高考物理二輪復(fù)習(xí)精品專題十二 實驗(解析版)

專題十二專題十二××實驗命題趨勢命題趨勢高考實驗題一般一大一小考查，實驗“小題”?？剂W(xué)內(nèi)容，實驗“大題”?？茧妼W(xué)內(nèi)容。在兩個實驗中，通常一個實驗立足教材，立足創(chuàng)新，凸顯對科學(xué)探究素養(yǎng)的考查，一般較為基礎(chǔ)，注重對考生的實驗基本功的考查；另一個實驗題依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求挖掘改造，對考生的實驗?zāi)芰σ筝^高，突出選拔作用。考點清單考點清單一、力學(xué)實驗及創(chuàng)新1．基本儀器的讀數(shù)和使用2．“紙帶類”實驗3．“橡皮條、彈簧、碰撞”類實驗4．“探究平拋運動的特點”實驗5．“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實驗6．“用單擺測定重力加速度的大小”實驗二、電學(xué)實驗及創(chuàng)新1．電學(xué)常用儀器的讀數(shù)和使用2．以測電阻為核心的電學(xué)實驗3．以測電源電動勢和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實驗4．觀察電容器的充、放電現(xiàn)象5．探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系6．利用傳感器制作簡單的自動控制裝置精題集訓(xùn)精題集訓(xùn)（70分鐘）經(jīng)典訓(xùn)練題經(jīng)典訓(xùn)練題1．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以如圖甲裝置中的滑塊為對象驗證“牛頓第二定律”，裝置由彈簧測力計、氣墊導(dǎo)軌、兩個光電門、滑塊和砝碼盤(含砝碼)等組成。光電門可以測出滑塊的遮光條依次分別通過兩個光電門的時間Δt1、Δt2，游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個光電門間的距離L，另用天平測出滑塊、砝碼盤(含砝碼)的質(zhì)量分別為M和m，不計滑輪的重量和摩擦。(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，則d＝cm。(2)實驗操作中，下列說法正確的是()A．該裝置可以不平衡摩擦力，只需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平B．為減小誤差，實驗中一定要保證質(zhì)量m遠小于質(zhì)量MC．實驗時，多次在同一條件下重復(fù)實驗取遮光條通過兩光電門時間的平均值減小系統(tǒng)誤差D．如果氣墊導(dǎo)軌水平，則輕推滑塊勻速滑動時通過兩個光電門的時間Δt1和Δt2必相等(3)該裝置中彈簧測力計的讀數(shù)F，需要驗證的表達式為F＝。(4)對質(zhì)量保持不變的過程，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出滑塊的加速度a與彈簧測力計示數(shù)F的關(guān)系圖像，最符合本實驗實際情況的是()【答案】(1)1.015(2)AD(3)eq\f(M,4L)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2))(4)A【解析】(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：10mm＋3×0.05mm＝10.15mm＝1.015cm。(2)實驗前要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，因有彈簧測力計測出拉力，則不需要平衡摩擦力，故A正確；滑塊受到的拉力可以由測力計讀出，實驗中不需要保證質(zhì)量m遠小于質(zhì)量M，故B錯誤；實驗時，多次在同一條件下重復(fù)實驗取遮光條通過兩光電門時間的平均值以減小偶然誤差，故C錯誤；如果氣墊導(dǎo)軌水平則輕推滑塊勻速滑動時，通過兩個光電門的時間Δt1和Δt2必相等，故D正確。(3)滑塊經(jīng)過光電門時的速度v1＝eq\f(d,Δt1)，v2＝eq\f(d,Δt2)，滑塊的加速度a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L)，對滑塊，由牛頓第二定律得2F＝Ma，則F＝eq\f(1,2)Ma＝eq\f(M,4L)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2))。(4)質(zhì)量不變，由牛頓第二定律得a＝eq\f(2,M)F，M不變，a與F成正比，a－F是正比例函數(shù)圖像，故A正確，BCD錯誤。2．某物理課外活動小組學(xué)習(xí)了“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”后，設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路。(1)若閉合開關(guān)S1,將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U，處理數(shù)據(jù)得到如圖乙所示圖象，寫出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)關(guān)系式________。(2)若斷開S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向b，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電流表的讀數(shù)I，處理數(shù)據(jù)得到如圖丙所示圖象，寫出eq\f(1,I)－R關(guān)系式________。(3)同學(xué)們對實驗結(jié)果進行了誤差分析，發(fā)現(xiàn)將兩個圖象綜合利用，完全可以避免由于電壓表分流和電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差。已知圖象乙和丙的縱軸截距分別為b1、b2，斜率分別為k1、k2，則電源的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________。(4)不同小組的同學(xué)用不同的電池組(均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成)，按照(1)中操作完成了上述實驗后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大，同學(xué)們選擇了內(nèi)電阻差異較大的Ⅰ、Ⅱ兩個電池組做進一步探究，對電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系，以及電池組的輸出功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系進行了猜想，并分別畫出了下列的P－R和P－U圖象。若已知Ⅰ電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是________(填正確選項標(biāo)號)?！敬鸢浮?1)eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)(2)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)(3)eq\f(1,k2)eq\f(k1,k2)(4)BC【解析】(1)若閉合開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，E＝U＋Ir＝U＋eq\f(U,R)r，則eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，得到eq\f(1,I)與R的關(guān)系式eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)。(3)由題圖所示電路圖可知，利用伏阻法時，由于電壓表的分流作用，通過電源的電流大于eq\f(U,R)，這是造成系統(tǒng)誤差的原因。若考慮通過電壓表的電流，則表達式為E＝U＋Ir＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U,R)＋\f(U,RV)))r，則eq\f(1,U)＝eq\f(RV＋r,ERV)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)，則eq\f(r,E)＝k1；利用安阻法時，考慮電流表內(nèi)阻，可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(RA＋r,E)，則題圖丙中eq\f(1,I)－R圖象的斜率的倒數(shù)等于電源的電動勢E。那么根據(jù)eq\f(r,E)＝k1，eq\f(1,E)＝k2，可得E＝eq\f(1,k2)，r＝eq\f(k1,k2)。(4)根據(jù)電源的輸出功率規(guī)律可知，當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時輸出功率最大，當(dāng)外電阻大于內(nèi)電阻時，隨著外電阻的增大，輸出功率將越來越小，又由Pmax＝eq\f(E2,4r)可知，電動勢相同，內(nèi)阻越小，最大輸出功率越大，故B正確，A錯誤。當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時，輸出功率最大，此時輸出電壓為電動勢的一半，且電池組Ⅱ的輸出功率比Ⅰ的大，而當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于電源的電動勢，此時輸出功率為零，故C正確，D錯誤。3．(2020·新課標(biāo)卷Ⅲ·T23)已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系．所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω)。(1)在所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖。(2)實驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時熱敏電阻的阻值為_______kΩ(保留2位有效數(shù)字)。實驗中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示。(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ。由圖(a)求得，此時室溫為_______℃(保留3位有效數(shù)字)。(4)利用實驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分如圖(b)所示。圖中，E為直流電源(電動勢為10V，內(nèi)阻可忽略)；當(dāng)圖中的輸出電壓達到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器(圖中未畫出)報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃，則圖中_______(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_______kΩ(保留2位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)見解析(2)1.8(3)25.5(4)R11.2【解析】(1)滑動變阻器采用分壓式，電壓表可視為理想表，所以用電流表外接。連線如圖。(2)由部分電路歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.5,0.3×10－3)Ω≈1.8kΩ。(3)由圖(a)可以直接讀出該電阻的阻值為2.2kΩ時對應(yīng)的溫度為25.5℃。(4)溫度升高時，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少．而溫度高時要求輸出電壓升高，以觸發(fā)報警，所以R1為熱敏電阻。由圖線可知，溫度為50℃時，R1＝0.8kΩ，由歐姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.2kΩ。高頻易錯題高頻易錯題1．(2020·山東學(xué)業(yè)水平等級考試·T13)2020年5月，我國進行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計了如下實驗，測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。實驗步驟如下：(1)如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺(圖中未畫出)。(2)調(diào)整手機使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能．將小物塊從木板頂端釋放，用手機記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運動的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運動路徑上合適的一點作為測量參考點，得到小物塊相對于該點的運動距離L與運動時間t的數(shù)據(jù)。(3)該同學(xué)選取部分實驗數(shù)據(jù)，畫出了eq\f(2L,t)－t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6m/s2。(4)再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實驗。回答以下問題：①當(dāng)木板的傾角為37°時，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點時速度的大小為_______m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點上的A、B兩點，利用A、B兩點數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為_______m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開______m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80)【答案】①0.32(或0.33)3.1②9.4【解析】①根據(jù)L＝v0t＋eq\f(1,2)at2可得eq\f(2L,t)＝2v0＋at，則由eq\f(2L,t)－t圖像可知2v0＝65×10－2m/s，則v0＝0.33m/s，a＝k＝eq\f(190－65×10－2,40×10－2)m/s2＝3.1m/s2。②由牛頓第二定律可知mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即a＝gsinθ－μgcosθ，當(dāng)θ＝53°時a＝5.6m/s2，即gsin53°－μgcos53°＝5.6，當(dāng)θ＝37°時a＝3.0m/s2，即gsin37°－μgcos37°＝3.1，聯(lián)立解得g＝9.4m/s2。2．某學(xué)習(xí)小組利用圖1所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。一斜面上安裝有兩個光電門甲和乙，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊從斜面上下滑，通過光電門時光電計時器可以顯示出遮光片遮光的時間。一與斜面平行的輕彈簧上端固定，在自然狀態(tài)時下端在O點。用天平測得滑塊及遮光片的總質(zhì)量為m。請完成下列實驗步驟：(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，其示數(shù)如圖2所示，則d＝________mm；(2)滑塊靠在彈簧的下端向上移到A點后釋放，滑塊下滑，通過光電門甲、乙的遮光時間分別為t1、t2，反復(fù)調(diào)整斜面的傾角直至t1________t2(選填“>”“＝”或“<”)，這樣操作的目的是___________________________________。(3)按正確步驟操作，讓滑塊緊壓彈簧從O點上方某點P由靜止釋放沿斜面下滑，記下通過甲、乙時對應(yīng)的t和t′值，則滑塊在P點時彈簧的彈性勢能為________。(用題中測量的物理量表示)【答案】(1)3.60(2)＝平衡摩擦力(3)eq\f(md2,2t2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(md2,2t′2)))【解析】(1)主尺的讀數(shù)為3mm，游標(biāo)尺的讀數(shù)為eq\f(1mm,20)×12＝0.60mm，則d＝3mm＋0.60mm＝3.60mm。(2)反復(fù)調(diào)整斜面傾角以平衡摩擦力，使t1＝t2，說明滑塊離開彈簧后做勻速直線運動，根據(jù)功能關(guān)系可知滑塊離開彈簧后，滑塊的動能等于彈簧的彈性勢能。(3)彈簧的彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)mv2，而v＝eq\f(d,t)，得Ep＝eq\f(md2,2t2)，又t＝t′，也可表示為Ep＝eq\f(md2,2t′2)。3．某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻．可使用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20Ω，另一個阻值為2000Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω)；電源E(電動勢約為1.5V)；單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。(2)完成下列填空：①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2000”)。②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”)。④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變．待測微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：。【答案】(1)見解析圖(2)20左相等2550(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程【解析】(1)根據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實物連線如圖所示。(2)①滑動變阻器R1在實驗中為控制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故R1的阻值為20Ω。②為了保護微安表，S1閉合時，微安表上的電壓為零，故開始時應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端。③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B、D兩點的電勢相等。④實驗過程中，由于測量電路，即由Rz、μA、R2組成的電路的阻值很大，可認為測量電路兩端的電壓不變，故μA與Rz互換后通過R2、Rz和μA的電流不變，電路如圖所示。由于B、D兩點的電勢相等，對于圖甲，I1RμA＝I2R′，I1Rz1＝I2R，即eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(R′,R)；對于圖乙，I1Rz2＝I2R′，I1RμA＝I2R.即eq\f(Rz2,RμA)＝eq\f(R′,R)，所以eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(Rz2,RμA)，所以RμA＝eq\r(Rz1Rz2)＝eq\r(2500×2601)Ω＝2550Ω。(3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。精準(zhǔn)預(yù)測題精準(zhǔn)預(yù)測題另一實驗小組在同一實驗的研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h＝35.0cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時彈簧的下端位于筒內(nèi)，用測力計可以同彈簧的下端接觸)，如圖甲所示，若本實驗的長度測量工具只能測量露出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變l而測出對應(yīng)的彈力F，作出F－l圖像如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，彈簧的原長l0＝________cm。【答案】20025【解析】根據(jù)胡克定律F與l的關(guān)系式為：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，從圖像中可得直線的斜率為2N/cm，截距為20N，故彈簧的勁度系數(shù)k＝2N/cm＝200N/m。由k(h－l0)＝20N，于是l0＝25cm。2．某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置“探究動量定理”。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1，2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過定滑輪、輕質(zhì)動滑輪與彈簧測力計相連。實驗時測出遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量m，重力加速度為g。(1)完成下列實驗步驟中的填空。A．用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d，示數(shù)如圖2所示，讀得d＝___________mm；B．按圖1所示，安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；C．實驗時要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平。不掛鉤碼和細線，接通氣源，輕推滑塊，如果滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài)；D．掛上鉤碼后，接通氣源，再放開滑塊，記錄遮光條通過光電門1的時間Δt1，遮光條通過光電門2的時間Δt2和遮光條由光電門1運動到光電門2所用的時間t，求出滑塊動量的變化量；E．改變鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟D，求在不同合力作用下滑塊的動量變化量。(2)對于上述實驗，下列說法正確的是___________。A．彈簧測力計的讀數(shù)為eq\f(1,2)mgB．彈簧測力計的讀數(shù)等于滑塊所受合外力C．實驗過程中鉤碼處于超重狀態(tài)D．鉤碼的總質(zhì)量m應(yīng)遠小于滑塊的質(zhì)量M(3)若本實驗中彈簧測力計的示數(shù)為F，測得的數(shù)據(jù)滿足___________，則說明在誤差允許的范圍內(nèi)動量定理成立。【答案】(1)6.60(2)B(3)SKIPIF1<0【解析】(1)擋光片的寬度6mm＋12×0.05mm＝6.60mm。(2)因為鉤碼加速向下運動，則彈簧測力計的讀數(shù)小于eq\f(1,2)mg，A錯誤；彈簧測力計的讀數(shù)為滑塊所受合外力大小，B正確；實驗過程中鉤碼的加速度向下，故處于失重狀態(tài)，C錯誤；鉤碼的總質(zhì)量m不需要遠小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，小滑塊的拉力是通過彈簧測得的，D錯誤。(3)遮光條通過光電門1的速度SKIPIF1<0，遮光條通過光電門2的速度SKIPIF1<0，合外力的沖量I＝Ft，動量的增量Δp＝Mv2－Mv1，即SKIPIF1<0，如果滿足SKIPIF1<0，則說明在誤差允許的范圍內(nèi)動量定理成立。3．小楷同學(xué)發(fā)現(xiàn)水流十分神秘，想用水流估測重力加速度大小。水龍頭流出的水由于在重力作用下速度越來越大，所以水流的橫截面積會越來越細，如圖所示。小楷同學(xué)打開水龍頭的同時用秒表計時，發(fā)現(xiàn)水龍頭經(jīng)過時間t流過的水體積為V，然后用游標(biāo)卡尺在相距h的兩處分別測出水流的橫截面直徑d1和d2。(1)為提高該實驗的精度，下列措施有效的是___________；A．測量d1時應(yīng)盡量靠近水龍頭出口B．水龍頭出水口是豎直向下C．從多個角度測量同一截面直徑d，再求平均值D．h取值盡可能大，但是需要避免因為水流太細而發(fā)成離散的水珠(2)試寫出重力加速度表達式：g＝___________；(3)該實驗存在多方面因素造成的誤差，請寫出一項可能造成誤差的原因___________?！敬鸢浮?1)CD(2)SKIPIF1<0(3)水柱的截面不是正圓形【解析】(1)水龍頭流出的水速較大時，靠近水龍頭出口，水柱的截面不是圓形的，A錯誤；水龍頭流出的水速較小時，即使水龍頭出水口是傾斜的，水流也沿豎直方向，B錯誤；水柱的截面不一定是正圓形，從多個角度測量同一截面直徑d，再求平均值，可減小截面直徑測量的誤差，C正確；h取值較大，測量的相對誤差才小，但如果水流太細而成離散的水珠，則測不出對應(yīng)位置的速度，D正確。(2)水流的橫截面直徑d1，則橫截面的面積S1＝eq\f(1,4)πd12，水龍頭經(jīng)過時間t流過的水體積為V，則S1v1＝SKIPIF1<0，解得水流經(jīng)過d1處的速度v1＝SKIPIF1<0，同理，水流經(jīng)過d2處的速度v2＝SKIPIF1<0，根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關(guān)系有v22－v12＝2gh，計算得g＝SKIPIF1<0。(3)可能造成誤差的原因是水柱的截面不是正圓形。4．某同學(xué)利用圖示裝置驗證不可伸長的細繩連接的物塊的速度沿著繩的分速度相等及機械能守恒。圖中P、Q、R是三個完全相同的木塊，P、Q木塊用細繩連接，放在水平氣墊桌上。木塊R用輕質(zhì)滑輪連接，放在正中間。a、b、c是三個光電門，調(diào)整三個光電門的位置，能實現(xiàn)同時遮光。將整個裝置無初速度釋放。(1)為了能完成實驗?zāi)康?。除了記錄P、Q、R三個遮光片的遮光的時間t1、t2、t3外，還必需測量的物理有______；A．P、Q、R的質(zhì)量MB．兩個定滑輪的距離dC．R的遮光片到c的距離HD．遮光片的寬度x(2)根據(jù)裝置可以分析出P、Q的速度大小相等，驗證表達式為___________；(3)驗證系統(tǒng)機械能守恒的表達式___________?！敬鸢浮?1)CD(2)t1＝t2(3)SKIPIF1<0【解析】(1)要驗證系統(tǒng)的機械能守恒，其表達式是MgH＝eq\f(1,2)MvP2＋eq\f(1,2)MvQ2＋eq\f(1,2)MvR2，可知與質(zhì)量M無關(guān)，因此不需要測量P、Q、R的質(zhì)量M，A錯誤；由驗證表達式可知，與兩個定滑輪的距離d無關(guān)，B錯誤；由驗證的表達式可知，需要測量R的遮光片到c的距離H，C正確；由驗證的表達式可知，需要測量P、Q、R三個物塊遮光片的速度，因此需要測量遮光片的寬度x，速度v＝eq\f(x,t)，D正確。(2)物塊P的速度SKIPIF1<0，物塊Q的速度SKIPIF1<0，因此分析出P、Q的速度大小相等，即需要驗證表達式為SKIPIF1<0，即t1＝t2。(3)整個系統(tǒng)減少的機械能是ΔE＝MgH，增加的機械能是SKIPIF1<0，要驗證機械能守恒，則有ΔE＝ΔE′即驗證的表達式SKIPIF1<0。5．某同學(xué)想用如圖甲所示的實驗電路，測量未知電阻Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢，實驗過程中電流表的讀數(shù)始終符合實驗要求。(1)為了測量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至______(填“最大”或“最小”)，然后閉合開關(guān)K1，將開關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開關(guān)K2撥至2位置．保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當(dāng)調(diào)節(jié)R1＝34.2Ω時，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx＝______Ω。(2)為了測量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢E，他將R1的阻值調(diào)到1.5Ω，R2調(diào)到最大，將開關(guān)K2調(diào)至2位置，閉合開關(guān)K1；然后多次調(diào)節(jié)R2，并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對應(yīng)電流表A的讀數(shù)I；最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫出了如圖乙所示的圖像；利用圖像中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA＝______Ω，電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢E＝______V?！敬鸢浮?1)最大34.2(2)0.54【解析】(1)為了保證電路中用電器的安全，在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至最大，使電路中的電流較小，不會燒壞用電器；由于兩次操作電路中電流相等，說明兩次操作電路中的總電阻也相等，故Rx＝34.2Ω。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E＝I(R2＋RA＋R1)，解得eq\f(1,I)＝eq\f(R2,E)＋eq\f(RA＋R1,E)，結(jié)合eq\f(1,I)－R2圖像的斜率和截距可得E＝4V，RA＝0.5Ω。6．在工業(yè)生產(chǎn)中，常運用測定電學(xué)量的方法來測定某些溶液含離子的濃度。某同學(xué)利用圖a所示電路模擬這一情形，測定不同濃度下食鹽溶液的電阻率。在長方體絕緣容器內(nèi)插上兩豎直金屬薄板A、B，A板固定在左側(cè)，B板可插在容器內(nèi)不同位置。(1)因缺少保護電阻，為保護電流表，開關(guān)閉合前B板應(yīng)盡量靠近容器的___________側(cè)（填“左”或“右”），容器內(nèi)應(yīng)倒入___________（填“少量”或“大量”）食鹽溶液；(2)某次實驗時，容器內(nèi)有一定量的食鹽溶液，且B板位于最右端，此時電流表示數(shù)如圖c，則此時電路中電流為___________mA；為便于在多次測量中電流的變化范圍更大一些，應(yīng)___________（選填:增加、減少）容器內(nèi)的食鹽溶液；(3)倒入適量食鹽溶液后，將B板插在容器內(nèi)不同位置，改變B、A兩板的間距x，讀取電流表讀數(shù)I，測量多組數(shù)據(jù)，得到eq\f(1,I)－x圖線如圖b示。已知電源電動勢為3.0V，容器內(nèi)部底面長l＝20cm，容器內(nèi)溶液體積V＝1200m3。根據(jù)圖線求得該食鹽溶液的電阻率ρ＝___________Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?1)右少量(2)28增加(3)4.95×10－2【解析】(1)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，B板越靠近右側(cè)，溶液長度越長，電阻越大。鹽溶液濃度越低，阻值越大。(2)由圖c可知，此時電路中電流為28mA。要使測量中電流的變化范圍更大，則應(yīng)減小電阻，故需要增加容器內(nèi)的食鹽溶液。(3)根據(jù)電阻定律可得SKIPIF1<0，又V＝Sl，SKIPIF1<0，聯(lián)立可得SKIPIF1<0。結(jié)合圖象的斜率k，可得SKIPIF1<0Ω·m。7．某實驗小組設(shè)計如圖甲所示電路圖來測量電源的電動勢及內(nèi)阻，其中待測電源電動勢約為2V、內(nèi)阻較??；所用電壓表量程為3V，內(nèi)阻非常大，可看作理想電壓表。(1)按實驗電路圖在圖乙中補充完成實物連線。(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如圖丙所示，則其電阻讀數(shù)為______Ω，閉合開關(guān)S，將S1打到b端，讀出電壓表的讀數(shù)為1.10V；然后將S1打到a端，此時電壓表讀數(shù)如圖丁所示，則其讀數(shù)為______。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝______Ω。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)將S1打到b端，讀出電阻箱讀數(shù)R以及相應(yīng)的電壓表讀數(shù)U，不斷調(diào)節(jié)電阻箱電阻，得到多組R值與相應(yīng)的U值，作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖如圖戊所示，則通過圖像可以得到該電源的電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)見解析圖(2)111.54.0(3)1.671.00【解析】(1)電路連接如圖所示。(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如題圖丙所示位置，則其電阻讀數(shù)為1×10Ω＋1×1Ω＝11.0Ω。電壓表的讀數(shù)為1.10V；由歐姆定律可知，電流I＝eq\f(1.1,11)A＝0.1A，然后將S1打到a端，此時電壓表讀數(shù)如題圖丁所示，電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，其讀數(shù)為1.50V。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝eq\f(1.5,0.1)Ω－11Ω＝4.0Ω。(3)在閉合電路中，電源電動勢E＝U＋I(r＋R0)＝U＋eq\f(U,R)(r＋R0)，eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)，由題圖戊所示圖像可知，截距b＝eq\f(1,E)＝0.6，E＝1.67V，圖像斜率k＝eq\f(r＋R0,E)＝3，電源內(nèi)阻r＝kE－R0＝5Ω－4Ω＝1.00Ω。8．由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)?；跓崦綦娮鑼囟让舾性碇谱饕粋€火災(zāi)報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時，系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有：直流電源E（36V，內(nèi)阻不計）電流表（量程250mA，內(nèi)阻約0.1Ω）電壓表（量程50V，內(nèi)阻約1MΩ）熱敏電阻RT報警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過10mA時就會報警，超過30mA時就會損傷）滑動變阻器R1（最大阻值4000Ω）電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）；單刀單擲開關(guān)S1單刀雙擲開關(guān)S2導(dǎo)線若干。(1)用圖（a）所示電路測量熱敏電阻RT的阻值。當(dāng)溫度為27℃時，電壓表讀數(shù)為30.0V，電流表讀數(shù)為15.0mA；當(dāng)溫度為50℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0V，電流表指針位置如圖（b）所示。溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為_______Ω。從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微_______（填“偏大”或“偏小”）。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈嶒灁?shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為_______（填“正”或“負”）溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)某同學(xué)搭建一套基于該熱敏電阻的火災(zāi)報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖（c）所示，其中有一個器件的導(dǎo)線連接有誤，該器件為___________（填器件名稱）。正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為___________Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為___________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換?！敬鸢浮?1)600偏大負(2)滑動變阻器R16003000【解析】(1)由圖（b）可知，電流表的示數(shù)為50mA，則此時熱敏電阻的阻值SKIPIF1<0，該方法所測電流值為真實電流值