熱點(diǎn)05 比較法-2021年高考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】（新高考版）（解析版）

2021年高考物理【熱點(diǎn)?重點(diǎn)?難點(diǎn)】專(zhuān)練（新高考專(zhuān)用）

熱點(diǎn)05比較法

【熱點(diǎn)解讀】

比較法是將待測(cè)量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行直接或間接的比較，從而測(cè)出待測(cè)量的一種測(cè)量方法,

事實(shí)上，所有測(cè)量都是待測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過(guò)程，廣義上來(lái)都屬于比較測(cè)量。比較法是物理

測(cè)量中最普遍、最基本、最常用的測(cè)量方法。從比較方式的不同上看，比較法分為直接比較法和間

接比較法。

1.直接比較法

直接比較法是將被測(cè)量與已知的同類(lèi)物理量或標(biāo)準(zhǔn)量直接進(jìn)行比較，來(lái)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法。

例如，用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，用量筒測(cè)量液體體積、用天平稱(chēng)物體的質(zhì)量等均屬于直接比較測(cè)量方法。

2.間接比較法

借助一些中間量，或?qū)y(cè)量進(jìn)行某種變換，來(lái)間接實(shí)現(xiàn)比較測(cè)量的方法稱(chēng)為間接比較法。

【限時(shí)檢測(cè)】（建議用時(shí)：30分鐘）

1.某物理興趣小組用如圖甲所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。將小車(chē)在一條橡皮筋作

用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為唯，當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起且伸長(zhǎng)

的長(zhǎng)度保持與第一次相同進(jìn)行第2次，第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，用速度傳感器測(cè)出小車(chē)速度，并連接數(shù)

據(jù)線(xiàn)輸入電腦處理后得到如圖乙所示的一一對(duì)應(yīng)的丫-/圖像，由圖像可以讀出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)獲得

的最大速度并記入表中。

速度傳感器

甲

乙

次數(shù)做功速度（nrs-D速度平方（m2-s-2）

11.001.00

22%1.411.99

33%1.732.99

44%X

55%2.245.02

⑴表中“X”處的數(shù)值應(yīng)該是;(保留三位有效數(shù)字)

(2)從表格中可以得出，合力的功W與速度平方/的關(guān)系是；

(3)在做W-i?圖像時(shí)，由于實(shí)際操作過(guò)程中木板的傾角調(diào)整不當(dāng)，造成實(shí)際圖線(xiàn)與理想圖線(xiàn)(虛線(xiàn))

存在差異，則作出的W--圖像可能是___________。

【解析】

(1)由題圖乙可知x=2.00；

(2)由表中數(shù)據(jù)可得合力的功W與速度平方/成正比，即

Woev2

(3)若傾角較小，平衡摩擦力不夠，則根據(jù)動(dòng)能定理有

2

W-AW=—m—v

f2

A正確；若傾角較大，平衡摩擦力過(guò)度，則根據(jù)動(dòng)能定理有

mv2

W+A%=——

G2

D正確。

故選AD。

2.某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，圖中小車(chē)是在一條橡皮筋作用下彈出

的，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W。當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)

行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的

速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、刻度尺和(填“交流”或"直流”)電源。

⑵實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)會(huì)受到摩擦力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦力，則下面操作正確的是

()

A.放開(kāi)小車(chē)，能夠自由下滑即可

B.放開(kāi)小車(chē)，能夠勻速下滑即可

C.放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠自由下滑即可

D.放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠勻速下滑即可

(3)若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與

小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法正確的是(〉

A.橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)

B.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

C.小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn)處

D.小車(chē)已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn)

(4)在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶

的部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖所示的紙帶回答)。

}ABCDEF_GH

w...........??D

【答案】交流DBGJ

【解析】

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，即交流電源。

（2）平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，小車(chē)能夠勻速下滑即可。故選

D。

（3）放開(kāi)小車(chē)后，小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時(shí)，小車(chē)的速度最大，此時(shí)

橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。

故選B。

（4）從紙帶上看，紙帶的GJ段打點(diǎn)比較均勻，所以應(yīng)選用紙帶的GJ段進(jìn)行測(cè)量。

3.如圖是測(cè)定電流表內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的電路圖，電流表的內(nèi)電阻約為100。，滿(mǎn)偏電流為500〃A。除開(kāi)

關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)外，還有下列器材可選用。

A.電阻箱（0?999.9。）B.電阻箱（0?10k。）

C.電阻箱（0?15kC）D.電池組（電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻很?。?/p>

E.電池組（電動(dòng)勢(shì)9V,內(nèi)阻很?。?/p>

⑴電路圖中電位器"應(yīng)選用，電池組E應(yīng)選用（均填寫(xiě)器材的字母代號(hào)）。

⑵某學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①先將Ri的阻值調(diào)到最大，合上調(diào)節(jié)用的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度；

②合上邑，保持R|的阻值不變，調(diào)節(jié)&的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半；

③記下用的阻值為98.2。。

則電流表內(nèi)電阻的測(cè)量值為Q。

（3）現(xiàn)在要把它改裝成量程為2V的電壓表，則應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻4=

（4）以下四種說(shuō)法正確的是（填正確說(shuō)法前的字母）。

A.上述電流表內(nèi)電阻的測(cè)得值比其真實(shí)值小，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測(cè)定電壓時(shí),

其讀數(shù)比電壓表兩端的實(shí)際電壓小

B.上述電流表內(nèi)電阻的測(cè)得值比其真實(shí)值大，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測(cè)定電壓時(shí)，其

讀數(shù)比電壓表兩端的實(shí)際電壓小

C.上述電流表內(nèi)電阻的測(cè)得值比其真實(shí)值小，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測(cè)定電壓時(shí)，其

讀數(shù)比電壓表兩端的實(shí)際電壓大

D.上述電流表內(nèi)電阻的測(cè)得值比其真實(shí)值大，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測(cè)定電壓時(shí)，

其讀數(shù)比電壓表兩端的實(shí)際電壓大

(5)下列對(duì)此電壓表加以改進(jìn)的措施，其中正確的是(填正確說(shuō)法前的字母)。

A.在凡上串聯(lián)一比幾小得多的電阻

B.在凡上串聯(lián)一比幾大得多的電阻

C.在R。上并聯(lián)一比《小得多的電阻

D.在凡上并聯(lián)一比以大得多的電阻

【答案】CD98.23901.8AD

【解析】

⑴若電源電動(dòng)勢(shì)選擇9V

E

4制=—=18kQ>15kQ

電源選擇電動(dòng)勢(shì)為6V的電池組;

電源選擇電動(dòng)勢(shì)為6V

E

心=廠(chǎng)"Q

電阻箱選擇15g

(2)在原理上不考慮S?閉合后干路中電流的變化

Rg測(cè)=g=98.2Q

(3)應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻

&=/—7?2=3901.8Q

(4)考慮邑閉合后干路中電流的變化，，＞4

解得

Rg＞凡

由于電流表內(nèi)電阻的測(cè)得值比其真實(shí)值小，改裝成的電壓表測(cè)定電壓時(shí)，流過(guò)電流表的電流小，其

讀數(shù)比電壓表兩端的實(shí)際電壓小。故選A。

⑸要使流過(guò)電流表的電流稍微變大一點(diǎn)，應(yīng)在凡上并聯(lián)一個(gè)比用大得多的電阻，故選D。

4.某興趣小組要利用如圖甲所示的電路測(cè)量一個(gè)未知電流表的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材，為使實(shí)驗(yàn)盡量

準(zhǔn)確，要求實(shí)驗(yàn)中電表偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到半偏以上。

A.待測(cè)電流表Ai,滿(mǎn)偏電流為300pA,內(nèi)阻ri約為IkC

B.電流表A2,滿(mǎn)偏電流為1.5mA,內(nèi)阻h約為200。

C.定值電阻Ri=100C

D.定值電阻R2=2kC

E.定值電阻R3=9kC

F.滑動(dòng)變阻器R」，總阻值為10kC

G.滑動(dòng)變阻器RL2,總阻值為500。

H.電源電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻可不計(jì)，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干

(1)圖甲電路中1位置應(yīng)選擇的電阻是，2位置應(yīng)選擇的電阻是,3位置應(yīng)選擇的滑動(dòng)變

阻器是(填寫(xiě)相應(yīng)器材前的序號(hào));

(2)選擇好器材，按照電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器以保護(hù)好電路，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn);

（3）根據(jù)記錄的電流表Ai、A2的示數(shù)，建立直角坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)，擬合出圖線(xiàn)如圖乙所示;

（4）由題中所給數(shù)據(jù)可求出八=-kC（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

【答案】EDG1.2

【解析】

（1）若位置1用心=9kC,位置2用&=2kQ,根據(jù)并聯(lián)電路中電流與電阻成反比，知上下兩條支路

的電流之比約為1：5,當(dāng)A2的電流表滿(mǎn)偏時(shí)，則Ai的電流表可以達(dá)到較大幅度的偏轉(zhuǎn)，故1位置

應(yīng)選擇的電阻是E,2位置應(yīng)選擇的電阻是D。

由于滑動(dòng)變阻器采用的是分壓式接法，為了方便操作，位置3選用量程較小的近2,即G。

⑷設(shè)電流表A1、A2的示數(shù)分別為人、12,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知

/i（n+/?.?）=（，2-/i）/?2

解得

biRR

r\=---&-N

,I

代入圖中數(shù)據(jù)

I\=246.0gA>I\=1.50mA、R?=2kH、R=9kQ

解得

r\-1.2k。

5.某同學(xué)先測(cè)量電流表G的內(nèi)阻，并把它改裝成電壓表Vi,用來(lái)測(cè)量一個(gè)未知電源的電動(dòng)勢(shì)。實(shí)

驗(yàn)室提供有以下器材：

A.電流表G（量程0?100〃A）

B.電壓表V2（量程0?9V）

C.電阻箱（阻值范圍0?999.9C）

D.電阻箱（阻值范圍0?99999.9C）

E.電源（電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻不計(jì)）

該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，先斷開(kāi)S2,閉合Si,調(diào)節(jié)&的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)偏刻

度；保持Si閉合，&的阻值不變，閉合S2,調(diào)節(jié)品的阻值。當(dāng)電流表G的示數(shù)為40//A時(shí)，R的

阻值為400.0。。

⑴圖甲中R2應(yīng)選用（填寫(xiě)器材前的字母序號(hào)），電流表G的內(nèi)阻％=C。

⑵若要將該電流表G改裝成量程3V的電壓表V1,需串聯(lián)阻值Ro=。的電阻。

⑶該同學(xué)按以下兩步測(cè)一個(gè)未知電源的電動(dòng)勢(shì)。首先，按如圖乙所示的電路，將改裝的電壓表V,

連入電路，閉合開(kāi)關(guān)S,記下電壓表的示數(shù)（71,然后，按如圖丙所示的電路，將改裝的電壓表V,

和電壓表V2串聯(lián)后接入電路，分別記下此時(shí)V1和V2兩電壓表的示數(shù)U：和S,可以求出電源的電

動(dòng)勢(shì)E=（用Ui、U；、S表示）。

U\U,

【答案】D60029400..：■

u\

【解析】

（1）該同學(xué)采用的是“半偏法'’電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻，為了減小誤差，他應(yīng)該選用較大的變阻箱，故

電阻箱選D。

根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)R\的電流

7)=-1。=100/zA-4()〃A=6()〃A

由歐姆定律得

（2）若要將該微安表改裝成量程3V的電壓表，需要串聯(lián)一個(gè)定值電阻分壓，串聯(lián)分壓電阻為

U3

--R=——^-―C-600Q=29400Q

-6

Is苫lOOxlO

（3）設(shè)Vi內(nèi)阻為用，按如圖乙所示的電路，由閉合電路歐姆定律得

E=5+乜

段

按如圖丙所示的電路，山閉合電路歐姆定律得

U'

E=U；+Uz+」r

一R\

聯(lián)立兩式解得

U「u;

6.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路想測(cè)量一靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻（內(nèi)阻約為25C）,現(xiàn)有以下器材可

供選擇：

A.電壓表（0-6V,內(nèi)阻約5kC）；

B.電壓表（0?30V,內(nèi)阻約10k。）

C.滑動(dòng)變阻器（0-1Q）

D.滑動(dòng)變阻器（0~lkQ）

E.電源E（電動(dòng)勢(shì)約為6V）

F.電阻箱Rz（最大阻值9999。）

開(kāi)關(guān)S一