【優(yōu)化方案】2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)綜合講義：專題十一-力學(xué)實(shí)驗(yàn)(導(dǎo)學(xué)導(dǎo)練-含詳解)

力學(xué)試驗(yàn)一、誤差和有效數(shù)字1．誤差誤差產(chǎn)生緣由大小特點(diǎn)減小方法系統(tǒng)誤差試驗(yàn)儀器不精確、試驗(yàn)原理不完善、試驗(yàn)方法粗略總是偏大或偏小更新儀器完善試驗(yàn)原理偶然誤差測(cè)量、讀數(shù)不精確?????忽大忽小畫(huà)圖象或取平均值2.有效數(shù)字從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如0.0125為三位有效數(shù)字．二、測(cè)量性試驗(yàn)1．包括：用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量長(zhǎng)度，練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．2．(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：d＝主尺讀數(shù)(mm)＋精度×游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線數(shù)值(mm)．(2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：測(cè)量值＝固定刻度＋可動(dòng)刻度×0.01mm＋留意要估讀到0.001(3)用紙帶求加速度的方法利用a＝eq\f(Δx,T2)求解：在已經(jīng)推斷出物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的狀況下可利用Δx＝xn＋1－xn＝aT2求加速度a.三、驗(yàn)證性試驗(yàn)1．包括：驗(yàn)證力的平行四邊形定則、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．2．驗(yàn)證性試驗(yàn)的兩種方法(1)對(duì)于現(xiàn)象直觀明顯或者只需爭(zhēng)辯的驗(yàn)證性試驗(yàn)問(wèn)題，經(jīng)常通過(guò)觀看分析進(jìn)行證明．(2)對(duì)有測(cè)量數(shù)值且試驗(yàn)要求依據(jù)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證結(jié)果的，一般要進(jìn)行分析歸納，通過(guò)作圖、計(jì)算、測(cè)量進(jìn)行比較驗(yàn)證．四、探究性試驗(yàn)1．包括：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，探究動(dòng)能定理．2．探究性試驗(yàn)與驗(yàn)證性試驗(yàn)的區(qū)分探究性試驗(yàn)，在試驗(yàn)前并不知道滿足什么規(guī)律，所以在坐標(biāo)紙中描點(diǎn)后所做的曲線是摸干脆的，只有在分析了點(diǎn)的分布和走向以后才打算用直線來(lái)擬合這些點(diǎn)．而驗(yàn)證性試驗(yàn)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)后所作圖線的依據(jù)就是所驗(yàn)證的規(guī)律．熱點(diǎn)一游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)命題規(guī)律：游標(biāo)卡尺和千分尺的正確使用和讀數(shù)是高考考查的熱點(diǎn)，題型為填空題．(1)(2022·高考江蘇卷)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑．為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖所示的部件________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_(kāi)_____mm.(2)(2022·高考福建卷)某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為_(kāi)_______cm和________mm.[解析](1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)先將鎖緊裝置鎖緊，即旋緊B.螺旋測(cè)微器的示數(shù)為(0＋41.0×0.01)mm＝0.410(2)金屬桿長(zhǎng)度由刻度尺示數(shù)可得，由題圖甲得L＝60.10cm.由題圖乙知，此游標(biāo)尺為50分度，游標(biāo)尺上第10刻線與主尺上一刻線對(duì)齊，則金屬桿直徑為d＝4mm＋eq\f(1,50)×10mm[答案](1)B0.410(2)60.104.20[總結(jié)提升]1游標(biāo)卡尺不估讀，以mm為單位，10分度卡尺讀數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后只有1位，20分度和50分度讀數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后有2位.2螺旋測(cè)微器要估讀，以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后必需有3位，同時(shí)還要留意半毫米刻度線是否露出.)熱點(diǎn)二紙帶類試驗(yàn)問(wèn)題的處理(含頻閃照相)命題規(guī)律：力學(xué)試驗(yàn)中有多個(gè)試驗(yàn)都要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如爭(zhēng)辯勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律等)，正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并依據(jù)紙帶進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)運(yùn)算，是高考考查的熱點(diǎn)，題型為填空題．(2022·高考大綱全國(guó)卷)現(xiàn)用頻閃照相方法來(lái)爭(zhēng)辯物塊的變速運(yùn)動(dòng)．在一小物塊沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示．拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz；通過(guò)斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s.數(shù)據(jù)如下表所示．重力加速度大小g＝9.80m/s2單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00依據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a＝________(保留3位有效數(shù)字)．(2)由于__________________，可知斜面是粗糙的．[解析](1)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，利用逐差法，得x3－x1＝2a1Tx4－x2＝2a2Ta＝eq\f(a1＋a2,2)，又知T＝eq\f(1,f)＝0.1s聯(lián)立以上各式得a≈4.30m/s(2)假如斜面光滑，依據(jù)牛頓其次定律得，物塊下滑的加速度a′＝gsinθ＝geq\f(h,s)＝5.88m/s2＞a，所以斜面是粗糙的．[答案](1)4.30m/s2(2)a＜geq\f(h,s)＝5.88m/seq\x(\a\vs4\al([總結(jié)提升]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶類問(wèn)題的處理方法,1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的生疏和正確使用,①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為低壓溝通4～6V；電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為溝通220V.,②工作時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶.,2紙帶的應(yīng)用,①推斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).,a.若Δx＝0，則可判定物體做勻速直線運(yùn)動(dòng).,b.若Δx不為零且為定值，則可判定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).))②求解瞬時(shí)速度．如圖所示，打n點(diǎn)時(shí)的速度vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T).(3)用“逐差法”求加速度如圖所示，由(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)＝a(3T)2得a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2).熱點(diǎn)三用圖象處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)命題規(guī)律：用圖象處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)是歷年高考試驗(yàn)題的命題熱點(diǎn)，力學(xué)試驗(yàn)、電學(xué)試驗(yàn)中都可能毀滅．這是考生必備的力氣之一．(2022·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)某試驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系．試驗(yàn)裝置如圖甲所示：一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過(guò)旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x.測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2)．已知試驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8eq\f(1,k)(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①________，②________.(2)以n為橫坐標(biāo)，eq\f(1,k)為縱坐標(biāo)，在圖乙給出的坐標(biāo)紙上畫(huà)出eq\f(1,k)-n圖象．(3)圖乙中畫(huà)出的直線可近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn)．若從試驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k＝________N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k＝________N/m.[解析](1)依據(jù)胡克定律有mg＝k(x－x0)，解得k＝eq\f(mg,x－x0)＝eq\f(0.100×9.80,5.26－4.06×10－2)N/m≈81.7N/m，eq\f(1,k)≈0.0122.(2)eq\f(1,k)-n圖象如下圖所示．(3)依據(jù)圖象可知，k與n的關(guān)系表達(dá)式為k＝eq\f(1.75×103,n)N/m，k與l0的關(guān)系表達(dá)式為k＝eq\f(3.47,l0)N/m.[答案](1)81.70.0122(2)eq\f(1,k)-n圖象見(jiàn)解析圖(3)eq\f(1.75×103,n)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(在\f(1.67×103,n)～\f(1.83×103,n)之間均正確))eq\f(3.47,l0)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(在\f(3.31,l0)～\f(3.62,l0)之間均正確))eq\x(\a\vs4\al([總結(jié)提升]利用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)要留意以下幾點(diǎn),1留意區(qū)分橫、縱坐標(biāo)軸的物理意義、標(biāo)度及單位.,2描點(diǎn)要準(zhǔn)、連線不愿定通過(guò)全部數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)盡量合理地分布在線的兩側(cè)，且線要細(xì).,3明確圖象的斜率、截距的物理意義.,4作圖時(shí)常通過(guò)選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化，即“變曲為直”.))

命題規(guī)律：創(chuàng)新設(shè)計(jì)性試驗(yàn)主要考查是否理解試驗(yàn)原理和試驗(yàn)儀器的工作原理，是否具有機(jī)敏運(yùn)用試驗(yàn)學(xué)問(wèn)的力氣，是否具有在不同狀況下遷移學(xué)問(wèn)的力氣，這些對(duì)同學(xué)的力氣要求都較高，是近幾年高考命題的熱點(diǎn)．范例(2022·江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)某學(xué)習(xí)小組利用自行車的運(yùn)動(dòng)“探究阻力做功與速度變化的關(guān)系”．人騎自行車在平直的路面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)人停止蹬車后，由于受到阻力作用，自行車的速度會(huì)漸漸減小至零，如圖所示．在此過(guò)程中，阻力做功使自行車的速度發(fā)生變化．設(shè)自行車無(wú)動(dòng)力后受到的阻力恒定．(1)在試驗(yàn)中使自行車在平直的大路上獲得某一速度后停止蹬車，需要測(cè)出人停止蹬車后自行車向前滑行的距離s，為了計(jì)算自行車的初速度v，還需要測(cè)量________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填寫(xiě)物理量的名稱及符號(hào))．(2)設(shè)自行車受到的阻力恒為f，計(jì)算出阻力做的功W及自行車的初速度v.轉(zhuǎn)變?nèi)送Ｖ沟跑嚂r(shí)自行車的速度，重復(fù)試驗(yàn)，可以得到多組測(cè)量值．以阻力對(duì)自行車做功的大小為縱坐標(biāo)，自行車初速度為橫坐標(biāo)，作出W－v曲線．分析這條曲線，就可以得到阻力做的功與自行車速度變化的定性關(guān)系．在試驗(yàn)中作出W－v圖象如圖所示，其中符合實(shí)際狀況的是________．[解析](1)人停止蹬車后做勻減速運(yùn)動(dòng)，初速度v＝2eq\x\to(v)＝eq\f(2s,t)，則還需要測(cè)量自行車滑行的時(shí)間t.(2)由動(dòng)能定理得，W＝eq\f(1,2)mv2，則W－v圖象為拋物線，即圖C.[答案](1)人停止蹬車后自行車滑行的時(shí)間t(2)C[總結(jié)提升]1要完成好創(chuàng)新拓展試驗(yàn)，必需把握基本儀器的使用方法、基本試驗(yàn)方法和基本物理原理.2試驗(yàn)過(guò)程的爭(zhēng)辯應(yīng)以減小試驗(yàn)誤差和不造成錯(cuò)誤為主要依據(jù).應(yīng)在明確試驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，往往需要先依據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出物理量間的關(guān)系式，通過(guò)圖象或函數(shù)處理數(shù)據(jù).)1．(2022·廣州一模)(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量某物體的長(zhǎng)度如圖甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______mm.(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某物體的直徑如圖乙，由圖可知其直徑為_(kāi)_______mm.解析：(1)依據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，讀數(shù)為50mm＋3×0.05(2)依據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)章，讀數(shù)為4．5mm＋20.0×0.01答案：(1)50.15(2)4.7002．(2022·衡水調(diào)研)在“探究彈簧形變與外力關(guān)系”的試驗(yàn)中，將彈簧水平放置測(cè)出其自然長(zhǎng)度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，試驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的，用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出F－x圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，圖線不過(guò)原點(diǎn)的緣由是由于________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：由圖線可以算出斜率，即彈簧的勁度系數(shù)，圖線不過(guò)原點(diǎn)說(shuō)明彈簧在豎直向下不施加外力的時(shí)候，已經(jīng)有伸長(zhǎng)量了．答案：200彈簧自身具有重量3．(2022·安徽名校聯(lián)考)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn)中，某小組利用如圖甲所示的裝置完成試驗(yàn)，橡皮條的一端C固定在木板上，用兩只彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)．(1)則下列敘述正確的是________．A．該試驗(yàn)中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力B．兩次操作必需將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置C．試驗(yàn)中AO和BO的夾角應(yīng)盡可能大D．在試驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)必需保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度線(2)對(duì)數(shù)據(jù)處理后得到如圖乙所示的圖線，則F與F′兩力中，方向確定沿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(guān)系，A錯(cuò)誤；試驗(yàn)中兩次拉伸橡皮條，留意將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)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(xiàng)B正確；假如AO和BO的夾角適當(dāng)，則兩個(gè)分力可以將結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，若夾角過(guò)大，則兩拉力不愿定能將結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行以便保證各力在同一平面內(nèi)，正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度線讀數(shù)可以減小偶然誤差，因此D正確．(2)由圖乙知，F(xiàn)是二力用平行四邊形定則合成所得，F(xiàn)′是用一個(gè)力拉橡皮條時(shí)的外力，故確定與CO共線的是F′.答案：(1)BD(2)F′4．(2022·南昌一模)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)中，使質(zhì)量為m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合試驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開(kāi)頭選取的連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝9.80m/s(1)依據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到________點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律較為簡(jiǎn)便；(2)從O點(diǎn)到(1)問(wèn)中所取的點(diǎn)，重物重力勢(shì)能的削減量ΔEp＝________J，動(dòng)能增加量ΔEk＝________J(結(jié)果取三位有效數(shù)字)；(3)若測(cè)出紙帶上全部各點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離，依據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v及重物下落的高度h，則以eq\f(v2,2)為縱軸、以h為橫軸畫(huà)出的圖象是下圖中的________．[解析](1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是削減的重力勢(shì)能ΔEp＝mgh和增加的動(dòng)能ΔEk＝eq\f(1,2)mv2之間的關(guān)系，因B點(diǎn)能夠測(cè)出h和v的數(shù)據(jù)，而A、C兩點(diǎn)無(wú)法測(cè)出v，故選B點(diǎn)．(2)削減的重力勢(shì)能ΔEp＝mgh＝1.88J，B點(diǎn)的速度vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(23.23－15.55,2×0.02)×10－2m/s＝1.92m/s，所以增加的動(dòng)能ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝1.84J.(3)在試驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)可認(rèn)為mgh＝eq\f(1,2)mv2，則eq\f(1,2)v2＝gh，即eq\f(1,2)v2與h成正比，圖A正確．答案：(1)B(2)1.881.84(3)A5．(2022·東北三校聯(lián)考)某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理．將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白紙、復(fù)寫(xiě)紙．將小球從不同的標(biāo)記點(diǎn)由靜止釋放，記錄小球到達(dá)斜槽底端時(shí)下落的高度H，并依據(jù)落點(diǎn)位置測(cè)量出小球離開(kāi)斜槽后的豎直位移y.轉(zhuǎn)變小球在斜槽上的釋放位置，進(jìn)行多次測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下表．高度H(h為單位長(zhǎng)度)h2h3h4h5h6h7h8h9h豎直位移y/cm30.015.010.07.56.05.04.33.83.3(1)在安裝斜槽時(shí)，應(yīng)留意________________________________________________________________________．(2)已知斜槽傾角為θ，小球與斜槽之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，木板與斜槽末端的水平距離為x，小球在離開(kāi)斜槽后的豎直位移為y，不計(jì)小球與水平槽之間的摩擦，小球從斜槽上滑下的過(guò)程中，若動(dòng)能定理成立則應(yīng)滿足的關(guān)系式是____________________．(3)若想利用圖象直觀得到試驗(yàn)結(jié)論，最好應(yīng)以H為橫坐標(biāo)，以________為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖．解析：(1)小球離開(kāi)斜槽末端后要做平拋運(yùn)動(dòng)，因而斜槽末端O點(diǎn)的切線要水平．(2)小球從斜槽上下滑到斜槽末端時(shí)速度為v，依據(jù)動(dòng)能定理有mgH－μmgcosθeq\f(H,sinθ)＝eq\f(1,2)mv2，小球離開(kāi)O點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有x＝vt，豎直方向有y＝eq\f(1,2)gt2，聯(lián)立解得Hy＝eq\f(x2,4－4μ\f(1,tanθ)).(3)由(2)可知，要利用圖象直觀得到試驗(yàn)結(jié)論，圖象應(yīng)為直線，因而以H為橫坐標(biāo)，以eq\f(1,y)為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖即可．答案：(1)使斜槽末端O點(diǎn)的切線水平(2)Hy＝eq\f(x2,4－4μ\f(1,tanθ))(3)eq\f(1,y)6．(2022·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)利用如圖甲所示試驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖乙所示．試驗(yàn)中小車(含放射器)的質(zhì)量為200g，試驗(yàn)時(shí)選擇了不行伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到．(1)依據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系．(2)由圖乙可知，a-m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)若利用本試驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的狀況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則試驗(yàn)中應(yīng)實(shí)行的改進(jìn)措施是________________________________________________________________________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是________________________________________________________________________．解析：(1)由圖象可知小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系．(2)a-m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，在m軸上有截距，即掛上小鉤碼后小車加速度仍為零，可能的緣由是存在摩擦力．(3)本試驗(yàn)直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則應(yīng)實(shí)行的措施是調(diào)整軌道的傾斜度以平衡摩擦力，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．答案：(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)整軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量7．(2022·黃岡一模)物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，試驗(yàn)裝置如圖．一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤(pán)連接；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的溝通電源的頻率為50Hz.開(kāi)頭試驗(yàn)時(shí)，在托盤(pán)中放入適量砝碼，滑塊開(kāi)頭做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)．(1)如圖給出的是試驗(yàn)中獵取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．依據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a＝________(保留三位有效數(shù)字)．(2)為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有________．(填入所選物理量前的字母)A．木板的長(zhǎng)度l B．木板的質(zhì)量m1C．滑塊的質(zhì)量m2 D．托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m3E．滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t(3)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g)，與真實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)________(選填“偏大”或“偏小”)．寫(xiě)出支持你的看法的一個(gè)論據(jù)：________________________________________________________________________.解析：(1)由逐差法公式得a＝eq\f(x6＋x5＋x4－x3－x2－x1,9T2)＝0.496m/s2.(2)由牛頓其次定律得m3g－μm2g＝(m2＋m3)a，則需要測(cè)定滑塊的質(zhì)量m2及托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m(3)由(2)中等式可得μ＝eq\f(m3g－m2＋m3a,m2g)，因紙帶與限位孔之間存在阻力等，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)偏大．答案：(1)0.495m/s2至0.497(2)CD(3)eq\f(m3g－m2＋m3a,m2g)偏大紙帶與限位孔之間存在阻力等8．(2022·高考山東卷)某試驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測(cè)量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度．試驗(yàn)步驟：①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過(guò)水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；甲③轉(zhuǎn)變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測(cè)量重物P離地面的高度h；乙⑤滑塊由靜止釋放后開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)并最終停在木板上的D點(diǎn)(未與滑輪碰撞)，測(cè)量C、D間的距離s.完成下列作圖和填空：(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F-G圖線．(2)由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保留2位有效數(shù)字)．(3)滑塊最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．解析：(1)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用平滑的曲線(直線)將各點(diǎn)連接起來(lái)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)．(2)依據(jù)F＝μG，F(xiàn)-G圖線的斜率反映了滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，所以μ≈0.40.(3)依據(jù)牛頓其次定律，P落地后，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為a＝eq\f(μmg,m)＝μg，且P落地后滑塊的位移x＝s－h(huán)，依據(jù)速度和位移的關(guān)系得0－v2＝－2ax所以滑塊的最大速度v＝eq\r(2ax)＝eq\r(2μgs－h(huán)).答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)0.40(0.38～0.42均正確)(3)eq\r(2μgs－h(huán))第2講電學(xué)試驗(yàn)一、電學(xué)儀表1．電流表、電壓表、歐姆表的使用與讀數(shù)儀器極性量程選擇讀數(shù)電流表有正、負(fù)極的電表，電流由電表的正極流入，負(fù)極流出使指針指示比滿偏刻度eq\f(1,3)多的位置若最小分度為1、0.1、0.01等，需要估讀到最小分度的下一位；假如最小分度不是1、0.1、0.01等的只需要讀到最小分度位即可電壓表歐姆表使指針盡量指在表盤(pán)的中間位置四周取兩位有效數(shù)字并乘以相應(yīng)擋位的倍率2.歐姆表原理(1)電路：歐姆表是多用電表電阻擋的一個(gè)擋位，電路如圖．電流的流向：使用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆，從電表外部看，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出．(2)調(diào)零：當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，表頭電流表指針滿偏，此時(shí)Ig＝eq\f(E,R＋Rg＋r).(3)測(cè)量：當(dāng)紅、黑表筆之間接電阻Rx時(shí)，電路中電流I＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋Rx)，Rx的一個(gè)值對(duì)應(yīng)I的一個(gè)值，故將電流刻度標(biāo)上相應(yīng)的電阻刻度，即可直接讀出待測(cè)電阻Rx的阻值．(4)中值電阻：當(dāng)被測(cè)電阻Rx＝R＋Rg＋r時(shí)，電流變?yōu)闈M偏電流的一半，歐姆表指針指向刻度正中心，稱為“中值電阻”．3．電學(xué)儀表的選擇一般依據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)用電器的額定電壓選擇電壓表；依據(jù)待測(cè)電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針偏轉(zhuǎn)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度．二、電流表內(nèi)、外接法的比較與選擇1．內(nèi)、外接法的比較比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差來(lái)源電流表的分壓電壓表的分流測(cè)量結(jié)果R測(cè)＝eq\f(U,I)>Rx，偏大R測(cè)＝eq\f(U,I)<Rx，偏小適用條件Rx?RA(測(cè)大電阻)RV?Rx(測(cè)小電阻)2.內(nèi)、外接法的選擇(1)比值推斷法：若eq\f(RV,Rx)＜eq\f(Rx,RA)，Rx為大電阻，內(nèi)接法誤差小，應(yīng)選用內(nèi)接法；若eq\f(RV,Rx)＞eq\f(Rx,RA)，Rx為小電阻，外接法誤差小，應(yīng)選用外接法．(2)試觸法：當(dāng)無(wú)法估量電阻的阻值，難以比較eq\f(RV,Rx)及eq\f(Rx,RA)的大小時(shí)，可接受電壓表試觸法看電流表、電壓表變化大小來(lái)確定．三、把握電路(滑動(dòng)變阻器的接法)的比較與選擇1．把握電路的比較比較項(xiàng)目限流式接法分壓式接法電路電壓調(diào)整的范圍eq\f(R,R＋R0)E→E0→E電能損耗節(jié)能耗能2.把握電路的選擇從節(jié)能的角度考慮，優(yōu)先選用限流式．以下?tīng)顩r考慮分壓式：(1)要求待測(cè)電路的U、I從0變化；(2)R滑?Rx；(3)選用限流式時(shí)，Ux、Ix過(guò)大(超過(guò)電表量程，燒壞電表、電源或用電器等)或Ux、Ix過(guò)小(最大值不超過(guò)電表滿量程的eq\f(1,3)，讀數(shù)誤差大)．熱點(diǎn)一試驗(yàn)儀器的讀數(shù)與使用命題規(guī)律：電流表、電壓表、多用電表、電阻箱等儀器是電學(xué)試驗(yàn)中的常用儀器，高考中要求正確使用儀器，會(huì)進(jìn)行正確讀數(shù)，高考對(duì)此學(xué)問(wèn)點(diǎn)的考查頻率較高，是高三復(fù)習(xí)的重要學(xué)問(wèn)點(diǎn)．2021·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)試驗(yàn)小組利用圖甲所示電路，測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)和電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻．使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動(dòng)變阻器：最大阻值5kΩ；導(dǎo)線若干．回答下列問(wèn)題：(1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆________，調(diào)零點(diǎn)．(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端．(3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖乙所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示．多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_(kāi)_______kΩ和________V.(4)調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V．從測(cè)量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_(kāi)_______kΩ.(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無(wú)內(nèi)阻的電池、一個(gè)抱負(fù)電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成的電路，如圖丁所示．依據(jù)前面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V，電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為_(kāi)_______kΩ.[解析](1)歐姆表調(diào)零：將紅表筆和黑表筆短接，使指針指電阻0刻度．(2)多用電表歐姆擋測(cè)電壓表的內(nèi)阻應(yīng)使電流從電壓表的“＋”接線柱流入、“－”接線柱流出，而黑表筆連接多用電表內(nèi)電池的正極，所以多用電表的紅表筆和“－”端相連，黑表筆連接“＋”端．(3)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為15.0kΩ和3.60V.(4)由圖甲可知多用電表歐姆“×1k”擋直接測(cè)量電壓表的內(nèi)阻RV，所以RV＝12.0kΩ.(5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E，多用電表電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為Rg，依題給條件由歐姆定律得：E＝eq\f(3.6,RV)(15＋Rg)，E＝eq\f(4,RV)(12＋Rg)，又RV＝12.0kΩ，解之得：E＝9.00V，Rg＝15.0kΩ.[答案](1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0[規(guī)律總結(jié)]多用電表測(cè)電阻的步驟和留意事項(xiàng)1使用步驟①選倍率，一般要選擇比被測(cè)電阻的估量值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率，如估量值為200Ω就應(yīng)當(dāng)選×10的倍率；②進(jìn)行歐姆調(diào)零；③將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量；④將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值；⑤測(cè)量結(jié)束后，將選擇開(kāi)關(guān)扳到OFF或溝通電壓最高擋.2留意事項(xiàng)①改換倍率必需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；②通過(guò)選擇合適倍率，指針指在刻度盤(pán)中間四周，誤差較??；③測(cè)量電阻時(shí)，手不行接觸表筆的金屬桿部分；④被測(cè)元件與電源斷開(kāi).)熱點(diǎn)二以測(cè)電阻為核心的試驗(yàn)命題規(guī)律：很多電學(xué)試驗(yàn)都與測(cè)電阻有關(guān)，如描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)定金屬的電阻率、測(cè)小燈泡的電功率等，以測(cè)量電阻為核心命題點(diǎn)的電學(xué)試驗(yàn)以考查電路設(shè)計(jì)(包括儀表選擇、電路原理圖的分析、實(shí)物圖連接等)為主，能較好地甄別考生的綜合分析和遷移創(chuàng)新力氣，是歷年高考的熱點(diǎn)．(2022·高考山東卷)試驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度．該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx可供使用的器材有：電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．回答下列問(wèn)題：(1)試驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b(2)在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)依據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接．(3)調(diào)整滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示(4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)_______m(保留2位有效數(shù)字)．[解析](1)依據(jù)R＝ρeq\f(l,S)，得銅導(dǎo)線的阻值約為Rx＝1.7Ω，即Rx＋R0＝4.7Ω.試驗(yàn)中的滑動(dòng)變阻器若選R1，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移至a端時(shí)，電壓表的示數(shù)約為3V，若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，超過(guò)電壓表量程，故試驗(yàn)中的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2.閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)使電路中的電阻最大，故滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移至a端．(2)連線如圖所示．(3)電壓表的示數(shù)為2.30V.(4)依據(jù)歐姆定律，銅導(dǎo)線與R0的串聯(lián)電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.30,0.50)Ω＝4.6Ω，所以銅導(dǎo)線的電阻Rx＝R－R0＝1.6Ω.依據(jù)Rx＝ρeq\f(l,S)得導(dǎo)線長(zhǎng)度l＝eq\f(RxS,ρ)＝eq\f(1.6×1.0×10－6,1.7×10－8)m≈94m.[答案](1)R2a(2)見(jiàn)解析圖(3)2.30(2.29～2.31均正確)(4)94(93～95均正確[方法技巧]1器材選擇的三個(gè)主要原則：平安性量程不能太小、精確?????性量程不能太大、便利性滑動(dòng)變阻器要便利調(diào)整.2選擇電流表內(nèi)外接法的口訣：“好表要內(nèi)接”由于：越接近抱負(fù)電流表，其分壓的影響越小或“內(nèi)大外小”內(nèi)接法測(cè)大電阻，外接法測(cè)小電阻；選擇滑動(dòng)變阻器接法口訣：“以小控大用分壓”變阻器阻值小于待測(cè)電阻.3電表有時(shí)可反常規(guī)使用：已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用，已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表使用.4定值電阻的常見(jiàn)用途：疼惜電路、分壓或分流.)熱點(diǎn)三以測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為核心的試驗(yàn)命題規(guī)律：測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可以有效地考查閉合電路歐姆定律的學(xué)問(wèn)以及數(shù)據(jù)分析處理力氣，故也成為高考電學(xué)試驗(yàn)的熱點(diǎn)．除了基本的伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻外，其他創(chuàng)新拓展方法(如：安阻法、伏阻法、伏伏法、安安法等)也是熱點(diǎn)．(2022·高考北京卷)利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．要求盡量減小試驗(yàn)誤差．(1)應(yīng)當(dāng)選擇的試驗(yàn)電路是下圖中的________(選填“甲”或“乙”)．(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，A．電壓表(0～15V)B．電壓表(0～3V)C．滑動(dòng)變阻器(0～50Ω)D．滑動(dòng)變阻器(0～500Ω)試驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________．(選填相應(yīng)器材前的字母)(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫(huà)出U-I圖線.序號(hào)123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)依據(jù)(3)中所畫(huà)圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.[解析](1)電流表內(nèi)阻與電池內(nèi)阻相差不多，假如用乙圖誤差較大，應(yīng)選用甲圖．(2)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V左右，為減小誤差，應(yīng)選擇量程為3V的電壓表；依據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)和電流表量程，可知應(yīng)選擇最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器．(3)第四組數(shù)據(jù)誤差較大，應(yīng)舍去，連線后如答案圖所示．(4)依據(jù)U-I圖象，電源的電動(dòng)勢(shì)為縱軸的截距，為1.5V，內(nèi)電阻為斜率的大小，r＝eq\f(1.5－1.0,0.6)Ω≈0.83Ω.[答案](1)甲(2)BC(3)如下圖所示(4)1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)[規(guī)律總結(jié)]測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻小結(jié)1三種常用試驗(yàn)方法和原理：伏安法E＝U＋I(xiàn)r、伏阻法E＝U1＋r/R、安阻法E＝IR＋r.2兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖象處理法，對(duì)伏安法利用電源的U－I圖象求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；對(duì)伏阻法和安阻法需對(duì)閉合電路歐姆定律方程E＝U1＋r/R和E＝IR＋r適當(dāng)變形作線性處理，并利用直線方程的截距和斜率求電動(dòng)勢(shì)或內(nèi)阻等物理量.)

命題規(guī)律：通過(guò)對(duì)近幾年的高考試驗(yàn)試題的爭(zhēng)辯發(fā)覺(jué)，高考電學(xué)試驗(yàn)試題有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：第一，基于教材中的電學(xué)試驗(yàn)，著重考查試驗(yàn)原理的改進(jìn)、試驗(yàn)步驟、誤差分析；其次，重視電學(xué)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法，問(wèn)題設(shè)置結(jié)合科技、生產(chǎn)、生活的實(shí)際；因此，理解試驗(yàn)原理，把握試驗(yàn)方法，是解決電學(xué)試驗(yàn)的關(guān)鍵．范例(2022·開(kāi)封市一模)利用如圖所示的電路可以較為精確?????地測(cè)量未知電源的電動(dòng)勢(shì)．圖中Ex為待測(cè)電源，ES為標(biāo)準(zhǔn)電源(電動(dòng)勢(shì)ES已精確?????測(cè)出)，E為工作電源，為電路供應(yīng)電流．G為零刻度在中心的靈敏電流計(jì)，AB為一根粗細(xì)均勻的電阻絲，C、D為AB上的兩個(gè)活動(dòng)接觸點(diǎn)，可以在電阻絲上移動(dòng)．與電阻絲AB平行放置的還有一把刻度尺，可以測(cè)出CD之間的長(zhǎng)度．試驗(yàn)步驟如下：(1)按圖連接好電路，將K1處于斷開(kāi)狀態(tài)，K2處于兩個(gè)觸點(diǎn)都不接的狀態(tài)．(2)先閉合K1，調(diào)整RP至合適位置．(3)將K2置1位置，調(diào)整C、D觸頭使電流計(jì)指向零刻度，登記__________________．(4)將K2置2位置，重新調(diào)整C、D位置，使__________________，并登記__________________．(5)斷開(kāi)K1，計(jì)算待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為：Ex＝________.[解析](3)由題意知應(yīng)登記CD間的長(zhǎng)度L1.(4)使電流計(jì)指針指向零刻度并登記此時(shí)CD間的長(zhǎng)度L2.(5)依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，由電路特點(diǎn)可得：I＝eq\f(ES,R1)＝eq\f(Ex,R2)，聯(lián)立可得：eq\f(ES,L1)＝eq\f(Ex,L2)，Ex＝eq\f(L2,L1)ES.[答案](3)CD間的長(zhǎng)度L1(4)電流計(jì)指針指向零刻度CD間的長(zhǎng)度L2(5)eq\f(L2,L1)ES[借題發(fā)揮]解答創(chuàng)新試驗(yàn)，需要具有較強(qiáng)的遷移力氣.遷移力氣是在機(jī)敏把握教材的基本試驗(yàn)原理、試驗(yàn)思想、試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上培育出來(lái)的，復(fù)習(xí)時(shí)要夯實(shí)基礎(chǔ)，以不變應(yīng)萬(wàn)變，無(wú)論試題情境如何變化，都要在理解試驗(yàn)原理、弄清試驗(yàn)操作、明確試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上分析誤差來(lái)源，處理試驗(yàn)數(shù)據(jù).)1．用多用電表進(jìn)行了幾次測(cè)量，指針?lè)謩e處于a、b位置，如圖所示．(1)若多用電表的選擇開(kāi)關(guān)處于下面表格中所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)各是多少？請(qǐng)?zhí)钤诒砀裰?指針位置選擇開(kāi)關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100mA________mA直流電壓2.5V________Vb電阻×10Ω________Ω(2)假如要用此多用電表測(cè)量一個(gè)約1.8×103Ω的電阻，為了使測(cè)量比較精確，應(yīng)選的歐姆擋是________(選填“×10”、“×100”或“×1k解析：(1)選擇開(kāi)關(guān)處于直流100mA，則a讀數(shù)為26.0mA.選擇開(kāi)關(guān)處于直流2.5V，則a讀數(shù)為0.65V．選擇開(kāi)關(guān)處于電阻“×10”擋，則b讀數(shù)為40Ω.(2)測(cè)1.8×103Ω的電阻應(yīng)選擇“×100”擋答案：(1)26.00.6540(2)×1002．(2022·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)在伏安法測(cè)電阻的試驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖乙所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖甲和圖乙中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值．解析：依據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解題．依據(jù)題意知eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值．圖甲的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1>Rx真；圖乙的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2<Rx真．答案：Rx1大于小于3．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V,2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)小燈泡的伏安特性曲線．現(xiàn)有下列器材供選用：A．電壓表V1(0～5V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電壓表V2(0～10V，內(nèi)阻約20kΩ)C．電流表A1(0～0.3A，內(nèi)阻約1D．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約0.4E．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，2F．滑動(dòng)變阻器R2(0～100Ω，0.2G．同學(xué)電源(直流6V)、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(1)為了調(diào)整便利，測(cè)量盡可能精確?????，試驗(yàn)中應(yīng)選用電壓表________，電流表________，滑動(dòng)變阻器________．(填器材的選項(xiàng)符號(hào))(2)為使試驗(yàn)誤差盡量小，要求從零開(kāi)頭多取幾組數(shù)據(jù)．請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出試驗(yàn)電路圖．(3)如圖所示，P為I－U圖線上的一點(diǎn)，PN為圖線過(guò)P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則隨著所加電壓的增加，小燈泡的電阻將________(填“增大”、“減小”或“不變”)；對(duì)P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為_(kāi)_______Ω(保留三位有效數(shù)字)．解析：(1)由于小燈泡的額定電壓是4V，接近電壓表V1的量程5V，故電壓表選A.由于小燈泡的額定電流是0.5A，接近電流表A2的量程0.6A(2)由于小燈泡電阻更接近電流表內(nèi)阻，所以電流表外接，為使試驗(yàn)誤差盡量小，能從零開(kāi)頭多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器接受分壓式接法，故電路圖如圖所示．(3)由題圖可知隨著所加電壓的增加，圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率k＝I/U在減小，可見(jiàn)電阻在增大．由題圖可知，對(duì)于P點(diǎn)，小燈泡的電壓是2.4V，電流是0.45A，可以算出電阻約為5.33答案：(1)ADE(2)見(jiàn)解析圖(3)增大5.334．在“測(cè)定某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”試驗(yàn)中，試驗(yàn)電路如圖甲所示，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω，R0是疼惜電阻，V為抱負(fù)電壓表．某同學(xué)連接好電路后，閉合電鍵S，轉(zhuǎn)變電阻箱的電阻值，讀取電壓表的示數(shù)．依據(jù)讀取的多組數(shù)據(jù)，他畫(huà)出了如圖丙所示的圖象．(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中選擇合適的器材依據(jù)電路圖甲畫(huà)線連接實(shí)物圖．(2)在如圖丙所示圖象中，當(dāng)eq\f(1,U)＝0.10V－1時(shí)，外電路處于________狀態(tài)(填“通路”、“斷路”或“短路”)．(3)依據(jù)該圖象可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(4)試驗(yàn)測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻與真實(shí)值相比，E測(cè)________E真，r測(cè)________r真(填“大于”、“小于”或“等于”)．解析：依據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝U＋eq\f(U,R＋R0)r，得到eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(1,R＋R0)eq\f(r,E)，所以在圖線中，斜率為eq\f(r,E)，截距為eq\f(1,E).當(dāng)外電壓等于電動(dòng)勢(shì)時(shí)，說(shuō)明R0與R所在支路電路斷開(kāi)，E＝10V，讀出斜率求出內(nèi)阻為50Ω.電路中等效電源內(nèi)阻為電壓表內(nèi)阻和電源內(nèi)阻并聯(lián)的總電阻，所以要小于電源內(nèi)阻，同理，等效電動(dòng)勢(shì)為電壓表兩端電壓即電壓表和電源組成的閉合電路的路端電壓，當(dāng)然要小于電動(dòng)勢(shì)，所以測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻皆小于真實(shí)值．答案：(1)如圖所示(2)斷路(3)1050(4)小于小于5．(2022·南昌市一模)發(fā)光二極管(LED)是一種節(jié)能、環(huán)保的元器件，被廣泛應(yīng)用到顯示器、照明等各領(lǐng)域．某愛(ài)好小組為探究工作電壓是“1.4～4V”、最大正向直流電流是“5～20mA”的LED管的I－U曲線，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的試驗(yàn)電路．試驗(yàn)室備有以下器材：甲電流表A1：量程0～50mA，內(nèi)阻約為50Ω電流表A2：量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω電壓表V：量程0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1滑動(dòng)變阻器R2：阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA直流電源E：輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì)開(kāi)關(guān)(S)、導(dǎo)線若干(1)為了提高試驗(yàn)結(jié)果的精確?????性，電流表應(yīng)選用______；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(以上填器材代號(hào))．(2)試驗(yàn)小組依據(jù)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)描點(diǎn)繪出了如圖乙所示的I－U圖象．而發(fā)光二極管(LED)的效率η與通過(guò)二極管的電流I的關(guān)系曲線如圖丙所示．其中發(fā)光二極管的效率η是指輻射的全部光功率Φ與供應(yīng)發(fā)光二極管的電功率比值．則發(fā)光二極管效率達(dá)最大時(shí)其電阻RL＝________Ω，輻射的光功率Φ＝________W.解析：(1)因LED最大正向直流電流是5～20mA，所以電流表應(yīng)選擇A1，由圖甲可知供電電路接受分壓式接法，所以選擇的滑動(dòng)變阻器應(yīng)是阻值較小的R1.(2)由圖丙可知發(fā)光二極管效率達(dá)最大時(shí)電流為6mA，由圖乙可知其對(duì)應(yīng)的電壓為1.6V，故此時(shí)電阻RL＝eq\f(U,I)＝267Ω；依據(jù)題意可知60%＝eq\f(Φ,1.6×6×10－3)×100%，則輻射的光功率Φ＝0.00576W.答案：(1)A1R1(2)2670.005766．(2022·唐山市一模)抱負(fù)電壓表內(nèi)阻無(wú)窮大，而實(shí)際電壓表并非如此，現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)量程為0～3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表的阻值．試驗(yàn)室備有以下器材：甲A．待測(cè)電壓表V1：量程為0～3V、內(nèi)阻約為3kΩB．電壓表V2：量程為0～6V、內(nèi)阻約為6kΩC．滑動(dòng)變阻器R1：最大值20Ω、額定電流1D．定值電阻R