù)字)。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示。(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ。由圖(a)求得，此時(shí)室溫為_______℃(保留3位有效數(shù)字)。(4)利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖(b)所示。圖中，E為直流電源(電動(dòng)勢為10V，內(nèi)阻可忽略)；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫出)報(bào)警。若要求開始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃，則圖中_______(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_______kΩ(保留2位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)見解析(2)1.8(3)25.5(4)R11.2【解析】(1)滑動(dòng)變阻器采用分壓式，電壓表可視為理想表，所以用電流表外接。連線如圖。(2)由部分電路歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.5,0.3×10－3)Ω≈1.8kΩ。(3)由圖(a)可以直接讀出該電阻的阻值為2.2kΩ時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為25.5℃。(4)溫度升高時(shí)，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少．而溫度高時(shí)要求輸出電壓升高，以觸發(fā)報(bào)警，所以R1為熱敏電阻。由圖線可知，溫度為50℃時(shí)，R1＝0.8kΩ，由歐姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.2kΩ。高頻易錯(cuò)題高頻易錯(cuò)題1．(2020·山東學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試·T13)2020年5月，我國進(jìn)行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進(jìn)而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮　?shí)驗(yàn)步驟如下：(1)如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺(圖中未畫出)。(2)調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對(duì)木板表面，開啟視頻錄像功能．將小物塊從木板頂端釋放，用手機(jī)記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運(yùn)動(dòng)的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運(yùn)動(dòng)路徑上合適的一點(diǎn)作為測量參考點(diǎn)，得到小物塊相對(duì)于該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)距離L與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的數(shù)據(jù)。(3)該同學(xué)選取部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了eq\f(2L,t)－t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6m/s2。(4)再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)?；卮鹨韵聠栴}：①當(dāng)木板的傾角為37°時(shí)，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點(diǎn)時(shí)速度的大小為_______m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點(diǎn)上的A、B兩點(diǎn)，利用A、B兩點(diǎn)數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為_______m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開______m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80)【答案】①0.32(或0.33)3.1②9.4【解析】①根據(jù)L＝v0t＋eq\f(1,2)at2可得eq\f(2L,t)＝2v0＋at，則由eq\f(2L,t)－t圖像可知2v0＝65×10－2m/s，則v0＝0.33m/s，a＝k＝eq\f(190－65×10－2,40×10－2)m/s2＝3.1m/s2。②由牛頓第二定律可知mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即a＝gsinθ－μgcosθ，當(dāng)θ＝53°時(shí)a＝5.6m/s2，即gsin53°－μgcos53°＝5.6，當(dāng)θ＝37°時(shí)a＝3.0m/s2，即gsin37°－μgcos37°＝3.1，聯(lián)立解得g＝9.4m/s2。2．某學(xué)習(xí)小組利用圖1所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。一斜面上安裝有兩個(gè)光電門甲和乙，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊從斜面上下滑，通過光電門時(shí)光電計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片遮光的時(shí)間。一與斜面平行的輕彈簧上端固定，在自然狀態(tài)時(shí)下端在O點(diǎn)。用天平測得滑塊及遮光片的總質(zhì)量為m。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，其示數(shù)如圖2所示，則d＝________mm；(2)滑塊靠在彈簧的下端向上移到A點(diǎn)后釋放，滑塊下滑，通過光電門甲、乙的遮光時(shí)間分別為t1、t2，反復(fù)調(diào)整斜面的傾角直至t1________t2(選填“>”“＝”或“<”)，這樣操作的目的是___________________________________。(3)按正確步驟操作，讓滑塊緊壓彈簧從O點(diǎn)上方某點(diǎn)P由靜止釋放沿斜面下滑，記下通過甲、乙時(shí)對(duì)應(yīng)的t和t′值，則滑塊在P點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能為________。(用題中測量的物理量表示)【答案】(1)3.60(2)＝平衡摩擦力(3)eq\f(md2,2t2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(md2,2t′2)))【解析】(1)主尺的讀數(shù)為3mm，游標(biāo)尺的讀數(shù)為eq\f(1mm,20)×12＝0.60mm，則d＝3mm＋0.60mm＝3.60mm。(2)反復(fù)調(diào)整斜面傾角以平衡摩擦力，使t1＝t2，說明滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)功能關(guān)系可知滑塊離開彈簧后，滑塊的動(dòng)能等于彈簧的彈性勢能。(3)彈簧的彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)mv2，而v＝eq\f(d,t)，得Ep＝eq\f(md2,2t2)，又t＝t′，也可表示為Ep＝eq\f(md2,2t′2)。3．某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻．可使用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20Ω，另一個(gè)阻值為2000Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω)；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。(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空：①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2000”)。②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(duì)應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，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”)。④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω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________Ω(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：?！敬鸢浮?1)見解析圖(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】(1)根據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實(shí)物連線如圖所示。(2)①滑動(dòng)變阻器R1在實(shí)驗(yàn)中為控制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故R1的阻值為20Ω。②為了保護(hù)微安表，S1閉合時(shí)，微安表上的電壓為零，故開始時(shí)應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動(dòng)變阻器的左端。③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B、D兩點(diǎn)的電勢相等。④實(shí)驗(yàn)過程中，由于測量電路，即由Rz、μA、R2組成的電路的阻值很大，可認(rèn)為測量電路兩端的電壓不變，故μA與Rz互換后通過R2、Rz和μA的電流不變，電路如圖所示。由于B、D兩點(diǎn)的電勢相等，對(duì)于圖甲，I1RμA＝I2R′，I1Rz1＝I2R，即eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(R′,R)；對(duì)于圖乙，I1Rz2＝I2R′，I1RμA＝I2R.即eq\f(Rz2,RμA)＝eq\f(R′,R)，所以eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(Rz2,RμA)，所以RμA＝eq\r(Rz1Rz2)＝eq\r(2500×2601)Ω＝2550Ω。(3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。精準(zhǔn)預(yù)測題精準(zhǔn)預(yù)測題另一實(shí)驗(yàn)小組在同一實(shí)驗(yàn)的研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問題：一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h＝35.0cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時(shí)彈簧的下端位于筒內(nèi)，用測力計(jì)可以同彈簧的下端接觸)，如圖甲所示，若本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量露出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變l而測出對(duì)應(yīng)的彈力F，作出F－l圖像如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，彈簧的原長l0＝________cm?！敬鸢浮?0025【解析】根據(jù)胡克定律F與l的關(guān)系式為：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，從圖像中可得直線的斜率為2N/cm，截距為20N，故彈簧的勁度系數(shù)k＝2N/cm＝200N/m。由k(h－l0)＝20N，于是l0＝25cm。2．某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置“探究動(dòng)量定理”。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1，2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪、輕質(zhì)動(dòng)滑輪與彈簧測力計(jì)相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)測出遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量m，重力加速度為g。(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空。A．用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d，示數(shù)如圖2所示，讀得d＝___________mm；B．按圖1所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計(jì)相連的細(xì)線豎直；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平。不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，輕推滑塊，如果滑塊經(jīng)過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài)；D．掛上鉤碼后，接通氣源，再放開滑塊，記錄遮光條通過光電門1的時(shí)間Δt1，遮光條通過光電門2的時(shí)間Δt2和遮光條由光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2所用的時(shí)間t，求出滑塊動(dòng)量的變化量；E．改變鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟D，求在不同合力作用下滑塊的動(dòng)量變化量。(2)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___________。A．彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為eq\f(1,2)mgB．彈簧測力計(jì)的讀數(shù)等于滑塊所受合外力C．實(shí)驗(yàn)過程中鉤碼處于超重狀態(tài)D．鉤碼的總質(zhì)量m應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M(3)若本實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F，測得的數(shù)據(jù)滿足___________，則說明在誤差允許的范圍內(nèi)動(dòng)量定理成立?！敬鸢浮?1)6.60(2)B(3)SKIPIF1<0【解析】(1)擋光片的寬度6mm＋12×0.05mm＝6.60mm。(2)因?yàn)殂^碼加速向下運(yùn)動(dòng)，則彈簧測力計(jì)的讀數(shù)小于eq\f(1,2)mg，A錯(cuò)誤；彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為滑塊所受合外力大小，B正確；實(shí)驗(yàn)過程中鉤碼的加速度向下，故處于失重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；鉤碼的總質(zhì)量m不需要遠(yuǎn)小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，小滑塊的拉力是通過彈簧測得的，D錯(cuò)誤。(3)遮光條通過光電門1的速度SKIPIF1<0，遮光條通過光電門2的速度SKIPIF1<0，合外力的沖量I＝Ft，動(dòng)量的增量Δp＝Mv2－Mv1，即SKIPIF1<0，如果滿足SKIPIF1<0，則說明在誤差允許的范圍內(nèi)動(dòng)量定理成立。3．小楷同學(xué)發(fā)現(xiàn)水流十分神秘，想用水流估測重力加速度大小。水龍頭流出的水由于在重力作用下速度越來越大，所以水流的橫截面積會(huì)越來越細(xì)，如圖所示。小楷同學(xué)打開水龍頭的同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)水龍頭經(jīng)過時(shí)間t流過的水體積為V，然后用游標(biāo)卡尺在相距h的兩處分別測出水流的橫截面直徑d1和d2。(1)為提高該實(shí)驗(yàn)的精度，下列措施有效的是___________；A．測量d1時(shí)應(yīng)盡量靠近水龍頭出口B．水龍頭出水口是豎直向下C．從多個(gè)角度測量同一截面直徑d，再求平均值D．h取值盡可能大，但是需要避免因?yàn)樗魈?xì)而發(fā)成離散的水珠(2)試寫出重力加速度表達(dá)式：g＝___________；(3)該實(shí)驗(yàn)存在多方面因素造成的誤差，請(qǐng)寫出一項(xiàng)可能造成誤差的原因___________。【答案】(1)CD(2)SKIPIF1<0(3)水柱的截面不是正圓形【解析】(1)水龍頭流出的水速較大時(shí)，靠近水龍頭出口，水柱的截面不是圓形的，A錯(cuò)誤；水龍頭流出的水速較小時(shí)，即使水龍頭出水口是傾斜的，水流也沿豎直方向，B錯(cuò)誤；水柱的截面不一定是正圓形，從多個(gè)角度測量同一截面直徑d，再求平均值，可減小截面直徑測量的誤差，C正確；h取值較大，測量的相對(duì)誤差才小，但如果水流太細(xì)而成離散的水珠，則測不出對(duì)應(yīng)位置的速度，D正確。(2)水流的橫截面直徑d1，則橫截面的面積S1＝eq\f(1,4)πd12，水龍頭經(jīng)過時(shí)間t流過的水體積為V，則S1v1＝SKIPIF1<0，解得水流經(jīng)過d1處的速度v1＝SKIPIF1<0，同理，水流經(jīng)過d2處的速度v2＝SKIPIF1<0，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移關(guān)系有v22－v12＝2gh，計(jì)算得g＝SKIPIF1<0。(3)可能造成誤差的原因是水柱的截面不是正圓形。4．某同學(xué)利用圖示裝置驗(yàn)證不可伸長的細(xì)繩連接的物塊的速度沿著繩的分速度相等及機(jī)械能守恒。圖中P、Q、R是三個(gè)完全相同的木塊，P、Q木塊用細(xì)繩連接，放在水平氣墊桌上。木塊R用輕質(zhì)滑輪連接，放在正中間。a、b、c是三個(gè)光電門，調(diào)整三個(gè)光電門的位置，能實(shí)現(xiàn)同時(shí)遮光。將整個(gè)裝置無初速度釋放。(1)為了能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。除了記錄P、Q、R三個(gè)遮光片的遮光的時(shí)間t1、t2、t3外，還必需測量的物理有______；A．P、Q、R的質(zhì)量MB．兩個(gè)定滑輪的距離dC．R的遮光片到c的距離HD．遮光片的寬度x(2)根據(jù)裝置可以分析出P、Q的速度大小相等，驗(yàn)證表達(dá)式為___________；(3)驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式___________?！敬鸢浮?1)CD(2)t1＝t2(3)SKIPIF1<0【解析】(1)要驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，其表達(dá)式是MgH＝eq\f(1,2)MvP2＋eq\f(1,2)MvQ2＋eq\f(1,2)MvR2，可知與質(zhì)量M無關(guān)，因此不需要測量P、Q、R的質(zhì)量M，A錯(cuò)誤；由驗(yàn)證表達(dá)式可知，與兩個(gè)定滑輪的距離d無關(guān)，B錯(cuò)誤；由驗(yàn)證的表達(dá)式可知，需要測量R的遮光片到c的距離H，C正確；由驗(yàn)證的表達(dá)式可知，需要測量P、Q、R三個(gè)物塊遮光片的速度，因此需要測量遮光片的寬度x，速度v＝eq\f(x,t)，D正確。(2)物塊P的速度SKIPIF1<0，物塊Q的速度SKIPIF1<0，因此分析出P、Q的速度大小相等，即需要驗(yàn)證表達(dá)式為SKIPIF1<0，即t1＝t2。(3)整個(gè)系統(tǒng)減少的機(jī)械能是ΔE＝MgH，增加的機(jī)械能是SKIPIF1<0，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，則有ΔE＝ΔE′即驗(yàn)證的表達(dá)式SKIPIF1<0。5．某同學(xué)想用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，測量未知電阻Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢，實(shí)驗(yàn)過程中電流表的讀數(shù)始終符合實(shí)驗(yàn)要求。(1)為了測量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至______(填“最大”或“最小”)，然后閉合開關(guān)K1，將開關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開關(guān)K2撥至2位置．保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當(dāng)調(diào)節(jié)R1＝34.2Ω時(shí)，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx＝______Ω。(2)為了測量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢E，他將R1的阻值調(diào)到1.5Ω，R2調(diào)到最大，將開關(guān)K2調(diào)至2位置，閉合開關(guān)K1；然后多次調(diào)節(jié)R2，并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對(duì)應(yīng)電流表A的讀數(shù)I；最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫出了如圖乙所示的圖像；利用圖像中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA＝______Ω，電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢E＝______V?！敬鸢浮?1)最大34.2(2)0.54【解析】(1)為了保證電路中用電器的安全，在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至最大，使電路中的電流較小，不會(huì)燒壞用電器；由于兩次操作電路中電流相等，說明兩次操作電路中的總電阻也相等，故Rx＝34.2Ω。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E＝I(R2＋RA＋R1)，解得eq\f(1,I)＝eq\f(R2,E)＋eq\f(RA＋R1,E)，結(jié)合eq\f(1,I)－R2圖像的斜率和截距可得E＝4V，RA＝0.5Ω。6．在工業(yè)生產(chǎn)中，常運(yùn)用測定電學(xué)量的方法來測定某些溶液含離子的濃度。某同學(xué)利用圖a所示電路模擬這一情形，測定不同濃度下食鹽溶液的電阻率。在長方體絕緣容器內(nèi)插上兩豎直金屬薄板A、B，A板固定在左側(cè)，B板可插在容器內(nèi)不同位置。(1)因缺少保護(hù)電阻，為保護(hù)電流表，開關(guān)閉合前B板應(yīng)盡量靠近容器的___________側(cè)（填“左”或“右”），容器內(nèi)應(yīng)倒入___________（填“少量”或“大量”）食鹽溶液；(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，容器內(nèi)有一定量的食鹽溶液，且B板位于最右端，此時(shí)電流表示數(shù)如圖c，則此時(shí)電路中電流為___________mA；為便于在多次測量中電流的變化范圍更大一些，應(yīng)___________（選填:增加、減少）容器內(nèi)的食鹽溶液；(3)倒入適量食鹽溶液后，將B板插在容器內(nèi)不同位置，改變B、A兩板的間距x，讀取電流表讀數(shù)I，測量多組數(shù)據(jù)，得到eq\f(1,I)－x圖線如圖b示。已知電源電動(dòng)勢為3.0V，容器內(nèi)部底面長l＝20cm，容器內(nèi)溶液體積V＝1200m3。根據(jù)圖線求得該食鹽溶液的電阻率ρ＝___________Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?1)右少量(2)28增加(3)4.95×10－2【解析】(1)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，B板越靠近右側(cè)，溶液長度越長，電阻越大。鹽溶液濃度越低，阻值越大。(2)由圖c可知，此時(shí)電路中電流為28mA。要使測量中電流的變化范圍更大，則應(yīng)減小電阻，故需要增加容器內(nèi)的食鹽溶液。(3)根據(jù)電阻定律可得SKIPIF1<0，又V＝Sl，SKIPIF1<0，聯(lián)立可得SKIPIF1<0。結(jié)合圖象的斜率k，可得SKIPIF1<0Ω·m。7．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲所示電路圖來測量電源的電動(dòng)勢及內(nèi)阻，其中待測電源電動(dòng)勢約為2V、內(nèi)阻較??；所用電壓表量程為3V，內(nèi)阻非常大，可看作理想電壓表。(1)按實(shí)驗(yàn)電路圖在圖乙中補(bǔ)充完成實(shí)物連線。(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如圖丙所示，則其電阻讀數(shù)為______Ω，閉合開關(guān)S，將S1打到b端，讀出電壓表的讀數(shù)為1.10V；然后將S1打到a端，此時(shí)電壓表讀數(shù)如圖丁所示，則其讀數(shù)為______。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝______Ω。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)將S1打到b端，讀出電阻箱讀數(shù)R以及相應(yīng)的電壓表讀數(shù)U，不斷調(diào)節(jié)電阻箱電阻，得到多組R值與相應(yīng)的U值，作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖如圖戊所示，則通過圖像可以得到該電源的電動(dòng)勢E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)見解析圖(2)111.54.0(3)1.671.00【解析】(1)電路連接如圖所示。(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如題圖丙所示位置，則其電阻讀數(shù)為1×10Ω＋1×1Ω＝11.0Ω。電壓表的讀數(shù)為1.10V；由歐姆定律可知，電流I＝eq\f(1.1,11)A＝0.1A，然后將S1打到a端，此時(shí)電壓表讀數(shù)如題圖丁所示，電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，其讀數(shù)為1.50V。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝eq\f(1.5,0.1)Ω－11Ω＝4.0Ω。(3)在閉合電路中，電源電動(dòng)勢E＝U＋I(xiàn)(r＋R0)＝U＋eq\f(U,R)(r＋R0)，eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)，由題圖戊所示圖像可知，截距b＝eq\f(1,E)＝0.6，E＝1.67V，圖像斜率k＝eq\f(r＋R0,E)＝3，電源內(nèi)阻r＝kE－R0＝5Ω－4Ω＝1.00Ω。8．由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)。基于熱敏電阻對(duì)溫度敏感原理制作一個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時(shí)，系統(tǒng)開始自動(dòng)報(bào)警。所用器材有：直流電源E（36V，內(nèi)阻不計(jì)）電流表（量程250mA，內(nèi)阻約0.1Ω）電壓表（量程50V，內(nèi)阻約1MΩ）熱敏電阻RT報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過10mA時(shí)就會(huì)報(bào)警，超過30mA時(shí)就會(huì)損傷）滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值4000Ω）電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）；單刀單擲開關(guān)S1單刀雙擲開關(guān)S2導(dǎo)線若干。(1)用圖（a）所示電路測量熱敏電阻RT的阻值。當(dāng)溫度為27℃時(shí)，電壓表讀數(shù)為30.0V，電流表讀數(shù)為15.0mA；當(dāng)溫度為50℃時(shí)，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0V，電流表指針位置如圖（b）所示。溫度為50℃時(shí)，熱敏電阻的阻值為_______Ω。從實(shí)驗(yàn)原理上看，該方法測得的阻值比真實(shí)值略微_______（填“偏大”或“偏小”）。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為_______（填“正”或“負(fù)”）溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)某同學(xué)搭建一套基于該熱敏電阻的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)物圖連線如圖（c）所示，其中有一個(gè)器件的導(dǎo)線連接有誤，該器件為___________（填器件名稱）。正確連接后，先使用電阻箱R2進(jìn)行調(diào)試，其阻值設(shè)置為___________Ω，滑動(dòng)變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報(bào)警器開始報(bào)警，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1連入電路的阻值為___________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實(shí)現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換?！敬鸢浮?1)600偏大負(fù)(2)滑動(dòng)變阻器R16003000【解析】(1)由圖（b）可知，電流表的示數(shù)為50mA，則此時(shí)熱敏電阻的阻值SKIPIF1<0，該方法所測電流值為真實(shí)電流值