2024年高考物理大一輪復(fù)習(xí)：第2課時(shí) 創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

第2課時(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

籥考知能同考什么學(xué)什么

實(shí)驗(yàn)儀器的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案和方法的創(chuàng)新

實(shí)臉原理的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的拓展與遷移

研透命題點(diǎn)怎么考怎么練

命題點(diǎn)E實(shí)驗(yàn)儀器和原理的創(chuàng)新

【例1】圖1是一實(shí)驗(yàn)小組“探究外力做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，

將光電門(mén)固定在軌道上的8點(diǎn)，質(zhì)量為M的小車(chē)中放置了N個(gè)相同的鉤碼，需

要增加細(xì)繩上的拉力時(shí)，每次從小車(chē)?yán)锬贸鲆粋€(gè)鉤碼掛到繩子下端，讓小車(chē)從位

置A由靜止釋放，記下遮光條的擋光時(shí)間。

圖1

⑴實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前該小組將兩個(gè)同樣寬度的遮光條分別固定在小車(chē)的前端和后端，

將長(zhǎng)木板的右端墊高，不掛鉤碼，輕推小車(chē)使小車(chē)運(yùn)動(dòng)，若滿足

,則說(shuō)明已經(jīng)平衡了摩擦力。

(2)將小車(chē)后端的遮光條去掉，測(cè)出A、B之間的距離x,用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條

的寬度如圖2甲所示，則"=cm；某次實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車(chē)從圖示位置由靜止

釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Af=2X10一2s,則小車(chē)經(jīng)過(guò)

光電門(mén)時(shí)的速度為m/so

圖2

(3)依次從小車(chē)中取出鉤碼掛在左端細(xì)繩上，讓小車(chē)從位置A由靜止釋放，并記

下對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△/,處理數(shù)據(jù)時(shí)，該小組作出了鉤碼個(gè)數(shù)〃和

擋光時(shí)間。的關(guān)系圖象，如圖乙所示，通過(guò)〃-7提關(guān)系圖線，可以得出的

結(jié)論是

解析(1)摩擦力平衡后，不掛鉤碼，輕推小車(chē)使得小車(chē)沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，則小車(chē)

將做勻速運(yùn)動(dòng)，兩擋光條的擋光時(shí)間相等。

(2)遮光條的寬度d=(5+0.()5X4)mm=5.2()mm=0.520cm,小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的

速度v—^^—0.26m/So

(3)由圖可知，鉤碼個(gè)數(shù)〃與(；)2成正比,重力對(duì)鉤碼所做的功為〃mgx,系統(tǒng)

1#

動(dòng)能增加量為］(M+〃陽(yáng))?(加)2,由此可知：重力對(duì)鉤碼所做的功與鉤碼和小車(chē)

組成的系統(tǒng)功能增加量成正比。

答案(1)前、后兩個(gè)遮光條的擋光時(shí)間相等(2)0.5200.26(3)重力對(duì)鉤碼所

做的功與鉤碼和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量成正比

。反思感悟C

1.力學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

(1)以基本的力學(xué)模型為載體，依托運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和力學(xué)定律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

⑵將實(shí)驗(yàn)的基本方法——控制變量法，處理數(shù)據(jù)的基本方法——圖象法、逐差

法，融入實(shí)臉的綜合分析之中。

2.解決方法

實(shí)臉原理是處理創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)原理決定了需要測(cè)量哪些物理

量、如何安排實(shí)險(xiǎn)步驟和數(shù)據(jù)處理等。

(1)根據(jù)題目情境，提取相應(yīng)的力學(xué)模型，明確實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)

計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，應(yīng)用原理公式或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物體實(shí)際

受力情況和理論受力情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤差分析。

I命題預(yù)測(cè)，?

1.根據(jù)要求，完成“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)。

⑴如圖3甲所示，把白紙固定在木板上后，再護(hù)木板厚立在桌面匕用圖釘杷

橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端8連接兩條輕繩，跨過(guò)定滑輪后各拴一細(xì)繩

套，分別掛上3個(gè)鉤碼和4個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼重1N）,調(diào)整滑輪的位置，穩(wěn)定后

結(jié)點(diǎn)3位于。處，記下_______和兩條細(xì)繩的方向，取下滑輪及鉤碼。

圖3

（2）如圖乙所示，取某單位長(zhǎng)度表示1N,作出兩條細(xì)繩的拉力Q和份的圖示；

再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把結(jié)點(diǎn)B也拉至0處，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)尸=

N,取下彈簧測(cè)力計(jì)。

（3）在圖丙中作出Fi和矽的合力尸及拉力F的圖示「

（4）對(duì)比E和k的大小和方向，發(fā)現(xiàn)它們不是完全一致的，其可能的原因是

____________________（寫(xiě)一個(gè)原因即可）。

答案（1）0的位置（2）5.0（3）如圖所示

（4）測(cè)量存在誤差；作圖準(zhǔn)確度不夠；彈簧測(cè)力計(jì)自身重力的影響；滑輪與繩之

間存在摩擦力等

2.在測(cè)定一組干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，各有下列器材。

A.電流傳感器1（內(nèi)阻不計(jì)）

B.電流傳感器2（內(nèi)阻不計(jì)）

C.定值電阻Ro（3kQ）

D.滑動(dòng)變阻器R（0?20。）

E.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。

某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒(méi)有電壓傳感器，但給出了兩個(gè)電流傳感器，于是他設(shè)計(jì)

了如圖4甲所示的電路來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。

A.阻值0?200C,額定電流0.3A

B.阻值。?20C,額定電流0.5A

應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是(選填或"B”)。

正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)12345

UN0.003.006.006.166.28

Z/mA0.000.000.000.060.50

次數(shù)678910

UN6.326.366.386.396.40

//mA1.002.003.004.005.50

(2)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與(選填"O”或"P")之間。

(3)在圖中將電路圖補(bǔ)充完整。

(4)從表中數(shù)據(jù)可知，該電學(xué)元件的電阻特點(diǎn)是：

解析(1)滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為0.3X200V=60V>12V,滑動(dòng)變阻

器B兩端所能加的最大電壓為0.5X20V=10VV12V,為保證安全，滑動(dòng)變阻

器應(yīng)選Ao

(2)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電學(xué)元件電阻最小測(cè)量值約為：氏=萬(wàn)黑彳163.6

Q,電流表內(nèi)阻約為5C,電壓表內(nèi)阻約為10kQ,相對(duì)來(lái)說(shuō)，元件電阻遠(yuǎn)大于

電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，因此電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與P之間。

⑶描繪伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式

接法，由(2)可知，電流表采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。

(4)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)元件兩端的電壓小于6V時(shí)，電路電流很小，幾乎

為零，由歐姆定律可知，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6V時(shí),

隨著電壓的升高電流迅速增大，電壓與電流的比值減小，電阻變小。

答案(1)A(2)0(3)電路圖見(jiàn)解析圖(4)當(dāng)元件兩端的電壓小于6V時(shí)，元件

電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6V時(shí)，隨著電壓的升高電阻逐漸

變小

。反思感悟C

1.求解電學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的基本思路和“兩點(diǎn)注意”

(1)基本思路。

明確目的一選擇方案一選定器材一實(shí)驗(yàn)操作f數(shù)據(jù)處理f得出結(jié)論

(2)對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題

①在解決設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意條件的充分利用，如對(duì)于給定確切阻值的電壓表

和電流表，電壓表可當(dāng)作電流表使用，電流表也可當(dāng)作電壓表使用，利用這一特

點(diǎn)，可以拓展伏安法測(cè)電阻的方法，如伏伏法、安安法等。

②對(duì)一些特殊電阻的測(cè)量，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測(cè)量，電路設(shè)計(jì)有其特殊性，

即首先要注意到其自身量程對(duì)電路的影響，其次要充分利用其“自報(bào)電流或自邪

電壓”的功能，因此在測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí)無(wú)需另并聯(lián)電壓表，測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)無(wú)需

再串聯(lián)電流表。

2.意義

(1)注重物理思想方法的遷移與應(yīng)用。

(2)注重實(shí)臉原理的理解與分析。

(3)注重開(kāi)放式問(wèn)題的轉(zhuǎn)換思維訓(xùn)練。

I命題預(yù)測(cè)了

1.某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)定額定電壓約為3V、額定功率約為1.5W的LED燈正常工作

時(shí)的電阻。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

A.電流表@(量程為。?0.6A,內(nèi)阻為約為2C)；

B.電流表&量程為0?3mA,內(nèi)阻門(mén)=100Q)；

C.定值電阻Ri=900。；

D.定值電阻R2=9900Q；

E.滑動(dòng)變阻器/?(()?20C)；

F.電壓表@(量程為9V,內(nèi)阻約為1k。)；

G.蓄電池風(fēng)電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻很小)：

H.開(kāi)關(guān)So

⑴在虛線框內(nèi)將圖6甲所示的電路補(bǔ)充完整，并標(biāo)明各器材的符號(hào)。以后實(shí)驗(yàn)

都在正確連接電路的條件下進(jìn)行。

(2)電流表心的示數(shù)用/I表示，電流表⑥的示數(shù)用A表示，寫(xiě)出測(cè)量LED燈正常

工作時(shí)的電阻表達(dá)式R=(用物理量符號(hào)表示)。

⑶實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)LED燈正常發(fā)光時(shí)，電流表④表盤(pán)指針的位置如

圖乙所示，則其示數(shù)為mA,若此時(shí)電流表觀的示數(shù)為().50A,則LED

燈的電阻為。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

解析(1)要精確測(cè)定額定電壓為3V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需測(cè)量LED

燈兩端的電壓和通過(guò)LED燈的電流，器材中電壓表的量程偏大，測(cè)量誤差較大，

不能直測(cè)LED兩端的電壓，可以將電流表⑥與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測(cè)量

電壓；為了達(dá)到量程要求，電流表⑥應(yīng)與定值電阻凡串聯(lián)充當(dāng)電壓表；電流表⑥

的內(nèi)阻已知，電流表④采用外接法可消除系統(tǒng)誤差，原理圖如圖所示。

(2)根據(jù)串并聯(lián)電路的基本規(guī)律可知，流過(guò)LED燈的電流/=/i-；2,電壓U=h(R\

+八則由歐姆定律可知，LED燈的內(nèi)阻"號(hào)等

(3)⑥量程為3mA,最小分度為0.1mA,則其讀數(shù)為2.80mA；此時(shí)電流表?的

示數(shù)為0.50A,代入公式可得R,=5.6C。

答案(1)如解析圖所示(2)，」儲(chǔ)：)(3)2.805.6

2.某物理學(xué)習(xí)小組用如圖7甲所示裝置來(lái)測(cè)量輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)(實(shí)驗(yàn)中彈簧

始終未超過(guò)彈性限度)。將一張白紙固定在豎直放置的木板上，原長(zhǎng)為L(zhǎng)o的輕質(zhì)

彈簧的上端固定在。點(diǎn)，下端掛一重物。用與白紙平行的水平力（由拉力傳感器

顯示其大?。┳饔糜诮Y(jié)點(diǎn)N,靜止時(shí)記錄下N點(diǎn)的位置a。

。?、

、

X

、

第一次位齒^b

第二次“通、

圖7

回答下列問(wèn)題：

（1）若拉力傳感器顯示的拉力大小為F,用刻度尺測(cè)得ON的長(zhǎng)度為L(zhǎng)及N點(diǎn)與。

點(diǎn)的水平距離為x,則輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為（用所測(cè)物理量表示）。

⑵若換用另一個(gè)原長(zhǎng)相同的輕質(zhì)彈簧,重復(fù)上述過(guò)程，記錄靜止時(shí)N點(diǎn)的位置江

發(fā)現(xiàn)。、〃、〃三點(diǎn)剛好在同一直線上，其位置如圖乙所示，則o

A.第二次拉力傳感器顯示的拉力示數(shù)較大

B.兩次拉力傳感器顯示的拉力示數(shù)相同

C.第二次所用的輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)小

D.第二次所用的輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)大

解析（1）設(shè)輕質(zhì)彈簧與豎直方向的夾角為仇重物的重力為G。結(jié)點(diǎn)N在豎直向

下的拉力（大小為G）、輕質(zhì)彈簧的拉力丁和水平物力/作用下處于平衡狀態(tài)，有

產(chǎn)xFL

sin其中sin夕=；,T=k（L—Lo）,解得&=一一丁丁。

0=I-^,LxkL—Lo）

（2）由（1）還可得F=Gtan。，丁=磊。

因?yàn)閮纱螌?shí)驗(yàn)中G、夕均相同，所以兩次拉力傳感器顯示的拉力示數(shù)相同，兩次

輕彈簧的拉力也相同，而輕彈簧的原長(zhǎng)相同，第二次所用的輕質(zhì)彈簧的伸長(zhǎng)量大，

由胡克定律知第二次配用的輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)小。

答案⑴77是?、频?/p>

命題點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)的拓展與遷移

【例1】（2019?全國(guó)卷H,22）如圖8,某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦

因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻

率50Hz的交流電源、紙帶等。回答下列問(wèn)題：

圖8

（1）鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)〃=（用木板與水平面的夾角久重力加速

度g和鐵塊下滑的加速度。表示）。

（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使9=30。。接通電源，開(kāi)啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開(kāi)始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙

帶，如圖9所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）。

重力加速度為9.80m/s2,可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（結(jié)

果保留2位小數(shù)）。

IP

1.96*

?2()9)——!單位:cm

--------31.83----------?；

---------------4-4.70-----------------

59.57----------

--------------------------------76.39

圖9

解析（1）鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用，由牛頓第二定律得

mgsin6—RFN=ma

且FN=mgcos0

解以上兩式得廣學(xué)。

（2）由逐差法求鐵塊加送度

（超+m+刈）一（7+尤2+%3）

a=127^

(76.39-31.83)-20.90

X102m/s%1.97m/s2

12X0.12

gsin3-a

代入〃=得先。

geos040.35

gsin8-a

答案⑴

geos0(2)0.35

[例2](2019?全國(guó)卷I,23)某同學(xué)要將一量程為250PA的微安表改裝為量程

為20mA的電流表。該同學(xué)測(cè)得微安表內(nèi)阻為1200C,經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R

的電阻與該微安表連接，進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，根據(jù)圖10(a)所示

電路對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。

⑴根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實(shí)物連線。

⑵當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時(shí)，微安表的指針位置如圖⑹所示。由此可

以推測(cè)出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是________o(填正確答案標(biāo)號(hào))

(c)

圖10

A.18mAB.21mA

C.25mAD.28mA

(3)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因可能是_______o(填正確答案標(biāo)號(hào))

A1散安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻大于1200。

B*散安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻小于1200Q

CR值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏小

D.R值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏大

(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無(wú)論測(cè)得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測(cè)量，只需要將

阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可，其中k=。

解析(1)實(shí)物連線如圖所示。

?AmA

(2)串聯(lián)電路中電流處處相等，根據(jù)比例關(guān)系得，毫安表示數(shù)為16.0mA時(shí)，對(duì)

應(yīng)微安表的刻度為160gA,說(shuō)明量程擴(kuò)大了100倍，所以當(dāng)微安表指針到滿量

程250HA時(shí)，毫安表的示數(shù)應(yīng)為25mA,即為改裝后電表的量程，選項(xiàng)C正確。

⑶根據(jù)I四=(I—MR得1=嚕+1&。出現(xiàn)該情況可能是微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，

實(shí)際電阻大于1200Q,或者并聯(lián)的電阻R計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏小。選項(xiàng)A、

C正確。

(4)若微安表的滿偏電壓為U,則對(duì)并聯(lián)的電阻A有

(7=(25-0.25)X1O-3/?

U=(20-0.25)X1()—3AR

解得仁9治9

答案⑴見(jiàn)解析圖(2)C(3)AC(4篇

|命題預(yù)測(cè)工

1.某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)定??銘牌上只有額定電壓為1()V、而其他字跡不清楚的直流電

動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率，現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻

器(阻值較小)、備用電池若干節(jié)，開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線、固定電池的電池盒、細(xì)線、

重物。

圖11

(1)小組成員設(shè)計(jì)如圖11甲、乙兩個(gè)測(cè)量電路，其中比較合理的是圖(選

填“甲”或“乙”)。

(2)根據(jù)選取的電路圖完善下面圖12中用電動(dòng)機(jī)提升重物的實(shí)物電路連接。

⑶閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將圖12中的滑動(dòng)變阻器的滑片移到最端(選填“左”

或“右”)。閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，使電壓表和電流表都有明顯的示數(shù)，

但電動(dòng)機(jī)并未轉(zhuǎn)動(dòng)，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)分別為2V、1Ao繼塊移

動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，將電壓表的示數(shù)調(diào)為10V,這時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A。

此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為W,若重物重為8N,則重物勻速上升時(shí)

的速度大小為m/so

解析(1)乙電路能夠使得電動(dòng)機(jī)得到從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)的電壓，便于調(diào)節(jié)到在

電壓較低的情況下電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)的電壓表和電流表的值，便于測(cè)出電動(dòng)機(jī)線圈的

電阻，故選乙圖較好。

⑵根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示，

(3)為了使閉合開(kāi)關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器的輸出電壓為零，應(yīng)將圖12中的滑動(dòng)變阻器的

滑片移到最右端。

根據(jù)歐姆定律可得

電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻廠=1二,Q=2Co

加額定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率即機(jī)械功率

P機(jī)=Lhh-Rr=10X0.4W—(0.4)2x2W=3.68

若重物的重為8N,由瞬時(shí)功率公式。機(jī)=/咫0

可得重物勻速上升時(shí)的速度為

P以3.68,…,

v=—=~^~m/s=0.46m/So

mg%

答案⑴乙（2）見(jiàn)解析圖⑶右3.680.46

2.為了較準(zhǔn)確地測(cè)量某細(xì)線所能承受的最大拉力，甲、乙兩位同學(xué)分別進(jìn)行了如

下實(shí)驗(yàn)。

（1）甲同學(xué)操作如下：

如圖13a所示，將細(xì)線上端固定，在其下端不斷增掛鉤碼，直至掛第4個(gè)鉤碼（每

個(gè)鉤碼重為G）時(shí)，細(xì)線突然斷裂，甲同學(xué)將3G汜為細(xì)線所能承受的最大拉力。

⑵乙同學(xué)操作如下：

①用刻度尺測(cè)出細(xì)線的長(zhǎng)度/;

②按圖b所示將細(xì)線左端固定，右手捏住細(xì)線另一端，然后將3個(gè)鉤碼掛在細(xì)線

上；

③捏住細(xì)線的右手沿水平刻度尺緩慢向右移動(dòng)，直至細(xì)線斷裂，測(cè)出此時(shí)細(xì)線兩

端之間的水平距離小

（3）若細(xì)線質(zhì)量、伸長(zhǎng)量及細(xì)線與鉤碼間的摩擦均忽略不計(jì)，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)

完成下列內(nèi)容：

①測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確的是（選填“甲”或“乙”洞學(xué)；

②乙同學(xué)的測(cè)量結(jié)果是（用題中所給物理量的字母表示）；

③在乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)細(xì)線剛斷時(shí)鉤碼兩側(cè)細(xì)線的夾角（選填

"="或"v"）120。。

解析（3）①甲同學(xué)的做法不能確定出細(xì)線能夠承受的最大拉力，乙同學(xué)的做法

能較準(zhǔn)確地測(cè)量細(xì)線麻承受的最大拉力。

②設(shè)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中細(xì)線與水平方向的夾角為細(xì)線能夠承受的最大拉力為FT,

P一便

由平衡條件有2FYsina=3G,由幾何關(guān)系有sin。=七一,則細(xì)線能夠承受的

最大拉力

③當(dāng)a=3()。時(shí)，細(xì)線的拉力f￥=3G,則乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中細(xì)線剛斷時(shí)鉤碼兩側(cè)細(xì)線

的夾角大于120%

答案⑶①乙②2濯/③〉

課后知能練提能練標(biāo)準(zhǔn)練

A卷提能小卷練

1.某同學(xué)利用如圖1甲所示裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能耳和滑塊與桌面間的動(dòng)摩

擦因數(shù)〃。實(shí)驗(yàn)步驟如卜.：

①用重垂線確定桌面右邊沿在水平地面投影的位置O;

②將輕彈簧一端固定在桌面左邊沿的墻面上；

③用滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))把彈簧壓縮到P點(diǎn)，釋放滑塊，測(cè)出滑塊落地點(diǎn)與O點(diǎn)的

水平距離X；

④通過(guò)在滑塊上增減祛碼來(lái)改變滑塊的質(zhì)量，重復(fù)步驟③的操作；

⑤根據(jù)得到的一系列的滑塊質(zhì)量〃2與水平距離X的值，作出2圖象，如圖

乙所示。

O

甲乙

圖1

回答下列問(wèn)題：

(1)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，除已?jīng)測(cè)出的滑塊質(zhì)量和滑塊落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離X,

還需要測(cè)量_______o

A.彈簧的原長(zhǎng)Zx)

B.彈施壓縮后滑塊到桌面右動(dòng)沿的距離L

C.桌面到地面的高度〃

D.彈簧壓縮前滑塊到桌面右邊沿的距離Li

(2)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,根據(jù)圖乙可知彈簧被壓縮到P點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能為

,滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為o［用圖象中的〃、b和(1)中所

選物理量的符號(hào)表示結(jié)果1

解析根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，要測(cè)量滑塊從桌面右邊沿飛出時(shí)滑塊的動(dòng)能，即求滑

塊飛出時(shí)的速度，則需要測(cè)量桌面到地面的高度要測(cè)量滑塊與桌面間的動(dòng)摩

擦因數(shù)，需要測(cè)量彈簧壓縮后滑塊到桌面右邊沿的距離心根據(jù)能量守恒定律有

次,滑塊離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向x=votf豎直方向H

=如,聯(lián)立可得『=嚕5一4”〃，由題圖乙可知竿=3一4〃/〃=一6

解得及=焉？P=4HL°

答案(1)BC(2)磊4HL

2.圖2甲所示是小明同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安

裝了一個(gè)光電門(mén)B,滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑

輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

光電門(mén)8遮光條

■氣犁導(dǎo)軌］1:滑拳

的碼

甲

012cm

Ifill11111J1111i111

|o51；)15201

乙

圖2

(1)小明用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,示數(shù)如圖乙所示，則,/=mmo

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從4位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)8

的時(shí)間to若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量c是

_________________________(用文字表述)。

(3)小亮同學(xué)認(rèn)為：無(wú)須測(cè)出上述物理量c和d,只要畫(huà)出以尸(力傳感器的示數(shù))

為橫坐標(biāo)、以為縱坐標(biāo)的圖象，就能直接反映加速度與力的關(guān)系。

(4)下列實(shí)驗(yàn)操作和要求必要的是_______(請(qǐng)?zhí)钸x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)。

A.應(yīng)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平

B.應(yīng)測(cè)出鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

C.應(yīng)使4位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些

D.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

解析(3)研究從靜止釋放滑塊到滑塊通過(guò)光電門(mén)這一過(guò)程，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)

規(guī)律得。2=2R,/為靜止釋放滑塊時(shí)遮光條到光電門(mén)的距離。又。=彳得＜)2=

2出，可見(jiàn)根據(jù)牛頓第二定律可知，進(jìn)而可得尸s1。

所以，只要畫(huà)出以汽力傳感器的示數(shù))為橫坐標(biāo)，以《為縱坐標(biāo)的圖象，就能直

接反映加速度與力的關(guān)系。

答案(1)2.30(2)靜止釋放滑塊時(shí)遮光條到光電門(mén)的距離(3d(4)AC

3.某同學(xué)要把電壓表改裝成可直接測(cè)量壓力的儀表，設(shè)計(jì)的電路如圖3(a)所示。

實(shí)驗(yàn)器材如下：待改裝電壓表(量程()?3V,可視為理想電壓表)，定值電阻R),

壓敏電阻R,電源(4V,內(nèi)阻不計(jì))，開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線。選用的壓敏電阻阻值R隨

壓力廠變化的規(guī)律如圖(b)所示。

圖3

⑴實(shí)驗(yàn)中隨著壓力戶的增大，電壓表的示數(shù)o(選填“變大”“不變”

或“變小”)

⑵為使改裝后儀表的量程為()?16()N,且壓力16()N對(duì)應(yīng)電壓表3V的刻度線,

則定值電阻阻值Ro=Q,壓力0N對(duì)應(yīng)電壓表V的刻度線。

(3)他發(fā)現(xiàn)這樣改裝后的儀表壓力刻度分布不均勻，想進(jìn)一步把(2)中的壓力刻度

改成均勻分布，應(yīng)選用另一壓敏電阻，其阻值R隨壓力/變化的關(guān)系式為

解析(1)由圖(b)知，壓力越大，壓敏電阻R越小，則電路中電流越大，電壓表

示數(shù)變大。

r

(2)由圖(b)知，當(dāng)b=160N時(shí)，&=80C,U=3V,U=E-U=\V,/=丁Y=

XKx

白A,那么Ro=?=24OC。

oUI

R(E

當(dāng)/=0時(shí)，Rx=400C,貝U=7777^-=1.5V。

Kx-rK()

(3)要使儀表壓力刻度均勻，須滿足U=AF+。，由Q)知

3—153

尸=0N時(shí)，U=1.5V,得〃=1.5,那么攵=丁點(diǎn)=市，

3EIJ

。=拓產(chǎn)+1.5(V)。由閉合電路歐姆定律有游國(guó)=而，

任TTR()E96?？趘、，口n102400

何U=R+Ro=24O+R\V'聯(lián)工仔&=百■而—240(0)。

答案(1)變大(2)2401.5(3)&=詈器-240(0)

B卷高考標(biāo)準(zhǔn)練

(15分鐘15分)

1.(5分)某課外興趣小組在做探究合外力做功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。如圖4甲

所示，A物體的質(zhì)量為M,B物體的質(zhì)量為如固定斜面頂端有一光滑定滑輪，

A、3通過(guò)輕細(xì)繩連接°A物體上固定一遮光片，斜面底端有一光電計(jì)時(shí)器(未完

全畫(huà)出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t.A物體與斜面間的最大靜摩擦力等

于滑動(dòng)摩擦力。開(kāi)始時(shí)A恰好可以沿斜面勻速下滑，現(xiàn)使A靜止在斜面上，通

過(guò)刻度尺測(cè)量A物體到光電門(mén)的初始距離L,剪斷細(xì)繩后，A下滑。

圖4

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片寬度d如圖乙所示，讀數(shù)為mm。

(2