高考物理二輪復習 第二部分 高分提能策略 專題二 實驗題突破策略與技巧-提高技能多撈分必考題型巧練-人教版高三全冊物理試題

專題二實驗題突破策略與技巧-提高技能多撈分力學實驗題巧練(一)1．如圖所示，用游標卡尺、刻度尺和螺旋測微器分別測量三個工件的長度，測量值分別為__________cm、________cm、________mm.答案：1.321.207.3202．如圖a是甲同學利用A、B、C三根不同型號的橡皮筋做“探究橡皮筋的彈力與橡皮筋伸長長度的關系”實驗得到的圖線．根據(jù)圖a得出結論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，若要選一個彈性較好的橡皮筋，應選________型號橡皮筋．乙同學將一橡皮筋水平放置，測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端掛鉤碼，實驗過程是在橡皮筋的彈性限度內(nèi)進行的，用記錄的鉤碼的質(zhì)量m與橡皮筋的形變量x作出m－x圖象如圖b所示．可知橡皮筋的勁度系數(shù)為____________．解析：由題圖a可知橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長量x的變化關系圖象為過原點的傾斜直線，所以橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長量x成正比；A型號橡皮筋的勁度系數(shù)相對小，對相同的拉力，橡皮筋的伸長量更大，收縮性更好；題圖b中圖線斜率為eq\f(k,g)，橡皮筋的勁度系數(shù)為k＝200N/m.答案：橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長量x成正比A200N/m3．(2015·安徽名校聯(lián)考)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某小組利用如圖甲所示的裝置完成實驗，橡皮條的一端C固定在木板上，用兩只彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點．(1)則下列敘述正確的是________．A．該實驗中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力B．兩次操作必須將橡皮條和繩的結點拉到相同位置C．實驗中AO和BO的夾角應盡可能大D．在實驗中，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度線(2)對數(shù)據(jù)處理后得到如圖乙所示的圖線，則F與F′兩力中，方向一定沿CO方向的是________．解析：(1)AO和BO的拉力與CO的拉力的合力為零，它們之間不是合力與分力的關系，A錯誤；實驗中兩次拉伸橡皮條，注意將橡皮條和繩的結點拉到相同位置，以保證兩次操作中CO的拉力是相同的，則選項B正確；如果AO和BO的夾角適當，則兩個分力可以將結點拉到O點，若夾角過大，則兩拉力不一定能將結點拉到O點，所以選項C錯誤；彈簧測力計與木板平行以便保證各力在同一平面內(nèi)，正對彈簧測力計的刻度線讀數(shù)可以減小偶然誤差，因此D正確．(2)由題圖乙知，F(xiàn)是用平行四邊形定則作出的合力，F(xiàn)′是用一個彈簧測力計拉橡皮條時的拉力，故一定與CO共線的是F′.答案：(1)BD(2)F′4．某中學的實驗小組用如圖所示的實驗裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關系，圖中A為小車，B為盤．實驗時將小車靠近打點計時器，用繩子牽引小車運動，通過打點計時器得到一條紙帶，通過紙帶算出小車的加速度(假設小車和砝碼的總質(zhì)量為M，盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m)．(1)若繩子對小車的牽引力近似等于mg，則需滿足________關系．(2)該小組在探究加速度與質(zhì)量的關系時，通過多次改變小車的質(zhì)量，得到多組數(shù)據(jù)，如果用圖象處理數(shù)據(jù)，作a與________的關系圖線能更直觀地了解加速度a與質(zhì)量M的關系．(3)通過多次實驗，甲、乙兩同學利用自己得到的數(shù)據(jù)和第(2)問的關系，各自畫出了圖線，如圖所示，該圖象說明在甲、乙兩同學做實驗時________(填“甲”或“乙”)同學實驗中繩子的拉力更大．解析：(1)只有滿足M?m時，繩對小車的拉力才近似等于盤及盤中砝碼的重力．(2)由于a∝eq\f(1,M)，a－eq\f(1,M)圖象是一條過原點的直線，所以數(shù)據(jù)處理時，常作出a與eq\f(1,M)的關系圖線．(3)兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時，由題圖象知甲的加速度大，故甲同學實驗中繩子的拉力更大．答案：(1)M?m(2)eq\f(1,M)(3)甲5．某同學設計了以下的實驗來驗證機械能守恒定律：在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個磁性滑塊m，滑塊可沿米尺自由下落．在米尺上還安裝了一個連接了內(nèi)阻很大的數(shù)字電壓表的多匝線框A，線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過線框，如圖所示，把滑塊從米尺的0刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過線框時的電壓U.改變h，調(diào)整線框的位置，多做幾次實驗，記錄各次的h、U.(1)如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進行分析論證，用圖線________(選填“U－h(huán)”或“U2－h(huán)”)更容易得出結論．(2)影響本實驗精確程度的因素主要是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列舉一點即可)．解析：(1)電壓表內(nèi)阻非常大，則電壓表示數(shù)U近似等于磁性滑塊穿過線框產(chǎn)生的感應電動勢E；滑塊下落過程中，機械能守恒，則mgh＝eq\f(1,2)mv2，由E＝BLv可知，感應電動勢大小與速度v成正比，故驗證機械能是否守恒需要驗證U2－h(huán)關系圖象是不是一次函數(shù)圖象．(2)由于磁性滑塊穿過線框時產(chǎn)生感應電流，機械能有損失．答案：(1)U2－h(huán)(2)空氣阻力(或電磁感應損失機械能)6．(2015·濟南適應性訓練)為了測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ，某小組使用位移傳感器設計了如圖甲所示實驗裝置，讓木塊從傾斜木板上一點A由靜止釋放，位移傳感器可以測出木塊到傳感器的距離．位移傳感器連接計算機，描繪出滑塊相對傳感器的位移x隨時間t變化的規(guī)律，如圖乙所示．(1)根據(jù)上述圖線，計算0.4s時木塊的速度v＝________m/s，木塊的加速度a＝________m/s2.(2)為了測定動摩擦因數(shù)μ，還需要測量的量是________________________________________．(已知當?shù)氐闹亓铀俣萭)(3)為了提高木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ的測量精度，下列措施可行的是________．A．A點與傳感器距離適當大些B．木板的傾角越大越好C．選擇體積較大的空心木塊D．傳感器開始計時的時刻必須是木塊從A點釋放的時刻解析：(1)木塊做勻加速直線運動，0.4s時木塊的速度等于0.2～0.6s時間段內(nèi)的平均速度，可得v＝eq\f(（30－14）×10－2,0.4)m/s＝0.4m/s；由逐差公式Δx＝aT2可知，木塊的加速度大小a＝1m/s2.(2)根據(jù)牛頓第二定律可知，木塊沿斜面下滑的加速度大小a＝gsinθ－μgcosθ，據(jù)此式可知，只要測出傾斜木板與水平面的夾角θ，或者測出A點到位移傳感器的高度即可．(3)根據(jù)前面的分析可知，為了提高木塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ的測量精度，可以盡可能提高加速度a的測量精度，因此可使A點與傳感器的測量距離適當大一些，故A選項正確；木板的傾角不能太小，太小時木塊不下滑，但也不是越大越好，B選項錯誤；木塊的體積小些較好，C選項錯誤；根據(jù)Δx＝aT2，傳感器開始計時的時刻不需要是木塊從A點釋放的時刻，因此D選項錯誤．答案：(1)0.41(2)傾斜木板與水平面的夾角(或者A點到位移傳感器的高度)(3)A7．(2015·長沙二模)某同學用圖甲所示實驗裝置來研究彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量的關系，彈簧一端固定，另一端與一帶有窄片的物塊接觸，讓物塊被不同壓縮狀態(tài)的彈簧彈射出去，沿光滑水平板滑行，途中安裝一光電門．設重力加速度為g.(1)如圖乙所示，用游標卡尺測得窄片的寬度L為________________________．(2)記下窄片通過光電門的時間Δt＝10ms，則窄片通過光電門的平均速度eq\x\to(v)＝________．(3)若物塊質(zhì)量為m，彈簧此次彈射物塊過程中釋放的彈性勢能為____________(用m，L，Δt表示)．解析：(1)游標卡尺主尺讀數(shù)為10mm，20分度游標卡尺的精確度為0.05mm，游標尺第3條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標尺讀數(shù)為0.15mm，故窄片寬度為10.15mm.(2)窄片通過光電門時間極短，其平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(L,Δt)＝eq\f(10.15,10)m/s≈1.02m/s.(3)由機械能守恒定律可知，開始時彈簧的彈性勢能轉化為物塊的動能，所以彈簧彈射物塊過程中釋放的彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(mL2,2（Δt）2).答案：(1)10.15mm(2)1.02m/s(3)eq\f(mL2,2（Δt）2)8．如圖所示的實驗裝置可以用來探究動能定理，長木板傾斜放置，帶有擋光片的小車放在長木板上，長木板旁放置兩個距離為L的光電門A和B，質(zhì)量為m的重物通過滑輪與小車相連，調(diào)整長木板傾角，使得小車恰好在細繩的拉力作用下處于平衡狀態(tài)．某時刻剪斷細繩，小車加速運動．測得擋光片通過光電門A的時間為Δt1，通過光電門B的時間為Δt2，擋光片寬度為d，小車質(zhì)量為M，重力加速度為g，不計摩擦阻力．(1)小車加速運動受到的合外力F＝________．(2)小車經(jīng)過光電門A、B的瞬時速度為vA＝________、vB＝________．(3)如果關系式________________________________________________________________________在誤差允許范圍內(nèi)成立，就算是驗證了動能定理．解析：(1)由于在重物的拉力作用下小車處于平衡狀態(tài)，去掉拉力，小車受到的合外力就等于細繩的拉力，因此合力F＝mg.(2)擋光片經(jīng)過光電門時的平均速度為vA＝eq\f(d,Δt1)、vB＝eq\f(d,Δt2)，擋光時間極短，可以認為平均速度等于瞬時速度．(3)合力做功W＝mgL，動能變化eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2)，如果這兩部分在誤差允許范圍內(nèi)相等，就算是驗證了動能定理．答案：(1)mg(2)eq\f(d,Δt1)eq\f(d,Δt2)(3)mgL＝eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2)力學實驗題巧練(二)1.某課外科技活動小組學習了平行四邊形定則后，利用DIS實驗裝置研究“力的合成與分解”，如圖所示A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負．A連接質(zhì)量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3m的桿．將細繩連接在桿右端O點構成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作：①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ；②對兩個傳感器進行調(diào)零；③用另一繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù)；④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角重復上述實驗步驟，得到如下表格.F14.0042.320…4.008…F2－3.472－1.164…3.460…θ30°60°…150°…(1)根據(jù)表格，A傳感器對應的表中力為________(選填“F1”或“F2”)．鉤碼質(zhì)量為________(2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零，對此操作說明正確的是________．A．因為事先忘記了調(diào)零B．何時調(diào)零對實驗結果沒有影響C．為了消除橫桿自身重力對結果的影響D．可以完全消除實驗的誤差解析：(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應的是表中力F1，平衡時，mg＝F1·sinθ，當θ＝30°時，F(xiàn)1＝4.004N，可求得m≈0.2kg.(2)在掛鉤碼之前，對傳感器進行調(diào)零，目的是消除橫桿自身重力對結果的影響，故C答案：(1)F10.2(2)C2．在“探究勻變速直線運動的規(guī)律”的實驗中，某同學設計的實驗裝置如圖甲所示．(1)請指出該同學在實驗操作中存在的兩處錯誤：①__________________；②__________________．(2)該同學經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點，測得h1、h2、h3、h4、h5.若打點的周期為T，則打E點時速度為vE＝________；若分別計算出各計數(shù)點對應的速度數(shù)值，并在坐標系中畫出v2與h的關系圖線，如圖丙所示，則小車的加速度a＝________m/s2.解析：(1)兩處錯誤是①打點計時器應該接交流電源，②開始時小車應該靠近打點計時器．(2)vE＝eq\f(h5－h(huán)3,2T)，根據(jù)公式v2－veq\o\al(2,0)＝2ax可知，題圖丙中圖線的斜率等于2a得a＝5.4m/s2.答案：(1)①打點計時器應該接交流電源②開始時小車應該靠近打點計時器(2)eq\f(h5－h(huán)3,2T)5.43．如圖甲所示，用橫梁、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關系．(1)把彈簧上端固定在橫梁上，下端懸吊不同重力的鉤碼，用刻度尺測量有關長度，實驗中需要測量的物理量有：________________．(2)關于實驗注意事項，以下哪項是沒有必要的？(填入字母序號)________．A．懸吊鉤碼后，在鉤碼靜止后再讀數(shù)B．盡量減小彈簧和橫梁之間的摩擦C．彈簧的受力不超過它的彈性限度(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.圖線不過原點的原因是________________________________________________________________________．解析：(1)根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧受不同外力所對應的長度．(2)胡克定律只在彈性限度內(nèi)才成立；實驗時應在鉤碼靜止、形變量穩(wěn)定時讀數(shù)；彈簧和橫梁之間的摩擦力對本實驗沒有影響，所以選B.(3)根據(jù)題圖乙中圖線的斜率等于k，取題圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個點，利用ΔF＝kΔx，可得k＝200N/m；圖線不過原點是由于彈簧具有自重，使得彈簧不加外力時就有形變量．答案：(1)彈簧原長、彈簧受不同外力所對應的長度(2)B(3)200彈簧存在自重4.某同學利用光電門傳感器設計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器．實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A處傳感器的擋光時間為t1，通過B處傳感器的擋光時間為t2，重力加速度為g.為了證明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明．(1)下列必要的實驗測量步驟是________．A．用天平測出運動小物體的質(zhì)量mB．測出A、B之間的豎直距離hC．測出小物體釋放時離桌面的高度HD．用秒表測出運動小物體由A到B所用時間Δt(2)若該同學用d和t1、t2的比值分別來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度，并設想如果能滿足____________________關系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的．解析：(1)本實驗需要驗證小物體由A運動到B過程中，小物體減少的重力勢能mghAB和增加的動能eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A))在誤差允許范圍內(nèi)是否近似相等，即eq\f(1,2)(veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A))≈ghAB，故無需測量小物體的質(zhì)量和小物體釋放時離桌面的高度H，A、C項錯誤；需要測量A、B之間的豎直距離，B項正確；速度是通過光電門測量的，因此無需用秒表測出運動小物體由A到B所用時間Δt，D項錯誤．(2)由題意知小物體經(jīng)過兩光電門的速度分別為eq\f(d,t1)和eq\f(d,t2)，代入eq\f(1,2)(veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A))≈ghAB可知，如果能滿足eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))eq\s\up12(2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))eq\s\up12(2)≈2gh即可證明小物體自由下落過程中機械能守恒．答案：(1)B(2)(d/t2)2－(d/t1)2≈2gh5．(2015·廈門質(zhì)檢)關于驗證機械能守恒定律的實驗．請回答下列問題：(1)利用打點計時器打出紙帶，請將下列步驟按合理順序排列________(填選項前字母)．A．釋放紙帶 B．接通電源C．取下紙帶 D．切斷電源(2)在打出的紙帶上選取連續(xù)的三個點A、B、C，如圖所示．測出起始點O到A點的距離為s0，A、B兩點間的距離為s1，B、C兩點間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關系式________________________________________________________________________________，即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的(已知當?shù)刂亓铀俣葹間，使用交流電的周期為T)．(3)下列敘述的實驗處理方法和實驗結果，正確的是________．A．該實驗中不用天平測重物的質(zhì)量，則無法驗證機械能守恒定律B．該實驗選取的紙帶，測量發(fā)現(xiàn)所打的第一點和第二點間的距離為1.7mm，C．為了計算方便，本實驗中選取一條理想紙帶，然后通過對紙帶的測量、分析，求出當?shù)氐闹亓铀俣鹊闹担俅氡磉_式：mgh＝eq\f(1,2)mv2進行驗證D．本實驗中，實驗操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實驗結果一定是mgh略大于eq\f(1,2)mv2，不可能出現(xiàn)eq\f(1,2)mv2略大于mgh的情況解析：(1)打點計時器使用時，先接通電源，后釋放紙帶；計時器不能長時間持續(xù)工作，使用完畢應立即關閉電源，故操作次序應為BADC.(2)由勻變速直線運動規(guī)律可知，紙帶上打B點時重物的速度vB＝eq\f(s1＋s2,2T)，重物帶動紙帶由O運動到B過程中，重物減少的重力勢能為mg(s0＋s1)，重物增加的動能為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，驗證機械能守恒定律，二者應在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，將vB代入整理可得：8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2.(3)由8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2可知，驗證機械能是否守恒與重物質(zhì)量無關，A項錯誤；若紙帶從靜止開始運動，紙帶在0.02s內(nèi)的位移h＝eq\f(1,2)gt2≈2mm；若初速度不為零，則位移應大于2mm，B項錯誤；易知C項錯誤；實驗中，不可避免地要克服摩擦力做功，因此勢能的減少量mgh一定大于動能的增加量eq\f(1,2)mv2，D項正確．答案：(1)BADC(2)8g(s0＋s1)T2＝(s1＋s2)2(3)6．(2015·合肥二檢)(1)圖甲為某同學做“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖，一端帶有定滑輪的木板直接放在水平桌面上，細線與長木板平行．在研究小車(含砝碼)質(zhì)量不變，加速度和作用力的關系時，他先后五次改變砂和砂桶的總質(zhì)量，測出相應的加速度a.在第一次測量時，砂和砂桶的總質(zhì)量為m1，小車質(zhì)量M＝20m1，以后每次在砂桶里增加質(zhì)量為Δm的砂子，已知Δm＝eq\f(m1,2).若把砂和砂桶的總重力作為小車所受合力F的大小，按這五組數(shù)據(jù)畫出的a－F圖象可能是下列圖乙中的________．(2)第(1)題圖象中圖線不過坐標原點的原因是______________，若對此采取了糾正，該實驗還存在一個較大的系統(tǒng)誤差，是由砂和砂桶的總重力不等于小車受到的拉力引起的．設砂和砂桶的總重力為F測，小車真正受到的拉力為F真．若定義eq\f(|F測－F真|,F真)×100%為拉力測量的百分誤差，現(xiàn)要求百分誤差不大于5%，則當小車的總質(zhì)量為200g時，砂和砂桶的總質(zhì)量最大不能超過________g.解析：(1)設小車與桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ，由牛頓第二定律可得F－μMg＝Ma，解得a＝eq\f(F,M)－μg，A、B錯．若F較大時，不滿足M?m，此時應用牛頓第二定律求解加速度時，繩子的彈力F不可近似認為等于砂和砂桶的重力，而是小于砂和砂桶的重力，故加速度值與a＝eq\f(mg,M)－μg相比減小，C對，D錯．(2)由于未平衡摩擦力，故導致砂與砂桶重力較小時，小車未加速運動，a－F圖象上表現(xiàn)為不過原點，與橫軸有一定截距；由題意可知F測＝mg，設整體的加速度為a，由于摩擦力已被平衡，故繩的拉力為F真，由牛頓第二定律可得F真＝Ma，mg－F真＝ma，解得：F真＝eq\f(Mmg,M＋m)，由題意可知百分誤差eq\f(|F測－F真|,F真)×100%＝eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(mg－\f(Mmg,M＋m))),\f(Mmg,M＋m))×100%≤5%，代入質(zhì)量M＝200g，解得：m≤10g.答案：(1)C(2)沒有平衡小車所受的摩擦力107．某同學用如圖甲所示裝置做“探究合力做的功與動能改變量的關系”的實驗，他通過成倍增加位移的方法來進行驗證．方法如下：將光電門固定在水平軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，保持小車(帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門的距離進行多次實驗，每次實驗時要求小車都由靜止釋放.(1)用游標卡尺測出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm.(2)如果每次實驗時遮光條通過光電門的時間為t，小車到光電門的距離為s，通過描點作出線性圖象來反映合力的功與動能改變量的關系，則所作圖象關系是________時才能符合實驗要求．A．s－tB．s－t2C．s－t－1D．s－t(3)下列實驗操作中必要的是________．A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運動B．必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量C．必須保證小車由靜止狀態(tài)開始釋放解析：(1)由游標卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為：10mm＋0.05×15mm＝(2)由題意可知，該同學是通過成倍改變位移來改變做功的，設重物對小車的拉力為F，對小車有：Fs＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t)))eq\s\up12(2)，即有：s∝eq\f(1,t2)，則D正確．(3)由(2)可知，公式中的F是指小車所受到的合力，而且在整個實驗過程中保持不變，所以在該實驗中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關系也不會對實驗結果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0，則會對實驗結果產(chǎn)生影響，選項C正確．答案：(1)1.075(2)D(3)C8．(2015·武漢市武昌區(qū)高三調(diào)研)如圖所示，上、下兩個完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，上軌道可上下平移，在兩軌道相對于各自軌道末端高度相同的位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關，兩個小球同時開始運動．離開圓弧軌道后，A球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，則：(1)B球進入水平軌道后將做________________運動；改變上軌道的高度，多次重復上述實驗過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結論是：________________________________________________________________________.(2)某次實驗恰按圖示位置釋放兩個小球，兩個小球相碰的位置在水平軌道上的P點處，已知固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長均為9cm，則可計算出A球剛到達P點時的速度大小為________m/s.(g取10m/s2解析：(1)觀察到A球正好砸在B球上，說明兩球在水平方向上，在相等的時間內(nèi)，運動的位移相等，又因為B球進入水平軌道后將做勻速直線運動，從而說明A球(或平拋運動)的水平分運動是勻速直線運動．(2)由平拋運動規(guī)律可得：x＝v0t，h＝eq\f(1,2)gt2，可得：v0＝xeq\r(\f(g,2h))；由動能定理可得：eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgh，聯(lián)立可得：v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋2gh)＝eq\r(\f(gx2,2h)＋2gh)＝4.5m/s.答案：(1)勻速(直線)A球(或平拋運動)的水平分運動是勻速直線運動(2)4.5電學實驗題巧練(一)1．圖甲、乙為常用的電壓表和電流表的刻度盤，在圖甲中，若選用的量程為0～15V，則表的示數(shù)為________，若選用的量程為0～3V，則表的示數(shù)為________．在圖乙中，若選用的量程為0～0.6A，則表的示數(shù)為________，若選用的量程為0～3A解析：在題圖甲中，若選用的量程為0～15V，則最小分度為0.5V，讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/5，所以讀數(shù)為10.8V．若選用的量程為0～3V，則最小分度為0.1V，讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/10，所以讀數(shù)為2.16V.在題圖乙中，若選用的量程為0～0.6A，則最小分度為0.02A，讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/2，所以讀數(shù)為0.16A．若選用的量程為0～3A，則最小分度為0.1A，讀數(shù)應估讀到最小分度的1/10，所以讀數(shù)為0.80A答案：10.8V2.16V0.16A2．(2015·昆明三中、玉溪一中統(tǒng)考)(1)多用電表測未知電阻阻值的電路如圖甲所示，電池的電動勢為E、內(nèi)阻為r，R0為調(diào)零電阻，Rg為表頭內(nèi)阻，電路中電流I與待測電阻的阻值Rx關系圖象如圖乙所示，則該圖象的函數(shù)關系式為____________________；(調(diào)零電阻R0接入電路的部分阻值用R0表示)(2)下列根據(jù)圖乙中I－Rx圖線做出的解釋或判斷中正確的是________；(有兩個選項正確)A．用歐姆表測電阻時，指針指示讀數(shù)越大，測量的誤差越小B．歐姆表調(diào)零的實質(zhì)是通過調(diào)節(jié)R0，使Rx＝0時電路中的電流I＝IgC．Rx越小，相同的電阻變化量對應的電流變化量越大，所以歐姆表的示數(shù)左密右疏D．測量中，當Rx的阻值為圖乙中的R2時，指針位于表盤中央位置的右側(3)某同學想通過一個多用電表中的歐姆擋，直接去測量某電壓表(量程10V)的內(nèi)阻(大約為幾十千歐)，歐姆擋的選擇開關撥至倍率“×1k”擋．先將紅、黑表筆短接調(diào)零后，選用圖丙中________(填“A”或“B”)方式連接．在本實驗中，如圖丁所示為歐姆表和電壓表的讀數(shù)，請你利用所學過的知識，求出歐姆表電池的電動勢為________V．(計算結果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)對題圖甲，由閉合電路歐姆定律，E＝I(R0＋Rg＋r＋Rx)，題圖乙中圖象的函數(shù)關系式為I＝eq\f(E,R0＋Rg＋r＋Rx).(2)用歐姆表測電阻時，指針指示在刻度盤中間附近，測量的誤差最?。x數(shù)大或讀數(shù)小，測量的誤差都較大，選項A錯誤．測量中，當Rx的阻值為題圖乙中的R2時，電流小于滿偏電流的1/2，指針位于表盤中央位置的左側，選項D錯誤．(3)由于多用電表紅表筆連接內(nèi)部電池的負極，所以通過一個多用電表中的歐姆擋，直接去測量某電壓表(量程10V)的內(nèi)阻，紅表筆應該連接電壓表的“－”接線柱，選用圖丙中“A”方式連接．電壓表內(nèi)阻為RV＝40kΩ，電壓表讀數(shù)為U＝5V，該擋中值電阻為R中＝30kΩ，所以E＝U＋eq\f(U,RV)×R中＝8.75V.答案：(1)I＝eq\f(E,R0＋Rg＋r＋Rx)(2)BC(3)A8.753．(2015·河北五校質(zhì)監(jiān))為了測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了下列器材：A．待測干電池(電動勢1.5V左右，內(nèi)阻不超過1.5Ω)B．電流表A1(量程0～2mA，內(nèi)阻為10Ω)C．電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1ΩD．滑動變阻器R1(0～20Ω，10A)E．滑動變阻器R2(0～100Ω，1A)F．定值電阻R3＝990ΩG．開關、導線若干(1)請在以上提供的器材中選擇所需器材設計測量電路，在虛線框內(nèi)補畫完整的電路原理圖．(要求在電路圖中標明所使用器材)(2)根據(jù)合理的設計電路測量數(shù)據(jù)，電流表A1的示數(shù)記為I1，電流表A2的示數(shù)記為I2，某同學測出了6組I1、I2的數(shù)據(jù)，并已描繪出如圖所示的I1和I2的關系圖線．根據(jù)已描繪出的圖線，可得被測干電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.解析：(1)測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻常用方法為伏安法、伏阻法和安阻法，由于實驗未提供電阻箱，故只能用伏安法．器材中未提供電壓表，但有內(nèi)阻已知的小量程電流表和定值電阻，可將其串聯(lián)改裝為電壓表使用，另一電流表量程為0.6A，故電路中電阻不能太大，故滑動變阻器選擇R1，干電池內(nèi)阻較小，故電流表內(nèi)接．(2)由歐姆定律可知，電源兩端電壓與電流表A1示數(shù)關系為U＝I1(RA1＋R3)，因此圖象中縱坐標的數(shù)值與電壓的數(shù)值相等，由U≈E－I2r可知，縱截距為電源電動勢，故E＝1.48V；r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1.48－1.08,0.50)Ω＝0.80Ω.答案：(1)如圖(2)1.48(1.47～1.49均對)0.80(0.77～0.81均對)4．(2015·寧夏銀川一中一模)(1)某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的讀數(shù)依次是________mm、________A、________V.(2)已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約為20kΩ，電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電源電動勢E＝4.5V，內(nèi)阻較?。畡t以下電路圖中，________(選填字母代號)電路為本次實驗應當采用的最佳電路，但用此最佳電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實值偏________(選填“大”或“小”)．(3)若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值RA＝2.0Ω，那么測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是上圖中的________(選填字母代號)電路．此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝________(用題中字母代號表示)．解析：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為49.9×0.01mm＝0.499mm，金屬絲直徑為0.5mm＋0.499mm＝0.999mm.(2)因RV?Rxeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Rx＝\f(2.23,0.42)Ω≈5.3Ω))，測量電路采用電流表外接法，故最佳電路為丁電路，此時測量結果因電壓表的分流而偏小．(3)若已知電流表內(nèi)阻時，最佳電路為戊電路，由歐姆定律得：Rx＋RA＝eq\f(U,I)，那么Rx＝eq\f(U,I)－RA.答案：(1)0.999(0.998～1.000間均可)0.422.23(2.22～2.24間均可)(2)丁小(3)戊eq\f(U,I)－RA5．有一個小燈泡上標有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I－U圖線．現(xiàn)有下列器材供選用：A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B．電壓表(0～15V，內(nèi)阻20kΩ)C．電流表(0～3A，內(nèi)阻0.4Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻1.0ΩE．滑動變阻器(10Ω，2A)F．滑動變阻器(500Ω，1A)G．學生電源(直流6V)、開關、導線若干(1)實驗時，選用圖甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由：________________________________________________________________________.(2)實驗中所用電壓表應選用________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________．(用序號字母表示)(3)把圖丙中所示的實驗器材按圖甲用筆畫線代替導線連接成實物電路圖．(4)某同學通過實驗測量得到的數(shù)據(jù)已經(jīng)描在了如圖所示的I－U坐標系中，請用一光滑的曲線將各描點連接好．解析：(1)由于測量數(shù)據(jù)要從零開始，故采用圖甲所示的分壓式電路，且能方便地多測幾組數(shù)據(jù)．(2)因小燈泡額定電壓為4V，則電壓表選量程為0～5V的電壓表．小燈泡的額定電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,4)A＝0.5A，則電流表選D.滑動變阻器應選最大阻值較小的E，這樣在實驗中移動滑片時能使電路中的電流和電壓有明顯的變化，從而減小讀數(shù)誤差．(3)按題圖甲連接實物電路圖，如圖所示．(4)所描的伏安特性曲線如圖所示．答案：(1)描繪燈泡的I－U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)ADE(3)、(4)見解析圖6．(2015·廣西四校調(diào)研)某同學為了測定一只電阻的阻值，采用了如下方法：(1)用多用電表粗測：多用電表電阻擋有4個倍率：分別為×1k、×100、×10、×1，該同學選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太大(指針位置如圖中虛線所示)．為了較準確地進行測量，請你補充完整下列依次應該進行的主要操作步驟：①________________________________________________________________________.②兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0Ω處．③重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖中實線所示，測量結果是________Ω.(2)為了盡量準確測該電阻，要求測量時，電表指針有較大偏轉，測量多組數(shù)據(jù)．除被測電阻外，還備有如下實驗儀器，請選擇儀器，設計實驗電路．A．電壓表V(量程50V，內(nèi)阻約為25kΩ)B．電流表A1(量程50mA、內(nèi)電阻r1＝20Ω)C．電流表A2(量程100mA、內(nèi)電阻約5Ω)D．定值電阻R0(80Ω)E．滑動變阻器R(0～10Ω)F．電源：電動勢E＝6V，內(nèi)電阻較小G．導線、開關若干請在虛線框內(nèi)畫出能準確測量電阻Rx的電路圖(要求在電路圖上標出元件符號)．請根據(jù)設計的電路圖寫出Rx的測量值表達式Rx＝________．Ｋ解析：(1)由題知選擇×100倍率的電阻擋，正確操作時，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉角度太大，由多用電表的電阻刻度特點可知，為了使讀數(shù)準確，指針要擺到表盤中央附近，則要把×100倍率擋換成×10倍率擋．由歐姆表表盤的讀數(shù)規(guī)則可知測量結果為12.0×10Ω＝120Ω.(2)已知電源電動勢E＝6V，而電壓表V的量程為50V，相比較可得知，此電壓表不可選，誤差太大；由電源電動勢E＝6V，被測阻值約120Ω可知：通過Rx的最大電流約為I＝eq\f(E,Rx)＝50mA；此題要用伏安法測電阻，測量中表的指針要有較大角度偏轉誤差才會較小，同時知A1的量程和內(nèi)電阻，可將定值電阻R0與A1串聯(lián)改裝成一電壓表測Rx兩端的電壓；滑動變阻器的最大阻值R＝10Ω比被測電阻Rx小得多，則采取分壓式接法，則電路圖如圖所示：由電路圖可知，Rx兩端電壓Ux＝I1(R0＋r1)Rx中的電流Ix＝I2－I1則Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(I1,I2－I1)(R0＋r1)．答案：(1)①換用×10倍率的擋位③120(2)電路圖見解析eq\f(I1,I2－I1)(R0＋r1)電學實驗題巧練(二)1．(2015·貴州七校聯(lián)考)測量一個長約5cm、電阻R1約為30Ω、橫截面為圓形、粗細均勻的導電材料的電阻率，游標卡尺(20分度)；螺旋測微器；直流電源E(電動勢為18V，內(nèi)阻可忽略不計)；標準電流表A1(量程1.5A，內(nèi)阻r1＝6Ω)；電流表A2(量程2A，內(nèi)阻r2約為5Ω)；滑動變阻器R2(最大阻值10Ω)；開關S，導線若干．(1)用游標卡尺測得導電材料的長度如圖甲所示，讀數(shù)L＝________cm；用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示，讀數(shù)D＝________mm.(2)請根據(jù)給出的儀器設計測電阻的實驗電路原理圖，要求獲得較多的實驗數(shù)據(jù)．(3)若某次測量中兩電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2，則由已知量和測量量計算電阻率的表達式ρ＝____________．解析：(1)游標卡尺主尺讀數(shù)為50mm，20分度游標卡尺精確度為0.05mm，第5條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標尺讀數(shù)為5×0.05mm＝0.25mm，所以該材料的長度為50mm＋0.25mm＝50.25mm＝5.025cm；螺旋測微器固定刻度部分讀數(shù)為2.0mm，可動刻度部分讀數(shù)為15.0×0.01mm＝0.150mm，因此該材料直徑為2.0mm＋0.150mm＝2.150mm.(2)標準電流表量程為1.5A，內(nèi)阻為6Ω，可當電壓表使用，將其與待測材料并聯(lián)，再與電流表A2串聯(lián)，由于提供的滑動變阻器總電阻小于待測材料電阻，故需要將滑動變阻器接成分壓式電路，電路圖見答案．(3)通過并聯(lián)電路特點，可知通過電阻R1的電流為I2－I1，其兩端電壓U＝I1r1，所以待測材料的電阻為R1＝eq\f(I1r1,I2－I1)，由電阻定律R1＝ρeq\f(L,S)，S＝eq\f(πD2,4)，解得：電阻率ρ＝eq\f(πD2I1r1,4L（I2－I1）).答案：(1)5.0252.150(2)如圖所示(3)eq\f(πD2I1r1,4L（I2－I1）)2．(2015·高考全國卷Ⅱ)電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍．某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下：待測電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約為3000Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值100Ω，額定電流2A)，電源E(電動勢6V，內(nèi)阻不計)，開關2個，導線若干．(1)虛線框內(nèi)為該同學設計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整．(2)根據(jù)設計的電路，寫出實驗步驟：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比，RV′________RV(填“>”“＝”或“<”)，主要理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.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．答案：(1)實驗電路圖如圖所示(2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路電壓最?。婚]合開關S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻(3)>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R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故RV′>RV(其他合理說法同樣正確)3．(2015·湖南十三校二聯(lián))某同學利用圖甲所示電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗中電表內(nèi)阻對實驗結果影響很小，均可以忽略不計．閉合開關S后，滑動變阻器的滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化情況分別如圖乙的U－I圖象中的圖線a、b所示．(1)用筆畫線代表導線，將圖丙實物圖中各元件按圖甲連接成實驗電路．(2)通過分析可知，其中圖乙中圖線________(填“a”或“b”)表示電壓表V1示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的關系．(3)根據(jù)U－I圖象中坐標軸所標出的數(shù)據(jù)，可求出電源的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________．(用圖中給出的坐標值表示)解析：(1)如圖所示．(2)由題圖甲知電壓表V1測路端電壓，則其U－I圖線應為圖線a.(3)結合題給條件，由閉合電路歐姆定律可得：E＝U1＋I1rE＝U2＋I2r解得E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)r＝eq\f(U1－U2,I2－I1).答案：(1)圖見解析(2)a(3)eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)eq\f(U1－U2,I2－I1)4．(2015·高考海南卷)某同學利用圖甲所示電路測量電容器充電時兩極板間的電壓隨時間的變化．實驗中使用的器材為：電池E(內(nèi)阻很小)、開關S1和S2、電容器C(約100μF)、電阻R1(約200kΩ)、電阻R2(1kΩ)、電壓表V(量程6V)、秒表、導線若干．甲(1)按圖甲所示的電路原理圖將圖乙中實物圖連線．(2)先閉合開關S2，再斷開開關S2；閉合開關S1，同時按下秒表開始計時．若某時刻電壓表的示數(shù)如圖丙所示，電壓表的讀數(shù)為________V(保留2位小數(shù))．(3)該同學每隔10s記錄一次電壓表的讀數(shù)U，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示．在坐標紙上繪出U－t圖線．已知只有一個數(shù)據(jù)點誤差較大，該數(shù)據(jù)點對應的表中的時間是________s.時間t/s10.020.030.040.050.060.0電壓U/V2.143.454.234.515.005.18(4)電路中C、R2和S2構成的回路的作用是____________________________．解析：(2)電壓表的量程為6V，分度值為0.1V，所以讀數(shù)為3.60V.(3)將表中各數(shù)據(jù)在坐標紙上描點連線如答圖所示，由圖可知除t＝40.0s的數(shù)據(jù)外其他各點基本在同一平滑曲線上，故誤差較大的數(shù)據(jù)點只能是t＝40.0s對應的點．(4)電路中C、R2和S2構成的回路，先閉合開關S2，再斷開開關S2，目的是實驗前使電容器上下極板所帶電荷充分中和，不影響實驗．答案：(1)如圖所示(2)3.60(3)圖線如圖所示40.0(4)