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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题十七物理试验,1/386,A组自主命题北京卷题组,1.,(北京理综,19,6分,0.67)某兴趣小组探究用不一样方法测定干电池电动势和内阻,他们提,出试验方案中有以下四种器材组合。为使试验结果尽可能准确,最不可取,一组器材是,(),A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器,B.一个伏特表和多个定值电阻,C.一个安培表和一个电阻箱,D.两个安培表和一个滑动变阻器,五年高考,答案,D依据,U,=,E,-,Ir,要测出,E,和,r,就要同时测出,U,和,I,A、B、C三个选项都能满足要求;D选项,只能测出电流,I,不能测出电压,U,所以选D。,2/386,解题方法,测量电源电动势和内阻有各种方法,最惯用方法有:,(1)伏安法,电路如图1所表示。,图1,(2)伏阻法,电路如图2所表示。,图2,3/386,(3)安阻法,电路如图3所表示。,图3,评析,本题考查测量电源电动势和内阻原理和方法,意在考查学生灵活应用闭合电路欧姆定,律处理实际问题能力。,4/386,2.,(北京理综,21,18分)如图1所表示,用质量为,m,重物经过滑轮牵引小车,使它在长木板上运,动,打点计时器在纸带上统计小车运动情况。利用该装置能够完成“探究动能定理”实,验。,图1,(1)打点计时器使用电源是,(选填选项前字母)。,A.直流电源,B.交流电源,5/386,(2)试验中,需要平衡摩擦力和其它阻力,正确操作方法是,(选填选项前字母)。,A.把长木板右端垫高,B.改变小车质量,在不挂重物且,(选填选项前字母)情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速,运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力影响。,A.计时器不打点,B.计时器打点,(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下第一个点标为,O,。在纸带,上依次取,A,、,B,、,C,若干个计数点,已知相邻计数点间时间间隔为,T,。测得,A,、,B,、,C,各点到,O,点距离为,x,1,、,x,2,、,x,3,如图2所表示。,图2,6/386,试验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受拉力大小为,mg,。从打,O,点到打,B,点过程中,拉力对小车做功,W,=,打,B,点时小车速度,v,=,。,(4)以,v,2,为纵坐标,W,为横坐标,利用试验数据作出如图3所表示,v,2,-,W,图像。由此图像可得,v,2,随,W,变化表示式为,。依据功与能关系,动能表示式中可能包含,v,2,这个因子;分析试验结果单位关系,与图线斜率相关物理量应是,。,图3,7/386,(5)假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力影响,若重物质量不满足远小于小车质量条件,则从理论上分析,图4中正确反应,v,2,-,W,关系是,。,图4,8/386,答案,(1)B(2)AB(3),mgx,2,(4),v,2,=,kW,k,=(4.55.0)m,2,s,-2,J,-1,质量(5)A,解析,本题考查“探究动能定理”试验。,(1)打点计时器使用是交流电源。,(2)把长木板右端垫高,利用小车重力沿斜面分力平衡摩擦力和其它阻力;在不挂重物且计,时器打点情况下,小车沿斜面能匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力影响。,(3),W,=,Fs,=,mgx,2,v,B,=,=,。,(4)由图知,图线为一条纵截距为零、斜率,k,=(4.55.0)m,2,s,-2,J,-1,直线,其函数表示式为,v,2,=,kW,。,依据动能定理,W,=,mv,2,得,v,2,=,W,故斜率,k,=,与质量相关。,(5)依据功效关系有,W,=,(,M,+,m,),v,2,所以,v,2,=,W,v,2,W,图A正确。,易错警示,该试验即使利用“验证牛顿第二定律”试验装置来“验证动能定理”,但不要把,m,不远小于小车质量试验图线改变情况,类比到这个试验中而错选D图线。,9/386,3.,(北京理综,21,18分,0.74)(1)热敏电阻惯用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热,敏电阻和金属热电阻阻值,R,随温度,t,改变示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导,电能力,(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度改变响应,更,(选填“敏感”或“不敏感”)。,(2)利用图2装置做“验证机械能守恒定律”试验。,图1,图2,10/386,为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间,。,A.动能改变量与势能改变量,B.速度改变量与势能改变量,C.速度改变量与高度改变量,除带夹子重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在以下器材中,还必须使用两种器材是,。,A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码),试验中,先接通电源,再释放重物,得到图3所表示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出点,A,、,B,、,C,测得它们到起始点,O,距离分别为,h,A,、,h,B,、,h,C,。,已知当地重力加速度为,g,打点计时器打点周期为,T,。设重物质量为,m,。从打,O,点到打,B,点,过程中,重物重力势能改变量,E,p,=,动能改变量,E,k,=,。,图3,11/386,大多数学生试验结果显示,重力势能降低许大于动能增加量,原因是,。,A.利用公式,v,=,gt,计算重物速度,B.利用公式,v,=,计算重物速度,C.存在空气阻力和摩擦阻力影响,D.没有采取屡次试验取平均值方法,某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点,O,距离,h,计算对应计数点重物速度,v,描绘,v,2,-,h,图像,并做以下判断:若图像是一条过原点直线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学判断依据是否正确。,答案,(1)增强敏感,(2)AAB-,mgh,B,m,C,看法析,12/386,解析,(1)由,R,-,t,图知热敏电阻随,t,增大阻值,R,减小,所以导电能力增强;由题图中可看出,相对金属,热电阻而言,随温度改变,热敏电阻阻值改变更显著,即热敏电阻对温度改变响应更敏感。,(2)重物机械能指它动能和重力势能,所以机械能是否守恒要看动能和重力势能改变量是,否相等,所以选A项。,因为电磁打点计时器用6 V以下交流电源,所以A项器材需要;试验中需要用刻度尺测纸带上,点间距离,所以B项器材需要;因为动能改变、重力势能改变都是对同一重物而言,所以不需要,测它质量,故C项不需要。,从打,O,点到打,B,点过程中重物重力势能在降低,所以,E,p,=-,mgh,B,再由,=,得打,B,点时重物,速度为,v,B,=,故动能改变量为,E,k,=,m,-0=,m,。,因为做试验时存在空气阻力和纸带与打点计时器间摩擦阻力,故重物下落过程不是自由落,体运动,所以|,E,p,|,E,k,所以C项正确。,该同学判断依据不正确。在重物下落,h,过程中,若阻力,f,恒定,依据,mgh,-,fh,=,mv,2,-0,v,2,=2,(,g,-,),h,可知,v,2,-,h,图像就是过原点一条直线。要想经过,v,2,-,h,图像方法验证机械能是否守恒,还必须看图像斜率是否靠近2,g,。,13/386,考查点,传感器、验证机械能守恒。,解题指导,(1)要会看,R,-,t,图像特点和改变规律,才能明白两种材料特点。,(2)用匀变速直线运动某段时间中间时刻速度等于平均速度即,=,求出瞬时速度,再求动能,改变量。,14/386,4.,(北京理综,21,18分,0.71)(1)“测定玻璃折射率”试验中,在白纸上放好玻璃砖,aa,和,bb,分别是玻璃砖与空气两个界面,如图1所表示。在玻璃砖一侧插上两枚大头针,P,1,和,P,2,用,“+”表示大头针位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针,P,3,和,P,4,。在插,P,3,和,P,4,时,应使,(选填选项前字母)。,图1,A.,P,3,只挡住,P,1,像,B.,P,4,只挡住,P,2,像,C.,P,3,同时挡住,P,1,、,P,2,像,(2)用单摆测定重力加速度试验装置如图2所表示。,15/386,图2,组装单摆时,应在以下器材中选取,(选填选项前字母)。,A.长度为1 m左右细线,B.长度为30 cm左右细线,C.直径为1.8 cm塑料球,D.直径为1.8 cm铁球,16/386,测出悬点,O,到小球球心距离(摆长),L,及单摆完成,n,次全振动所用时间,t,则重力加速度,g,=,(用,L,、,n,、,t,表示)。,下表是某同学统计3组试验数据,并做了部分计算处理。,组次,1,2,3,摆长,L,/cm,80.00,90.00,100.00,50次全振动时间,t,/s,90.0,95.5,100.5,振动周期,T,/s,1.80,1.91,重力加速度,g,/(ms,-2,),9.74,9.73,请计算出第3组试验中,T,=,s,g,=,m/s,2,。,用多组试验数据作出,T,2,-,L,图像,也能够求出重力加速度,g,。已知三位同学作出,T,2,-,L,图线示,意图如图3中,a,、,b,、,c,所表示,其中,a,和,b,平行,b,和,c,都过原点,图线,b,对应,g,值最靠近当地重力加,速度值。则相对于图线,b,以下分析正确是,(选填选项前字母)。,17/386,图3,A.出现图线,a,原因可能是误将悬点到小球下端距离记为摆长,L,B.出现图线,c,原因可能是误将49次全振动记为50次,C.图线,c,对应,g,值小于图线,b,对应,g,值,某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图4所表示。因为家里只有一根量程为30 cm刻度尺,于是他在细线上,A,点作了一个标识,使得悬点,O,到,A,点间细线长度小于刻度尺量程。保持该标识以下细线长度不变,经过改变,O,、,A,间细线长度以改变摆,18/386,长。试验中,当,O,、,A,间细线长度分别为,l,1,、,l,2,时,测得对应单摆周期为,T,1,、,T,2,。由此可得重力,加速度,g,=,(用,l,1,、,l,2,、,T,1,、,T,2,表示)。,图4,19/386,答案,(1)C(2)AD,2.019.76B,解析,(1),P,3,应同时挡住,P,1,、,P,2,像,P,4,应挡住,P,3,本身和,P,1,、,P,2,像,故选项C正确。,(2)用单摆测定重力加速度试验中,要求小球可看成质点,所以摆线长度要远大于球直径,故选取长度为1 m左右细线;为减小空气阻力影响,摆球应选取质量大致积小,故选取铁球,选项A、D正确。,由单摆周期公式,T,=2,及,T,=,可知,g,=,=,由,T,=,可知,T,3,=,s=2.01 s,g,=,=,m/s,2,9.76 m/s,2,由,T,=2,可得,T,2,=,L,T,2,-,L,图线应为过坐标原点直线,图线,a,和图线,b,平行,且在,T,2,一定时,图线,a,对应,L,小于图线,b,对应,L,所以出现图线,a,原因可能是误将悬点到小球上端距离记,为摆长,L,选项A错;图线,c,斜率小于图线,b,斜率,由,T,2,=,L,及,g,=,可知图线,c,对应,g,值,20/386,应大于图线,b,对应,g,值,B正确,C错误。,设标识以下细线长度为,l,0,则有,=,(,l,0,+,l,1,),=,(,l,0,+,l,2,),联立得,g,=,考查点,测玻璃折射率、用单摆测重力加速度。,解题指导,(1)依据试验原理,连接,P,1,、,P,2,表示入射光线,连接,P,3,、,P,4,表示出射光线,连接两线与,玻璃砖交点,即为折射光线,才能作出光路图。,(2)单摆在摆角很小条件下,才能近似为简谐运动。组建单摆时,应选取摆线细而长,摆球重而,小。,(3)要注意,t,是完成,n,次全振动总时间。,(4)在用图像处理数据时,要注意图线函数关系式。,21/386,5.,(北京理综,21,18分,0.71)利用电流表和电压表测定一节干电池电动势和内电阻。要求,尽可能减小试验误差。,(1)应该选择试验电路是图1中,(选填“甲”或“乙”)。,图1,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:,A.电压表(015 V),B.电压表(03 V),C.滑动变阻器(050),D.滑动变阻器(0500),试验中电压表应选取,;滑动变阻器应选取,。(选填对应器材前字母),(3)某位同学统计6组数据如表所表示,其中5组数据对应点已经标在图2坐标纸上,请标出余,22/386,下一组数据对应点,并画出,U,-,I,图线。,序号,1,2,3,4,5,6,电压,U,(V),1.45,1.40,1.30,1.25,1.20,1.10,电流,I,(A),0.060,0.120,0.240,0.260,0.360,0.480,(4)依据(3)中所画图线可得出干电池电动势,E,=,V,内电阻,r,=,。,图2,23/386,(5)试验中,伴随滑动变阻器滑片移动,电压表示数,U,及干电池输出功率,P,都会发生改变。图3各示意图中正确反应,P,-,U,关系是,。,图3,24/386,答案,(1)甲(2)BC(3)如图所表示,(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C,25/386,解析,(1)干电池内电阻较小,远小于电压表内阻,选取甲电路时电源内电阻测量值相对误差,小。(2)一节干电池电动势只有1.5 V左右,故电压表应选取量程较小B,干电池内电阻普通,只有零点几欧或几欧,为调整方便,滑动变阻器应选取总阻值与之相差较小C。(3)作图过程,略,图见答案。(4)由,U,=,E,-,Ir,知,U,-,I,图线在,U,轴上截距表示,E,、斜率绝对值表示,r,由图线可得,E,=1.50 V,r,=0.83。(5)由,P,=,IU,=,U,=,(,UE,-,U,2,)可知,P,-,U,图线是一条开口向下抛物线,故,选C。,考查点,测电源电动势和内阻。,解题关键,(1)试验电路选择不要与“伏安法测电阻”电路混同。,(2)若选取0500欧姆滑动变阻器,在移动滑片大多数距离上,电表示数会几乎不变。,(3)在应用图像时,要注意纵坐标起点。,26/386,6.,(北京理综,21,18分,0.75)某同学经过试验测定一个阻值约为5 电阻,R,X,阻值。,(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(050,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及以下,电表:,A.电流表(03 A,内阻约0.025),B.电流表(00.6 A,内阻约0.125),C.电压表(03 V,内阻约3 k),D.电压表(015 V,内阻约15 k),为减小测量误差,在试验中,电流表应选取,电压表应选取,(选填器材前字,母);试验电路应采取图1中,(选填“甲”或“乙”)。,图1,27/386,(2)图2是测量,R,X,试验器材实物图,图中已连接了部分导线。请依据在(1)问中所选电路图,补,充完成图2中实物间连线。,图2,(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片,P,位置,并统计对应电流表示数,I,、电压表示数,U,。某次电,表示数如图3所表示,可得该电阻测量值,R,X,=,=,(保留两位有效数字)。,28/386,图3,(4)若在(1)问中选取甲电路,产生误差主要原因是,;若在(1)问中选取乙电路,产生误差主要原因是,。(选填选项前字母),A.电流表测量值小于流经,R,X,电流值,B.电流表测量值大于流经,R,X,电流值,C.电压表测量值小于,R,X,两端电压值,D.电压表测量值大于,R,X,两端电压值,29/386,(5)在不损坏电表前提下,将滑动变阻器滑片,P,从一端滑向另一端,随滑片,P,移动距离,x,增加,被测电阻,R,X,两端电压,U,也随之增加,以下反应,U,-,x,关系示意图中正确是,。,图4,30/386,答案,(1)BC甲,(2)如图所表示,(3)5.2,(4)BD,(5)A,31/386,解析,(1)电源电动势,E,=4 V,被测电阻,R,X,5,则,I,max,=,=,A=0.8 A,电流表若选A读数时误差,较大,所以电流表应选B;考虑电压表测量电压时指针转动范围,电压表应选C。因为,R,X,故电流表应选择外接法(甲图)。,(2)见答案。,(3)题图3中电流表示数,I,=0.50 A,电压表示数,U,=2.60 V,故,R,X,=,=5.2。,(4)甲电路中产生误差原因是因为电压表分流作用,使电流表示数大于流过,R,X,电流,选,项B正确;乙电路误差起源于电流表分压作用,电压表示数为,R,X,和电流表电压之和,选项D,正确。,(5),x,增加,U,随之增加,说明变阻器接入电路电阻,R,随,x,增加而减小。设变阻器总阻值为,R,0,滑片,P,从一端滑向另一端移动距离为,L,。忽略电压表、电流表内阻对电路影响,则被测电,阻,R,X,两端电压,U,=,E,=,由这一关系式分析可知,选项A正确。,32/386,考查点,伏安法测电阻。,解题指导,(1)先估算电压电流改变范围,再选择适当电表。,(2)试验电路选择应遵照“外小内大”标准,即外接法适合测小电阻,内接法适合测大电,阻。,(3)电表读数要注意是否需要估读。,(4)因为电表内阻影响,这种试验方案会有一定系统误差,分析误差时,应搞清误差是哪个表,内阻引发。,(5)对于,U,随,x,改变图像,要从,U,与,x,函数关系式分析。,33/386,B组统一命题、省(区、市)卷题组,考点一基本仪器使用,1.,福建理综,19(1),6分某同学测定一金属杆长度和直径,示数如图甲、乙所表示,则该金属,杆长度和直径分别为,cm和,mm。,34/386,答案,60.104.20,解析,刻度尺分度值为1 mm,要估读到0.1 mm。,游标卡尺读数=4 mm+10,0.02 mm=4.20 mm。,35/386,2.,(浙江理综,15,6分)如图所表示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上遮光条将光遮住,电子,计时器可自动统计遮光时间,t,。测得遮光条宽度为,x,用,近似代表滑块经过光电门时,瞬时速度。为使,更靠近瞬时速度,正确办法是,(),A.换用宽度更窄遮光条,B.提升测量遮光条宽度准确度,C.使滑块释放点更靠近光电门,D.增大气垫导轨与水平面夹角,考点二力学试验,一、研究匀变速直线运动,36/386,答案,A,实质上是滑块经过光电门时平均速度,所以要使瞬时速度测量值更靠近于,真实值,可将遮光条宽度减小一些,所以B、C、D项错误,A项正确。,37/386,3.,(课标,22,5分)某探究小组为了研究小车在桌面上直线运动,用自制“滴水计时器”,计量时间。试验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所表示。试验时,保持桌面水平,用手轻推一,下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)统计了桌面上连续6,个水滴位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴),图(a),图(b),38/386,(1)由图(b)可知,小车在桌面上是,(填“从右向左”或“从左向右”)运动。,(2)该小组同学依据图(b)数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中,A,点位置时速,度大小为,m/s,加速度大小为,m/s,2,。(结果均保留2位有效数字),答案,(1)从右向左(2)0.190.037,解析,本题考查研究匀变速直线运动。(1)因为小车取得速度后在摩擦力作用下减速运动,故相,邻水滴间距离逐步减小,结合图(b)可知小车向左运动。(2)由题意知,30 s内滴下46滴水,共45,个时间间隔,故相邻两滴水时间间隔,T,=,s=,s。由匀变速直线运动中平均速度等于中间时,刻瞬时速度可得,v,A,=,mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小车运动加速度为,a,=,mm/s,2,=0.037 m/s,2,。,39/386,方法技巧,“纸带”处理,处理“纸带”时,对于匀变速直线运动,求某点瞬时速度需利用,=,求加速度时应利用,x,=,aT,2,。当需要考虑减小偶然误差时,应采取逐差法求加速度。,40/386,4.,广东理综,34(1),8分某同学使用打点计时器测量当地重力加速度。,请完成以下主要试验步骤:按图(a)安装试验器材并连接电源;竖直提起系有重物纸带,使重,物,(填“靠近”或“远离”)计时器下端;,使重物自由下落;关闭电,源,取出纸带;换新纸带重复试验。,图(b)和(c)是试验取得两条纸带,应选取,填“(b)”或“(c)”来计算重力加速度。,在试验操作和数据处理都正确情况下,得到结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻,力和,。,41/386,答案,靠近接通电源释放纸带,(b)纸带与限位孔间摩擦,解析,重物靠近打点计时器下端,可在纸带上打下更多点,提升纸带利用率。为了能在纸带,上打下尽可能多点,且防止因打点计时器在接通电源后工作状态不稳而引发误差,要求先接,通电源,待计时器工作稳定后再释放纸带。,比较图(b)与(c)可知,连接图(b)中纸带时重物做匀加速运动,而连接图(c)中纸带时重物先加速,后减速,故应选取b。由,ma,=,mg,-,f,知,a,=,g,-,测得,a,a,乙,可知,甲,乙,;,a,=0时临界拉力,F,为各自最大静摩擦力即滑动摩擦力,由题图可知,甲,m,甲,g,乙,得出,m,甲,x,2,再由,x,=,aT,2,可得纸带加速度大,其值为,a,=,=,m/s,2,=2.5 m/s,2,。,96/386,21.天津理综,9(2)某同学利用单摆测量重力加速度。,为了使测量误差尽可能小,以下说法正确是,。,A.组装单摆须选取密度和直径都较小摆球,B.组装单摆须选取轻且不易伸长细线,C.试验时须使摆球在同一竖直面内摆动,D.摆长一定情况下,摆振幅尽可能大,如图所表示,在物理支架竖直立柱上固定有摆长约1 m单摆。试验时,因为仅有量程为20 cm、精度为1 mm钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面位置做一标识点,测出单摆周期,T,1,;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用一样方法在竖直立柱上做另一标识点,并测出单摆周期,T,2,;最终用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标识点之间距离,L,。用上述测量结果,写出重力加速度表示式,g,=,。,八、用单摆测重力加速度,97/386,答案,BC,解析,应选取密度较大且直径较小摆球,A错。在摆动中要尽力确保摆长不变,故应选取不,易伸长细线,B对。摆动中要防止单摆成为圆锥摆,摆球要在同一竖直面内摆动,C对。摆动中,摆角要控制在5,以内,所以D错。,设两次摆动时单摆摆长分别为,L,1,和,L,2,则,T,1,=2,T,2,=2,则,L,=,(,-,),所以,g,=,。,98/386,22.,(安徽理综,21,5分)依据单摆周期公式,T,=2,能够经过试验测量当地重力加速,度。如图1所表示,将细线上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。,(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所表示,读数为,mm。,图1,99/386,图2,(2)以下是试验过程中一些做法,其中正确有,。,a.摆线要选择细些、伸缩性小些,而且尽可能长一些,100/386,b.摆球尽可能选择质量大些、体积小些,c.为了使摆周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大角度,d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置小于5,在释放摆球同时开始计时,当摆球回到开始位置时停顿计时,此时间间隔,t,即为单摆周期,T,e.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置小于5,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用时间,t,则单摆周期,T,=,答案,(1)18.6(2)abe,解析,(1)依据游标卡尺读数方法,小钢球直径=(18+6,0.1)mm=18.6 mm。,(2)因为单摆周期,T,=2,与,无关,c项错误。因为摆球会以较快速度经过平衡位置,所以在,平衡位置开始计时误差较小,同时为了减小偶然误差应测屡次振动时间并求平均值,综合看d,项错误,a、b、e项正确。,101/386,23.,课标,35(2),10分,0.336物理选修3-5,现利用图(a)所表示装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有,A,、,B,两个滑块,滑块,A,右,侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)纸带相连;滑块,B,左侧也带有一弹簧片,上面,固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)能够统计遮光片经过光电门时间。,九、验证动量守恒定律,图(a),试验测得滑块,A,质量,m,1,=0.310 kg,滑块,B,质量,m,2,=0.108 kg,遮光片宽度,d,=1.00 cm;打点计时,器所用交流电频率,f,=50.0 Hz。,将光电门固定在滑块,B,右侧,开启打点计时器,给滑块,A,一向右初速度,使它与,B,相碰。碰后,光电计时器显示时间为,t,B,=3.500 ms,碰撞前后打出纸带如图(b)所表示。,102/386,图(b),若试验允许相对误差绝对值(,100%)最大为5%,本试验是否在误差范围,内验证了动量守恒定律?写出运算过程。,103/386,答案,看法析,解析,按定义,滑块运动瞬时速度大小,v,为,v,=,式中,s,为滑块在很短时间,t,内经过旅程。,设纸带上打出相邻两点时间间隔为,t,A,则,t,A,=,=0.02 s,t,A,可视为很短。,设,A,在碰撞前、后瞬时速度大小分别为,v,0,、,v,1,。将式和图给试验数据代入式得,v,0,=2.00 m/s,v,1,=0.970 m/s,设,B,在碰撞后速度大小为,v,2,由式有,v,2,=,代入题给试验数据得,v,2,=2.86 m/s,设两滑块在碰撞前、后总动量分别为,p,和,p,则,104/386,p,=,m,1,v,0,p,=,m,1,v,1,+,m,2,v,2,两滑块在碰撞前后总动量相对误差绝对值为,p,=,100%,联立式并代入相关数据,得,p,=1.7%,R,x,R,x,2,=,=,R,并,(即,R,x,与,R,V,并联值),故,R,x,2,R,x,。,128/386,31.,(山东理综,22,10分)试验室购置了一捆标称长度为100 m铜导线,某同学想经过试验测,定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm,2,查得铜电阻率为1.7,10,-8,m,再利,用图甲所表示电路测出铜导线电阻,R,x,从而确定导线实际长度。,二、测量金属丝电阻率,可供使用器材有:,电流表:量程0.6 A,内阻约0.2;,电压表:量程3 V,内阻约9 k;,滑动变阻器,R,1,:最大阻值5;,滑动变阻器,R,2,:最大阻值20;,定值电阻:,R,0,=3;,电源:电动势6 V,内阻可不计;,129/386,开关、导线若干。,回答以下问题:,(1)试验中滑动变阻器应选,(填“,R,1,”或“,R,2,”),闭合开关S前应将滑片移至,端(填“,a,”或“,b,”)。,(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请依据图甲电路完成剩下部分连接。,(3)调整滑动变阻器,当电流表读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所表示,读数为,V。,(4)导线实际长度为,m(保留2位有效数字)。,130/386,答案,(1),R,2,a,(2)如图所表示,(3)2.30(2.29、2.31均正确),(4)94(93、95均正确),131/386,解析,(1)因控制电路是限流式接法,而测量电路总电阻在3.0 以上,为使测量电路有较大调,节范围,滑动变阻器应选取总阻值较大,R,2,。为了确保开关闭合时电路安全,应使滑动变阻器,接入电路中阻值最大,即开关闭合前滑片应置于,a,端。,(2)见答案。,(3)由图乙知该电压表分度值为0.1 V,故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30 V。,(4)测量电路总电阻,R,0,+,R,x,=,=4.60,故,R,x,=1.60。由,R,x,=,可得,L,=,代入数据可得,L,94,m。,132/386,32.,(课标,23,10分)某同学研究小灯泡伏安特征。所使用器材有:小灯泡L(额定电压3.,8 V,额定电流0.32 A);电压表,(量程3 V,内阻3 k);电流表,(量程0.5 A,内阻0.5);固定电阻,R,0,(阻值1 000);滑动变阻器,R,(阻值09.0);电源,E,(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。,(1)试验要求能够实现在03.8 V范围内对小灯泡电压进行测量,画出试验电路原理图。,(2)试验测得该小灯泡伏安特征曲线如图(a)所表示。,三、描绘小灯泡伏安特征曲线,图(a),133/386,由试验曲线可知,伴随电流增加小灯泡电阻,(填“增大”“不变”或“减小”),灯,丝电阻率,(填“增大”“不变”或“减小”)。,(3)用另一电源,E,0,(电动势4 V,内阻1.00)和题给器材连接成图(b)所表示电路,调整滑动变阻器,R,阻值,能够改变小灯泡实际功率。闭合开关S,在,R,改变范围内,小灯泡最小功率为,W,最大功率为,W。(结果均保留2位小数),图(b),134/386,答案,(1)试验电路原理图如图所表示,(2)增大增大,(3)0.391.17,135/386,解析,本题考查电路设计及伏安特征曲线应用。,(1)先考虑测量电路,因为小灯泡额定电压为3.8 V,而电压表量程只有3 V,但其内阻已知,由,给定器材规格可知,可串联固定电阻,R,0,将其改装为量程4 V电压表。因小灯泡电阻较小,采,用电流表外接法。再考虑控制电路,因为试验中电压需从0开始改变,故控制电路需采取分压,式。,(2)由,R,=,知,I,-,U,图线上点与原点连线斜率表示电阻倒数,故伴随电流增加小灯泡电阻,逐步增大。再由,R,=,可知,在,L,、,S,不变情况下,R,增大原因只能是电阻率,增大。,(3)当,R,全部电阻接入电路时,经过灯泡电流最小,灯泡实际消耗功率最小。设此时灯泡两端,电压为,U,、经过电流为,I,由闭合电路欧姆定律得,E,=,U,+,I,(,R,+,r,),代入数据得,I,=0.4-0.1,U,在灯泡,伏安特征曲线坐标系中作出,I,=0.4-0.1,U,图线,两图线交点坐标即为此时灯泡两端电压与通,过灯泡电流,有,U,=1.75 V、,I,=225 mA,故最小功率为,P,min,=,IU,=0.39 W。当,R,接入电路中阻值,等于0时,电路中电流最大、灯泡实际消耗功率最大。同理可得,P,max,=1.17 W。,136/386,方法技巧,伏安特征曲线应用,当将伏安特征曲线已知器件接入电路时,器件两端电压与经过器件电流之间关系既要受,到伏安特征曲线限制,又要受到闭合电路欧姆定律限制,从数学角度说,器件两端电压与通,过器件电流是两方程组成方程组解,而从图线角度说,即为两图线交点坐标,故在求解,非线性元件阻值、功率时,可经过作图处理。,137/386,33.,天津理综,9(3)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L伏安特征曲线,要求,测量数据尽可能准确、绘制曲线完整。可供该同学选取器材除开关、导线外,还有:,电压表V,1,(量程03 V,内阻等于3 k),电压表V,2,(量程015 V,内阻等于15 k),电流表A,1,(量程0200 mA,内阻等于10),电流表A,2,(量程03 A,内阻等于0.1),滑动变阻器,R,1,(010,额定电流2 A),滑动变阻器,R,2,(01 k,额定电流0.5 A),定值电阻,R,3,(阻值等于1),定值电阻,R,4,(阻值等于10),定值电阻,R,5,(阻值等于1 k),电源,E,(,E,=6 V,内阻不计),请画出试验电路图,并将各元件字母代码标在该元件符号旁。,该同学描绘出,I,-,U,图像应是下列图中,。,138/386,答案,如图所表示B,139/386,解析,首先考虑测量电路:因为小灯泡规格为“3.8 V,0.3 A”,可知电表V,2,、A,2,量程太大而,不能选取;电表V,1,、A,1,则需要改装才能取得小灯泡完整伏安特征曲线。A,1,与,R,4,并联可得量程,为00.4 A电流表,V,1,与,R,5,串联可得量程为04 V电压表,因小灯泡电阻值较小,测量电路应采,用电流表外接方式。再考虑控制电路:首先由调整方便性可知滑动变阻器应选取,R,1,再由,“绘制曲线完整”可知测量电压与电流应从零开始改变,故连接方法应选取分压式接法。在,I,-,U,图像中,图线上某点与原点连线斜率表示该状态下电阻倒数。因为小灯泡灯丝阻值,是随温度升高而增大,故只有B正确。,解题指导,本题以描绘伏安特征曲线为载体,考查了电表改装、器材选择、电路设计等多个,知识点,综合考查考生分析、处理问题能力,难度中等。,反思总结,本题中即使改装后电表内阻都是已知,标准上内、外接法都可得到小灯泡两端,准确电压与经过准确电流,但需兼顾数据处理方便性,故在电压表内阻远大于小灯泡电阻,值时应采取电流表外接法。,140/386,34.,(浙江理综,22,10分)图1是小红同学在做“描绘小灯泡伏安特征曲线”试验实物连,接图。,图1,141/386,(1)依据图1画出试验电路图;,(2)调整滑动变阻器得到了两组电流表与电压表示数如图2中、所表示,电流表,量程为0.6 A,电压表量程为3 V。所表示读数为:,、,、,、,。两组数据得到电阻分别为,和,。,图2,142/386,答案,(1)如图所表示,(2)0.10 A0.24 A2.00 V 0.27 V,(8.3,0.1)(2.7,0.1)如填为“(2.7,0.1)(8.3,0.1)”也行,143/386,解析,(1)图见答案。,(2)由图2可知,量程为0.6 A电流表分度值为0.02 A,采取“半格估读法”,读数为0.10 A,读数为0.24 A;量程为3 V电压表分度值为0.1 V,应采取“,估读”法,故、读数,分别为2.00 V与0.27 V。因小灯泡经过电流随其两端电压增大而增大,故与、与,分别对应,故由欧姆定律,R,=,可得两组数据得到电阻分别为,R,1,=,=8.3、,R,2,=,=2.,7。,144/386,35.,天津理综,9(3)要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡伏安特征曲线,灯泡两端电,压需要由零逐步增加到 3 V,并便于操作。已选取器材有:,电池组(电动势为4.5 V,内阻约1);,电流表(量程为0250 mA,内阻约5);,电压表(量程为03 V,内阻约3 k);,电键一个、导线若干。,试验中所用滑动变阻器应选以下中,(填字母代号)。,A.滑动变阻器(最大阻值20,额定电流1 A),B.滑动变阻器(最大阻值1 750,额定电流0.3 A),试验电路图应选取以下图,(填字母代号)。,145/386,试验得到小灯泡伏安特征曲线如图所表示。假如将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 电源两端,小灯泡消耗功率是,W。,146/386,答案,AB0.1,解析,测绘小灯泡伏安特征曲线,要求能较大范围测量数据,所以控制电路部分应用分压式,接法,滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大A。,灯泡电阻,R,=,=15,额定电流,I,=,=0.2 A,由,R,=15”、“=”或“(2分)0.300(3分),解析,依据公式,x,=,红光波长大于绿光波长,所以,x,1,x,2,。依据题意,条纹间距,x,=,mm,=2.1 mm,所以,d,=,=3.00,10,-4,m=0.300 mm。,186/386,C组教师专用题组,力学试验,1.,(课标,22,6分,0.369)某物理小组同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥最低点时,速度试验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分半径为,R,=0.,20 m)。,187/386,完成以下填空:,(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所表示,托盘秤示数为1.00 kg;,(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤示数如图(b)所表示,该示数为,kg;,(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤最,大示数为,m,;屡次从同一位置释放小车,统计各次,m,值以下表所表示:,序号,1,2,3,4,
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