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2021、2022年高考物理實(shí)驗(yàn)題匯編1力學(xué)實(shí)驗(yàn) 12電學(xué)實(shí)驗(yàn) 241力學(xué)實(shí)驗(yàn)2022年高考真題1、(2022?湖南卷?T11)小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:塑料袋A
八,“墩二?墩三元硬幣177z777777z77777777777777Zw^,^^777(1)查找資料,得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g;(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋,測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度/,記錄數(shù)據(jù)如下表:序號(hào)12345硬幣數(shù)量”/枚510152025長(zhǎng)度//cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(b)上描點(diǎn),繪制圖線;(4)取出全部硬幣,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖(c)所示,此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為(5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為.(5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為.g(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?①.見(jiàn)解析 ②.15.35 ③.127【解析】l/cm(3)[1]根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線如圖l/cm171615141312II10 51015202530”,枚[2]由圖可知刻度尺的分度值為1mm,故讀數(shù)/=15.35cm;[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為A原長(zhǎng)為xo,則n]mg=k(<l}-a^)n,tng=k(l5-x^設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為科,則有mig=k(l-x0)聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)可得叫?42.69g2、(2022?廣東卷?T1D某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量小球從某一高度釋放,與某種橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機(jī)械能損失,設(shè)計(jì)了如圖(。)所示的裝置,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:小球:小球:(1)讓小球從某一高度由靜止釋放,與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調(diào)節(jié)光電門(mén)位置,使小球從光電門(mén)正上方釋放后,在下落和反彈過(guò)程中均可通過(guò)光電門(mén)。(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑,示數(shù)如圖")所示,小球直徑d=mm。(3)測(cè)量時(shí),應(yīng) (選填"A”或"B",其中A為“先釋放小球,后接通數(shù)字計(jì)時(shí)器”,B為“先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器,后釋放小球”)。記錄小球第一次和第二次通過(guò)光電門(mén)僅遮光時(shí)間號(hào)和《。(4)計(jì)算小球通過(guò)光電門(mén)的速度,已知小球的質(zhì)量為孫可得小球與橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機(jī)械能損失△£=(用字母機(jī)、d、。和4表示)。
(5)若適當(dāng)調(diào)高光電門(mén)的高度,將會(huì)(選填“增大”或“減小”)因空氣阻力引起的測(cè)量誤差?!敬鸢浮竣?【答案】①.7.883##7.884 ②.B④.增大【解析】(2)[1]依題意,小球的直徑為d=7.5mm+38.4x0.01mm=7.884mm考慮到偶然誤差,7.883mm也可以。[2]在測(cè)量時(shí),因小球下落時(shí)間很短,如果先釋放小球,有可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間記錄不完整,所以應(yīng)先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器,再釋放小球,故選B。[3]依題意,小球向下、向上先后通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度分別為也、V2,則有d
%=7則小球與硅膠材料碰撞過(guò)程中機(jī)械能的損失量為AE=—mv:——mv]=—/n(—)2--m(一)2
2 2 -2 4 2t2[4]若調(diào)高光電門(mén)的高度,較調(diào)整之前小球會(huì)經(jīng)歷較大的空中距離,所以將會(huì)增大因空氣阻力引起的測(cè)量誤差。3、(2022?山東卷?T13)在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)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)量的實(shí)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;加速度傳感器②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌;加速度傳感器傳感器r^OQOOOOOOOOGOOOOOOOOOJ圖甲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。點(diǎn)。4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(kāi)始計(jì)時(shí);④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù),得到滑塊所受彈力?、加速度。隨時(shí)間,變化的圖像,部分圖像如圖乙所示。
ia/(m'S2ia/(m'S2)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)刻尸與”的數(shù)據(jù),畫(huà)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)上述實(shí)驗(yàn)步驟,在圖丙中畫(huà)出新的a—F圖像H,則待測(cè)物體的質(zhì)量為kg?!敬鸢浮?①.12 ②.0.20 ③.0.13【解析】口]由題知,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于。點(diǎn),A點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為5.00cm。拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn),由靜I上釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F—f圖有Ax=5.00cm,F-0.6ION根據(jù)胡克定律Ax計(jì)算出kx12N/m[2]根據(jù)牛頓第二定律有F=ma則a—尸圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù),根據(jù)圖丙中I,則有I3-0, ..一?——kg=5kgmmm=0.20kg根據(jù)圖丙中n,則有1.5-0.. .[3]滑塊上增加待測(cè)物體,同理,m7-0.5則滑塊、待測(cè)物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為ni=0.33kg則待測(cè)物體的質(zhì)量為A/n= -m=OA3kg4、(2022?全國(guó)甲卷?T23)利用圖示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行研究。讓質(zhì)量為網(wǎng)的滑塊A與質(zhì)量為加2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短,比較碰撞后A和B的速度大小匕和乙,進(jìn)而分析碰撞過(guò)程是否為彈性碰撞。完成下列填空:(1)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平;(2)測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg。要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反,應(yīng)選取質(zhì)量為kg的滑塊作為A;(3)調(diào)節(jié)B的位置,使得A與B接觸時(shí),A的左端到左邊擋板的距離S]與B的右端到右邊擋板的距離“相等:(4)使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),并與B碰撞,分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開(kāi)始到各自撞到擋板所用的時(shí)間乙和t2;(5)將B放回到碰撞前的位置,改變A的初速度大小,重復(fù)步驟(4)。多次測(cè)量的結(jié)果如下表所示;12345z,/s0.490.671.011.221.3912k0.150.210.330.400.46一匕0.31k20.330.330.33(6)表中的質(zhì)=(保留2位有效數(shù)字);(7)X?的平均值為:(保留2位有效數(shù)字)修V.(8)理論研究表明,對(duì)本實(shí)驗(yàn)的碰撞過(guò)程,是否為彈性碰撞可由,判斷。若兩滑塊的碰撞匕V.為彈性碰撞,則-["的理論表達(dá)式為(用叫和科表示),本實(shí)驗(yàn)中其值為(保匕 ■留2位有效數(shù)字),若該值與(7)中結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi),則可認(rèn)為滑塊A與滑塊B在導(dǎo)軌上的碰撞為彈性碰撞?!敬鸢浮?.0.304 ②.0.31 ③.0.32 ④.r L⑤.0.3327nl【解析】(2)[I]應(yīng)該用質(zhì)量較小的滑塊碰撞質(zhì)量較大的滑塊,碰后運(yùn)動(dòng)方向相反,故選0.304kg的滑塊作為A.(6)[2]由于兩段位移大小相等,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得,V) t20.21k^=-=—= =0.31'v2八 0.67v,[3],平均值為匕rO.31+O.31+O.33+O.33+O.33八“k= =0.325[4]⑸彈性碰撞時(shí)滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒,可得mlv0=—tnlvi+m-,v2121212
耳町%=5肛匕+~^2聯(lián)立解得片_慢一網(wǎng)v22叫代入數(shù)據(jù)可得乜=0.33V25、(2022?全國(guó)乙卷?T22)用雷達(dá)探測(cè)一高速飛行器的位置。從某時(shí)刻(r=0)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi),該飛行器可視為沿直線運(yùn)動(dòng),每隔1s測(cè)量一次其位置,坐標(biāo)為x,結(jié)果如下表所TJs:r/s0123456x/m050710941759250533294233回答下列問(wèn)題:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng),判斷的理由是:―(2)當(dāng)x=507m時(shí),該飛行器速度的大小u=m/s:(3)這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小。=m/s2(保留2位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?①.相鄰1s內(nèi)的位移之差接近A『80m ②.547 ③.79【解析】(1)[1]第1s內(nèi)的位移507m,第2s內(nèi)的位移587m,第3s內(nèi)的位移665m,第4s內(nèi)的位移
746m,第5s內(nèi)的位移824m,第6s內(nèi)的位移904m,則相鄰Is內(nèi)的位移之差接近A戶80m,可知判斷飛行器在這段時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng):[2]當(dāng)x=507m時(shí)飛行器的速度等于0-2s內(nèi)的平均速度,則1094-1094-2m/s=547m/s[3]根據(jù)4233-2x1759.2rc,->a=36 = m/s“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示,在該實(shí)驗(yàn)中,①下列說(shuō)法正確的是“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示,在該實(shí)驗(yàn)中,①下列說(shuō)法正確的是;A.拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤,穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下,確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)C.測(cè)量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D.測(cè)量時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤,為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要(選填“2”、“3”或“4”)次把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到。。9" 9xl26、(2022?浙江6月卷?T17)(1)①“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,長(zhǎng)木板水平放置,細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行。圖2是打出紙帶的一部分,以計(jì)數(shù)點(diǎn)。為位移測(cè)量起點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn),則打計(jì)數(shù)點(diǎn)8時(shí)小車(chē)位移大小為cm。由圖3中小車(chē)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),求得加速度為m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。O A B唧響郵婀刪腳刪中01cm2 3 4 5 6圖2利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),需調(diào)整的是A.換成質(zhì)量更小的車(chē)C.把鉤碼更換成祛碼盤(pán)和祛碼A.換成質(zhì)量更小的車(chē)C.把鉤碼更換成祛碼盤(pán)和祛碼D.改變連接小車(chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板的夾角1.501.500.900.600.30v/(m,s-,)1.501.500.900.600.30v/(m,s-,)圖30 0.100.200300.400.500.60【答案】?.6.15-6.25 ②.1.7?2.1 ③.BC##CB ?.D ⑤.3【解析】⑴[1]依題意,打計(jì)數(shù)點(diǎn)8時(shí)小車(chē)位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差,6.15cm?6.25cm也可;[2]由圖3中小車(chē)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),有AvCl——AvCl——Ar1.05-0.300.4m/s2=1.9m/s2考慮到偶然誤差,L7m/s2?2.1m/s2也可:[3]A.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量,所以不需要換質(zhì)量更小的車(chē),故A錯(cuò)誤;B.利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要利用小車(chē)斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,所以需要將長(zhǎng)木板安打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?,故B正確;C.以系統(tǒng)為研究對(duì)象,依題意“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)有L9m/s2=巡B
M+m考慮到實(shí)際情況,即/《mg,有1.9m/s2*M+m則可知M?4w而利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證所懸掛質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量,即可知目前實(shí)驗(yàn)條件不滿足,所以利川當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、所讓的關(guān)系”時(shí),需將鉤碼更換成祛碼盤(pán)和注碼,以滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所懸掛物體的質(zhì)量,故C正確:D.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需將連接祛碼盤(pán)和小車(chē)的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板始終保持平行,與之前的相同,故D錯(cuò)誤。故選BCo(2)|4|A.在不超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程和橡皮條形變限度的條件下,使拉力適當(dāng)大嘮,不必使兩只測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,故A錯(cuò)誤;B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下,確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)就可以了,故B錯(cuò)誤;C.實(shí)驗(yàn)中拉彈簧秤時(shí),只需讓彈簧與外殼間沒(méi)有摩擦,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為彈簧對(duì)細(xì)繩的拉力相等,與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;D.為了減小實(shí)驗(yàn)中摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并
平行于木板,故D正確。故選D。[5]若只有一只彈簧秤,為了完成該實(shí)驗(yàn),用手拉住一條細(xì)繩,用彈簧稱(chēng)拉住另一條細(xì)繩,互成角度的拉橡皮條,使其結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一點(diǎn)。,記下位置。和彈簧稱(chēng)示數(shù)用和兩個(gè)拉力的方向;交換彈簧稱(chēng)和手所拉細(xì)繩的位置,再次將結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn),使兩力的方向與原來(lái)兩力方向相同,并記下此時(shí)彈簧稱(chēng)的示數(shù)尸2;只有一個(gè)彈簧稱(chēng)將結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn),并記下此時(shí)彈簧稱(chēng)的示數(shù)尸的大小及方向;所以若只有一只彈簧秤,為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要3次把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到。。7、(2022?浙江1月卷?T23)“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,阻力很小的滑軌上有兩輛小車(chē)A、B,給小車(chē)A一定速度去碰撞靜止的小車(chē)B,小車(chē)A、B碰撞前后的速度大小可由速度傳感器測(cè)得。,B, .A.①實(shí)驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行的操作有。A.測(cè)量滑軌的長(zhǎng)度B.測(cè)量小車(chē)的長(zhǎng)度和高度C.碰撞前將滑軌調(diào)成水平②下表是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù):A的質(zhì)量/kgB的質(zhì)量/kg碰撞前A的速度大小/(m-s-1)碰撞后A的速度大小/(m-s_|)碰撞后B的速度大小/(m-s-1)0.2000.3001.0100.2000.800由表中數(shù)據(jù)可知,碰撞后小車(chē)A、B所構(gòu)成系統(tǒng)的總動(dòng)量大小是kg-m/s,(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】 ①.C ②.0.200【解析】①山碰撞前將滑軌調(diào)成水平,保證碰撞前后A、B做勻速直線運(yùn)動(dòng)即可,沒(méi)有必要測(cè)量滑軌的長(zhǎng)度和小車(chē)的長(zhǎng)度、高度。故選C。②⑵由表中數(shù)據(jù)可知小車(chē)A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量,則碰后小車(chē)A反向運(yùn)動(dòng),設(shè)碰前小車(chē)A的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,則可知碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量大小為P,=mBvB-mAv'A解得
p'=0.200kgm/s8、(2022?浙江1月卷?T17)(1)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,以小鋼球離開(kāi)軌道末端時(shí)球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,建立水平與豎直坐標(biāo)軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為〃處?kù)o止釋放,使其水平拋出,通過(guò)多次描點(diǎn)可繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)球心的軌跡,如圖所示。在軌跡上取一點(diǎn)A,讀取其坐標(biāo)(加,")。①下列說(shuō)法正確的是OA.實(shí)驗(yàn)所用斜槽應(yīng)盡量光滑B.畫(huà)軌跡時(shí)應(yīng)把所有描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)C.求平拋運(yùn)動(dòng)初速度時(shí)應(yīng)讀取軌跡上離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)的數(shù)據(jù)②根據(jù)題目所給信息,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小vo=③在本實(shí)驗(yàn)中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是.【答案】 ①.C ②.D ③.確保多次運(yùn)動(dòng)的軌跡相同【解析】①[1]A.只要保證小球每次從同一位置靜止釋放,到達(dá)斜槽末端的速度大小都相同,與實(shí)驗(yàn)所用斜槽是否光滑無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;B.畫(huà)軌跡時(shí)應(yīng)應(yīng)舍去誤差較大的點(diǎn),把誤差小的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái),故B錯(cuò)誤;C.求平拋運(yùn)動(dòng)初速度時(shí)應(yīng)讀取軌跡上離遠(yuǎn)點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)的數(shù)據(jù),便于減小讀數(shù)產(chǎn)生的偶然誤差,故C正確;故選C。②⑵坐標(biāo)原點(diǎn)。為拋出點(diǎn),由平拋規(guī)律有/=咿2聯(lián)立解得平拋以初速度為故選D。③[3]小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放是為了保證到達(dá)斜槽末端的速度大小都相同,從而能確保多次運(yùn)動(dòng)的軌跡相同。9、(2022?河北?TH)某實(shí)驗(yàn)小組利用鐵架臺(tái)、彈簧、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺等器材驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為鼠原長(zhǎng)為口,鉤碼的質(zhì)量為小。已知彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為后=二履:其中無(wú)為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的2形變量,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間?;苫纱a彈鉤HZO(1)在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置,測(cè)得此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為心接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源。從靜止釋放鉤碼,彈簧收縮,得到了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示,紙帶上相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為7(在誤差允許范圍內(nèi),認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn))。從打出A點(diǎn)到打出廠點(diǎn)時(shí)間內(nèi),彈簧的彈性勢(shì)能減少量為,鉤碼的動(dòng)能增加量為,鉤碼的重力勢(shì)能增加量為.AU~CDE7(T1-/i|-?- h. ? :—hy—— 兒(2)利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到彈簧彈性勢(shì)能減少量、鉤碼的機(jī)械能增加量分別與鉤碼上升高度力的關(guān)系,如圖3所示。由圖3可知,隨著〃增加,兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大,主要原因是o
【解析】②加(總一人) ③.,ngh5 ④.見(jiàn)解析【解析】8T2[1]從打出A點(diǎn)到打出尸點(diǎn)時(shí)間內(nèi),彈簧的彈性勢(shì)能減少量為1?17醞確一^""一4一4)整理有1.A£p彈=%?_4)為一^^[2]打尸點(diǎn)時(shí)鉤碼的速度為由于在誤差允許的范圍內(nèi),認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn),則鉤碼動(dòng)能的增加量為8r2⑶鉤碼的重力勢(shì)能增加量為A£pP=mg/15[4]鉤碼機(jī)械能的增加量,即鉤碼動(dòng)能和重力勢(shì)能增加量的總和,若無(wú)阻力做功則彈簧彈性勢(shì)能的減少量等于鉤碼機(jī)械能的增加量?,F(xiàn)在隨著〃增加,兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大,而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功,則產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的主要原因是鉤碼和紙帶運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大,導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大,以至于空氣阻力做的功也逐漸增大。10、(2022?湖北?T12)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用拉力傳感器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。一根輕繩一端連接固定的拉力傳感器,另一端連接小鋼球,如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放,使小鋼球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),記錄鋼球擺動(dòng)過(guò)程中拉力傳感器示數(shù)的最大值Max和最小值?!备淖冃′撉虻某跏坚尫盼恢?,重復(fù)上述過(guò)程。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中繪制的11ax-1而圖像是一條直線,如圖乙所示。
(1)若小鋼球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為o(2)由圖乙得:直線的斜率為,小鋼球的重力為N。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(3)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要來(lái)源是(單選,填正確答案標(biāo)號(hào))。A.小鋼球擺動(dòng)角度偏大B.小鋼球初始釋放位置不同C.小鋼球擺動(dòng)過(guò)程中有空氣阻力0.000.050.100.150.207Vn/N圖甲 圖乙【答案】 ①.-2 ②.-2.1 ③.0.59 ?.C【解析】(1)[1]設(shè)初始位置時(shí),細(xì)線與豎直方向夾角為4則細(xì)線拉力最小值為到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最大,則[ 2mgl(\—cos0)=-Timx-mg=m—聯(lián)立可得Znax=3mg_2加即若小鋼球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為-2;(2)⑵網(wǎng)由圖乙得直線的斜率為, 1.77-1.35 \,k= =-2.10.23mg=1.77則小鋼球的重:力為mg=0.59(3)[4]該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要來(lái)源是小鋼球搜動(dòng)過(guò)程中有空氣阻力,使得機(jī)械能減小,故選C。2021年高考真題1.(2021?浙江卷)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,小王用如圖1所示的裝置,讓重物從靜止開(kāi)始下落,打出一條清晰的紙帶,其中的一部分如圖2所示。。點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C和。為另外4個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。圖1.。. .(<X / .C J)¥|||||||f|||加41|口|「|卿他|||||||,|||||||141||||||||||||||141|||V|||||||141|||,阿|||141|||,||||||||?||||||||||||||||?||||,叫|||1¥11|||||||01cm2 3 19202122232425262728293031323334圖2①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,對(duì)體積和形狀相同的重物,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇密度大的理由是②已知交流電頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點(diǎn)到C點(diǎn),重物的重力勢(shì)能變化量的絕對(duì)值性耳卜J、C點(diǎn)的動(dòng)能ElJ(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。比較耳?與|叫|的大小,出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是。A.工作電壓偏高 B.存在空氣阻力和摩擦力C.接通電源前釋放了紙帶【答案】阻力與重力之比更?。ɑ蚱渌侠斫忉?zhuān)?0.547 0.588C【解析】①[11在驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)時(shí)阻力越小越好,因此密度大的阻力與重力之比更小
②⑵由圖中可知OC之間的距離為%c=27.90cm,因此機(jī)械能的減少量為|AEp|=mgxoc=0.2x9,8x0.2790J=0.547J[3]勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)間中點(diǎn)的速度等于這段時(shí)間的平均速度,因此2T0.330-0.2332x0.022T0.330-0.2332x0.02m/s=2.425m/s因此動(dòng)能的增加量為1,1E0=—mv~=—x0.2x2.425x2.425J=0.588J
kC2 2⑷工作電壓偏高不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的誤差,存在摩擦力會(huì)使重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,只有提前釋放了紙帶,紙帶的初速度不為零,下落到同一位置的速度偏大才會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量。(2021?全國(guó)卷)為測(cè)量小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù),一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平桌面上,形成一傾角為。的斜面(已知sin。=0.34,cos。=0.94),小銅塊可在斜面上加速下滑,如圖所示。該同學(xué)用手機(jī)拍攝小銅塊的下滑過(guò)程,然后解析視頻記錄的圖像,獲得5個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔(每個(gè)時(shí)間間隔ATMUOs)內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離的(i=l>2,3,4.5)?如下表所示。51S2S3$4$55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數(shù)據(jù)可得,小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為m/s2,小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字,重力加速度大小取9.80m/s2)【答案】0.43 0.32【解析】⑴根據(jù)逐差法有叫(空包二(戶)=(12-74+11.。2)>10一2_?58+5.87>1。一2心,0.43mzs26(AT) 6x0.202⑵對(duì)小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有mgsina—pitngcosa=ina代入數(shù)據(jù)解得
〃?0.32(2021?全國(guó)卷)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝,頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光,某次拍攝后得到的照片如圖(b)所示(圖中未包括小球剛離開(kāi)軌道的影像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板,紙板與小球軌跡所在平面平行,其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為5cm。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出。6.1cm8.6cui11.0cm13.4cm圖(b)完成下列填空:(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖(b)中位置A時(shí),其速度的水平分量大小為m/s,豎直分量大小為m/s;(2)根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s[3][3]由豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)可得472f代入數(shù)據(jù)可得g=9.7m/s24.(2021?廣東卷)某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù),緩沖裝置如圖所示,固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30。,彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺,再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃【答案】1.0 2.0 9.7【解析】(1)[1]因小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),因此速度為v?=—=m/s=1.0m/s
°t0.05⑵豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),因此A點(diǎn)的豎直速度可由平均速度等于時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度求得8x5x10-20.05x4m/s8x5x10-20.05x4m/s=2.0m/s管內(nèi)徑)逐個(gè)從管口滑進(jìn),每滑進(jìn)一個(gè)鋼球,待彈簧靜止,記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)〃和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)次,數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量,進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09⑴利用M=43-46=1,2,3)計(jì)算彈簧的壓縮量:AA=6.03cm,AL,=6.08cm,A£,=cm,壓縮量的平均值ZZ=A-+與+羽3=cm;(2)上述五是管中增加個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80m62,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】6.04 6.05 3 48.6【解析】[1]根據(jù)壓縮量的變化量為AL,=L6-L,=(18.09-12.05)cm=6.04cm⑵壓縮量的平均值為—~rAL,+AZo+AL,6.03+6.08+6.04AL=——! = = cm=6.05cm3 3[3]因三個(gè)M是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差,則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;[4]根據(jù)鋼球的平衡條件有3mgsin6=h解得,3mgsin03x0.2x9.8xsin30°XT, “ck=-=——= N/mx48.6N/mM. 6.05x1025.(2021?湖南卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量墊塊厚度力,示數(shù)如圖(b)所示,h=cm;(2)接通氣泵,將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平;(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊,改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度;(4)在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊,記錄墊塊個(gè)數(shù)〃和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度(5)在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)數(shù)(墊塊完全相同),重復(fù)步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的,其應(yīng)該是m/s2(保留三位有效數(shù)字)?!窘馕觥?1)[1]墊塊的厚度為h=1cm+2xO.1mm=1.02cm(5)[2]繪制圖線如圖;[3]根據(jù)nh
mg■—=ma可知。與〃成正比關(guān)系,則根據(jù)圖像可知,斜率,0.6aK= =—74解得a=0.342m/s26.(2021?河北卷)某同學(xué)利用圖1中的實(shí)驗(yàn)裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系,所用器材有:一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門(mén)2個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:遮光條光電門(mén)1 光電門(mén)2pfl7Tl~& ft-圖i①安裝器材,調(diào)整兩個(gè)光電門(mén)距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個(gè)鉤碼,如圖1所示;②接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間,并計(jì)算出滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度;③保持最下端懸掛4個(gè)鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個(gè)鉤碼,記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)上述步驟;④完成5次測(cè)量后,計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼)總動(dòng)能的增加量八線及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量△£,結(jié)果如下表所示:M/kg0.2000.2500.3000.3500.400AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195AE/J0.3930.4900.6860.785回答下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢(shì)能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字);(2)步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為;(3)若M為橫軸,△£為縱軸,選擇合適的標(biāo)度,在圖2中繪出AE—/圖像>AE/J圖2>AE/J圖2若系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做功,則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為(保留兩位有效數(shù)字)【答案】0.980 0.5880.4【答案】0.980 0.5880.40(0.38-0.42)【解析】[1]四個(gè)鉤碼堇力勢(shì)能的減少量為△耳=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J[2]對(duì)滑塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng),由能量守恒定律可知1,1,4mgL-W(=-(4m+M)vl--(4m+M)vf其中系統(tǒng)減少的用力勢(shì)能為AEP=4mgL系統(tǒng)增加的動(dòng)能為1,1,AEk=_(4m+M)n;——(4m+M)vf系統(tǒng)減少的機(jī)械能為AE=嗎,則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機(jī)械能為A£4=0.98-0.392=0.588J(3)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)得AE—M的圖像為⑷根據(jù)做功關(guān)系可知⑷根據(jù)做功關(guān)系可知AE=jjMgL則AE—M圖像的斜率為k=/k=/JgL=0.785-0.3930.4-0.2=1.96解得動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.40(0.38-0.42).(2021?浙江卷)(1)用如圖所示裝置進(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。裝有祛碼的盤(pán)用繞過(guò)滑輪的細(xì)線牽引小車(chē),盤(pán)和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力。小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移和速度可以由打點(diǎn)紙帶測(cè)出,以小車(chē)為研究對(duì)象,改變祛碼質(zhì)量,便可探究牽引力所做的功與小車(chē)速度變小車(chē) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器小車(chē) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器r~i紙帶m⑹, *LL,,ll ?mL盤(pán)和跌碼①關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是A.需要補(bǔ)償小車(chē)受到阻力的影響.該實(shí)驗(yàn)裝置可以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”C.需要通過(guò)調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行D.需要滿足盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量②如圖2所示是兩條紙帶,實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的應(yīng)是第 條(填寫(xiě)“I”或“n”)紙帶;,1||||叫41"1叩甲仙1W即『叫甲甲1『即『可1111|111|1|||1叩|那|111刪k1司“1|1甲11|1甲加|111班即|111|1111刪0lcm23456789101112131415161718192021222324I12345 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15卜所111州加刖響刪州啊響嚶州唧師唧叫師即腳和嚶叩加唧叫叫刪阿0lcm23456789101112131415161718192021222324II③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫(huà)出的W-v2圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,據(jù)此圖象(填“能”或'‘不能")求出小車(chē)的質(zhì)量。(2)小明同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針,他把大頭針A、B、C插在如圖所示位置,并測(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)方框中畫(huà)出光路圖,標(biāo)出入射角i和折射角〃并寫(xiě)出折射率〃的計(jì)算式?!窘馕觥?1)[1]A.題中需要將盤(pán)和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力,所以首先需要補(bǔ)償小車(chē)受到阻力的影響,即抬高長(zhǎng)木板右端,小車(chē)在不接盤(pán)和祛碼的情況下,輕推小車(chē),使小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),說(shuō)明小車(chē)而力沿斜面的分力與小車(chē)所受阻力等大反向,A正確;D.然后掛上盤(pán)與磋碼加,根據(jù)牛頓第二定律mg—T=ma對(duì)小乍M,根據(jù)牛頓第二定律T=Ma兩式相比解得繩子拉力TOC\o"1-5"\h\zTM 1T me mg\o"CurrentDocument"M+m ―機(jī)M當(dāng)滿足盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量,即T=mg,盤(pán)和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力,D正確;B.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中摩擦阻力無(wú)法消除,本實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律'’故B錯(cuò)誤。C.細(xì)線與長(zhǎng)木板平行需要平行,保證繩子的拉力與小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向一致,這樣盤(pán)和祛碼的事力可完全當(dāng)作牽引力,C正確。故選ACD。⑵小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),位移逐漸增大,所以實(shí)驗(yàn)打出的紙帶是第H條。[3]根據(jù)動(dòng)能定理可知圖像的斜率為:M,據(jù)W—y2能求出小乍的質(zhì)量。2電學(xué)實(shí)驗(yàn)2022年高考真題1、(2022?湖南卷?T12)小夢(mèng)同學(xué)自制了一個(gè)兩擋位(“xl”“xlO”)的歐姆表,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,凡為調(diào)零電阻(最大阻值為),(、此、耳,為定值電阻(&+ 電流計(jì)G的內(nèi)阻為《(凡<<凡)。用此歐姆表測(cè)量一待測(cè)電阻的(1)短接①②,將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與m接通,電流計(jì)G示數(shù)為保持電阻用滑片位置不變,將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與〃接通,電流計(jì)G示數(shù)變?yōu)?“,則匕/?(填“大于”或“小于”):(2)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與〃接通,此時(shí)歐姆表的擋位為(填“xl”或“xlO”);(3)若從“xl”擋位換成“xlO”擋位,調(diào)整歐姆零點(diǎn)(歐姆零點(diǎn)在電流計(jì)G滿偏刻度處)時(shí),調(diào)零電阻凡的滑片應(yīng)該調(diào)節(jié)(填“向上”或“向下”);(4)在“xlO”擋位調(diào)整歐姆零點(diǎn)后,在①②間接入阻值為1OOC儀定值電阻R1,穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的:;取走R1,在①②間接入待測(cè)電阻飛,穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的1,則&=C0【答案】①.大于②.xlO ③.向上 ④.400【解析】(1)[1]根據(jù)題意可知<&,,所以開(kāi)關(guān)撥向加時(shí)電路的總電阻小于開(kāi)關(guān)撥向〃時(shí)電路的,E總電阻,電源電動(dòng)勢(shì)E不變,根據(jù)/=,可知/,“>/“;(2)[2]'與開(kāi)關(guān)撥S向〃時(shí),全電路的總電阻較大,中值電阻較大,能夠接入待測(cè)電阻的阻值也更大,所以開(kāi)關(guān)撥S向〃時(shí)對(duì)應(yīng)歐姆表的擋位倍率較大,即x10;
擋位換成電路圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化如圖xlO通過(guò)干路的電流為電流表偏轉(zhuǎn)了量程的此+4E結(jié)合第一次和第二次解得200。通過(guò)干路的電流為電流表偏轉(zhuǎn)了量程的所以需要將用的滑片向I:調(diào)節(jié)擋位換成電路圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化如圖xlO通過(guò)干路的電流為電流表偏轉(zhuǎn)了量程的此+4E結(jié)合第一次和第二次解得200。通過(guò)干路的電流為電流表偏轉(zhuǎn)了量程的所以需要將用的滑片向I:調(diào)節(jié)電流表滿偏,根據(jù)并聯(lián)電路中電流之比等于電阻反比可知第一次,當(dāng)①②短接,全電路的總電阻為電流減小,①②短接時(shí),為了使電流表滿偏,則需要增大通過(guò)電流計(jì)G所在支路的電流代位,即開(kāi)關(guān)S從m撥向",全電路電阻增大第三次,①②之間接入全電路總電阻為R第二次,①②之間接入凡=100C,全電路總電阻為R+凡,通過(guò)干路的電流為%+凡,”~ICR3G——卜i--i9+以上*3G結(jié)合第二次和第三次,解得4=/?+2q=400C2、(2022?廣東卷?T12)彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件,某同學(xué)測(cè)量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長(zhǎng)之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(1)裝置安裝和電路連接;如圖(a)所示,導(dǎo)電繩的一端固定,另一端作為拉伸端,兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖(b)所示的電路中??潭瘸咝?、刻度尺小、 小欣(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度L及其電阻R的測(cè)量①將導(dǎo)電繩拉伸后,用刻度尺測(cè)量并記錄A、B間的距離,即為導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度心②將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到最右端。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān)S”調(diào)節(jié)R,使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)。和/.o③閉合S2,電壓表的示數(shù)(選填“變大”或“變小”)。調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U,記錄電流表的示數(shù)〃,則此時(shí)導(dǎo)電繩的電阻&=(用人、刀和U表示)。④斷開(kāi)Si,增大導(dǎo)電繩拉伸量,測(cè)量并記錄A、B間的距離,重復(fù)步驟②和③。(3)該電壓表內(nèi)阻對(duì)導(dǎo)電繩電阻的測(cè)量值 (選填“有”或“無(wú)”)影響。(4)圖11(c)是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的凡一L圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機(jī)械臂上,當(dāng)機(jī)械臂彎曲后,測(cè)得導(dǎo)電繩的電阻R為1.33kC,則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為cm,即為機(jī)械臂彎曲后的長(zhǎng)度。U【答案】 ①.變小(2).-~- ③.無(wú) ④.51.80"2—'I【解析】(2)[1]閉合S2后,并聯(lián)部分的電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律,電壓表的示數(shù)變小。[2]加在導(dǎo)電繩兩端的電壓為U,流過(guò)導(dǎo)電繩的電流為人一人,因此導(dǎo)電繩的電阻[3]在閉合S2之前,電流表/i的示數(shù)包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流,閉合S2之后,加在電壓表兩端的電壓保持不變,因此流過(guò)電壓表和定值電阻的總電流仍為人,故流過(guò)導(dǎo)電繩的電流是/2一%與電壓表內(nèi)阻無(wú)關(guān),電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。[4]由圖c可知,導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為51.80cm。3、(2022?山東卷?T14)某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量電阻阻值的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材:干電池E(電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻未知);電流表Ai(量程10mA,內(nèi)阻為90C);電流表A2(量程30mA,內(nèi)阻為30C):定值電阻Ro(阻值為150。);滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為100C):待測(cè)電阻尺;開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。測(cè)量電路如圖所示。(1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),連接電路,將滑動(dòng)變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端。將定值電阻Ro接入電路;閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿刻度的3處。該同學(xué)選用的電流表為(填“Ai”或“A2”);若不考慮電池內(nèi)阻。此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為 n,(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),保持滑片的位置不變。用R替換Ro,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表指針指在滿刻度的|處,則氐的測(cè)量值為(3)本實(shí)驗(yàn)中未考慮電池內(nèi)阻,對(duì)凡的測(cè)量值 (填“有”或“無(wú)”)影響【答案】 ①.Ai ②.60 ③.100 ④.無(wú)【解析】(1)[1]若不考慮電源內(nèi)阻,且在電源兩端只接R)時(shí),電路中的電流約為山題知,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,耍使電流表指針指在滿刻度的處,則該同學(xué)選到的電流表應(yīng)為Ai。[2]當(dāng)不考慮電源內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E彳(R+&+&J計(jì)算出R=60C[3]斷開(kāi)開(kāi)關(guān),保持滑片的位置不變,用心替換R),閉合開(kāi)關(guān)后,有E=-R+&+Rz)代入數(shù)據(jù)有Rx=100Q[4]若考慮電源內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有e=?KR+r)+&+HaJE=^[(R+r)+Rx+RM]聯(lián)立計(jì)算出的R不受電源內(nèi)阻r的影響。4、(2022?全國(guó)甲卷?T22)某同學(xué)要測(cè)量微安表內(nèi)阻,可利用的實(shí)驗(yàn)器材有:電源E(電動(dòng)勢(shì)L5V,內(nèi)阻很?。娏鞅恚砍?0mA,內(nèi)阻約10。),微安表(量程lOO^A,內(nèi)阻Rg待測(cè),約IkC),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10。),定值電阻&(阻值I0Q),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)在答題卡上將圖中所示的器材符號(hào)連線,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖 ;(2)某次測(cè)量中,微安表的示數(shù)為90.0g,電流表的示數(shù)為9.00mA,由此計(jì)算出微安表內(nèi)阻(=Qo【答案】 ①.見(jiàn)解析 ②.990?!窘馕觥浚↖)[1]為了準(zhǔn)確測(cè)出微安表兩端的電壓,可以讓微安表與定值電阻描并聯(lián),再與電流表串聯(lián),通過(guò)電流表的電流與微安表的電流之差,可求出流過(guò)定值電阻島的電流,從而求出微安表兩端的電壓,進(jìn)而求出微安表的內(nèi)電阻,由于電源電壓過(guò)大,并且為了測(cè)量多組數(shù)據(jù),滑動(dòng)電阻器采用分壓式解法,實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示(2)⑵流過(guò)定值電阻Ro的電流I=IA-IG=9.00mA-0.09mA=8.91mA加在微安表兩端的電壓u=叫=8.91xl(r2V微安表的內(nèi)電阻R4經(jīng)兇%=990QgIc90.0x10、5、(2022?全國(guó)乙卷?T23)一同學(xué)探究阻值約為550A的待測(cè)電阻R,在0~5mA范圍內(nèi)的伏安特性。可用器材有:電壓表V(量程為3V,內(nèi)阻很大),電流表A(量程為1mA,內(nèi)阻為3000),電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值可選10。或1.5kH),定值電阻用(阻值可選75?;?50Q),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)要求通過(guò)R、的電流可在0?5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),在答題卡上將圖(a)所示的器材符號(hào)連線,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖 :(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),圖(a)中的R應(yīng)選最大阻值為(填“10C”或“L5kQ”)的滑動(dòng)變阻器,&應(yīng)選阻值為(填“75c”或“150Q”)的定值電阻;(3)測(cè)量多組數(shù)據(jù)可得凡的伏安特性曲線。若在某次測(cè)量中,電壓表、電流麥的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示,則此時(shí)R,兩端的電壓為V,流過(guò)(的電流為mA.圖(b)圖(b)圖(c)【解析】(3).【解析】(3).75。 ④.2.30 ⑤.(1)[1]電流表內(nèi)阻已知,電流表與凡并聯(lián)擴(kuò)大電流表量程,進(jìn)而準(zhǔn)確測(cè)量通過(guò)此的電流,電壓及單獨(dú)測(cè)量尺的電壓:滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,電表從0開(kāi)始測(cè)量,滿足題中通過(guò)&的電流從0~5mA連續(xù)可調(diào),電路圖如下[2]電路中/?成:選最大阻值為10C的滑動(dòng)變阻器,方便電路的調(diào)節(jié),測(cè)錄效率高、實(shí)驗(yàn)誤差小;⑶通過(guò)凡儀電流最大為5mA,需要將電流式量程擴(kuò)大為原來(lái)的5倍,根據(jù)并聯(lián)分流的規(guī)律示意圖如下5mA4mAR。~?I?] ? 根據(jù)并聯(lián)分流,即并聯(lián)電路中電流之比等于電阻的反比,可知4mA300c1mA.解得%=75C[4]電壓表每小格表示0.IV,向后估讀一位,即U=2.30V:⑸電流表每小格我小0.02mA,本位估讀,即0.84mA,電流表量程擴(kuò)大5倍,所以通過(guò)號(hào)的電流為/=4.20mA:⑹根據(jù)歐姆定律可知Ca548c? U2.30Ca548c[\- = x 1 4.20x10-36、(2022?浙江6月卷?T18)(1)探究滑動(dòng)變阻器的分壓特性,采用圖1所示的電路,探
究滑片P從A移到B的過(guò)程中,負(fù)載電阻R兩端的電壓變化。圖1①圖2為實(shí)驗(yàn)器材部分連線圖,還需要(選填"bf、fd、拉、ce或eg)連線。圖2③已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值R)=10C,額定電流/=1.0A。選擇負(fù)載電阻Q10Q,以R兩端x x電壓。為縱軸,為一橫軸(x為AP的長(zhǎng)度,L為AB的長(zhǎng)度),得到U-士分壓特性曲線L L為圖4中的“1";當(dāng)R=100Q,分壓特性曲線對(duì)應(yīng)圖4中的_(選填"H”或“nr);則滑(2)兩個(gè)相同的電流表Gi和G如圖5所示連接,晃動(dòng)Gi表,當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí),靜止的G2表的指針也向左偏轉(zhuǎn),原因是—.A.兩表都是“發(fā)電機(jī)”Gi表是“發(fā)電機(jī)”,G表是“電動(dòng)機(jī)”Gi表和隹表之間存在互感現(xiàn)象Gi表產(chǎn)生的電流流入G2表,產(chǎn)生的安培力使G表指針偏轉(zhuǎn)圖5【答案】?.af,fd.ce 1.50±0.02 ?.11 ④./?(,<R⑤.BD##DB【解析】[1]依原理圖可知,還需要af、fit、ce連線;⑵依題意,所示電壓表的示數(shù)為1.50V,考慮到偶然誤差(L50±0.02)V也可;⑶假定AP部分的電阻為/?'分別與10C與100C并聯(lián)再與8P部分的電阻串聯(lián);由于相同的R'與100c并聯(lián)后的電阻較與10。并聯(lián)后的電阻大,則根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,滑片在相同位置下,負(fù)載電阻越大,其兩端電壓越大:即在相同橫坐標(biāo)下,此時(shí)負(fù)載100C時(shí),電壓表的示數(shù)應(yīng)該較曲線為圖4中的“I”來(lái)得大,故應(yīng)該選“II”。[4]由上述分析可知,對(duì)于不同的負(fù)載電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭時(shí)負(fù)載兩端的電壓變化規(guī)律不同,當(dāng)負(fù)載電阻小于滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí),負(fù)載電阻兩端電壓隨滑動(dòng)觸頭的變化而更迅速變化;當(dāng)負(fù)載電阻大于滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí),負(fù)載電阻兩端電壓隨滑動(dòng)觸頭的變化而更加平穩(wěn)變化,從而獲得更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。所以,在保證電路安全的情況下,滑動(dòng)變阻器最大阻值的選擇依據(jù)是相比負(fù)載電阻越小越好,即凡<R[5]據(jù)題意可知:電流表主要部件是永久磁鐵和帶有指針的線圈,Gi和G用導(dǎo)線連接起來(lái).當(dāng)晃動(dòng)動(dòng)Gi時(shí),相當(dāng)于Gi中的線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;由于兩個(gè)電表構(gòu)成了閉合電路,則電流會(huì)通過(guò)G表中的線圈,而該線圈處于磁場(chǎng)中,由于通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用,G2的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn);則Gi表相當(dāng)于“發(fā)電機(jī)”,G?表相當(dāng)于“電動(dòng)機(jī)”,故AC錯(cuò)誤,BD正確。故選BD。7、(2022?浙江1月卷?T18)小明同學(xué)根據(jù)圖1的電路連接器材來(lái)“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變合金絲甲接入電路的長(zhǎng)度/、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,使電流表的讀數(shù)/達(dá)到某一相同值時(shí)記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個(gè)彳的值,作出1—/圖像,如圖2中圖線a所示。
(1)在實(shí)驗(yàn)中使用的是(選填(1)在實(shí)驗(yàn)中使用的是(選填“0?20c”或"0-200Q")的滑動(dòng)變阻器。(2)在某次測(cè)量時(shí),電壓表儀指針位置如圖3所示,則讀數(shù)U=(3)已知合金絲甲的橫截面積為7.0Xl&8m2,則合金絲甲的電阻率為保留2位有效數(shù)字)。(4)圖2中圖線b是另一根長(zhǎng)度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣的(選填“大(選填“大于”、“等于”或③.0.99x10-6(③.0.99x10-6(0.96x10市~lxlO《)④.【答案】 ①.0?20c ②.1.32(1.31?1.34)小于【解析】(1)[1]由實(shí)驗(yàn)原理可知而由2-/圖像可知待測(cè)電阻最大約為8Q,為了使電壓表有明顯的讀數(shù)變化,則滑動(dòng)變阻器的阻值不能太大,故選0-20Q比較合適;(2)⑵量程為3V的電壓表,精度為0.1V,估讀到0.01V,則電壓為1.32V(1.31-1.34);[3]根據(jù)電阻定律有=/?=—?/則圖像的斜率為可得合金絲中的電阻率為74—40p=kS=————x7.0xl0-8(Qm)?0.99x1(T6(Q?m)(0.96x106~Ixio*)0.44-0.20[4]另一根長(zhǎng)度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后,電阻率不變,而橫截面積變?yōu)?/p>
由圖2中圖線b由圖2中圖線b可得解得S'=S+S乙5啜=粵jx*0.44-0.205乙=S'-Sa22.7xl()8m2>s故合金絲甲的橫截面積小于合金絲乙的橫截面積。8、(2022?河北?T12)某物理興趣小組利用廢棄電板煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲,設(shè)計(jì)電路如圖1所示,選用的器材有:限溫開(kāi)關(guān)Si(手動(dòng)將其按下,開(kāi)始持續(xù)加熱煮飯,當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),之后不能自動(dòng)閉合);保溫開(kāi)關(guān)S2(當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合);電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖2所示)。自備元件有:加熱電阻絲R(阻值為60Q,用于加熱煮飯):限流電阻Ri和(阻值均為IkC):指示燈L和L2(2.5V,0.6W,當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅);保險(xiǎn)絲T。內(nèi)膽底感溫磁體彈簧電熱極(1)按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路,下列說(shuō)法正確的是A.按下Si,L和L2均發(fā)光B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí),Si自動(dòng)斷開(kāi),Li和L?均發(fā)光C.保溫過(guò)程中,S2自動(dòng)在閉合、斷開(kāi)狀態(tài)之間交替切換D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí),S2自動(dòng)閉合,L發(fā)光,L2熄滅(2)簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后,試用時(shí)Li始終不亮,但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下,斷開(kāi)電源,使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是(填寫(xiě)各步驟前的字母)。A.將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“x100”位置B.將兩支表筆直接接觸,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”,使指針指向歐姆零點(diǎn)C.調(diào)整“指針定位螺絲”,使指針指到零刻度D.測(cè)量指示燈Li兩端的阻值
E.將選擇開(kāi)關(guān)置于E.將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋圖3 圖4操作時(shí),將多用電表兩表筆與L兩端接觸,若指針如圖3所示,可判斷是 斷路損壞;若指針如圖4所示,可判斷是斷路損壞。(用電路中的元件符號(hào)表示)【答案】①.CDDC②.CABDE③.Li④.4【解析】【詳解】【UA.按下Si后L2支路被短路,則L2不會(huì)發(fā)光,A錯(cuò)誤;Rl=10.42QR#=56.64QB.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí),Si斷開(kāi),而要溫度降到70C以下時(shí)S2才會(huì)閉合,則此時(shí)L2可能發(fā)光,此時(shí)電路中R與R和Rl=10.42QR#=56.64QR&R&=1067.06Q則回路總電流則L?一定發(fā)光,此時(shí)并聯(lián)的整體的電壓為U*=I&R?=11.89V則流過(guò)Li的電流為11.8910011.891000+10.42A=0.012A則流過(guò)Li的電流小于30mA,則Li熄滅,B錯(cuò)誤;C.由題知,S?在鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時(shí)S2自動(dòng)閉合,C正確;D.當(dāng)鍋內(nèi)迫度低于7(TC時(shí),S2自動(dòng)閉合,L2支路被短路,則L2不會(huì)發(fā)光,此時(shí)電路中R與幻和Li的串聯(lián)部分并聯(lián),則此時(shí)流過(guò)Li的電流為
Ru+N1000+10.42Ru+N1000+10.42220———A=0.218A則此時(shí)流過(guò)Li的電流大于30mA,則Li發(fā)光,D正確。故選CD。(2)[2]多用電表的操作步驟為:調(diào)整“指針定位螺絲”,使指什指到零刻度一一機(jī)械調(diào)零:將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“X100”位置——選檔;將兩支表筆宜接接觸,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”,使指計(jì)指向歐姆零點(diǎn)一一歐姆調(diào)零:測(cè)量指示燈Li兩端的阻值一一測(cè)量;將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋-一關(guān)閉多用電表。故正確順序?yàn)镃ABDEO[3]由于使用時(shí)Li始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,則說(shuō)明R、L?、Ri、T均正常,如圖3可看出L兩端有1090Q左右的電阻,則說(shuō)明L,始終不亮的原因是Li斷路損壞。[4]由于使用時(shí)Li始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,則說(shuō)明R、L2、Rz、T均正常,如圖3可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零,但由于Rl=10.42C此時(shí)選用的是“x100"檔則說(shuō)明燈泡Li正常,則說(shuō)明Li始終不亮的原因是品斷路損壞。9、(2022?湖北?T13)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后,為測(cè)量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。(1)該小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑。,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為mm。再用游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度心(2)該小組用如圖乙所示的電路測(cè)量該圓柱形電阻R的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0C,定值電阻Ro的阻值為20.0C,電阻箱R的最大阻值為999.9首先將S2置于位置1,閉合Si,多次改變電阻箱R的阻值,記下電流表的對(duì)應(yīng)讀數(shù)/,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。R/C//A1,-/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.0().3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙中繪制出:-R圖像。再將S2置于位置2,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400Ao根據(jù)圖丙中的圖像可得&=C(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達(dá)式P=得到該材料的電阻率(用。、L、R,表示)。5.0 ||“UliuuuuTTnnL5o5101520253035R/。圖丙(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的;-R圖像,還可以求得電源電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=flo(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(4)持續(xù)使用后,電源電動(dòng)勢(shì)降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測(cè)得電路的電流,仍根據(jù)原來(lái)描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測(cè)量值會(huì)(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)?!敬鸢浮?①.3.700 ②.6.0 ③.2——12 ⑤.3.0 ⑥.偏小4£【解析】【詳解】(1)[1]用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑。,其讀數(shù)為3.5mm+0.01mmx20.0=3.700mm(2)(3)⑵⑶⑷⑶由電路可知,當(dāng)將S2置于位置1,閉合Si時(shí)E=/(/?A+&+「+/?)即1_1———An IEE由圖像可知1_4.9-2.0
~E~—3S-解得
E=12V一乙E解得r=3.0Q再將S2置于位置2,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A,則£=/(r+&+&+&)解得&=6.0Q根據(jù)pL L&=Pc=P1s4解得tvD2Rp=4L(3)由(2)可知£=12Vr=3.0Q(4)根據(jù)表達(dá)式E=I(r+用+Ra+RJ因電源電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,則當(dāng)安培表由相同讀數(shù)時(shí),得到的R1的值偏小,即&測(cè)量值偏小。2021年高考真題I.(2021?山東卷)熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件,某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律??晒┻x擇的器材有:待測(cè)熱敏電阻Rt(實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),阻值約幾百歐到幾千歐);電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻r約為0.5C);電阻箱R(阻值范圍0?9999.99Q);滑動(dòng)變阻器飛(最大阻值20Q);滑動(dòng)變阻器&(最大阻值2000C);微安表(量程100|iA,內(nèi)阻等于2500Q);開(kāi)關(guān)兩個(gè),溫控裝置一套,導(dǎo)線若干。同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按圖示連接電路;②閉合5、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,使微安表指針滿偏:③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變,斷開(kāi)S?,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表指針半偏;④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量熱敏電阻的阻值,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填或(2)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路(3)某溫度下微安表半偏時(shí),電阻箱的讀數(shù)為6000.00。,該溫度下熱敏電阻的測(cè)量值為Q(結(jié)果保留到個(gè)位),該測(cè)量值(填“大于”或"小于”)真實(shí)值。(4)多次實(shí)驗(yàn)后,學(xué)習(xí)小組繪制了如圖乙所示的圖像。由圖像可知。該熱敏電阻的阻值隨【答案】R3500【答案】R3500大于減小【解析】[1]用半偏法測(cè)量熱敏電阻的阻值,盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不變,由于該支路與滑動(dòng)變阻器左側(cè)部分電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器的阻值越小,S2閉合前、后并聯(lián)部分電阻變化越小,從而并聯(lián)部分的電壓值變化越小,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選[2]電路連接圖如圖所示[3]微安表半偏時(shí),該支路的總電阻為原來(lái)的2倍,即Rr+%=R=6000.00Q可得Rt=35OOQ⑷當(dāng)斷開(kāi)S2,微安表半偏時(shí),由于該支路的電阻增加,電壓略有升高,根據(jù)歐姆定律,總電阻比原來(lái)2倍略大,也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻,而我們用電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻來(lái)計(jì)算,因此熱敏電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大。[5]由于是山舄一3圖像,當(dāng)溫度T升高時(shí),,減小,從圖中可以看出In%減小,從而%減小,因此熱敏電阻隨溫度的升高逐漸減小。(2021?全國(guó)卷)某同學(xué)用圖(a)所示電路探究小燈泡的伏安特性,所用器材有:小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)電壓表(量程300mV,內(nèi)阻300C)電流表(量程300mA,內(nèi)阻0.27C)定值電阻Ro滑動(dòng)變阻器尺(阻值0-20C)電阻箱&(最大阻值9999.9Q)電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì))開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。完成下列填空:圖(a)(1)有3個(gè)阻值分別為IOC、20C、30。的定值電阻可供選擇,為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線,Ro應(yīng)選取阻值為C的定值電阻;(2)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的(填2”或?”)端;(3)在流過(guò)電流表的電流較小時(shí),將電阻箱Rz的阻值置零,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀取電壓表和電流表的示數(shù)。、/,結(jié)果如圖(6)所示。當(dāng)流過(guò)電流表的電流為10mA時(shí),小燈泡的電阻為C(保留1位有效數(shù)字);(4)為使得電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知,應(yīng)將R?的阻值調(diào)整為Q.然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器Ri,測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示:U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0//mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0(5)日白圖⑹和上表可知,隨流過(guò)小燈泡日日流的增加,其燈絲的電阻 (填“增大”“減小”或“不變(6)該同學(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160mA,可得此時(shí)小燈泡電功率W1=W(保留2位有效數(shù)字);當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300mA時(shí),小燈泡的電功W,率為卬2,則盤(pán)= (保留至整數(shù))。叱【答案】10 a0.7 2700增大0.074 10【解析】[1]因?yàn)樾襞蓊~定電壓2.5V,電動(dòng)勢(shì)6V,則滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器時(shí),為了保證電路安全,需要定值電阻分擔(dān)的電壓U=6V-2.5V=3.5V則有則需要描繪小燈泡在0~300mA的伏安特性曲線,即應(yīng)選取阻值為10Q;[2]為了保護(hù)電路,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的a端:[3]由圖可知當(dāng)流過(guò)電流表的電流為10mA時(shí),電壓為7mV,則小燈泡的電阻為[4]由題知電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V時(shí),有3_03解得網(wǎng)=2700Q[5]由圖")和表格可知流過(guò)小燈泡電流增加,圖像中與■變大,則燈絲的電阻增大;(6)[6]根據(jù)表格可知當(dāng)電流為160mA時(shí),電壓表的示數(shù)為46mA,根據(jù)(4)的分析可知此時(shí)小燈泡兩端電壓為0.46V,則此時(shí)小燈泡電功率Wi=0.46Vx0.16A=0.074W⑺同理可知當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300mA時(shí),小燈泡兩端電壓為2.5V,此時(shí)小燈泡電功率W2=2.5VxO.3A=O.75W故有一=0?75叱0.074(2021?湖南卷)某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)、一個(gè)定值電阻(阻值為)、一個(gè)電流表(內(nèi)阻為此)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于仆,并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無(wú)
法測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤(pán)。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤(pán)上,利用圓心角來(lái)表示接入電路的電阻絲長(zhǎng)度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將器材如圖(a)連接:(2)開(kāi)關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端(填“a"或(3)改變金屬夾的位置,閉合開(kāi)關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角。和電流表示數(shù)/,得到多組數(shù)據(jù):(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖,所得圖像如圖(b)所示,圖線斜率為%,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為F,該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為E=,r=(用&)、Ra、k、d、%表不)(5)為進(jìn)一步確定結(jié)果,還需要測(cè)量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),在圖(c)方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示);(6)利用測(cè)出的為,可得該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?!敬鸢浮縝【解析】(2)[1]開(kāi)關(guān)閉合前,為了保護(hù)電路中的元件,應(yīng)將電阻絲的最大阻值接入電路,根據(jù)電阻定律R= ■可知電阻絲接入越長(zhǎng),接入電阻越大,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的8端I[2]設(shè)圓心角為。時(shí),電阻絲接入電路中的電阻為6%,根據(jù)閉合電路歐姆定律£=。+〃可知£=/(8+&+%)+〃整理得1=4?&+->+rI~EE結(jié)合圖象的斜率和截距滿足解得電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為kk[3]實(shí)驗(yàn)器材中有定值電阻&和單刀雙擲開(kāi)關(guān),考慮使用等效法測(cè)量電阻絲電阻,如圖 ,—-——H 原理的簡(jiǎn)單說(shuō)明:①將開(kāi)關(guān)置于&位置,讀出電流表示數(shù)i0:②將開(kāi)關(guān)置于電阻絲處,調(diào)節(jié)電阻絲的角度,直到電流表示數(shù)為/(),讀出此時(shí)角度0:③此時(shí)。彳>=4,即可求得"的數(shù)值。(2021?浙江卷)小李在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量一電阻尺的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖1所示的電路來(lái)判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后,合上開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開(kāi)關(guān)K擲到1,電壓表的讀數(shù)q=1.65V,電流表的示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù)4=A;將K擲到2,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為=L75V,人=0.33A。由此可知應(yīng)采用電流表(填“內(nèi)”或“外”)接法。(2)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小李進(jìn)一步嘗試用其它方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①器材間連線如圖3所示,請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖 ;②先將單刀雙擲開(kāi)關(guān)擲到左邊,記錄電流表讀數(shù),再將單刀雙擲開(kāi)關(guān)挪到右邊,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同,電阻箱的示數(shù)如圖3所示。則待測(cè)電阻&=C。此方法(填“有"或"無(wú)")明顯的實(shí)驗(yàn)誤差,其理由是
【答案】0.34其它合理解釋)單刀雙擲開(kāi)關(guān)凡圖【答案】0.34其它合理解釋)單刀雙擲開(kāi)關(guān)凡圖3見(jiàn)解析外有 電阻箱的最小分度與待測(cè)電阻比較接近(或【解析】(1)[1]由電流表的表盤(pán)可知電流大小為0.34A[2]電壓表的百分比變化為1.75-1.65xl(x)%=57%電流表的百分比變化為034-033%=;3;、100%=3?0%因此可知電壓表的示數(shù)變化更明顯,說(shuō)明電
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