第21講創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（解析版）-2024高考二輪復(fù)習(xí)

2024高考二輪復(fù)習(xí)二十五講第21講、創(chuàng)新試驗(yàn)第一部分織網(wǎng)點(diǎn)睛，綱舉目張物理試驗(yàn)在高考中占據(jù)重要地位，是高考試題中最具活力和制造性的部分，物理試驗(yàn)在留意對(duì)科學(xué)探究力量考查的同時(shí)，也留意對(duì)物理觀念和科學(xué)思維等核心素養(yǎng)的考查，尤其重視對(duì)同學(xué)的遷移創(chuàng)新力量的考查。一、近五年高考物理試驗(yàn)題的特點(diǎn)1．源于教材但不拘泥于教材分析近五年全國(guó)卷試驗(yàn)題發(fā)覺(jué)，全部試驗(yàn)題均“源于教材而不拘泥于教材，源于經(jīng)典試驗(yàn)而進(jìn)展經(jīng)典試驗(yàn)”，高度體現(xiàn)了2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“留意體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培育同學(xué)物理學(xué)科核心素養(yǎng)”的理念和“科學(xué)探究”為主體的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方式。2．創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)同學(xué)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新試驗(yàn)設(shè)計(jì)已成為高考題的亮點(diǎn)，這類試題以“某同學(xué)”“某小組”為主角創(chuàng)設(shè)一個(gè)新的試驗(yàn)?zāi)康?，但深化?zhēng)辯會(huì)發(fā)覺(jué)，供應(yīng)的試驗(yàn)器材和運(yùn)用的基本原理都是同學(xué)生疏的，只是需要同學(xué)深化理解每一個(gè)器材的作用、每一個(gè)原理的意義，才能完成設(shè)計(jì)。這類試題要求同學(xué)深化理解教材中試驗(yàn)所涉及的每一個(gè)學(xué)問(wèn)、方法、原理，并能夠在新的試驗(yàn)?zāi)康南逻w移、重組并應(yīng)用?？傊囼?yàn)題的原理和方法均源于《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求的試驗(yàn)，但試題更加留意在新情境下的遷移與應(yīng)用，在考查基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)的基礎(chǔ)上更加留意創(chuàng)新思維力量的考查。二、指向深度探究的試驗(yàn)復(fù)習(xí)的必要性傳統(tǒng)的試驗(yàn)復(fù)習(xí)，同學(xué)大多缺少真實(shí)體驗(yàn)探究的機(jī)會(huì)，老師“說(shuō)”、同學(xué)“背”試驗(yàn)的現(xiàn)象普遍存在，即使做試驗(yàn)，也是同學(xué)依據(jù)老師供應(yīng)的試驗(yàn)器材，依據(jù)規(guī)定的試驗(yàn)步驟進(jìn)行程式化操作，同學(xué)很少經(jīng)受自主設(shè)計(jì)試驗(yàn)的機(jī)會(huì)。紙筆訓(xùn)練和測(cè)試成為常見的強(qiáng)化試驗(yàn)復(fù)習(xí)的主要手段，明顯，這樣的復(fù)習(xí)方式不利于同學(xué)遷移與應(yīng)用力量的提高，更不利于同學(xué)創(chuàng)新思維力量的培育。所以，試驗(yàn)復(fù)習(xí)應(yīng)當(dāng)以教材中的試驗(yàn)為抓手，引導(dǎo)同學(xué)經(jīng)受深度探究，親身體驗(yàn)物理學(xué)問(wèn)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而主動(dòng)理解學(xué)問(wèn)、把握方法、形成觀念。三、指向深度探究的試驗(yàn)復(fù)習(xí)策略教材中的每一個(gè)試驗(yàn)必定是基于觀看和試驗(yàn)提出問(wèn)題、形成猜想和假設(shè)(即試驗(yàn)?zāi)康?，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)試驗(yàn)與制訂方案(即試驗(yàn)原理)，最終基于證據(jù)得出結(jié)論并給出解釋(試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析)。高三的試驗(yàn)復(fù)習(xí)中，只有引導(dǎo)同學(xué)再次經(jīng)受探究過(guò)程，才能引發(fā)同學(xué)關(guān)于試驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的深度思考，假如在高考中遇見新的試驗(yàn)題目，才能自主完善設(shè)計(jì)。所以，對(duì)待每一個(gè)試驗(yàn)，都要引導(dǎo)同學(xué)深化爭(zhēng)辯試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)原理、綜合考慮試驗(yàn)原則來(lái)設(shè)計(jì)思路，完善試驗(yàn)方案。1．深度探究試驗(yàn)?zāi)康拿鞔_試驗(yàn)?zāi)康?，指的是明確測(cè)定什么物理量，驗(yàn)證、探究什么物理規(guī)律，只有深化理解了試驗(yàn)?zāi)康?，試?yàn)原理才會(huì)一步一步呈現(xiàn)出來(lái)，這是明確試驗(yàn)探究方向的必備前提。2．深度探究試驗(yàn)原理在試驗(yàn)?zāi)康牡囊龑?dǎo)下，選擇合適的試驗(yàn)原理，關(guān)鍵要清楚：試驗(yàn)?zāi)康呐c哪些物理量直接相關(guān)？待測(cè)物理量要通過(guò)哪些規(guī)律、公式求出？在現(xiàn)有試驗(yàn)條件下用什么方法測(cè)定該物理量？3．深度探究測(cè)量電路高中電學(xué)試驗(yàn)中的測(cè)量問(wèn)題，重點(diǎn)是測(cè)電壓、測(cè)電流、測(cè)電阻，核心問(wèn)題是考慮電流表、電壓表有內(nèi)阻的狀況下如何提高測(cè)量精度。4．深度探究把握電路無(wú)論是測(cè)電阻還是測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，都離不開滑動(dòng)變阻器，它在電路中的作用不僅是保障平安性，還起到調(diào)整電流和電壓的作用，是把握電路的重要元器件。那么，在電路設(shè)計(jì)中，選擇多大的滑動(dòng)變阻器？又如何連接(限流或分壓)？關(guān)注教材的練習(xí)題，會(huì)發(fā)覺(jué)它在引導(dǎo)我們對(duì)比滑動(dòng)變阻器在兩種連接方式下的把握功能。總之，在高考試驗(yàn)部分的復(fù)習(xí)備考中，引導(dǎo)同學(xué)經(jīng)受對(duì)試驗(yàn)的深度探究，不僅能激發(fā)同學(xué)的古怪???心和求知欲，更有利于提高同學(xué)發(fā)覺(jué)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的力量，進(jìn)而培育同學(xué)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐力量，提升同學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)。其次部分實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，高考真題演練1.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）小明通過(guò)試驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響．所用器材有：干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）2節(jié)；兩量程電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）1個(gè)；滑動(dòng)變阻器（最大阻值50Ω）1個(gè)；定值電阻（阻值50Ω）21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干．試驗(yàn)電路如題1圖所示．（1）電壓表量程應(yīng)選用________（選填“3V”或“15V”）．（2）題2圖為該試驗(yàn)的實(shí)物電路（右側(cè)未拍全）．先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱________（選填“B”“C”“D”）連接，再閉合開關(guān)，開頭試驗(yàn)．（3）將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變，依次測(cè)量電路中O與1，2，…，21之間的電壓．某次測(cè)量時(shí)，電壓表指針位置如題3圖所示，其示數(shù)為________V．依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線，如題4圖中實(shí)線所示．（4）在題1圖所示的電路中，若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表視為抱負(fù)電壓表，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為，定值電阻的總阻值為，當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí)，其兩端的電壓________（用E、、、R表示），據(jù)此作出理論圖線如題4圖中虛線所示．小明發(fā)覺(jué)被測(cè)電阻較小或較大時(shí)，電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較?。?）分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，是由于電壓表的分流小，電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小．小明認(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，也是由于相同的緣由．你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由______．【參考答案】（1）.3V（2）.D（3）.1.50（4）.（5）.不同意，理由見解析【名師解析】（1）[1]所用電源兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，則所用電表量程為3V；（2）[2]閉合電鍵之前，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)當(dāng)調(diào)到最大，則由圖可知，電池盒上的接線柱A應(yīng)當(dāng)與滑動(dòng)變阻器的接線柱D連接；（3）[3]電壓表最小刻度為0.1V，則讀數(shù)為1.50V；（4）[4]由閉合電路歐姆定律可得當(dāng)被測(cè)電阻阻值為R時(shí)電壓表讀數(shù)（5）[5]不同意；當(dāng)R較大時(shí)，則電壓表內(nèi)阻不能忽視，則電路中的電流則電壓表讀數(shù)為當(dāng)R較大時(shí)，R=R2時(shí)R最大，此時(shí)因RV>>R1，則電壓表讀數(shù)接近于2.（2023高考福建卷）某同學(xué)用圖（a）所示的電路觀看矩形波頻率對(duì)電容器充放電的影響。所用器材有：電源、電壓傳感器、電解電容器C（，），定值電阻R（阻值）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。（1）電解電容器有正、負(fù)電極的區(qū)分。依據(jù)圖（a），將圖（b）中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整_________；（2）設(shè)置電源，讓電源輸出圖（c）所示的矩形波，該矩形波的頻率為_________；（3）閉合開關(guān)S，一段時(shí)間后，通過(guò)電壓傳感器可觀測(cè)到電容器兩端的電壓隨時(shí)間周期性變化，結(jié)果如圖（d）所示，A、B為試驗(yàn)圖線上的兩個(gè)點(diǎn)。在B點(diǎn)時(shí)，電容器處于_________狀態(tài)（填“充電”或“放電”）在_________點(diǎn)時(shí)（填“A”或“B”），通過(guò)電阻R的電流更大；（4）保持矩形波的峰值電壓不變，調(diào)整其頻率，測(cè)得不同頻率下電容器兩端的電壓隨時(shí)間變化的狀況，并在坐標(biāo)紙上作出電容器上最大電壓與頻率f關(guān)系圖像，如圖（e）所示。當(dāng)時(shí)電容器所帶電荷量的最大值_________C（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（5）依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，電容器在充放電過(guò)程中，其所帶的最大電荷量在頻率較低時(shí)基本不變，而后隨著頻率的增大漸漸減小?！緟⒖即鸢浮浚?）.（2）.（3）充電.B（4）【名師解析】（1）依據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示（2）由圖（c）可知周期，所以該矩形波的頻率為（3）由圖（d）可知，B點(diǎn)后電容器兩端的電壓漸漸增大，即電容器處于充電狀態(tài)；從圖中可得出，A點(diǎn)為放電快結(jié)束階段，B點(diǎn)為充電開頭階段，所以在B點(diǎn)時(shí)通過(guò)電阻R的電流更大。（4）由圖（e）可知當(dāng)時(shí)，電容器此時(shí)兩端的電壓最大值約為依據(jù)電容的定義式得此時(shí)電容器所帶電荷量的最大值為3.（2023高考湖南卷）某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置，其電路如圖（a）所示，為電阻箱，為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，間連接電壓傳感器（內(nèi)阻無(wú)窮大）．（1）先用歐姆表“”擋粗測(cè)的阻值，示數(shù)如圖（b）所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是____;（2）適當(dāng)調(diào)整，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時(shí)，的阻值為_____（用表示）；（3）依次將的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上（壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大?。x出電壓傳感器示數(shù)，所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)123456砝碼質(zhì)量0.00.51.01.52.02.5電壓057115168220280依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點(diǎn)，繪制關(guān)系圖線_____；（4）完成前面三步的試驗(yàn)工作后，該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用．在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，電壓傳感器示數(shù)為，則大小是_____（重力加速度取，保留2位有效數(shù)字）；（5）若在步驟（4）中換用非抱負(fù)毫伏表測(cè)量間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，此時(shí)非抱負(fù)毫伏表讀數(shù)為，則_____（填“>”“=”或“<”）．【參考答案】（1）.1000#1000.0（2）.（3）.（4）.1.7×10-2（5）.>【名師解析】（1）用歐姆表“”擋粗測(cè)的阻值，示數(shù)如圖（b）所示，依據(jù)歐姆表讀數(shù)規(guī)章，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是10.0×100Ω=1000.0Ω。（2）電壓傳感器示數(shù)為0，說(shuō)明CD兩點(diǎn)等電勢(shì)。I1R1=I2R2，I1RF=I2R3，聯(lián)立解得：RF=。（3）先在坐標(biāo)系中描出各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后過(guò)盡可能多的點(diǎn)作直線得出關(guān)系圖線。（4）由關(guān)系圖線可知，電壓為，對(duì)應(yīng)的m=1.75g，則=mg=1.7×10-2。（5）若在步驟（4）中換用非抱負(fù)毫伏表測(cè)量間電壓，則測(cè)量值小于真實(shí)值，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，此時(shí)非抱負(fù)毫伏表讀數(shù)為，則＞．4.（2023高考湖南卷）某同學(xué)探究彈簧振子振動(dòng)周期與質(zhì)量的關(guān)系，試驗(yàn)裝置如圖（a）所示，輕質(zhì)彈簧上端懸掛在鐵架臺(tái)上，下端掛有鉤碼，鉤碼下表面吸附一個(gè)小磁鐵，其正下方放置智能手機(jī)，手機(jī)中的磁傳感器可以采集磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像，試驗(yàn)步驟如下：（1）測(cè)出鉤碼和小磁鐵的總質(zhì)量;（2）在彈簧下端掛上該鉤碼和小磁鐵，使彈簧振子在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，打開手機(jī)的磁傳感器軟件，此時(shí)磁傳感器記錄的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化周期等于彈簧振子振動(dòng)周期；（3）某次采集到的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的圖像如圖（b）所示，從圖中可以算出彈簧振子振動(dòng)周期______（用“”表示）；

（4）轉(zhuǎn)變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述步驟；（5）試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示，分析數(shù)據(jù)可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的關(guān)系是______（填“線性的”或“非線性的”）；0.0152.430.2430.0590.0253.140.3140.0990.0353720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217（6）設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合物理量的單位關(guān)系，彈簧振子振動(dòng)周期的表達(dá)式可能是______（填正確答案標(biāo)號(hào)）；A．B．C．D．（7）除偶然誤差外，寫出一條本試驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的緣由：____________．【參考答案】（3）①.（5）②.線性的（6）③.A（7）④.空氣阻力【名師解析】（3）由某次采集到的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的圖像，可以算出彈簧振子振動(dòng)周期。（5）分析數(shù)據(jù)可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的關(guān)系是線性的。（6）勁度系數(shù)k的單位為N/m=kg/s2，所以彈簧振子振動(dòng)周期的表達(dá)式可能是T=，A正確。（7）除偶然誤差外，試驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的緣由是空氣阻力。5.（2022山東物理）在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓其次定律測(cè)量物體質(zhì)量的試驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無(wú)線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的試驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開頭計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獵取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。

回答以下問(wèn)題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：（1）彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m。（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg。（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體，重復(fù)上述試驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ，則待測(cè)物體的質(zhì)量為________kg?！緟⒖即鸢浮竣?12②.0.20③.0.13【命題意圖】本題考查試驗(yàn)探究力量，胡克定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)學(xué)問(wèn)點(diǎn)?！久麕熃馕觥浚?）[1]由題知，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm。拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開頭計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F—t圖有x=5.00cm，F(xiàn)=0.610N依據(jù)胡克定律計(jì)算出k≈12N/m（2）[2]依據(jù)牛頓其次定律有F=ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，依據(jù)圖丙中I，則有則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m=0.20kg（3）[3]滑塊上增加待測(cè)物體，同理，依據(jù)圖丙中II，則有則滑塊、待測(cè)物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′=0.33kg則待測(cè)物體的質(zhì)量為m=m′-m=0.13kg6.（2023高考湖南卷）某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置，其電路如圖（a）所示，為電阻箱，為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，間連接電壓傳感器（內(nèi)阻無(wú)窮大）．（1）先用歐姆表“”擋粗測(cè)的阻值，示數(shù)如圖（b）所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是____;（2）適當(dāng)調(diào)整，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時(shí)，的阻值為_____（用表示）；（3）依次將的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上（壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大?。?，讀出電壓傳感器示數(shù)，所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)123456砝碼質(zhì)量0.00.51.01.52.02.5電壓057115168220280依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點(diǎn)，繪制關(guān)系圖線_____；（4）完成前面三步的試驗(yàn)工作后，該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用．在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，電壓傳感器示數(shù)為，則大小是_____（重力加速度取，保留2位有效數(shù)字）；（5）若在步驟（4）中換用非抱負(fù)毫伏表測(cè)量間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，此時(shí)非抱負(fù)毫伏表讀數(shù)為，則_____（填“>”“=”或“<”）．【參考答案】（1）.1000#1000.0（2）.（3）.（4）.1.7×10-2（5）.>【名師解析】（1）用歐姆表“”擋粗測(cè)的阻值，示數(shù)如圖（b）所示，依據(jù)歐姆表讀數(shù)規(guī)章，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是10.0×100Ω=1000.0Ω。（2）電壓傳感器示數(shù)為0，說(shuō)明CD兩點(diǎn)等電勢(shì)。I1R1=I2R2，I1RF=I2R3，聯(lián)立解得：RF=。（3）先在坐標(biāo)系中描出各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后過(guò)盡可能多的點(diǎn)作直線得出關(guān)系圖線。（4）由關(guān)系圖線可知，電壓為，對(duì)應(yīng)的m=1.75g，則=mg=1.7×10-2。（5）若在步驟（4）中換用非抱負(fù)毫伏表測(cè)量間電壓，則測(cè)量值小于真實(shí)值，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，此時(shí)非抱負(fù)毫伏表讀數(shù)為，則＞．6.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）小明通過(guò)試驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響．所用器材有：干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）2節(jié)；兩量程電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）1個(gè)；滑動(dòng)變阻器（最大阻值50Ω）1個(gè)；定值電阻（阻值50Ω）21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干．試驗(yàn)電路如題1圖所示．（1）電壓表量程應(yīng)選用________（選填“3V”或“15V”）．（2）題2圖為該試驗(yàn)的實(shí)物電路（右側(cè)未拍全）．先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱________（選填“B”“C”“D”）連接，再閉合開關(guān)，開頭試驗(yàn)．（3）將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變，依次測(cè)量電路中O與1，2，…，21之間的電壓．某次測(cè)量時(shí)，電壓表指針位置如題3圖所示，其示數(shù)為________V．依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線，如題4圖中實(shí)線所示．（4）在題1圖所示的電路中，若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表視為抱負(fù)電壓表，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為，定值電阻的總阻值為，當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí)，其兩端的電壓________（用E、、、R表示），據(jù)此作出理論圖線如題4圖中虛線所示．小明發(fā)覺(jué)被測(cè)電阻較小或較大時(shí)，電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較?。?）分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，是由于電壓表的分流小，電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小．小明認(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，也是由于相同的緣由．你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由______．【參考答案】①.3V②.D③.1.50④.⑤.不同意，理由見解析【名師解析】（1）[1]所用電源兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，則所用電表量程為3V；（2）[2]閉合電鍵之前，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)當(dāng)調(diào)到最大，則由圖可知，電池盒上的接線柱A應(yīng)當(dāng)與滑動(dòng)變阻器的接線柱D連接；（3）[3]電壓表最小刻度為0.1V，則讀數(shù)為1.50V；（4）[4]由閉合電路歐姆定律可得當(dāng)被測(cè)電阻阻值為R時(shí)電壓表讀數(shù)（5）[5]不同意；當(dāng)R較大時(shí)，則電壓表內(nèi)阻不能忽視，則電路中的電流則電壓表讀數(shù)為當(dāng)R較大時(shí)，R=R2時(shí)R最大，此時(shí)因RV>>R1，則電壓表讀數(shù)接近于7.（2023高考福建卷）某同學(xué)用圖（a）所示的電路觀看矩形波頻率對(duì)電容器充放電的影響。所用器材有：電源、電壓傳感器、電解電容器C（，），定值電阻R（阻值）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。（1）電解電容器有正、負(fù)電極的區(qū)分。依據(jù)圖（a），將圖（b）中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整_________；（2）設(shè)置電源，讓電源輸出圖（c）所示的矩形波，該矩形波的頻率為_________；（3）閉合開關(guān)S，一段時(shí)間后，通過(guò)電壓傳感器可觀測(cè)到電容器兩端的電壓隨時(shí)間周期性變化，結(jié)果如圖（d）所示，A、B為試驗(yàn)圖線上的兩個(gè)點(diǎn)。在B點(diǎn)時(shí)，電容器處于_________狀態(tài)（填“充電”或“放電”）在_________點(diǎn)時(shí)（填“A”或“B”），通過(guò)電阻R的電流更大；（4）保持矩形波的峰值電壓不變，調(diào)整其頻率，測(cè)得不同頻率下電容器兩端的電壓隨時(shí)間變化的狀況，并在坐標(biāo)紙上作出電容器上最大電壓與頻率f關(guān)系圖像，如圖（e）所示。當(dāng)時(shí)電容器所帶電荷量的最大值_________C（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（5）依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，電容器在充放電過(guò)程中，其所帶的最大電荷量在頻率較低時(shí)基本不變，而后隨著頻率的增大漸漸減小?！緟⒖即鸢浮浚?）.（2）.（3）充電.B（4）【名師解析】（1）依據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示（2）由圖（c）可知周期，所以該矩形波的頻率為（3）由圖（d）可知，B點(diǎn)后電容器兩端的電壓漸漸增大，即電容器處于充電狀態(tài)；從圖中可得出，A點(diǎn)為放電快結(jié)束階段，B點(diǎn)為充電開頭階段，所以在B點(diǎn)時(shí)通過(guò)電阻R的電流更大。（4）由圖（e）可知當(dāng)時(shí)，電容器此時(shí)兩端的電壓最大值約為依據(jù)電容的定義式得此時(shí)電容器所帶電荷量的最大值為C第三部分思路歸納，內(nèi)化方法一、動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)定測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)試驗(yàn)一般結(jié)合在“測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度”“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”或“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”等試驗(yàn)中考查。試驗(yàn)的原理是：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等器材測(cè)出物體做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，再利用牛頓其次定律計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)，或者利用平衡條件、動(dòng)能定理或能量守恒定律等計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)。試驗(yàn)方法創(chuàng)新思維試驗(yàn)原理將爭(zhēng)辯運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)化為爭(zhēng)辯靜止物體利用F彈＝Ff＝μFN求μ讓物塊先做加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重物掉到地面上之后物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)勻減速運(yùn)動(dòng)中，利用逐差法求加速度，利用F＝μmg＝ma進(jìn)一步求μ將動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為角度的測(cè)量利用a＝gsinθ－μgcosθ求μ(a通過(guò)逐差法求解)將動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為加速度的測(cè)量利用vB2－vA2＝2as和動(dòng)力學(xué)學(xué)問(wèn)得到μ＝eq\f(mg－m＋Ma,Mg)將動(dòng)摩擦因數(shù)轉(zhuǎn)化為速度的測(cè)量，并營(yíng)造多過(guò)程切入水平滑動(dòng)情景A→B過(guò)程中，機(jī)械能守恒；C→D過(guò)程中，物塊Q做平拋運(yùn)動(dòng)；B→C過(guò)程中，對(duì)物塊Q只有摩擦力做功，利用Wf＝EkC－EkB，進(jìn)一步求μ二、電阻的測(cè)定電阻的測(cè)定是歐姆定律的重要應(yīng)用，是整個(gè)電學(xué)試驗(yàn)的核心，是高考電學(xué)試驗(yàn)命題的熱點(diǎn)。以教材中伏安法測(cè)電阻為原形試驗(yàn)，變換出安安法、伏伏法、比較法、半偏法、替代法等多種不同的測(cè)量方式，綜合考查儀器選擇、電路設(shè)計(jì)與分析、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析，從而全方位考查考生的試驗(yàn)力量。伏安法(內(nèi)接法)(外接法)Rx＝eq\f(U,I)大電阻用內(nèi)接法，測(cè)量結(jié)果偏大；小電阻用外接法，測(cè)量結(jié)果偏小，簡(jiǎn)記為“大內(nèi)偏大，小外偏小”安安法假如已知的內(nèi)阻R1，則可測(cè)得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1,I2)串聯(lián)肯定值電阻R0后，同樣可測(cè)得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1＋R0,I2)伏伏法兩電表的滿偏電流接近時(shí)，若已知的內(nèi)阻R1，則可測(cè)出的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,U1)R1并聯(lián)肯定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))比較法測(cè)得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2，可得Rx＝eq\f(I2R1,I1)(電表阻值不計(jì))半偏法電阻箱與電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，R測(cè)＜R真(測(cè)電流表內(nèi)阻)電阻箱與電壓表串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器為小電阻的變阻器，R測(cè)＞R真(測(cè)電壓表內(nèi)阻)替代法(電流等效替代)調(diào)整R0，使S1、S3均閉合與S1、S2均閉合時(shí)電流表示數(shù)相等，則Rx＝R0(電壓等效替代)調(diào)整R0，使S1、S3均閉合與S1、S2均閉合時(shí)電壓表示數(shù)相等，則Rx＝R0三、電表的改裝與校準(zhǔn)試驗(yàn)室中通常使用的機(jī)械式電表有電流表、電壓表及多用電表，這些電表都是由小量程的電流表G(表頭)經(jīng)過(guò)改裝再校準(zhǔn)而制成的，是歐姆定律的具體應(yīng)用，也是高考命題的熱點(diǎn)。eq\a\vs4\al(一、電流表的改裝與校準(zhǔn))1．電流表的改裝(1)原理：部分電路歐姆定律。(2)改裝電路：(3)分流電阻R的大小：R＝eq\f(U,IR)＝eq\f(IgRg,I－Ig)。2．電流表的校準(zhǔn)(1)校準(zhǔn)電路：eq\a\vs4\al(為了愛(ài)護(hù)儀器，電流表的校準(zhǔn)把握電路最好接受限流式連接。)(2)校準(zhǔn)過(guò)程：①移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中的標(biāo)準(zhǔn)電流表取不同數(shù)值，校對(duì)改裝成的電流表的示數(shù)是否相同。②對(duì)分流電阻進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)改裝電流表滿偏時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電流表的示數(shù)為IA，改裝電流表的量程為I，則IA＝Ig＋eq\f(IgRg,R)。若IA＞I，說(shuō)明分流電阻偏小，應(yīng)增大些，若IA＜I，說(shuō)明分流電阻偏大，應(yīng)減小些。eq\a\vs4\al(二、電壓表的改裝與校準(zhǔn))1．電壓表的改裝(1)原理：部分電路歐姆定律。(2)改裝電路：(3)分壓電阻的大?。篟＝eq\f(UR,IR)＝eq\f(U－IgRg,Ig)。2．電壓表的校準(zhǔn)(1)校準(zhǔn)電路：eq\a\vs4\al(為對(duì)改裝電壓表刻度進(jìn)行一一校對(duì)，應(yīng)接受分壓式連接。)(2)校準(zhǔn)過(guò)程：①移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)漸漸增大，核對(duì)改裝電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)是否相同。②對(duì)分壓電阻進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)改裝電壓表滿偏時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的電壓示數(shù)為UV，改裝電壓表的量程為U，則UV＝Ig(Rg＋R)。若UV＞U，則應(yīng)使分壓電阻R減小，若UV＜U，則應(yīng)使分壓電阻R增大。eq\a\vs4\al(三、歐姆表的改裝與校準(zhǔn))1．歐姆表的改裝(1)原理：閉合電路歐姆定律。(2)改裝電路：如圖所示。(3)歐姆表內(nèi)阻：紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻R，使電流表滿偏時(shí)，Ig＝eq\f(E,Rg＋r＋R)＝eq\f(E,R內(nèi))，可得：R內(nèi)＝eq\f(E,Ig)＝Rg＋r＋R。(4)待測(cè)電阻Rx與電流表示數(shù)Ix的對(duì)應(yīng)關(guān)系：Ix＝eq\f(E,Rg＋r＋R＋Rx)＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx)。當(dāng)Ix＝0時(shí)，Rx→∞；當(dāng)Ix＝eq\f(3,4)Ig時(shí)，Rx＝eq\f(1,3)R內(nèi)；當(dāng)Ix＝eq\f(1,2)Ig時(shí)，Rx＝R內(nèi)；當(dāng)Ix＝eq\f(1,4)Ig時(shí)，Rx＝3R內(nèi)；當(dāng)Ix＝eq\f(1,8)Ig時(shí)，Rx＝7R內(nèi)……最終，再將原表盤的電流刻度值依據(jù)上述規(guī)律標(biāo)出其電阻值，完成改裝。2．歐姆表的校準(zhǔn)先進(jìn)行歐姆表調(diào)零，再將歐姆表紅、黑表筆與電阻箱相接，校準(zhǔn)時(shí)可接受兩種方式：①使指針指示不同的角度，使電流分別等于eq\f(3,4)Ig，eq\f(1,2)Ig，eq\f(1,4)Ig，eq\f(1,8)Ig……直接將電阻箱阻值替換原標(biāo)稱電阻的值；②使電阻箱分別取不同的值，如1Ω，5Ω，10Ω，15Ω……在指針?biāo)傅奈恢弥苯訕?biāo)出電阻箱上的示數(shù)。兩種方法均不管電源電動(dòng)勢(shì)和滿偏電流的數(shù)值是否正確。第四部分最新模擬集萃，提升應(yīng)試力量1.（2024四川雅安1月一診）某同學(xué)被中國(guó)空間站“天宮課堂”呈現(xiàn)的奇異現(xiàn)象深深吸引，聯(lián)想到平常做過(guò)或思考過(guò)的試驗(yàn)，他提出了一組問(wèn)題并邀你作答：（1）在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站內(nèi)，下列力學(xué)試驗(yàn)中，不能夠順當(dāng)完成的是________和________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律B．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系C．爭(zhēng)辯平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)D．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（2）不能夠順當(dāng)完成的緣由主要是________，其結(jié)果是________（至少回答對(duì)一個(gè)試驗(yàn)造成的結(jié)果）?！緟⒖即鸢浮竣?B②.C③.空間站內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)④.見解析【名師解析】（1）[1][2]在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站內(nèi)，不能夠順當(dāng)完成的力學(xué)試驗(yàn)是探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系和爭(zhēng)辯平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)。故選B和C。（2）[3]不能夠順當(dāng)完成的緣由主要是：空間站內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)，而探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系和爭(zhēng)辯平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)在完全失重狀態(tài)下不能順當(dāng)完成。[4]在完全失重狀態(tài)下，B試驗(yàn)中的砝碼無(wú)法牽引小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；C試驗(yàn)中，錘子敲擊彈簧片后，左端小球仍舊靜止，右端小球?qū)⒆鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)。2.(2024年1月湖北十堰市調(diào)研)“飲酒不開車”是司機(jī)必需遵守的交通法規(guī)。圖甲是呼氣式酒精檢測(cè)儀的簡(jiǎn)化電路原理圖。圖中電源電動(dòng)勢(shì)。，內(nèi)阻不計(jì)，電壓表量程為0~15V且內(nèi)阻很大，電阻箱的阻值范圍為0~999Ω，為酒精氣體傳感器，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規(guī)律如圖乙所示。規(guī)定氣體中酒精濃度在：，之間為酒駕，等于或超過(guò)，為醉駕。測(cè)試儀使用前應(yīng)先調(diào)零，即當(dāng)氣體中酒精濃度為0時(shí)，調(diào)整電阻箱，使電壓表的示數(shù)調(diào)零后的值保持不變。（1）調(diào)零后接入電路中的阻值為________Ω。（保留三位有效數(shù)字）（2）當(dāng)電壓表示數(shù)時(shí)，消耗的電功率為________W。（保留兩位有效數(shù)字）（3）在某次檢測(cè)中，電壓表示數(shù)，經(jīng)分析該司機(jī)屬于_________。（填“正常”“酒駕”或“醉駕”）（4）若電池使用時(shí)間較長(zhǎng)，有明顯的內(nèi)阻，則測(cè)出酒精的濃度將________（填“偏大”“偏小”或“不變”）【參考答案】①.200②.③.酒駕④.偏小【名師解析】（1）[1]依據(jù)圖乙知調(diào)零后為100Ω，依據(jù)閉合電路歐姆定律，推得接入電路中的阻值為（2）[2]當(dāng)電壓表示數(shù)時(shí)，兩端電壓為2V,回路中的電流為故消耗的電功率為（3）[3]在某次檢測(cè)中，電壓表示數(shù)，兩端電壓為2.5V,回路中的電流為此時(shí)在電路中的阻值為對(duì)比圖乙查詢知?dú)怏w中酒精濃度在之間，故司機(jī)屬于酒駕。（4）[4]若電池使用時(shí)間較長(zhǎng)，有明顯的內(nèi)阻，則測(cè)出的偏大，則測(cè)出的酒精的濃度將偏小。3.（2024江西紅色十校9月聯(lián)考）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，將長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，輕彈簧與木板左端固定擋板相連放在木板上，在長(zhǎng)木板上安裝兩個(gè)光電門1和2，帶有遮光片的滑塊放在長(zhǎng)木板上，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）先用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光片寬度，示數(shù)如圖乙所示，則遮光片寬度d=______mm；（2）將滑塊向左壓縮彈簧至某個(gè)位置由靜止釋放，滑塊離開彈簧后，先后通過(guò)光電門1、2，與光電門相連的計(jì)時(shí)器分別記錄下滑塊上遮光片通過(guò)光電門1、2的時(shí)間t1和t2，轉(zhuǎn)變彈簧的壓縮量多次試驗(yàn)，測(cè)得多組t1和t2，以為縱軸、為橫軸，在坐標(biāo)紙上作圖像，依據(jù)圖像得到______（選填“圖像斜率k”、“圖像與縱軸的截距b”或“圖像斜率k及圖像與縱軸的截距b”）才可以計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù)。試驗(yàn)還需要測(cè)量的物理量為______（寫出物理量的名稱），若該物理量的符號(hào)用x表示，則可求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______。（用題中所給的物理量符號(hào)表示）?！緟⒖即鸢浮竣?1.70②.圖像與縱軸的截距b③.兩光電門之間的間距④.【名師解析】（1）[1]依據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為（2）[2]對(duì)滑塊進(jìn)行分析有依據(jù)速度