2023年高考物理復(fù)習(xí)講義 8 第23課時(shí)　力學(xué)實(shí)驗(yàn)(2)-力學(xué)其他實(shí)驗(yàn)含答案

第23課時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)⑵——力學(xué)其他實(shí)驗(yàn)

【命題角度】(1)探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系；(2)驗(yàn)證力的平行四邊形定則；(3)探究平拋

運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).

高考題型1探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

注意事項(xiàng)：

(1)實(shí)驗(yàn)中不能掛過(guò)多的鉤碼，防止彈簧超過(guò)彈性限度.

(2)畫(huà)圖象時(shí)，不要連成折線，而應(yīng)盡量讓數(shù)據(jù)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè).

例1(2021.廣東卷.11)某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖I所示,

固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30。，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端.實(shí)驗(yàn)過(guò)

程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為20Og的鋼球(直徑略小于玻璃

管內(nèi)徑)逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)〃和彈簧上端

對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)數(shù)據(jù)如表所示.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).采用逐差法計(jì)

算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù).

⑴利用AZ√=Z√+3-Z√(i=l,2,3)計(jì)算彈簧的壓縮量:ΔLι=6.03cm,ΔL2=6.08cm,ΔZ,3=

-2+AJ

cm,壓縮量的平均值XL=cm；

3

(2)上述XL是管中增加個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;

⑶忽略摩擦，重力加速度g取9.80m*,該彈簧的勁度系數(shù)為N∕m(結(jié)果保留3位

有效數(shù)字).

答案(1)6.046.05(2)3(3)48.6

解析(1)ΔL3=L6-?3=(18.O9-12.05)cm=6.04cm

ΔZ,∣+?Z,2+?A36.03+6.08+6.04

壓縮量的平均值為M=cm=6.05cm

3^3

（2）因三個(gè)AL是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈

簧平均壓縮量；

（3）根據(jù)鋼球的平衡條件有3mgsin4kX,解得

加3×0.2×9.80Xsin30°

t3-WSin-Θ:

K===2N∕m≈48.6N∕m.

?L6.05×10^

例2（2021?江蘇常州市高三一模）某興趣小組同學(xué)想探究橡皮圈中的張力與橡皮圈的形變量

是否符合胡克定律，若符合胡克定律，則進(jìn)一步測(cè)量其勁度系數(shù)（圈中張力與整圈形變量之

比）.他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2甲所示實(shí)驗(yàn)：橡皮圈上端固定在細(xì)繩套上，結(jié)點(diǎn)為O,刻度尺豎直固

定在一邊，。刻度與結(jié)點(diǎn)。水平對(duì)齊，橡皮圈下端懸掛鉤碼，依次增加鉤碼的個(gè)數(shù)，分別記

錄所掛鉤碼的總質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)橡皮圈下端P的刻度值X,如下表所示：

鉤碼質(zhì)量〃z/g20406080100120

/點(diǎn)刻度值MCm5.535.926.306.677.027.40

（1）請(qǐng)?jiān)趫D乙中，根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，充分利用坐標(biāo)紙，作出機(jī)一X圖象;

圖2

（2）作出〃?一X圖象后，同學(xué)們展開(kāi)了討論：

甲同學(xué)認(rèn)為：這條橡皮圈中的張力和橡皮圈的形變量基本符合胡克定律;

乙同學(xué)認(rèn)為：圖象的斜率&即為橡皮圈的勁度系數(shù)；

丙同學(xué)認(rèn)為：橡皮圈中的張力并不等于所掛鉤碼的重力；

請(qǐng)參與同學(xué)們的討論，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)確定：橡皮圈不拉伸時(shí)的總周長(zhǎng)約為cm,橡

皮圈的勁度系數(shù)約為N∕m（重力加速度g取IOm?2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.

⑶若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端結(jié)點(diǎn)O,則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將

（選填“偏小”“偏大”或“不受影響”）；若實(shí)驗(yàn)中刻度尺沒(méi)有完全豎直，而讀數(shù)

時(shí)視線保持水平，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將（選填“偏小”“偏大”或“不受

影響”）.

答案（1）見(jiàn)解析圖⑵10.40（10.20?10.80）54.5（3）不受影響偏小

解析（1）描點(diǎn)作出，“一χ圖象如圖所示

⑵由加一X圖象可知，橡皮圈不拉伸時(shí)P點(diǎn)距離O點(diǎn)的距離約為5.20cm(5.10cm~5.40cm),

則橡皮圈的總周長(zhǎng)約為10.40cm(l0.20cm~10.80cm).

由加一X圖象可知，橡皮圈的勁度系數(shù)

120X1OrXlO

k=?x=(7.40-5.20)X10^2N∕m≈54.5N/m

(3)若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端結(jié)點(diǎn)O,則由實(shí)臉數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將不受

影響，因?yàn)橛?jì)算勁度系數(shù)時(shí)考慮的是橡皮圈的伸長(zhǎng)量而不是長(zhǎng)度.

若實(shí)驗(yàn)中刻度尺沒(méi)有完全豎直，而讀數(shù)時(shí)視線保持水平，會(huì)使讀數(shù)偏大，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到

的勁度系數(shù)將偏小.

高考題型2驗(yàn)證力的平行四邊形定則

本實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是合力與分力的等效性，在操作時(shí)要記住“三注意”和“七記錄”

兩次O點(diǎn)的位置必須相同

三注意兩個(gè)細(xì)繩套不要太短

夾角不宜太大也不宜太小，在60。?100。之間為宜.

兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)、兩繩方

向和。點(diǎn)的位置(五記錄)

七記錄

?個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)和細(xì)繩方向

(二記錄)

例3(2017?全國(guó)卷III?22)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫(huà)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3(a)所示.將橡皮

筋的一端。固定在)，軸上的8點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的4點(diǎn)時(shí)，橡皮

筋處于原長(zhǎng).

(1)用一只測(cè)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)0,此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力

計(jì)讀出.測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，尸的大小為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(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端

拉至。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(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩

個(gè)拉力的大小分別為Fi=4.2N和F2=5.6N.

①用5mm長(zhǎng)度的線段表示IN的力，以。點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫(huà)出力Q、￡的圖示，然

后按平行四邊形定則畫(huà)出它們的合力尸務(wù)；

(a)(b)

圖3

②尸3的大小為N,F臺(tái)與拉力F的夾角的正切值為.

若尸合與拉力尸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)①見(jiàn)解析圖②4.00.05

解析(1)由題圖(b)可知，F(xiàn)的大小為4.0N.

(2)①畫(huà)出力尸I、尸2的圖示，如圖所示

高考題型3探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)的操作關(guān)鍵

1.應(yīng)保持斜槽末端的切線水平，釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小鋼球的運(yùn)動(dòng)靠近坐標(biāo)紙

但不接觸.

2.小鋼球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下，斜槽的粗糙程度對(duì)該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影

響.在斜槽上釋放小鋼球的高度應(yīng)適當(dāng)，使小鋼球以合適的水平初速度拋出.

3.坐標(biāo)原點(diǎn)(小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn))不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小鋼球在槽口時(shí)球心在坐

標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn).

例4(2021?全國(guó)乙卷?22)某同學(xué)利用圖4(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使

用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍

攝后得到的照片如圖(b)所示(圖中未包括小球剛離開(kāi)軌道的影像).圖中的背景是放在豎直平

面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為5cm.該同學(xué)

在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出.

圖4

完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖(b)中位置A時(shí)，其速度的水平分量大小為m∕s,豎直分量大小為

___________m/s；

(2)根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙∕s2.

答案(1)1.02.0(2)9.7

解析(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度的水平分量大小為Vo=-=

嫌m∕s=1.0m∕s

豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段位移的平

均速度，因此小球在A點(diǎn)速度的豎直分量大小為

8.6+11.0

Cm/s=2.0m/s.

0.05X2

(2)由豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)可得

g="+*J7'L"’代入數(shù)據(jù)可得g=9.7m∕s2.

例5(2021?山西省高三三模)某同學(xué)用如圖5甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度g的大小.實(shí)

驗(yàn)步驟如下：

①調(diào)節(jié)斜槽軌道末端水平，并與斜面體ABC的頂端A點(diǎn)銜接，然后將斜槽和斜面體固定；

②將光電門(mén)傳感器固定在斜槽軌道末端，并調(diào)節(jié)其高度，使小球在斜槽軌道末端靜止時(shí)球心

與光電門(mén)上的小孔重合；

③先在斜面上鋪一層白紙，再在白紙上鋪復(fù)寫(xiě)紙，并將它們固定好；

④把小球從斜槽軌道上的某一位置由靜止釋放，使其脫離斜槽軌道后落到復(fù)寫(xiě)紙上，記錄小

球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間△小并測(cè)量小球落在斜面上的位置與A點(diǎn)的距離S3

⑤不斷改變小球從斜槽軌道上釋放的位置，重復(fù)步驟④，得到多組加和S值，并以志為縱

坐標(biāo)，以S為橫坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)作圖后得如圖丁所示的正比例函數(shù)圖象，圖象

的斜率為k.

⑴實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該同學(xué)用圖乙所示的游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d,應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的

(填“A”“B”或"C”)進(jìn)行測(cè)量，示數(shù)如圖丙所示，該小球的直徑”為mm；

圖5

(2)為完成該實(shí)驗(yàn)，還需測(cè)量的物理量有；

A.小球的釋放點(diǎn)到桌面的高度加

B.斜面的高度電

C.斜面的長(zhǎng)度A

D.小球的質(zhì)量機(jī)

(3)請(qǐng)用晨〃及第(2)問(wèn)中所選物理量的符號(hào)表示重力加速度g的大?。篻=.

答案(I)B11.30(2)BC⑶凳誓

解析(I)A用于測(cè)量?jī)?nèi)徑，B用于測(cè)量外徑，C用于測(cè)量深度，故選8;根據(jù)游標(biāo)尺的刻度

為20格，總長(zhǎng)度比主尺短Imm,故精度為0.05mm,讀數(shù)=主尺讀數(shù)(單位mm)+游標(biāo)尺和

主尺對(duì)齊的格數(shù)X0.05mm,所以讀數(shù)為11.30mm.

(2)該實(shí)臉通過(guò)對(duì)小球落到斜面上之前的平拋運(yùn)動(dòng)的研究計(jì)算重力加速度，需要知道斜面傾角

或傾角的正余弦值，斜面傾角的正弦值Sine=中

√L2-∕l72

余弦值COSl=VL~,故選B、C.

(3)小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中

X=Votf>=褶3

初速度Vo==

由幾何關(guān)系得

X=SCoSΘ,y=ssinθ

整理得點(diǎn)=(Z?—"2)g

2

2Lh2dS

(G-h∕)g

因此斜率k—2/7/2/

2也仍"

得g=

L2-h22'

高考預(yù)測(cè)

1.小張同學(xué)為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，其裝置圖如圖6甲所示.實(shí)驗(yàn)步

驟如下：

(1)將3條完全相同的彈性橡皮條(滿足胡克定律)的一端連接在一起形成一個(gè)結(jié)點(diǎn)O,先測(cè)量

出橡皮條的自然長(zhǎng)度xo；

(2)在豎直平面內(nèi)固定一木板，在木板上固定一張白紙，用圖釘將其中兩條橡皮條的A、8端

固定在木板上，在另一條橡皮條C端懸掛一小重錘，并確保橡皮條不超出彈性限度，且與紙

面無(wú)摩擦；

(3)待裝置平衡后，分別測(cè)量出橡皮條OA、OB和OC的長(zhǎng)度幻、及、*3,并在白紙上記錄

(4)取下白紙，如圖乙所示，在白紙上分別用長(zhǎng)度(足一項(xiàng))、(X2-Xo)代表橡皮條OA和拉力

的大小，作出力的圖示OA'和OB',并以O(shè)A'和OB'為兩鄰邊作一平行四邊形

OA1C'B1,測(cè)量出OC'長(zhǎng)度X4,如果近似可得X4=，且OC'的方向,

則實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則；

(5)改變A、B的位置，重復(fù)(2)到(4)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行多次驗(yàn)證.

答案(3)0、A、B三點(diǎn)的位置以及。C的方向(4)X3—必與OC的方向相反

解析(3)待裝置平衡后，分別測(cè)量出橡皮條。4、08和OC的長(zhǎng)度為、X2、X3,并在白紙上

記錄。、4、B三點(diǎn)的位置以及OC的方向.

(4)如果近似可得xt=X3—Xo,且OC'的方向與OC的方向相反，則實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊

形定則.

2.(2021?廣西南寧市沖刺卷)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻所通

過(guò)的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用如圖7所示的裝置.實(shí)驗(yàn)操作的主要步驟如下：

A.在一塊平木板上釘上復(fù)寫(xiě)紙和白紙，然后將其豎直立于斜槽軌道末端槽口前，木板與槽

口之間有一段距離，并保持板面與軌道末端的水平面垂直；

B.使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡A；

C.將木板沿水平方向向右平移一段距離X,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球

撞到木板在白紙上留下痕跡B；

D.將木板再水平向右平移同樣距離X,使小球仍從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再在白紙

上得到痕跡C,若測(cè)得A、B間距離為y∣,B、C間距離為以，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.

(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是

A.斜槽軌道必須光滑且無(wú)摩擦

B.每次釋放小球的位置可以不同

C.每次小球均須由靜止釋放

D?小球的初速度可通過(guò)測(cè)量小球的釋放點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間的高度差人，之后再由機(jī)械能守恒定

律求出

(2)根據(jù)上述直接測(cè)量的量和已知的物理量可以得到小球平拋的初速度大小的表達(dá)式為Oo=

；(用題中所給字母X、)1、>2、g表示)

(3)小球打在B點(diǎn)時(shí)與打在4點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的變化量為Ap∣,小球打在C點(diǎn)時(shí)與打在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的

變化量為Δ∕>2>則Δ∕?1:Δ∕%=.

答案⑴C⑵n∕?⑶

解析(1)為了能畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，首先保證小球做的是平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽軌道不一定要

光滑，但斜槽末端必須是水平的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；為保證拋出的初速度相同，應(yīng)使小球每次從

斜槽上相同的位置由靜止釋放，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)槟Σ亮ξ粗?，無(wú)法根據(jù)機(jī)械能守

恒定律計(jì)算速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

(2)豎直方向根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得y2-y∣=g/

水平方向小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，得x=0OT

(3)根據(jù)動(dòng)量定理，小球打在B點(diǎn)時(shí)與打在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的變化量

Apι=mgT

小球打在C點(diǎn)時(shí)與打在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的變化量^p2=mgT

則API:Δp2=l：1.

3.(2021?山東濰坊市昌樂(lè)一中高三期末)2020年12月8日，中尼兩國(guó)共同宣布了珠穆朗瑪峰

的最新高度為海拔8848.86米，此次珠峰高度測(cè)量使用了重力儀、超長(zhǎng)距離測(cè)距儀等一大批

國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代測(cè)量設(shè)備.重力儀的內(nèi)部包含了由彈簧組成的靜力平衡系統(tǒng).為測(cè)量彈簧勁度系數(shù),

探究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖8甲所示，角度傳感器固定在可轉(zhuǎn)動(dòng)的“T”形豎

直螺桿上端，可顯示螺桿轉(zhuǎn)過(guò)的角度.“T”形螺桿中部套有螺母，螺母上固定力傳感器.所

測(cè)彈簧上端掛在力傳感器上，下端固定在鐵架臺(tái)底座上，力傳感器可顯示彈簧彈力大

小.“T”形螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，力傳感器會(huì)隨著“T”形螺桿旋轉(zhuǎn)而上下平移，彈簧長(zhǎng)度隨之發(fā)生

變化.

FN

0IO2()3040ff∕(×100o)

甲乙

圖8

（1）該探究小組操作步驟如下：

①旋轉(zhuǎn)螺桿使彈簧初始長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的角度傳感器示數(shù)調(diào)為0；

②旋轉(zhuǎn)“T”形螺桿使彈簧長(zhǎng)度增加，記錄力傳感器示數(shù)F及角度傳感器示數(shù)仇

③多次旋轉(zhuǎn)“T”形螺桿，重復(fù)步驟②的操作，記錄多組對(duì)應(yīng)F、。值；

④用所測(cè)數(shù)據(jù)作出尸一6圖象.圖乙己描出5個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出圖象.

（2）若螺桿的螺距（螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周桿沿軸線前進(jìn)的距離）為6mm,則角度傳感器示數(shù)為240。時(shí)

彈簧的伸長(zhǎng)量X=m.

⑶由F—0圖象可知彈力/與彈簧的伸長(zhǎng)量_____（填“x”"一'或"卜）成正比，結(jié)合圖象

算出彈簧的勁度系數(shù)Z=N/m.

答案（1）見(jiàn)解析圖（2）4X10-（3）X15

解析（1）如圖所示

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與移動(dòng)的距離關(guān)系為鬻1=5?

解得x=4mm=4×10^3m

（3）因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)的角度與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，而根據(jù)F-θ圖象，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與彈簧彈力成

正比，所以彈力廠與彈簧的伸長(zhǎng)量X成正比.由圖可知，當(dāng)角度為4000。時(shí)，彈力為1N.此

時(shí)彈簧的形變量為專器=患心，解得N=竽mm,彈簧的勁度系數(shù)為k=F=

孚MN∕m=15N∕m?

專題強(qiáng)化練

［保分基礎(chǔ)練］

1.（2021?安徽安慶市一模）某實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，采用如

圖1甲所示的裝置,質(zhì)量不計(jì)的彈簧下端掛一個(gè)小盤(pán),在小盤(pán)中增添祛碼,改變彈簧的彈力.實(shí)

驗(yàn)中作出了小盤(pán)中祛碼重力F隨彈簧伸長(zhǎng)量X變化的圖象如圖乙所示.

（1）圖象乙不過(guò)原點(diǎn)的原因是.

（2）利用圖象乙，可求得小盤(pán)的重力為N,小盤(pán)的重力會(huì)使彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果

與真實(shí)值相比（填“偏大”“偏小”或“不變”）.

答案（1）未考慮小盤(pán)的重力（2）1不變

解析（1）由于受到的小盤(pán)的拉力，使彈簧變長(zhǎng)，所以尸一X圖象不過(guò)原點(diǎn)；

（2）利用圖象乙，當(dāng)彈簧的形變量為零時(shí)的拉力大小等于小盤(pán)的重力大小，因此圖象反向延長(zhǎng)

與尸軸交點(diǎn)可求得小盤(pán)的重力為1N;

應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所對(duì)應(yīng)圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，小盤(pán)的質(zhì)量不會(huì)導(dǎo)致彈

簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值不同.

2.（2021.青海省高三一模）某實(shí)驗(yàn)小組欲驗(yàn)證力的平行四邊形定則.實(shí)驗(yàn)步驟如下：

圖2

①將彈簧測(cè)力計(jì)固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向；

②如圖2甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下

拉，直到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為某一設(shè)定值，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O2,記錄彈簧測(cè)

力計(jì)的示數(shù)凡測(cè)量并記錄。I間的距離（即橡皮筋的長(zhǎng)度/）.每次將彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

改變LoON,測(cè)出對(duì)應(yīng)的/,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

F/N01.002.003.004.005.006.007.00

//cm/o11.0012.0013.0014.0015.0016.0017.00

③找出步驟②中尸=7.0ON時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為。、0'（橡皮筋上端為。，下

端為。'），此時(shí)橡皮筋的拉力記為尸；

④在掛鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油，將橡皮筋搭在掛鉤上，如圖乙所示，用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度

同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使掛鉤的下端到達(dá)O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為4、B,橡皮筋OA

段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB;

⑤根據(jù)給出的標(biāo)度，作出和尸磁的合力F,如圖丙所示.

(1)利用表中數(shù)據(jù)可得I0=cm；

(2)若測(cè)得OA=7.50cm,02=7.50cm,則FOA的大小為N；

(3)通過(guò)比較尸與的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

答案(1)10.00⑵5.00(3)Foo-

解析(1)根據(jù)胡克定律，有

ΔF=?Δx

代入表格中第二組和第三組數(shù)據(jù)，有

(2.00-1.00)N=?(12.00-11.00)X10-2m

解得Z=IOoN/m

同理，再代入第一組和第二組數(shù)據(jù)，得

(1.00-0)N=100N∕m×(11.00-fo)×10^2m

解得4)=10.00cm.

(2)根據(jù)。4、OB的長(zhǎng)度可求橡皮筋的彈力大小為

2

F0Λ=kM=100×(7.50+7.50-10.00)×10^N=5.00N.

(3)在兩個(gè)力的作用效果和一個(gè)力的作用效果相同的情況下，由平行四邊形求得的力F'和一

個(gè)力作用時(shí)比較，即可臉證力的平行四邊形定則.

3.(2019?北京卷?21改編)用如圖3所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng).將白紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)齊重疊并固定在

豎直的硬板上.鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從。點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上.由于擋板靠

近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn).移動(dòng)擋板，

重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn).

(1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有.

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球

(2)為定量研究，建立以水平方向?yàn)閄軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系.

a.取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的(選填“最上

端”“最下端”或者“球心”)對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn);在確定y軸時(shí)(選填“需

要”或者“不需要”)y軸與重垂線平行.

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)；如圖4所示，在軌跡上取A、

B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為X,測(cè)得AB和BC的豎直間距分別是y1和以，

則?________上選填“大于”“等于”或者“小于”).可求得鋼球平拋的初速度大小為

>2?

(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字母表示).

(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是.

A.用細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，平滑連接各位置，即可得到

平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

C,將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會(huì)

在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

(4)伽利略曾研究過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)，他推斷；從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不

論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣.這實(shí)際上揭示了平拋物體.

A.在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)

C.在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒

答案(I)BD(2)a.球心需要b.大于(3)AB(4)B

解析(1)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是研究平拋運(yùn)動(dòng)，只需要每次實(shí)臉都能保證鋼球做相同的平拋運(yùn)動(dòng)，即

每次實(shí)驗(yàn)都要保證鋼球從同一高度無(wú)初速度釋放并水平拋出，沒(méi)必要要求斜槽軌道光滑，因

此A錯(cuò)誤，B、D正確；擋板高度可以不等間距變化，故C錯(cuò)誤.

(2)a.因?yàn)殇撉蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的軌跡是其球心的軌跡，故將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的球心對(duì)應(yīng)白

紙上的位置即為坐標(biāo)原點(diǎn)(平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn))；在確定y軸時(shí)需要y軸與重垂線平行.b.由于

平拋的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，故相鄰相等時(shí)間內(nèi)豎直方向上位移之比為1：3：5…，

故兩相鄰相等時(shí)間內(nèi)豎直方向上的位移之比越來(lái)越大.因此弋>；；由以一y=g戶，χ=voTf

>2-

(3)將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，由于鉛

筆受摩擦力作用，且不一定能始終保證鉛筆水平，鉛筆將不能始終保持垂直白紙板運(yùn)動(dòng)，鉛

筆將發(fā)生傾斜，故不會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，故C不可行，A、B可行.

(4)從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，可認(rèn)為做平拋運(yùn)動(dòng)，因此不論它們能射

多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣，這實(shí)際上揭示了平拋物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，

故選項(xiàng)B正確.

4.(2021.河北省1月選考模擬?11)為驗(yàn)證力的平行四邊形定則，某同學(xué)準(zhǔn)備了以下器材：支

架，彈簧，直尺，量角器，坐標(biāo)紙，細(xì)線，定滑輪(位置可調(diào))兩個(gè)，鉤碼若干.支架帶有游

標(biāo)尺和主尺，游標(biāo)尺(帶可滑動(dòng)的指針)固定在底座上，主尺可升降，如圖5甲所示.

甲乙丙

圖5

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)儀器調(diào)零.如圖甲，將已測(cè)量好的勁度系數(shù)上為5.00N/m的彈簧懸掛在支架上，在彈簧掛

鉤上用細(xì)線懸掛小鉤碼作為鉛垂線，調(diào)節(jié)支架豎直.調(diào)整主尺高度，使主尺與游標(biāo)尺的零刻

度對(duì)齊.滑動(dòng)指針，對(duì)齊掛鉤上的。點(diǎn)，固定指針.

(2)搭建的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖乙.鉤碼組加A=40g,鉤碼組"m=30g,調(diào)整定滑輪位置和支

架的主尺高度，使彈簧豎直且讓掛鉤上O點(diǎn)重新對(duì)準(zhǔn)指針.實(shí)驗(yàn)中保持定滑輪、彈簧和鉛垂

線共面.此時(shí)測(cè)得a=36.9。，4=53.1。，由圖丙可讀出游標(biāo)卡尺示數(shù)為cm,由此計(jì)

算出彈簧拉力的增加量F=N.當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.80m∕s2.

(3)請(qǐng)將第(2)步中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用力的圖示的方法在圖6框中作出，用平行四邊形定則作出合力

F'.

≡≡轆SH邂明轆蜘越困≡

::::::::::::::::::::

圖6

(4)依次改變兩鉤碼質(zhì)量，重復(fù)以上步驟，比較尸和F的大小和方向，得出結(jié)論.實(shí)驗(yàn)中鉛

垂線上小鉤碼的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(填寫(xiě)“有”或“無(wú)”)影響.

答案(2)9.780.489(3)見(jiàn)解析圖(4)無(wú)

解析(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為主尺刻度+游標(biāo)尺讀數(shù)=97mm+8×0.1mm=97.8mm=

9.78cm;根據(jù)胡克定律可知彈簧的彈力增加量為：F=fcc=5.00×9.78×10^2N=0.489N.

1

(3)選好標(biāo)度，根據(jù)兩分力FA,尸B的方向作出力的圖示，作出平行四邊形得到合力F,如圖

所示.

(4)在求解合力的過(guò)程中，求解的是彈簧彈力的變化量，所以實(shí)驗(yàn)中鉛垂線上小鉤碼的重力對(duì)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響.

［爭(zhēng)分提能練］

5.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：

8162+32

圖7

(1)甲同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)處理數(shù)據(jù)得到了圖7甲所示的F-X圖象，其中F為彈簧彈力,

X為彈簧長(zhǎng)度.請(qǐng)通過(guò)圖甲，分析并計(jì)算，該彈簧的勁度系數(shù)Z=N∕m.當(dāng)指針如圖

乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=N.

(2)乙同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧〃和6,得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖象如圖丙所示.下列表

述正確的是.

A.。的原長(zhǎng)比匕的長(zhǎng)

B.”的勁度系數(shù)比b的大

C.α的勁度系數(shù)比方的小

D.測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比

答案(1)253.0(2)B

解析(1)在尸一X圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，則上=蕓∕m=25N/m

在題圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)尸=3.0N

(2)在題圖丙中，當(dāng)彈簧的彈力為零時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，故b的原長(zhǎng)大于〃的原長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；

斜率表示勁度系數(shù)，故。的勁度系數(shù)大于6的勁度系數(shù)，故B正確，C錯(cuò)誤；

彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，故D錯(cuò)誤.

6.在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)某同學(xué)用圖8所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)，他的實(shí)驗(yàn)操作是：在小球4、B處于同一

高度時(shí)，用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時(shí)B球被松開(kāi).

①他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B(填“同時(shí)”或“不同時(shí)”)落地；

②讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片.A球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將

(填“變長(zhǎng)”“不變”或“變短”)；

③上述現(xiàn)象說(shuō)明.

(2)一個(gè)同學(xué)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，只畫(huà)出了如圖9所示的一部分曲線，于是他在曲線

上取水平距離相等的三點(diǎn)4、B、C,量得Ar=O.1m.又量出它們之間的豎直距離分別為加

2

=0.1m,?2=0.2m,?5=10m∕s,利用這些數(shù)據(jù)，可求得：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

圖9

①物體拋出時(shí)的初速度為m/s；

②物體經(jīng)過(guò)B時(shí)速度為m/s.

答案（1）①同時(shí)②不變③平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速度大小無(wú)關(guān)，且可以證明做平拋運(yùn)動(dòng)的

物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)（2）①1.0②1.8

解析（2）在豎直方向上，根據(jù)∕22-∕7∣=gT2

則物體平拋運(yùn)動(dòng)的初速度Oo=7=0]m∕s=1.0m∕s

...〃i+〃20.1+0.2

點(diǎn)的豎直分速度為-

BPvB=-7Z7iL=-U7Γ.>Z-m∕s=1.5m/s

則B點(diǎn)的速度為

Vβ-y∣V(f,+vy∣r=γ∣1÷2.25m∕s=,3.25m∕s≈1.8m/s.

第24課時(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)（1）——以測(cè)電阻為核心的實(shí)驗(yàn)

【命題角度】（1）基本儀器的讀數(shù)：（2）描繪小燈泡的伏安特性曲線；（3）伏安法測(cè)電阻、測(cè)定金

屬的電阻率；（4）電阻測(cè)量的創(chuàng)新方案.

高考題型1基本儀器的讀數(shù)

基本儀器讀數(shù)

1.游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)

（1）原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成.不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)

小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.

(2)讀數(shù)：由主尺讀出整毫米數(shù)/°,從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度對(duì)齊的刻度線n,

則測(cè)量值(mm)=(∕o+“X精確度)mm.注意：①游標(biāo)卡尺的精確度一般為游標(biāo)尺上總刻度數(shù)的

倒數(shù).②游標(biāo)卡尺不需要估讀.

刻度格數(shù)精確度(mm)測(cè)量結(jié)果

100.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1〃

200.05主尺上讀的毫米數(shù)+005/7

500.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02。

2.螺旋測(cè)微器的原理和讀數(shù)

(1)原理：測(cè)微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕每旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)

微螺桿前進(jìn)或后退0.5mm,而可動(dòng)刻度上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，測(cè)微螺桿前進(jìn)

或后退0.01mm,即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，

螺旋測(cè)微器又叫千分尺.

(2)讀數(shù)：測(cè)量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動(dòng)刻度數(shù)(估

讀一位)X0.01(mm).

3.電流表和電壓表的讀數(shù)和選用

(1)電表讀數(shù)

量程精確度讀數(shù)規(guī)則

電流表O?3A0.1A與刻度尺一樣，采用??估讀，讀數(shù)規(guī)則較簡(jiǎn)單，只需要精確

電壓表

0~3V0.1V值后加一估讀數(shù)即可

估讀位與最小刻度在同一位，采用夕古讀

電流表0~0.6A0.02A

估讀位與最小刻度在同一位，采用,估讀

電壓表0~15V0.5V

(2)電表的選用

根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表.首先保證流過(guò)電流表的電流和加在

電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏

12

的;?,左右)，以減少實(shí)驗(yàn)誤差.

例1一同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)一根金屬管的深度時(shí)，游標(biāo)卡尺上的游標(biāo)尺和主尺的相對(duì)位置如

圖1甲所示，則這根金屬管的深度是cm；該同學(xué)又利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的

厚度為5.702mm,則圖乙中可動(dòng)刻度a、6處的數(shù)字分別是、.

1Cm主尺2

W游標(biāo)尺20

答案1.0552025

解析題圖甲中游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為10mm,20分度游標(biāo)尺精確度為0.05mm,故游標(biāo)尺讀數(shù)

為11×0.05mm=0.55mm,所以金屬管深度為10.55mm=1.055Cm.螺旋測(cè)微器固定刻度部

分讀數(shù)為5.5mm,可動(dòng)刻度最小分度值為0.01mm,可動(dòng)刻度部分讀數(shù)應(yīng)為20.2X0.0Imm,

因此a處數(shù)字應(yīng)為20,6處數(shù)字為25.

例2如圖2所示為電壓表和電流表的刻度盤(pán)示意圖，指針位置分別如圖甲、乙所示.

Q2誦

AZ0.6

(1)若使用的是0?3V量程的電壓表，讀數(shù)為V.若使用的是0?15V量程的電壓

表，讀數(shù)為V.

(2)若使用的是。?0.6A量程的電流表，讀數(shù)為A.若使用的是0?3A量程的電流

表，讀數(shù)為A.

(3)如圖丙所示，電阻箱的讀數(shù)為.

如圖丁所示，多用電表旋在X10擋，讀數(shù)為.

答案⑴1.68(1.67?1.69均正確)8.4(8.3亦可)(2)0.462.30(2.29~2.31均正確)

(3)530.0Ω50Ω

解析(1)對(duì)于電壓表，當(dāng)選取0?3V量程時(shí)，每小格為0.1V,讀數(shù)為1.68V,當(dāng)選取。?

15V量程時(shí)，每小格為0.5V,讀數(shù)為8.4V.

(2)對(duì)于電流表，當(dāng)選取0?0.6A量程時(shí)，每小格為0.02A,讀數(shù)為0.46A,當(dāng)選取0?3A

量程時(shí)，每小格為0.1A,讀數(shù)為2.30A.

⑶電阻箱讀數(shù)為：(100X5+10X3)C=530.0Ω.

歐姆表讀數(shù)為：5×10Ω=50Ω.

高考題型2描繪小燈泡的伏安特性曲線

基本原理與操作

原理

電路圖

(1)連接電路：用導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)物連接

(2)測(cè)量與記錄：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置，測(cè)出12組左右不同的電壓值U

操作要領(lǐng)

和電流值/,填入自己設(shè)計(jì)的表格中

(3)畫(huà)出圖象：畫(huà)/-U圖線

(1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，/為縱軸，建立坐標(biāo)系.

匕

數(shù)據(jù)處理

OU

(2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn).

(3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，就得到小燈泡的伏安特性曲線.

(1)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必

須采用電流表外接法.

注意事項(xiàng)

(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接.

(3)保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)位于

圖中的α端.加在小燈泡兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓.

例3(2021?全國(guó)甲卷?23)某同學(xué)用圖3所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有:

小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)

電壓表(量程300mV,內(nèi)阻300C)

電流表(量程300mA,內(nèi)阻0.27Ω)

定值電阻RO

滑動(dòng)變阻器R∣（阻值0-20Ω）

電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）

電源E（電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)）

開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干.

完成下列填空：

圖3

（1）有3個(gè)阻值分別為10C、20。、30C的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0?

30OmA的U-/曲線，RO應(yīng)選取阻值為Ω的定值電阻；

⑵閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的（填或）端；

（3）在流過(guò)電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀

取電壓表和電流表的示數(shù)U、/,結(jié)果如圖4所示.當(dāng)流過(guò)電流表的電流為IOmA時(shí)，小燈

泡的電阻為。（保留1位有效數(shù)字）；

（4）為使得電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將此的阻值

調(diào)整為Q然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器Ri,測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：

[//mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0

//mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0

（5）由圖和上表可知，隨流過(guò)小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻（填“增大”“減小”

或“不變”）；

（6）該同學(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160mA,可得此時(shí)小燈泡電功率

WI=W（保留2位有效數(shù)字）：當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300mA時(shí)，小燈泡的電功率

為肌，則費(fèi)=（保留至整數(shù)）.

答案(1)10(2)4(3)0.7(4)2700(5)增大(6)0.07410

解析(1)小燈泡額定電壓2.5V,電源電動(dòng)勢(shì)6V,則滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，為了保證電

路安全，需要定值電阻分擔(dān)的電壓t∕=6V-2.5V=3.5V

3SV

則有Ro=fwT=≈11.7Ω

則為了描繪小燈泡在。?30OmA的U-/曲線，RO應(yīng)選取阻值為IOC的定值電阻；

(2)為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的“端；

(3)由題圖可知當(dāng)流過(guò)電流表的電流為IOmA時(shí)，小燈泡兩端電壓為7mV,此時(shí)∕?=0,RV

》R,則電壓表分流可忽略不計(jì)，小燈泡的電阻為

7×10^3

R=IoXlorC=O.7C

3O3

(4)由題知電壓表滿量程時(shí)小燈泡兩端的電壓為3V,有R,+Rv=忘

解得&=2700。

(5)由題圖和表格可知隨流過(guò)小燈泡的電流增加，電壓與電流的比值逐漸增大，則燈絲的電阻

增大

(6)根據(jù)表格可知當(dāng)電流為16OmA時(shí)，電壓表的示數(shù)為46mV,根據(jù)(4)的分析可知此時(shí)小燈

泡兩端電壓為0.46V,則此時(shí)小燈泡電功率

W∣=0.46V×0.16A≈0.074W,

同理可知當(dāng)流過(guò)電流表的電流為30OmA時(shí)，小燈泡兩端電壓為2.5V,此時(shí)小燈泡電功率

IV2=2.5VX0.3A=0.75W

,,^W0.75,.?

故有四2—0.074~I(I

高考題型3伏安法測(cè)電阻、測(cè)定金屬的電阻率

1.電流表內(nèi)、外接的選擇

(1)兩種接法的比較

內(nèi)接法外接法

電路圖

電流表分壓

誤差原因

電壓表分流/測(cè)=ZV+/v

UUx+UA

R衍北=RL妙__

Rk-R,+Rγ<R'

電阻測(cè)量值hI

測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值

(2)兩種接法的選擇

①阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若上較小，宜

采用電流表外接法：若R較大，宜采用電流表內(nèi)接法.簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”.

②臨界值計(jì)算法

啊忌時(shí),用電流表外接法；

R?>y^^時(shí),用電流表內(nèi)接法.

③實(shí)驗(yàn)試探法：按如圖5所示接好電路，讓電壓表一根接線柱尸先后與。、匕處接觸一

下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；

如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法.

I

圖5

2.滑動(dòng)變阻器分壓式與限流式接法的選擇

(1)“以小控大用分壓，相差無(wú)幾用限流”

①當(dāng)采用分壓式接法時(shí)，一般應(yīng)選用最大阻值較小、而額定電流較大的滑動(dòng)變阻器.

②當(dāng)采用限流式接法時(shí)，一般應(yīng)選用最大阻值比待測(cè)電阻稍大或差不多的滑動(dòng)變阻器.

(2)必須采用分壓式接法的三種情況：①要求電壓從零開(kāi)始變化；②滑動(dòng)變阻器阻值太小,

不能起到限流的作用；③限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù).

例4(2021?山東濰坊市高三一模)某同學(xué)為測(cè)量電阻心的阻值，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn).

(1)用多用電表歐姆擋粗測(cè)R的阻值.選擇“X10”擋，正確操作后表盤(pán)指針指示如圖6甲所

示，則示數(shù)為Ω;

甲乙

圖6

(2)為精確的測(cè)量R的阻值，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，現(xiàn)有器材如下:

A.兩節(jié)干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線

B.電壓表(0?3V,內(nèi)阻約6kΩ)

C.電流表(0?50mA,內(nèi)阻約2C)

D.電流表(0?200mA,內(nèi)阻約(MC)

E.滑動(dòng)變阻器(0?20Ω,額定電流為0.5A)

①電流表應(yīng)選;（填器材對(duì)應(yīng)的字母）

②請(qǐng)將圖乙中連線補(bǔ)充完整；

③將電路正確連接.為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前,滑片P應(yīng)調(diào)至最（選填“左端”或“右

端”）；閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，其原因是導(dǎo)線

（選填“a”“b”“c”或"d”）斷路.

答案（1）60⑵①C②見(jiàn)解析圖③左端C

解析（1）由表盤(pán)讀出指針示數(shù)為6,又擋位選擇“X10”擋，故電阻的大小為Rr=6X10Ω

=60Ω

（2）①利用歐姆定律，測(cè)量電路最大電流約為總A=0.05A=50mA,