2025 高考物理三維設(shè)計二輪第三部分　專題復(fù)習(xí)　整合突破專題七　物理實驗

18/182025高考物理三維設(shè)計二輪第三部分專題復(fù)習(xí)整合突破專題七物理實驗第16講力學(xué)實驗考點一紙帶類實驗實驗裝置圖注意事項考查熱點探究小車速度隨時間變化的規(guī)律①平行：細繩與長木板平行②靠近：小車應(yīng)靠近打點計時器③兩先：打點前先接通電源；打點后先斷開電源④適當(dāng)：鉤碼質(zhì)量適當(dāng)①考讀算：讀計數(shù)點間的時間、位移；計算瞬時速度、加速度②考操作：不需要平衡摩擦力、不需要滿足懸掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系①平衡：開始應(yīng)平衡摩擦力②質(zhì)量：重物質(zhì)量需遠小于小車質(zhì)量③平行：細繩與長木板平行④靠近：小車應(yīng)靠近打點計時器⑤兩先：打點前先接通電源；打點后先斷開電源①考操作：器材安裝正誤，平衡摩擦力、質(zhì)量控制要求②測定a：計算加速度③求結(jié)論：描點作圖像得結(jié)論④判成因：給定異常a-F圖像，判斷其可能成因驗證機械能守恒定律①安裝：豎直安裝，紙帶豎直②重物：選密度大、質(zhì)量大的③計算：運用vn＝hn+1①考操作：重物靠近打點計時器處釋放、先通電后釋放②考運算：計算下落速度、減少的重力勢能與增加的動能③考圖像：v22-【典例1】（2024·北京海淀三模）在高中階段，我們學(xué)習(xí)了多種測量物體加速度的方法。（1）通過打點計時器，可以測量小車的加速度。實驗裝置如圖甲所示。通過實驗得到了一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O（t＝0），然后每隔0.1s選取一個計數(shù)點，如圖乙中的A、B、C、D、E、F……所示。某同學(xué)測量了相鄰兩計數(shù)點間的距離：OA＝7.05cm，AB＝7.68cm，BC＝8.31cm，CD＝8.95cm，DE＝9.57cm，EF＝10.20cm，請計算該小車的加速度a1＝0.63m/s2（保留小數(shù)點后兩位）。（2）通過光電門，同樣可以測量物體的加速度。如圖丙所示，滑塊上安裝了寬度為2.0cm的遮光條，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一個光電門的時間Δt1＝0.20s，通過第二個光電門的時間Δt2＝0.05s，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間t＝2.5s，試估算滑塊的加速度a2＝0.12m/s2（保留兩位有效數(shù)字），該估算值與真實值相比偏大（選填“偏大”“偏小”或“相同”）。（3）頻閃照片也是一種測量加速度的方法。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。某時刻，將一小球從O點由靜止釋放，頻閃儀每隔0.04s閃光一次。以O(shè)點為原點，豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸，并測量各時刻的位置坐標(biāo)x1、x2、x3…。圖丁是小球自由下落時的部分頻閃照片示意圖，照片中的數(shù)字是小球下落的距離（單位：cm）。小崔同學(xué)為了減小偶然誤差，他建議做x-t2圖像，把實驗數(shù)據(jù)代入（如t12＝0.0016s2，x1＝0.21cm；t22＝0.0064s2，x2＝1.76cm……），得到一條過原點的直線，再通過該直線的斜率得到加速度a3。請問該方案是否可行？如果可行，請求出加速度的值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；如果不可行，請說明原因不可行，理由：取由O到A點，下落時間為0.04s，重力加速度g約為10m/s2，由h＝12gt2＝0.8cm＞0.21cm，可知第一段OA的時間間隔小于0.04s，因此x-t解析：（1）相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔T＝0.1s根據(jù)逐差法，可知該小車的加速度a1＝（＝0.63m/s2。（2）遮光條寬度d＝2.0cm遮光條通過第一個光電門的速度v1＝d通過第二個光電門的速度v2＝d滑塊的加速度a2＝v2－v1t＝0光電門測量滑塊瞬時速度的原理是遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替，真實速度為遮光條前邊緣到達光電門中心的瞬時速度，顯然測量的速度偏大，故測得的加速度偏大。（3）不可行，理由：取由O到A點，下落時間為0.04s，重力加速度g約為10m/s2，由h＝12gt2＝0.8cm＞0.21cm，可知第一段OA的時間間隔小于0.04s，因此x-t2紙帶的三大應(yīng)用1.判斷物體的運動性質(zhì)（1）若Δx＝0，則可判定物體在實驗誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運動。（2）若Δx不為零且為定值，則可判定物體在實驗誤差允許的范圍內(nèi)做勻變速直線運動。2.求解瞬時速度做勻變速運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。如圖所示，求打某一點的瞬時速度，只需在這一點的前、后取相同時間間隔T的兩段位移xn和xn+1，則打n點時的速度vn＝3.求加速度（1）如圖所示，有連續(xù)的偶數(shù)段數(shù)據(jù)，則a＝（x（2）如圖所示，連續(xù)的奇數(shù)段數(shù)據(jù)，去掉最短的x1，則a＝（x【典例2】（2024·浙江1月選考16題）如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。（1）該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是B。A.放大法 B.控制變量法 C.補償法（2）該實驗過程中操作正確的是B。A.補償阻力時小車未連接紙帶B.先接通打點計時器電源，后釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與水平桌面平行（3）在小車質(zhì)量遠大于（選填“遠大于”或“遠小于”）槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為系統(tǒng)誤差（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是C。A.用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車B.在小車上加裝遮光條，用光電計時系統(tǒng)代替打點計時器C.在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大?。?）經(jīng)正確操作后獲得一條如圖2所示的紙帶，建立以計數(shù)點0為坐標(biāo)原點的x軸，各計數(shù)點的位置坐標(biāo)分別為0、x1、…、x6。已知打點計時器的打點周期為T，則打計數(shù)點5時小車速度的表達式v＝x6－x410TA.a＝xB.a＝xC.a＝x解析：（1）該實驗中同時研究三個物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們可以控制其中一個物理量不變，研究另外兩個物理量之間的關(guān)系，即采用的研究方法是控制變量法，故選B。（2）補償阻力時小車需要連接紙帶，一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡，另外一方面是通過紙帶上的點間距判斷小車是否在長木板上做勻速直線運動，故A錯誤；由于小車速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點，實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車，故B正確；為使小車所受拉力與速度同向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行，故C錯誤。（3）設(shè)小車質(zhì)量為M，槽碼質(zhì)量為m，對小車和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有F＝Mamg－F＝ma聯(lián)立解得F＝Mmg由上式可知在小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差是由于實驗方法或原理不完善造成的，屬于系統(tǒng)誤差。該誤差是將細繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車與木板間存在阻力（實驗中已經(jīng)補償了阻力）或是速度測量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小，故選C。（4）相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為t＝5T打計數(shù)點5時小車速度的表達式為v＝x6－x根據(jù)逐差法可得小車加速度的表達式是a＝x6－x3－x【典例3】（2024·北京朝陽區(qū)模擬）如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗證機械能守恒定律。（1）實驗中打點計時器應(yīng)選擇電火花計時器（選填“電火花計時器”或“電磁打點計時器”）較好。（2）安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示。圖中O點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、B、C、D、E作為計數(shù)點。其中測出A、B、C、D、E點距起始點O的距離如圖所示。已知打點計時器的打點周期為T＝0.02s。由此可計算出重物下落到C點時的瞬時速度vC＝1.92（1.90～1.92均可）m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于此誤差，下列說法正確的是D。A.該誤差屬于偶然誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差B.該誤差屬于偶然誤差，可以通過掛一個小物塊來平衡阻力進而消除該誤差C.該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來消除該誤差D.該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差（4）某同學(xué)在紙帶上選取計數(shù)點后，測量它們到起始點O的距離h并計算出打相應(yīng)計數(shù)點時重物的速度v，通過描繪v2-h圖像去研究機械能是否守恒。若實驗中重物所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2-h圖像是下圖中的哪一個A。解析：（1）電火花計時器對紙帶的阻力較小，則實驗中打點計時器應(yīng)選擇電火花計時器較好。（2）物體下落到C點時的瞬時速度vC＝xBD2T＝0.2006－0（3）實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，該誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差，故選D。（4）下落時阻力大小不變，則根據(jù)動能定理有mgh－fh＝12mv2，即v2＝2則v2-h圖像是過原點的直線，故選A?？键c二彈簧、橡皮條類實驗實驗裝置圖注意事項考查熱點探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系①彈簧：選自重小的輕質(zhì)彈簧②鉤碼：輕一點，防止超過彈性限度③豎直：彈簧、刻度尺豎直放置④靜止：鉤碼不上下振動時讀數(shù)、測量彈簧長度①考作圖：建立適當(dāng)?shù)腇-x坐標(biāo)系，描點作平滑圖線②考探究：要能根據(jù)圖像找出F與x間關(guān)系，并解釋常數(shù)含義③找誤差：測量長度、作圖等探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律①不變：同一次實驗中橡皮條結(jié)點O位置應(yīng)保持不變②平行：橡皮條、彈簧測力計和細繩套與紙面平行③作圖：嚴格按力的圖示要求作平行四邊形求合力①考讀數(shù)：彈簧測力計示數(shù)②考操作：如何拉？怎么拉？拉到哪里？③求合力：作圖法求合力④會區(qū)分：能區(qū)分合力的理論值與實驗值【典例4】（2024·湖北武漢模擬）某實驗小組為測量自動筆里面被壓縮彈簧的勁度系數(shù)，他們一開始設(shè)計如圖甲所示的實驗：將自動筆活動端豎直置于電子秤上，當(dāng)豎直向下按下約0.80cm時（未觸底且未超過彈簧彈性限度），穩(wěn)定后電子秤上的讀數(shù)增加了37.85g（重力加速度大小g取10m/s2）。（1）此筆里的彈簧勁度系數(shù)為47.3N/m（結(jié)果保留3位有效數(shù)字），這支筆的重力對實驗無（填“有”或“無”）影響；（2）由于彈簧較短，施加適當(dāng)外力時長度變化不太明顯，于是他們將實驗設(shè)計成圖乙所示：將三根相同的彈簧串起來，豎直掛在圖乙所示的裝置中。小組成員通過測量，作出三根彈簧的總長度l與相應(yīng)所掛重物重力即拉力大小F的關(guān)系圖像如圖丙所示，則一根彈簧的勁度系數(shù)為50.0N/m（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。解析：（1）根據(jù)胡克定律，可得此筆里的彈簧勁度系數(shù)為k＝ΔFΔx＝37.85×10－無影響，這是由于彈簧受擠壓時彈力大小可借助于電子秤測出，所以與筆的重力無關(guān)。（2）由于是三根相同的彈簧，則彈簧勁度系數(shù)滿足k＝1.00.12－0.06【典例5】（2023·全國乙卷22題）在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有：木板、白紙、兩個標(biāo)準彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟：（1）用圖釘將白紙固定在水平木板上。（2）將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力F1和F2的大小，并CD。（多選，填正確答案標(biāo)號）A.用刻度尺量出橡皮條的長度B.用刻度尺量出兩細線的長度C.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置D.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細線的方向（3）撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到標(biāo)記位置，由測力計的示數(shù)得到拉力F的大小，沿細線標(biāo)記此時F的方向。（4）選擇合適標(biāo)度，由步驟（2）的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作F1和F2的合成圖，得出合力F'的大小和方向；按同一標(biāo)度在白紙上畫出力F的圖示。（5）比較F'和F的大小和方向，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。解析：（2）實驗中保證兩次操作使橡皮條產(chǎn)生相同的彈力作用，故應(yīng)標(biāo)記小圓環(huán)的位置以及每個力的大小和方向，力的大小由測力計讀出，方向即為細線的方向，故C、D正確；橡皮條與細線的長度沒必要測出，A、B錯誤。（3）撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到已標(biāo)記的小圓環(huán)位置，記錄此時拉力F的大小和方向。（5）比較F'和F的大小和方向，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。考點三小球類實驗實驗裝置圖注意事項考查熱點探究平拋運動的特點①安裝：斜槽末端伸出桌面外并調(diào)整至切線水平，定原點②描點：描出軌跡上多個點的位置③計算：計算初速度①考判斷：平拋運動的軌跡是否為拋物線②考操作：從同一點釋放，由重垂線得到豎直線③考分析：水平、豎直方向運動性質(zhì)，軌跡是否為拋物線探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系①方法：控制變量法②操作：小球放對位置，皮帶繞對塔輪、勻速轉(zhuǎn)動③觀察：標(biāo)尺刻度①考裝置：探究什么關(guān)系②考結(jié)果：得到什么結(jié)論③考操作：達到預(yù)定格數(shù)時，即保持轉(zhuǎn)速均勻恒定④考作圖：描點連線畫圖線⑤考創(chuàng)新：傳感器探究實驗裝置圖注意事項考查熱點驗證動量守恒定律①安裝：斜槽末端切線應(yīng)沿水平方向②起點：斜槽末端上方某處③落點：用小圓圈中心表示④速度：應(yīng)用小球平拋的水平位移替代①考裝置：器材安裝、小球選取、O點確定②考測量：小球質(zhì)量的測量和小球平拋運動的水平位移的測量③考結(jié)論：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)判斷兩球碰撞過程中動量是否守恒用單擺測量重力加速度的大?、賾抑簻y量擺長，標(biāo)平衡位置②測量：擺長＝擺線長＋小球半徑③操作：偏角≤5°，不做圓錐擺，在平衡位置處開始計時④周期：測量30～50次全振動時間，再計算周期①考讀數(shù)：會秒表、游標(biāo)卡尺、刻度尺讀數(shù)②考操作：懸點要固定、準確計數(shù)振動次數(shù)、振幅?、劭继幚恚耗芨鶕?jù)公式理解圖像斜率，求g并分析誤差【典例6】（2024·河北高考11題節(jié)選）圖甲為探究平拋運動特點的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標(biāo)紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標(biāo)紙上留下印跡。某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖乙所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點對應(yīng)平拋起點。（1）每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度相同（填“相同”或“不同”）。（2）在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡。答案：見解析圖（3）根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運動的初速度大小為0.72（0.67～0.77均可）m/s（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字）。解析：（1）探究平拋運動特點的實驗中，要使鋼球到達斜槽末端的速度相同，則每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度相同。（2）用平滑曲線連接坐標(biāo)紙上的點，即為鋼球做平拋運動的軌跡，作圖時應(yīng)使盡可能多的點在圖線上，不在圖線上的點均勻分布在圖線兩側(cè)，如圖所示。（3）根據(jù)平拋運動規(guī)律有x＝v0t、y＝12gt2，聯(lián)立可得v0＝gx22y，在軌跡圖線上選取一點（8cm，6cm），代入數(shù)據(jù)可得v0＝0【典例7】（2024·新課標(biāo)卷22題）某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律，將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌道末段水平，右側(cè)端點在水平木板上的垂直投影為O，木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放，a從軌道右端水平飛出后落在木板上；重復(fù)多次，測出落點的平均位置P與O點的距離xP。將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點，再將小球a從Q處由靜止釋放，兩球碰撞后均落在木板上；重復(fù)多次，分別測出a、b兩球落點的平均位置M、N與O點的距離xM、xN。完成下列填空：（1）記a、b兩球的質(zhì)量分別為ma、mb，實驗中須滿足條件ma＞mb（填“＞”或“＜”）；（2）如果測得的xP、xM、xN，ma和mb在實驗誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式maxP＝maxM＋mbxN，則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中，用小球落點與O點的距離來代替小球水平飛出時的速度。依據(jù)是小球從軌道右端飛出后做平拋運動，且小球落點與軌道右端的豎直高度相同，結(jié)合平拋運動規(guī)律可知小球從軌道右端飛出后在空中運動的時間相等（合理即可）。解析：（1）由于實驗中需保證向右運動的小球a與靜止的小球b碰撞后兩球均向右運動，則實驗中小球a的質(zhì)量應(yīng)大于小球b的質(zhì)量，即ma＞mb。（2）對兩小球的碰撞過程，由動量守恒定律有mav＝mava＋mbvb，由于小球從軌道右端飛出后做平拋運動，且小球落點與軌道右端的豎直高度相同，則結(jié)合平拋運動規(guī)律可知小球從軌道右端飛出后在空中運動的時間相等，設(shè)此時間為t，則mavt＝mavat＋mbvbt，即maxP＝maxM＋mbxN?？键c四創(chuàng)新型力學(xué)實驗【典例8】（2024·四川涼山三模）“筋膜槍”是利用內(nèi)部電機帶動“槍頭”高頻沖擊肌肉，緩解肌肉酸痛的設(shè)備。某同學(xué)為了測量“槍頭”的沖擊頻率，將帶限位孔的塑料底板固定在墻面上，下端帶重錘的紙帶穿過限位孔并豎直拉直，“槍頭”放在限位孔上方，靠近并正對紙帶，如圖甲所示。啟動筋膜槍，松開紙帶，讓紙帶在重錘帶動下運動，“槍頭”在紙帶上打下系列點跡。更換紙帶，重復(fù)操作。（1）如圖乙所示的是實驗時打出的一條清晰的紙帶，截取其中一段，測得相鄰點跡間的距離依次為x1、x2、x3、x4，則圖示紙帶的左（選填“左”或“右”）端連接重錘；若重力加速度為g，則“槍頭”的沖擊頻率f＝2gx3（2）該實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是“槍頭”在打點瞬間阻礙紙帶的運動，這樣會導(dǎo)致沖擊頻率的測量值大于（選填“大于”“小于”或“等于”）實際值。解析：（1）根據(jù)題意可知，松開紙帶，紙帶在重錘作用下做加速運動，紙帶上相鄰兩點間的距離逐漸增大，由題圖乙可知，紙帶左端與重錘相連。根據(jù)逐差法有x3＋x4－又有f＝1聯(lián)立解得f＝2gx（2）“槍頭”打點瞬間阻礙紙帶的運動，使得重物下落的加速度小于自由落體加速度，故計算頻率時，代入加速度值偏大，導(dǎo)致測量的頻率偏大，故頻率測量值大于實際值。創(chuàng)新分析（1）本實驗的目的是測量“槍頭”的沖擊頻率。（2）“槍頭”在紙帶上打下的點跡與打點計時器的打點類似。【典例9】（2024·湖南高考12題）在太空，物體完全失重，用天平無法測量質(zhì)量。如圖a，某同學(xué)設(shè)計了一個動力學(xué)方法測量物體質(zhì)量的實驗方案，主要實驗儀器包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、輕彈簧、標(biāo)準砝碼、光電計時器和待測物體，主要步驟如下：（1）調(diào)平氣墊導(dǎo)軌，將彈簧左端連接氣墊導(dǎo)軌左端，右端連接滑塊；（2）將滑塊拉至離平衡位置20cm處由靜止釋放，滑塊第1次經(jīng)過平衡位置處開始計時，第21次經(jīng)過平衡位置時停止計時，由此測得彈簧振子的振動周期T；（3）將質(zhì)量為m的砝碼固定在滑塊上，重復(fù)步驟（2）；（4）依次增加砝碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的周期T，實驗數(shù)據(jù)如下表所示，在圖b中繪制T2-m關(guān)系圖線；m/kgT/sT2/s20.0000.6320.3990.0500.7750.6010.1000.8930.7970.1501.0011.0020.2001.1051.2210.2501.1751.381答案：（4）見解析圖（5）由T2-m圖像可知，彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量的關(guān)系是線性的（填“線性的”或“非線性的”）；（6）取下砝碼后，將待測物體固定在滑塊上，測量周期并得到T2＝0.880s2，則待測物體質(zhì)量是0.120kg（保留3位有效數(shù)字）；（7）若換一個質(zhì)量較小的滑塊重做上述實驗，所得T2-m圖線與原圖線相比將沿縱軸負方向移動（填“正方向”“負方向”或“不”）。解析：（4）將題表中的數(shù)據(jù)在題圖b中描點，然后用直線擬合，使盡可能多的點在直線上，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，偏離直線較遠的點舍去，如圖所示；（5）由于T2-m圖像為一條直線，則彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量的關(guān)系是線性的；（6）根據(jù)T2-m圖像可知T2＝0.880s2時，m＝0.120kg；（7）當(dāng)m＝0時，T2為滑塊對應(yīng)的彈簧振子振動周期的平方，由T2-m圖像可知物體的質(zhì)量越大，對應(yīng)的彈簧振子的振動周期越大，所以質(zhì)量較小的滑塊對應(yīng)的彈簧振子的振動周期較小，故換一個質(zhì)量較小的滑塊重做實驗，所得T2-m圖線與原圖線相比將沿縱軸負方向移動。創(chuàng)新分析（1）本實驗是在太空中物體完全失重狀態(tài)下測量物體的質(zhì)量；（2）根據(jù)彈簧振子的周期表達式T＝2πmk（其中m是小球質(zhì)量），通過T2-m圖像得到彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量的關(guān)系，1.（2024·福建南平三模）利用橡皮筋、彈簧測力計和圓形量角器等器材探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律。（1）量角器固定在水平桌面上，將帶細繩套的橡皮筋一端用圖釘固定，如圖a。（2）兩細繩套掛上彈簧測力計，互成角度拉兩只彈簧測力計，將結(jié)點拉至量角器圓心O點，如圖b，此時右側(cè)彈簧測力計示數(shù)為5.00N，記錄此時力F1、F2的大小和方向。在紙上作力F1、F2的圖示并得到合力F，如圖c。（3）改變兩細繩套的夾角，仍將結(jié)點拉至O點，記錄此時力F3、F4的大小和方向。（4）請在圖（c）中作出F3、F4的合力F'的力的圖示。答案：（4）見解析圖（5）多次重復(fù)步驟（3）和（4），比較每次作出的合力，如果這些合力在誤差允許的范圍內(nèi)都大小相等，方向相同，則說明一個力分解成兩個力有多種分解方式，分力與合力的關(guān)系遵循平行四邊形定則。解析：（2）由圖可知彈簧測力計的讀數(shù)為5.00N。（4）根據(jù)平行四邊形定則作出F3、F4的合力F'，如圖。（5）根據(jù)實驗規(guī)律可知，合力在誤差允許范圍內(nèi)都大小相等，方向相同，則說明一個力分解成兩個力有多種分解方式，分力與合力的關(guān)系遵循平行四邊形定則。2.（2024·廣東高考11題節(jié)選）下列是《普通高中物理課程標(biāo)準》中列出的三個必做實驗的部分步驟，請完成實驗操作和計算。（1）圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置示意圖。圖中木板右端墊高的目的是平衡摩擦力。圖乙是實驗得到紙帶的一部分，每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出。相鄰計數(shù)點的間距已在圖中給出。打點計時器電源頻率為50Hz，則小車的加速度大小為2.86m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）在“長度的測量及其測量工具的選用”實驗中，某同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測量一例柱體的長度，示數(shù)如圖丙所示，圖丁為局部放大圖，讀數(shù)為4.108cm。解析：（1）木板右端抬高的目的是平衡摩擦力；小車的加速度大小a＝（16.29+13.43+10.59－7.（2）游標(biāo)卡尺讀數(shù)為41mm＋4×0.02mm＝41.08mm＝4.108cm。3.（2024·重慶沙坪壩模擬）如圖a所示，某興趣小組用單擺測量重力加速度。選用的實驗器材有：智能手機、小球、細線、鐵架臺、夾子、游標(biāo)卡尺、刻度尺等，實驗操作如下：①用夾子將細線上端固定在鐵架臺上，將小球豎直懸掛；②用刻度尺測出擺線的長度為l，用游標(biāo)卡尺測出小球直徑為d；③將智能手機置于小球平衡位置的正下方，啟用APP《手機物理工坊》“近距秒表”功能；④將小球由平衡位置拉開一個角度（θ＜5°），靜止釋放，軟件同時描繪出小球與手機間距離隨時間變化的圖像，如圖b所示。請回答下列問題：（1）根據(jù)圖b可知，單擺的周期T＝2s。（2）改變擺線長度l，重復(fù)步驟②、③、④的操作，可以得到多組T和l的值，進一步描繪出如圖c所示的圖像，則該圖像以T2為橫坐標(biāo)（選填“1T”“T”或“T2”），若圖線的斜率為k，則重力加速度的測量值為4π2k（用所測量字母l、d或T、θ、k等進行表示解析：（1）根據(jù)單擺的運動規(guī)律一個周期內(nèi)應(yīng)該有兩個小球與手機間距離的最小值。由圖b可得出，單擺的周期為T＝2s。（2）根據(jù)T＝2πl(wèi)可得l＝g4π2T結(jié)合圖c的圖像，可知則該圖像以T2為橫坐標(biāo)。若圖線的斜率為k，則k＝g可得重力加速度的測量值為g＝4π2k。4.（2024·河南鄭州模擬）如圖a，甲、乙兩組同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有：長木板、鐵塊、米尺、打點計時器、位移傳感器等。（1）甲組同學(xué)把木板一端固定在建筑物上，構(gòu)成斜面結(jié)構(gòu)。采用打點計時器并正確操作實驗后得到一條紙帶如圖b所示，選擇一個恰當(dāng)點作為計時起點O，其余計數(shù)點到O點距離分別為x1、x2、x3、…、x6。已知打點計時器的打點周期為T。則打計數(shù)點2時鐵塊速度的表達式為v＝x3－x110T；鐵塊加速度的表達式為a（2）乙組同學(xué)把木板一端固定在建筑物上，構(gòu)成斜面結(jié)構(gòu)。使用位移傳感器得到鐵塊位移隨時間變化的圖像如圖c所示。根據(jù)x-t圖像可得該斜面上的鐵塊加速度大小為0.40m/s2（保留2位有效數(shù)字）。（3）假設(shè)某次實驗中木板與水平面夾角為θ，鐵塊下滑的加速度大小為a，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ－agcosθ（用θ、a和解析：（1）打計數(shù)點2時鐵塊速度為v＝x鐵塊加速度為a＝（x6－（2）鐵塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動時，其位移為x＝12at將t＝2.00s、x＝0.80m，代入上式解得該斜面上的鐵塊加速度大小為a＝0.40m/s2。（3）根據(jù)牛頓第二定律，鐵塊下滑的加速度大小為a＝mgsinθ－μmgcosθm＝g（sin則鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝tanθ－ag5.（2024·山東高考13題）在第四次“天宮課堂”中，航天員演示了動量守恒實驗。受此啟發(fā)，某同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進行了碰撞實驗，氣墊導(dǎo)軌兩端分別安裝a、b兩個位移傳感器，a測量滑塊A與它的距離xA，b測量滑塊B與它的距離xB。部分實驗步驟如下：①測量兩個滑塊的質(zhì)量，分別為200.0g和400.0g；②接通氣源，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；③撥動兩滑塊，使A、B均向右運動；④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制xA、xB隨時間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示。回答以下問題：（1）從圖像可知兩滑塊在t＝1.0s時發(fā)生碰撞；（2）滑塊B碰撞前的速度大小v＝0.20m/s（保留2位有效數(shù)字）；（3）通過分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是B（填“A”或“B”）。解析：（1）由x-t圖像的斜率表示速度可知，兩滑塊的速度在t＝1.0s時發(fā)生突變，即發(fā)生了碰撞；（2）由x-t圖像斜率的絕對值表示速度大小可知，碰撞前瞬間B的速度大小v＝90－1101.0cm/s＝0（3）由題圖乙知，碰撞前A的速度大小vA＝0.50m/s，碰撞后A的速度大小約為vA'＝0.36m/s，由題圖丙可知，碰撞后B的速度大小為v'＝0.5m/s，對A和B的碰撞過程由動量守恒定律有mAvA＋mBv＝mAvA'＋mBv'，代入數(shù)據(jù)解得mAmB≈2，所以質(zhì)量為200.0g6.（2024·四川雅安模擬）某實驗小組用如圖所示的裝置進行實驗。該裝置既可以驗證機械能守恒定律，也可以測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取嶒炦^程如下：在鐵架臺上固定一角度測量儀，用一不可伸長的輕質(zhì)細線拴接一直徑為d、質(zhì)量為m的小球，細線懸點到小球頂端的距離為L，自然下垂時小球剛好位于光電門處，將小球拉離平衡位置至對應(yīng)的偏離角度為α，然后由靜止釋放小球，記錄小球通過光電門時的擋光時間t，多次改變偏離角度α，重新做實驗。不計空氣阻力?；卮鹣铝袉栴}：（1）小球從靜止擺動到最低點的過程中，重力勢能的減小量為ΔEp＝mgL+0.5d1－cosα（用m、g、L、d、α來表示），小球運動到最低點時的速度大小v＝d（2）通過實驗，記錄數(shù)據(jù)，以1t2為橫軸，以cosα為縱軸，畫出一條直線（填“直線”“拋物線”或“雙曲線”）（3）若（2）中得到的圖線（或其延長線）與橫軸交點的橫坐標(biāo)的絕對值為c，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮＝d2c2L＋d（用d解析：（1）小球從靜止擺動到最低點的過程中，重力勢能的減小量為ΔEp＝mgL小球通過光電門的時間極短，則其平均速度近似等于小球運動到最低點時的速度大小，有v＝dt（2）小球運動到最低點時的動能Ek＝12mv2＝若ΔEp＝Ek，就驗證了機械能守恒定律，整理可得cosα＝1－d2g則以1t2為橫軸，以cosα為縱軸（3）若畫出的圖線與橫軸交點的橫坐標(biāo)的絕對值為c，則圖像的斜率k＝－1結(jié)合k＝－d解得g＝cd7.（2024·吉林高考12題）圖a為一套半圓拱形七色彩虹積木示意圖，不同顏色的積木直徑不同。某同學(xué)通過實驗探究這套積木小幅擺動時周期T與外徑D之間的關(guān)系。（1）用刻度尺測量不同顏色積木的外徑D，其中對藍色積木的某次測量如圖b所示，從圖中讀出D＝7.54（7.53～7.55均可）cm。（2）將一塊積木靜置于硬質(zhì)水平桌面上，設(shè)置積木左端平衡位置的參考點O，將積木的右端按下后釋放，如圖c所示。當(dāng)積木左端某次與O點等高時記為第0次并開始計時，第20次時停止計時，這一過程中積木擺動了10個周期。（3）換用其他積木重復(fù)上述操作，測得多組數(shù)據(jù)。為了探究T與D之間的函數(shù)關(guān)系，可用它們的自然對數(shù)作為橫、縱坐標(biāo)繪制圖像進行研究，數(shù)據(jù)如下表所示：顏色紅橙黃綠青藍紫lnD2.93922.78812.59532.48492.197……1.792lnT－0.45－0.53－0.56－0.65－0.78－0.92－1.02根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出lnT-lnD圖像如圖d所示，則T與D的近似關(guān)系為A。A.T∝D B.T∝D2C.T∝1D D.T∝（4）請寫出一條提高該實驗精度的改進措施：多次測量同一顏色的積木的周期求平均值。解析：（1）根據(jù)刻度尺的讀數(shù)規(guī)則可知D＝7.54cm。（2）結(jié)合單擺的運動分析可知，積木左端與O點等高后，向下（向上）運動后再次與O點等高，之后向上（向下）運動后又一次與O點等高，此過程為一個周期，則題述過程中積木擺動了10個周期。（3）根據(jù)題圖d有l(wèi)nT＝klnD＋b，其中k＝－0.50－（－1.00）2.80－1.80＝12，則有l(wèi)nT＝12lnD＋（4）可以多次測量同一顏色的積木的周期求平均值，從而減小實驗誤差。第17講電學(xué)實驗考點一觀察測量型實驗實驗裝置圖（或電路圖）注意事項考查熱點觀察電容器的充、放電現(xiàn)象①安裝：按實驗裝置圖連接好電路②觀察：開關(guān)S接1或2，仔細觀察電壓表，電流表示數(shù)的變化特點①考現(xiàn)象：充、放電時電路中的電流情況②考圖像：描繪I-t曲線③考計算：由I-t曲線下的面積求電荷量用多用電表測量電學(xué)中的物理量①電壓、電流擋：相當(dāng)于電壓表、電流表②歐姆擋：閉合電路歐姆定律③調(diào)零：機械調(diào)零、歐姆調(diào)零④電流方向：紅表筆進，黑表筆出①考讀數(shù)：電壓、電流、電阻擋的讀數(shù)②考使用：歐姆表選擋、調(diào)零、規(guī)范操作等③考黑箱：多用電表探測黑箱內(nèi)的元件④電表改裝：所需電阻或改后量程的計算測定金屬的電阻率①測量Rx：Rx＝UI（伏安法②計算ρ：Rx＝ρLS，ρ＝①考讀數(shù)：U、I、L及d②考電路：電路設(shè)計或選擇、實物連線，器材選擇③考運算：由U-I圖像求Rx、ρ測量電源的電動勢和內(nèi)阻①伏安法：E＝U＋Ir②安阻法：E＝I（R＋r）③伏阻法：E＝U＋UR①考電路：電路設(shè)計或選擇、實物連線或改錯，器材選擇②考作圖：描點連線畫圖線③考運算：由U-I或1I-R或1U-1R圖像，求【典例1】某同學(xué)通過實驗觀察電容器的放電現(xiàn)象，采用的實驗電路如圖甲所示，已知所用電容器的長引線是其正極，短引線是其負極。（1）實驗時，開關(guān)S應(yīng)先接到1，再接到2，觀察電容器的放電現(xiàn)象。（選填“1”或“2”）（2）根據(jù)圖甲所示的電路，請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。答案：見解析圖（3）電容器放電的同時開始計時，每隔5s讀一次電流i的值，記錄數(shù)據(jù)如下表：時間t/s0510152025303540455055電流i/μA5003922702091581017549332393請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖丙中作出電流i隨時間t變化的圖線。答案：見解析圖解析：（1）實驗時，開關(guān)S應(yīng)先接到1，對電容器進行充電，再接到2，電容器開始放電，觀察電容器的放電現(xiàn)象。（2）根據(jù)圖甲所示的電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖a所示。（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，畫曲線時讓盡可能多的點落在曲線上，不在曲線上，應(yīng)使盡量多的點均勻分布在曲線兩側(cè)，作出圖像如圖b所示?！镜淅?】（2023·遼寧高考12題）導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆。現(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細長樣品（固態(tài)），某同學(xué)欲測量其電阻率，設(shè)計了如圖（a）所示的電路圖，實驗步驟如下：a.測得樣品截面的邊長a＝0.20cm；b.將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁間左右移動；c.將丙調(diào)節(jié)至某位置，測量丙和某探針之間的距離L；d.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表示數(shù)I＝0.40A，讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，斷開開關(guān)S；e.改變丙的位置，重復(fù)步驟c、d，測量多組L和U，作出U-L圖像如圖（b）所示，得到直線的斜率k。回答下列問題：（1）L是丙到乙（填“甲”“乙”或“丁”）的距離；（2）寫出電阻率的表達式ρ＝ka2I（用k、a、（3）根據(jù)圖像計算出該樣品的電阻率ρ＝6.5×10－5Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）。解析：（1）由題圖（a）可知，電壓表測的是乙、丙探針之間的樣品兩端的電壓，從題圖（b）中可以看出L越大，電壓表示數(shù)U越大，且U-L圖像的延長線過坐標(biāo)原點，在串聯(lián)電路中電壓表所測電阻部分的阻值越大，電壓越大，說明L為電壓表所測樣品部分的長度，即L是丙到乙的距離。（2）電阻決定式為R＝ρLS，其中所測樣品橫截面積為S＝a2，解得ρ＝RSL＝Ra2L，其中電阻R＝UI，解得ρ＝Ua2IL，由題圖（b）可知，U-L圖像的斜率為（3）由題圖（b）可知斜率為k＝0.13V2.0×10－2m＝6.5V/m，代入電阻率的表達式得ρ＝ka2I＝6.5×（【典例3】（2024·新課標(biāo)卷23題）學(xué)生實驗小組要測量量程為3V的電壓表的內(nèi)阻RV?？蛇x用的器材有：多用電表，電源E（電動勢5V），電壓表（量程5V，內(nèi)阻約3kΩ），定值電阻R0（阻值為800Ω），滑動變阻器R1（最大阻值50Ω），滑動變阻器R2（最大阻值5kΩ），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。完成下列填空：（1）利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)CAB（把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列）；A.將紅、黑表筆短接B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的負極、正極（填“正極、負極”或“負極、正極”）相連，歐姆表的指針位置如圖a中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋×100（填“×1”“×100”或“×1k”）位置。重新調(diào)節(jié)后，測量得到指針位置如圖a中實線Ⅱ所示，則粗測得到的該電壓表內(nèi)阻為1.6kΩ（結(jié)果保留1位小數(shù)）；（2）為了提高測量精度，他們設(shè)計了如圖b所示的電路，其中滑動變阻器應(yīng)選R1（填“R1”或“R2”），閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于a（填“a”或“b”）端；（3）閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表、待測電壓表的示數(shù)分別為U1、U，則待測電壓表內(nèi)阻RV＝UR0U1－U（用U1、（4）測量得到U1＝4.20V，U＝2.78V，則待測電壓表內(nèi)阻RV＝1.57kΩ（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。解析：（1）使用多用電表粗測電阻的步驟應(yīng)為①機械調(diào)零：使用前，若指針沒有指在左端“∞”位置，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動指針定位螺絲，使指針指在“∞”位置；②選擋：估計待測電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其置于歐姆擋的合適擋位；③歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使指針指在表盤右端“0”刻度處；④測量：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，指針示數(shù)乘以倍率即為待測電阻阻值。故該實驗中正確的操作順序應(yīng)為C、A、B；由于多用電表在使用時電流流向為“紅進黑出”，且通過電壓表的電流流向為“正進負出”，所以在用多用電表粗測電壓表內(nèi)阻時多用電表的紅、黑表筆應(yīng)分別與待測電壓表的負極、正極相連；由題圖a中的虛線Ⅰ可知，待測電壓表的內(nèi)阻約為1500Ω，則為使指針指在中央刻度線附近，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋“×100”位置；由題圖a中的實線Ⅱ可知該電壓表的內(nèi)阻為R粗＝16×100Ω＝1.6kΩ；（2）由題圖b可知滑動變阻器用作分壓式接法，則為了方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的R1，為了保護電路，閉合開關(guān)前測量電路部分分壓應(yīng)為0，即滑動變阻器的滑片應(yīng)置于a端；（3）由題圖b可知流過待測電壓表和流過定值電阻R0的電流相等，則結(jié)合部分歐姆定律和串聯(lián)電路分壓規(guī)律有URV＝U1－UR0（4）將U1＝4.20V、U＝2.78V、R0＝800Ω代入（3）中表達式可得RV＝2.78×8004.20－2.78測量電阻的特殊方法（其中R0阻值已知）主要儀器電路圖步驟表達式電壓表和定值電阻R0①如圖所示，將被測電阻Rx與定值電阻R0串聯(lián)接入電路；②用電壓表分別測電阻Rx、R0兩端的電壓U1、U2由U1U2Rx＝U1U①如圖所示，連接電路，閉合開關(guān)S1、S2，記下電壓表示數(shù)U1；②斷開開關(guān)S2，記下電壓表示數(shù)U2由U1－U2R0＝U2電流表和定值電阻R0①如圖所示，將被測電阻Rx與定值電阻R0并聯(lián)接入電路；②用電流表分別測量通過電阻Rx、R0的電流I1、I2由I1Rx＝I2R0得Rx＝I2I①閉合S1、斷開S2，讀出電流表的示數(shù)I1；②閉合S1、S2，讀出電流表的示數(shù)I2由I1R0＝（I2－I1）Rx得Rx＝I1I主要儀器電路圖步驟表達式電流表和定值電阻R0①閉合S1、S2，讀出電流表的示數(shù)I1；②閉合S1、斷開S2，讀出電流表的示數(shù)I2由I1R0＝I2（Rx＋R0）得Rx＝（一只電流表和已知最大阻值為R0的滑動變阻器①閉合S，將滑片P移動到a端讀出電流表的示數(shù)I1；②閉合S，將滑片P移動到b端讀出電流表的示數(shù)I2由I1Rx＝I2（Rx＋R0）得Rx＝I【典例4】（2024·甘肅高考12題）精確測量干電池電動勢和內(nèi)阻需要考慮電表內(nèi)阻的影響?？捎闷鞑挠校弘妷罕恚砍?.5V，內(nèi)阻約為1.5kΩ）、電流表（量程0.6A）、滑動變阻器、開關(guān)、干電池和導(dǎo)線若干。某小組開展了以下實驗。（1）考慮電流表內(nèi)阻影響①用圖1所示電路測量電流表的內(nèi)阻。從圖2電壓表和電流表讀數(shù)可得電流表內(nèi)阻RA＝1.0Ω（保留2位有效數(shù)字）。②用圖3所示電路測量干電池電動勢和內(nèi)阻。電壓表讀數(shù)、電流表讀數(shù)、干電池內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻分別用U、I、r和RA表示，則干電池電動勢E＝U＋I（RA＋r）（用I、r和RA表示）。③調(diào)節(jié)滑動變阻器測得多組電表讀數(shù)，作出圖4所示的U-I圖像。則待測干電池電動勢E＝1.40（1.41也可）V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)阻r＝1.0（1.1也可）Ω（保留1位小數(shù)）。（2）考慮電壓表內(nèi)阻影響該小組也嘗試用圖5所示電路測量電壓表內(nèi)阻，但發(fā)現(xiàn)實驗無法完成。原因是D（單選，填正確答案標(biāo)號）。A.電路設(shè)計會損壞儀器B.滑動變阻器接法錯誤C.電壓太大無法讀數(shù)D.電流太小無法讀數(shù)解析：（1）①根據(jù)題圖2可知，電壓表示數(shù)為0.60V，電流表示數(shù)為0.58A，根據(jù)部分電路歐姆定律得RA＝0.600.58Ω≈1.0Ω。②根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U＋I（RA＋r）。③由②可知U＝E－I（RA＋r），結(jié)合題圖4可知電源的電動勢E＝1.40V，圖線斜率的絕對值表示電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻之和，則RA＋r＝1.40－1.00（2）由于電壓表內(nèi)阻很大，且串聯(lián)接入電路，則回路中的電流會非常小，無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電流表示數(shù)都非常小，D正確。【典例5】（2024·浙江衢、麗、湖三地質(zhì)檢）某同學(xué)為研究水果電池的電動勢和內(nèi)阻，利用獼猴桃做的水果電池進行實驗。（1）他先后用電壓表（量程為0～3V）和數(shù)字多用電表的直流電壓2V檔（其內(nèi)阻遠大于電壓表的內(nèi)阻）直接測量了水果電池兩端的電壓，如圖1、圖2所示，則該水果電池的電動勢更接近數(shù)字多用電表（選填“電壓表”或“數(shù)字多用電表”）測量的值，其值為0.660V；（2）為了估算該水果電池的內(nèi)阻，該同學(xué)需進一步測量電壓表的內(nèi)阻RV，以一節(jié)內(nèi)阻不計的干電池為電源組成測量電路如圖3所示，改變電阻箱的阻值R，并讀出電壓表的讀數(shù)U，作出R-1U圖像如圖4，則電壓表的內(nèi)阻為b（用圖4中所給字母表示（3）若該電壓表的內(nèi)阻為3.2kΩ，則可估算該水果電池的內(nèi)阻約為4.1kΩ（保留兩位有效數(shù)字）。解析：（1）由于數(shù)字多用電表的內(nèi)阻遠大于電壓表的內(nèi)阻，則電動勢更接近數(shù)字多用電表的測量值，由圖2可知，讀數(shù)為0.660V。（2）根據(jù)題意，由串聯(lián)分壓原理有URV整理可得R＝ERV·1U－R結(jié)合圖4可得，電壓表的內(nèi)阻為RV＝b。（3）由圖1可知，電壓表讀數(shù)為0.29V，則由串聯(lián)分壓原理有0.29解得R內(nèi)≈4.1×103Ω＝4.1kΩ。伏阻法與安阻法測電源電動勢和內(nèi)阻方案伏阻法安阻法關(guān)系式1U＝rE·11I＝1ER圖像誤差分析E測＜E真，r測＜r真rE測＝E真，r測＞r真（r測＝r＋RA）考點二探究型實驗實驗裝置圖歸納總結(jié)考查熱點探究影響感應(yīng)電流方向的因素①安裝：按裝置連接電路②操作：觀察線圈繞向、電流方向③記錄：實驗現(xiàn)象④分析：感應(yīng)電流磁場方向①考連線：連接電路②考現(xiàn)象：分析指針偏轉(zhuǎn)方向③考分析：分析多種實驗電路及實驗現(xiàn)象④考運用：結(jié)論的運用實驗裝置圖歸納總結(jié)考查熱點探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系①估計：被測電壓的大致范圍②選擇：交流電壓擋適當(dāng)量程③組裝：把兩個線圈穿在可拆變壓器鐵芯上，閉合鐵芯④測量：輸入、輸出電壓①考操作：改變電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開開關(guān)②考注意：電壓不能超過12V，不能用手接觸裸露部件③考選擋：先用最大量程擋試測，再選用適當(dāng)量程測量【典例6】（2024·山東德州模擬）某同學(xué)利用如圖1所示實驗裝置來完成“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗。（1）下表為該同學(xué)記錄的實驗現(xiàn)象：序號磁體磁場的方向（正視）磁體運動情況指針偏轉(zhuǎn)情況感應(yīng)電流的磁場方向（正視）1向下插入線圈向左向上2向下拔出線圈向右向下3向上插入線圈向右向下4向上拔出線圈向左向上①分析上述4組實驗記錄的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向，可得結(jié)論是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。②已知當(dāng)電流從正接線柱流入電流表時，指針向右擺動。如圖2所示實驗中該同學(xué)將條形磁體某極向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，則條形磁體的下端為S極（填“N”或“S”）。（2）該同學(xué)為了進一步研究實驗，設(shè)計圖3所示實驗裝置。其中甲、乙為兩個完全相同的電流表。已知閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P不動時，甲、乙兩個電流表指針位置如圖3所示。若要使電流表乙的指針向右偏轉(zhuǎn)，則進行的操作正確的是AD（填正確選項前的字母）。A.閉合開關(guān)，等電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)的瞬間B.斷開開關(guān)，等電路穩(wěn)定后再閉合開關(guān)的瞬間C.滑動變阻器的滑片向M端迅速滑動D.滑動變阻器的滑片向N端迅速滑動解析：（1）①由該同學(xué)記錄的實驗現(xiàn)象可知，1、3組實驗中磁鐵插入線圈，則穿過閉合回路的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反。2、4組實驗中磁鐵拔出線圈，則穿過閉合回路的磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同。由此得出的結(jié)論是感應(yīng)電流的磁場，總是阻礙原磁場磁通量的變化。②根據(jù)題意可知，感應(yīng)電流方向為順時針（俯視圖），感應(yīng)電流引起的磁場向下，條形磁鐵的磁通量豎直向上增加，所以條形磁體的下端為S極。（2）閉合開關(guān)后，線圈A中的電流方向是從上到下，電流表甲中的電流從正極流向負極，指針向右偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)瞬間，線圈A中電流減小，穿過線圈B的磁通量減小，線圈B中的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，由右手定則可知，電流表乙中的電流從正極流向負極，指針向右偏轉(zhuǎn)，A正確；斷開開關(guān)，等電路穩(wěn)定后再閉合開關(guān)的瞬間，線圈A中電流增大，穿過線圈B的磁通量增大，線圈B中的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，由右手定則可知，電流表乙中的電流從負極流向正極，指針向左偏轉(zhuǎn)，B錯誤；滑動變阻器的滑片向M端迅速滑動，線圈A中電流增大，穿過線圈B的磁通量增大，線圈B中的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，由右手定則可知，電流表乙中的電流從負極流向正極，指針向左偏轉(zhuǎn)，C錯誤；滑動變阻器的滑片向N端迅速滑動，線圈A中電流減小，穿過線圈B的磁通量減小，線圈B中的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，由右手定則可知，電流表乙中的電流從正極流向負極，指針向右偏轉(zhuǎn)，D正確?！镜淅?】（2024·福建廈門三模）小強同學(xué)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中使用的可拆式變壓器如圖甲所示，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。（1）除圖甲中的器材外，下列器材中還需要的是CD（填儀器前的字母）；A.干電池 B.磁鐵C.低壓交流電源 D.多用電表E.直流電壓表 F.直流電流表（2）變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料是C（填選項前字母）；A.整塊不銹鋼鐵芯B.整塊硅鋼鐵芯C.絕緣的硅鋼片疊成（3）在實驗操作過程中橫鐵芯沒有與豎直鐵芯對齊，原線圈輸入電壓為U1＝4V，匝數(shù)為n1＝200匝，改變副線圈匝數(shù)n2，測量副線圈兩端的電壓U2，得到U2-n2圖像如圖乙所示，則可能正確的是圖線c（選填“a”“b”或“c”）。解析：（1）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，使用的是低壓交流電源，所以不需要干電池，磁場是利用了電流的磁效應(yīng)，所以也不需要條形磁鐵，測量線圈兩端的電壓需要使用多用電表的交流電壓擋，不需要直流電壓表和直流電流表。故選C、D。（2）變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料是絕緣的硅鋼片疊成，故選C。（3）實驗操作過程中橫鐵芯沒有與豎直鐵芯對齊，則可能導(dǎo)致漏磁，使得輸出電壓偏小，則有U1n1＞U2考點三創(chuàng)新型電學(xué)實驗【典例8】（2024·湖南高考11題）某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規(guī)律，搭建了如圖a所示的裝置。電阻測量原理如圖b所示，E是電源，為電壓表，為電流表。（1）保持玻璃管內(nèi)壓強為1個標(biāo)準大氣壓，電流表示數(shù)為100mA，電壓表量程為3V，表盤如圖c所示，示數(shù)為1.25（1.24～1.26均可）V，此時金屬絲阻值的測量值R為12.5Ω（保留3位有效數(shù)字）；（2）打開抽氣泵，降低玻璃管內(nèi)氣壓p，保持電流I不變，讀出電壓表示數(shù)U，計算出對應(yīng)的金屬絲阻值；（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制R-p關(guān)系圖線，如圖d所示；（4）如果玻璃管內(nèi)氣壓是0.5個標(biāo)準大氣壓，保持電流為100mA，電壓表指針應(yīng)該在圖c指針位置的右側(cè)（填“左”或“右”）；（5）若電壓表是非理想電壓表，則金屬絲電阻的測量值小于真實值（填“大于”“小于”或“等于”）。解析：（1）由電壓表讀數(shù)規(guī)則可知題圖c的示數(shù)為1.25V；根據(jù)題圖b由歐姆定律可知R＝UI＝1.25100×10－3Ω（4）玻璃管內(nèi)氣壓降低到0.5個標(biāo)準大氣壓，由題圖d可知金屬絲的阻值增大，又保持電流為100mA，所以電壓表示數(shù)增大，即電壓表指針應(yīng)該在題圖c指針位置的右側(cè)。（5）若電壓表是非理想電壓表，則流過金屬絲的電流的測量值偏大，由歐姆定律可知金屬絲的電阻的測量值小于真實值。創(chuàng)新分析（1）本實驗的實驗?zāi)康氖翘骄恳唤饘俳z的阻值隨氣壓變化的規(guī)律；（2）采用伏安法測量電阻，根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制R-p關(guān)系圖線，從而得到不同氣壓下的阻值。【典例9】（2024·河北高考12題）某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光照過強時提醒花農(nóng)。該實驗用到的主要器材如下：學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表（0～20V）、數(shù)字電流表（0～20mA）、滑動變阻器R（最大阻值50Ω，1.5A）、白熾燈、可調(diào)電阻R1（0～50kΩ）、發(fā)光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關(guān)和若干導(dǎo)線等。（1）判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“×10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置（見圖2）；對調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置（見圖2）。由此判斷M端為二極管的負極（填“正極”或“負極”）。（2）研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始。導(dǎo)線L1、L2和L3的另一端應(yīng)分別連接滑動變阻器的A、A、C（或D）接線柱（以上三空選填接線柱標(biāo)號“A”“B”“C”或“D”）。②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而減?。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”）。解析：（1）使用多用電表時，通過多用電表的電流流向遵循“紅進黑出”，使用多用電表的歐姆擋時，當(dāng)黑表筆與M端接觸、紅表筆與N端接觸時，若有電流，則二極管中電流方向為M→N，而由題圖2可知此時多用電表指針位于a位置，即此時二極管電阻無窮大，由二極管的單向?qū)щ娦钥芍藭r二極管所接電壓為反向電壓，則M端為二極管的負極。（2）由于要求閉合開關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始，則滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，L1、L2的另一端應(yīng)接A接線柱，L3另一端應(yīng)接C（或D）接線柱。②I-U圖像上某點與坐標(biāo)原點連線的斜率的倒數(shù)表示光敏電阻的阻值，由題圖4可知，光照增強時，光敏電阻的阻值減小，即光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而減小。創(chuàng)新分析（1）本題的實驗?zāi)康氖侵谱骱喴坠鈴妶缶?，以便在光照過強時提醒花農(nóng)。（2）電路中含有二極管，需要判斷二極管的極性，三極管的工作原理題目中有提示。【典例10】（2023·湖南高考12題）某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖（a）所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器（內(nèi)阻無窮大）。（1）先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數(shù)如圖（b）所示，對應(yīng)的讀數(shù)是1000Ω；（2）適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時，RF的阻值為R1R2R3（用R1、R2、R（3）依次將0.5g的標(biāo)準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小），讀出電壓傳感器示數(shù)U，所測數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制U-m關(guān)系圖線；答案：見解析圖（4）完成前面三步的實驗工作后，該測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F0，電壓傳感器示數(shù)為200mV，則F0大小是0.018N（重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字）；（5）若在步驟（4）中換用非理想毫伏表測量C、D間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1，此時非理想毫伏表讀數(shù)為200mV，則F1＞F0（填“＞”“＝”或“＜”）。解析：（1）由題圖（b）可知，對應(yīng)的讀數(shù)為10×100Ω＝1000Ω。（2）根據(jù)電壓傳感器示數(shù)為0可得I1R1＝I2R2，I1RF＝I2R3，解得RF＝R1R2（3）把表格中的數(shù)據(jù)在圖（c）上進行描點，然后用一條直線擬合，使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，離直線較遠的點舍棄，如圖所示。（4）根據(jù)U-m圖像可知，當(dāng)U＝200mV時，m＝1.80g，故F0＝mg≈0.018N。（5）可將C、D以外的電路等效為新的電源，C、D兩點電壓看作路端電壓，因為換用非理想毫伏表后，當(dāng)讀數(shù)為200mV時，實際上C、D間斷路（接理想毫伏表時）時的電壓大于200mV，則在壓力傳感器上施加微小壓力F1時，C、D間的電壓大于在壓力傳感器上施加微小壓力F0時C、D間的電壓，結(jié)合U-m關(guān)系圖線可知，F(xiàn)1＞F0。創(chuàng)新分析（1）利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計測量微小壓力。（2）以設(shè)計的測量微小壓力的裝置為背景，考查歐姆表的讀數(shù)、實驗原理、實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析。1.（2024·河北張家口模擬）某同學(xué)為“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，他在實驗室準備了可拆變壓器（如圖甲所示）、低壓交流電源、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線若干。（1）為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是A（選填選項前的字母）。A.控制變量法 B.等效替代法C.整體隔離法 D.理想實驗法（2）該同學(xué)認真檢查電路無誤后，其中一次測量交流電壓時選擇2.5V擋位，多用電表讀數(shù)如圖乙所示，此時電表讀數(shù)為2.00V。（3）某次實驗中線圈N1接“0”“4”，線圈N2接“2”“14”，測得線圈N1兩端的電壓U1＝2.30V，線圈N2兩端的電壓U2＝7.60V，分析可知N2（選填“N1”或“N2”）是原線圈。（4）實驗發(fā)現(xiàn)原、副線圈電壓比與匝數(shù)比不相等，可能的原因是有漏磁。解析：（1）為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法，故選A。（2）測量交流電壓時選擇2.5V擋位，此時電表讀數(shù)為U＝2.00V。（3）若某次實驗中用匝數(shù)n1＝400匝、n2＝1200匝的變壓器，測得線圈N1兩端的電壓U1＝2.30V，線圈N2兩端的電壓U2＝7.60V，匝數(shù)之比近似等于電壓之比，則有U1U按U1＝2.30V，解得N2兩端的電壓U2＝6.90V＜7.60V結(jié)合變壓器不是理想變壓器，存在漏磁，發(fā)熱等原因，則N2是原線圈，N1是副線圈。（4）變壓器不是理想變壓器，可能存在漏磁。2.（2024·北京高考15題節(jié)選）（1）用如圖1所示的實驗裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。如圖2所示，分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管，觀察并標(biāo)記感應(yīng)電流的方向。關(guān)于本實驗，下列說法正確的是BC（填選項前的字母）。A.需要記錄感應(yīng)電流的大小B.通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的方向C.圖2中甲和乙表明，感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關(guān)（2）某興趣小組利用銅片、鋅片和橘子制作了水果電池，并用數(shù)字電壓表（可視為理想電壓表）和電阻箱測量水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r，實驗電路如圖3所示。連接電路后，閉合開關(guān)S，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，記錄電壓表的讀數(shù)U，繪出圖像，如圖4所示，可得：該電池的電動勢E＝1.0V，內(nèi)阻r＝3.3kΩ。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）解析：（1）分析實驗?zāi)康目芍?，本實驗需要通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向分析感應(yīng)電流的方向，不需要記錄感應(yīng)電流的大小，A錯誤，B正確；比較甲和乙，磁體的N極和S極分別靠近螺線管，感應(yīng)電流方向相反，則感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關(guān)，C正確。（2）根據(jù)題意可知，通過電源的電流為I＝UR，則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝U＋Ir＝U＋URr，變形得U＝－rUR＋E，結(jié)合U-UR圖像縱截距可知E＝1.0V，結(jié)合U-UR圖像斜率的絕對值可知r＝0.4－13.（2024·江西上饒模擬）要測定一個量程為3V的電壓表的內(nèi)阻，某同學(xué)進行了如下操作。（1）先用多用電表粗測電壓表內(nèi)阻，將多用電表選擇開關(guān)撥到歐姆擋“×1000”擋位，歐姆調(diào)零后，將多用電表的紅表筆與電壓表的負（填“正”或“負”）接線柱連接，黑表筆連接另一個接線柱，示數(shù)如圖甲所示，則粗測電壓表的內(nèi)阻為14000Ω。（2）為了精確測量電壓表的內(nèi)阻，該同學(xué)根據(jù)實驗室提供的器材，設(shè)計了如圖乙所示電路。請根據(jù)圖乙所示的電路將如圖丙所示的實物圖連接完整。連接好電路后，閉合開關(guān)前，圖丙中滑動變阻器的滑片應(yīng)先移到最左（填“左”或“右”）端，電阻箱的電阻調(diào)為零（填“最大”或“零”），閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)半偏，若此時電阻箱的阻值為R0，則測得電壓表的內(nèi)阻為R0。答案：解析圖（3）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電源的內(nèi)阻很小，可以忽略不計，于是他又設(shè)計了如圖丁所示的電路，按正確的操作，測得多組電壓表的示數(shù)U及對應(yīng)的電阻箱接入電路的電阻R，作R-1U圖像，得到圖像與縱軸的截距為b，則電壓表的內(nèi)阻RV＝－b解析：（1）歐姆表紅表筆與內(nèi)置電源的負極相連，因此紅表筆與電壓表的負接線柱相連；粗測電壓表的內(nèi)阻為14000Ω。（2）電路連接如圖所示閉合開關(guān)前，題圖丙中滑動變阻器的滑片應(yīng)先移到最左端，使輸出電壓為零，電阻箱的電阻調(diào)為零，測得的電壓表的內(nèi)阻為R0。（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E＝U＋URVR，即R＝ERV·1U－RV，根據(jù)題意可知－R解得RV＝－b。4.（2024·浙江1月選考16-Ⅱ題）在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中，把電阻箱R（0～9999Ω）、一節(jié)干電池、微安表（量程0～300μA，零刻度在中間位置）、電容器C（2200μF、16V）、單刀雙擲開關(guān)組裝成如圖1所示的實驗電路。（1）把開關(guān)S接1，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到零；然后把開關(guān)S接2，微安表指針偏轉(zhuǎn)情況是C。A.迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小B.向右偏轉(zhuǎn)示數(shù)逐漸增大C.迅速向左偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小D.向左偏轉(zhuǎn)示數(shù)逐漸增大（2）再把電壓表并聯(lián)在電容器兩端，同時觀察電容器充電時電流和電壓變化情況。把開關(guān)S接1，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到160μA時保持不變；電壓表示數(shù)由零逐漸增大，指針偏轉(zhuǎn)到如圖2所示位置時保持不變，則電壓表示數(shù)為0.50V，電壓表的阻值為3.1kΩ（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。解析：（1）把開關(guān)S接1，電容器充電，電流從右向左流過微安表，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到零；把開關(guān)S接2，電容器放電，電流從左向右流過微安表，則微安表指針迅速向左偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小。故選C。（2）由題意可知電壓表應(yīng)選用0～3V量程，由圖2可知此時分度值為0.1V，需要估讀到0.01V，則讀數(shù)為0.50V。當(dāng)微安表示數(shù)穩(wěn)定時，電容器中不再有電流通過，此時干電池、電阻箱、微安表和電壓表構(gòu)成回路，可知RV＝UVI＝0.50160×10－65.（2024·江西高考12題）某小組欲設(shè)計一種電熱水器防觸電裝置，其原理是：當(dāng)電熱管漏電時，利用自來水自身的電阻，可使漏電電流降至人體安全電流以下。為此，需先測量水的電阻率，再進行合理設(shè)計。（1）如圖a所示，在絕緣長方體容器左右兩側(cè)安裝可移動的薄金屬板電極，將自來水倒入其中，測得水的截面寬d＝0.07m和高h＝0.03m。（2）現(xiàn)有實驗器材：電流表（量程300μA，內(nèi)阻RA＝2500Ω）、電壓表（量程3V或15V，內(nèi)阻未知）、直流電源（3V）、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。請在圖a中畫線完成電路實物連接。答案：見解析圖（3）連接好電路，測量26℃的水在不同長度l時的電阻值Rx。將水溫升到65℃，重復(fù)測量。繪出26℃和65℃水的Rx-l圖線，分別如圖b中甲、乙所示。（4）若Rx-l圖線的斜率為k，則水的電阻率表達式為ρ＝kdh（用k、d、h表示）。實驗結(jié)果表明，溫度高（填“高”或“低”）的水更容易導(dǎo)電。（5）測出電阻率后，擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為保證出水量不變，選用內(nèi)直徑為8.0×10－3m的水管。若人體的安全電流為1.0×10－3A，熱水器出水溫度最高為65℃，忽略其他電阻的影響（相當(dāng)于熱水器220V的工作電壓直接加在水管兩端），則該水管的長度至少應(yīng)設(shè)計為0.46m。（保留兩位有效數(shù)字）解析：（2）由于電流表內(nèi)阻已知，則電流表的分壓可以求出，故電流表采用內(nèi)接法，又電源電動勢為3V，則電壓表應(yīng)以量程3V接入電路，電路連接如圖所示。（4）根據(jù)電阻定律有Rx＝ρlS，又S＝dh，聯(lián)立得Rx＝ρdhl，故Rx-l圖像中圖線的斜率k＝ρdh，解得ρ＝kdh，根據(jù)題圖b可知，溫度高的水的Rx-l圖線（圖乙）斜率較小，（5）根據(jù)部分電路歐姆定律和電阻定律有R＝UI＝ρl'πd24，代入數(shù)據(jù)解得水管長度的最小值為6.（2024·吉林高考11題）某探究小組要測量電池的電動勢和內(nèi)阻?？衫玫钠鞑挠校弘妷罕怼㈦娮杞z、定值電阻（阻值為R0）、金屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們設(shè)計了如圖所示的實驗電路原理圖。（1）實驗步驟如下：①將電阻絲拉直固定，按照圖a連接電路，金屬夾置于電阻絲的A（填“A”或“B”）端；②閉合開關(guān)S，快速滑動金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U，斷開開關(guān)S，記錄金屬夾與B端的距離L；③多次重復(fù)步驟②，根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖c中圖線Ⅰ；④按照圖b將定值電阻接入電路，多次重復(fù)步驟②，再根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖c中圖線Ⅱ。（2）由圖線得出縱軸截距為b，則待測電池的電動勢E＝1b（3）由圖線求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分別為k1、k2，若k2k1＝n，則待測電池的內(nèi)阻r＝R0n－1（解析：（1）①為了保護電路，開關(guān)閉合前應(yīng)將金屬夾置于電阻絲接入電路電阻最大處，即A端；（2）（3）設(shè)金屬絲的總電阻為R，總長度為x，對題圖a根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝U＋URLxr，可得1U＝1E＋xrER·1L，對題圖b有E＝U＋URLx（r＋R0），可得1U＝1E＋x（r＋R0）ER·1L，結(jié)合題圖c可知b＝1E，k1＝xrER7.（2024·全國甲卷23題）電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過傳感器的電流（即工作電流）恒定的條件下，通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量之間的對應(yīng)關(guān)系，這一過程稱為定標(biāo)。一同學(xué)用圖a所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標(biāo)。實驗器材有：裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器（工作電流1mA）、毫安表（內(nèi)阻可忽略）、電壓表、電源、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干、5個氣瓶（氧氣含量分別為1％、5％、10％、15％、20％）。完成下列實驗步驟并填空：（1）將圖a中的實驗器材間的連線補充完整，使其能對傳感器定標(biāo)；答案：見解析圖（2）連接好實驗器材，把氧氣含量為1％的氣瓶接到氣體入口；（3）把滑動變阻器的滑片滑到a端（填“a”或“b”），閉合開關(guān)；（4）緩慢調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，使毫安表的示數(shù)為1mA，記錄電壓表的示數(shù)U；（5）斷開開關(guān)，更換氣瓶，重復(fù)步驟（3）和（4）；（6）獲得的氧氣含量分別為1％、5％、10％和15％的數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖b中；氧氣含量為20％時電壓表的示數(shù)如圖c，該示數(shù)為1.40V（結(jié)果保留2位小數(shù)）。現(xiàn)測量一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數(shù)為1mA，此時電壓表的示數(shù)為1.50V，則此瓶氣體的氧氣含量為17％（結(jié)果保留整數(shù)）。解析：（1）連接實物圖如圖所示，注意連線不要有交叉，且電流從電表的正接線柱流入，從電表的負接線柱流出；（3）為了保護電路，閉合開關(guān)瞬間，電流表和電壓表的示數(shù)應(yīng)為0，所以閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至a端；（6）根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則可知，電壓表的示數(shù)為1.40V，根據(jù)題圖b中的數(shù)據(jù)點擬合電壓表示數(shù)U與氧氣含量的曲線如圖所示，則可知當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.50V時，氧氣含量為17％。第18講光學(xué)和熱學(xué)實驗考點一光學(xué)實驗實驗裝置圖（示意圖）歸納總結(jié)考查熱點測量玻璃的折射率①準備：畫aa'，取O點作法線MM'；畫AO，插P1、P2兩根大頭針②插針：放玻璃磚，畫bb'，觀察，插P3、P4，注意：玻璃磚與白紙的相對位置不能改變③作折射光線：由P3、P4的位置確定出射光線O'B及出射點O'，連接O、O'得到折射光線OO'①考操作：插P3要使P3擋住P1、P2的像，插P4要使P4擋住P1、P2的像和P3②考處理：連OO'，測θ1和θ2，根據(jù)計算、作圖或單位圓法即可求得折射率③考注意點：大頭針的間距要稍大一些，θ1不宜太大或太小；手不能觸摸光學(xué)面；也不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線等用雙縫干涉實驗測量光的波長①操作：調(diào)共軸，安裝單縫和雙縫，放濾光片，觀察單色光的干涉條紋②測波長：使分劃板中心刻線對齊第1條和第n條亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)①考操作：調(diào)各器件的高度要使光沿遮光筒軸線到達光屏，使單縫與雙縫平行、二者間距約為5～10cm②考讀數(shù)：考測量頭讀數(shù)③考計算：會計算相鄰條紋間距，根據(jù)公式求出波長【典例1】（2024·河北高考11題節(jié)選）某同學(xué)通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學(xué)調(diào)整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進