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文檔簡介
2021、2022年高考物理實驗題匯編1力學實驗 12電學實驗 241力學實驗2022年高考真題1、(2022?湖南卷?T11)小圓同學用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等,設計了如圖(a)所示的實驗裝置,測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實驗步驟如下: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,測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度/,記錄數(shù)據(jù)如下表:序號12345硬幣數(shù)量”/枚510152025長度//cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(b)上描點,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)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖(c)所示,此時橡皮筋的長度為(5)由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為.(5)由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為.g(計算結果保留3位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?①.見解析 ②.15.35 ③.127【解析】l/cm(3)[1]根據(jù)表格標點連線如圖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]設橡皮筋的勁度系數(shù)為A原長為xo,則n]mg=k(<l}-a^)n,tng=k(l5-x^設冰墩墩的質(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某實驗小組為測量小球從某一高度釋放,與某種橡膠材料碰撞導致的機械能損失,設計了如圖(。)所示的裝置,實驗過程如下: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)光電門位置,使小球從光電門正上方釋放后,在下落和反彈過程中均可通過光電門。(2)用螺旋測微器測量小球的直徑,示數(shù)如圖")所示,小球直徑d=mm。(3)測量時,應 (選填"A”或"B",其中A為“先釋放小球,后接通數(shù)字計時器”,B為“先接通數(shù)字計時器,后釋放小球”)。記錄小球第一次和第二次通過光電門僅遮光時間號和《。(4)計算小球通過光電門的速度,已知小球的質(zhì)量為孫可得小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失△£=(用字母機、d、。和4表示)。
(5)若適當調(diào)高光電門的高度,將會(選填“增大”或“減小”)因空氣阻力引起的測量誤差?!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]在測量時,因小球下落時間很短,如果先釋放小球,有可能會出現(xiàn)時間記錄不完整,所以應先接通數(shù)字計時器,再釋放小球,故選B。[3]依題意,小球向下、向上先后通過光電門時的速度分別為也、V2,則有d
%=7則小球與硅膠材料碰撞過程中機械能的損失量為AE=—mv:——mv]=—/n(—)2--m(一)2
2 2 -2 4 2t2[4]若調(diào)高光電門的高度,較調(diào)整之前小球會經(jīng)歷較大的空中距離,所以將會增大因空氣阻力引起的測量誤差。3、(2022?山東卷?T13)在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實驗。受此啟發(fā)。某同學利用氣墊導軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設計了測量物體質(zhì)量的實驗,如圖甲所示。主要步驟如下:①將力傳感器固定在氣墊導軌左端支架上,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。彈簧處于原長時滑塊左端位于。點。4點到O點的距離為5.00cm,拉動滑塊使其左端處于A點,由靜止釋放并開始計時;④計算機采集獲取數(shù)據(jù),得到滑塊所受彈力?、加速度。隨時間,變化的圖像,部分圖像如圖乙所示。
ia/(m'S2ia/(m'S2)回答以下問題(結果均保留兩位有效數(shù)字):(1)彈簧的勁度系數(shù)為N/m。(2)該同學從圖乙中提取某些時刻尸與”的數(shù)據(jù),畫出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)該同學在滑塊上增加待測物體,重復上述實驗步驟,在圖丙中畫出新的a—F圖像H,則待測物體的質(zhì)量為kg。【答案】 ①.12 ②.0.20 ③.0.13【解析】口]由題知,彈簧處于原長時滑塊左端位于。點,A點到。點的距離為5.00cm。拉動滑塊使其左端處于A點,由靜I上釋放并開始計時。結合圖乙的F—f圖有Ax=5.00cm,F-0.6ION根據(jù)胡克定律Ax計算出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]滑塊上增加待測物體,同理,m7-0.5則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為ni=0.33kg則待測物體的質(zhì)量為A/n= -m=OA3kg4、(2022?全國甲卷?T23)利用圖示的實驗裝置對碰撞過程進行研究。讓質(zhì)量為網(wǎng)的滑塊A與質(zhì)量為加2的靜止滑塊B在水平氣墊導軌上發(fā)生碰撞,碰撞時間極短,比較碰撞后A和B的速度大小匕和乙,進而分析碰撞過程是否為彈性碰撞。完成下列填空:(1)調(diào)節(jié)導軌水平;(2)測得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg。要使碰撞后兩滑塊運動方向相反,應選取質(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,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軌運動,并與B碰撞,分別用傳感器記錄A和B從碰撞時刻開始到各自撞到擋板所用的時間乙和t2;(5)將B放回到碰撞前的位置,改變A的初速度大小,重復步驟(4)。多次測量的結果如下表所示;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,對本實驗的碰撞過程,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-["的理論表達式為(用叫和科表示),本實驗中其值為(保匕 ■留2位有效數(shù)字),若該值與(7)中結果間的差別在允許范圍內(nèi),則可認為滑塊A與滑塊B在導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]應該用質(zhì)量較小的滑塊碰撞質(zhì)量較大的滑塊,碰后運動方向相反,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彈性碰撞時滿足動量守恒和機械能守恒,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?全國乙卷?T22)用雷達探測一高速飛行器的位置。從某時刻(r=0)開始的一段時間內(nèi),該飛行器可視為沿直線運動,每隔1s測量一次其位置,坐標為x,結果如下表所TJs:r/s0123456x/m050710941759250533294233回答下列問題:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時間內(nèi)近似做勻加速運動,判斷的理由是:―(2)當x=507m時,該飛行器速度的大小u=m/s:(3)這段時間內(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間內(nèi)做勻加速運動:[2]當x=507m時飛行器的速度等于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”的實驗裝置如圖4所示,在該實驗中,①下列說法正確的是“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示,在該實驗中,①下列說法正確的是;A.拉著細繩套的兩只彈簧秤,穩(wěn)定后讀數(shù)應相同B.在已記錄結點位置的情況下,確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D.測量時,橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤,為了完成該實驗至少需要(選填“2”、“3”或“4”)次把橡皮條結點拉到。。9" 9xl26、(2022?浙江6月卷?T17)(1)①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如圖1所示,長木板水平放置,細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分,以計數(shù)點。為位移測量起點和計時起點,則打計數(shù)點8時小車位移大小為cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點,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)量的關系”的實驗,需調(diào)整的是A.換成質(zhì)量更小的車C.把鉤碼更換成祛碼盤和祛碼A.換成質(zhì)量更小的車C.把鉤碼更換成祛碼盤和祛碼D.改變連接小車的細繩與長木板的夾角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,打計數(shù)點8時小車位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差,6.15cm?6.25cm也可;[2]由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點,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)量的關系”的實驗時,需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量,所以不需要換質(zhì)量更小的車,故A錯誤;B.利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗時,需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,所以需要將長木板安打點計時器一端較滑輪一端適當?shù)母咭恍蔅正確;C.以系統(tǒng)為研究對象,依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時有L9m/s2=巡B
M+m考慮到實際情況,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)量的關系”的實驗時要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量,即可知目前實驗條件不滿足,所以利川當前裝置在“探究加速度與力、所讓的關系”時,需將鉤碼更換成祛碼盤和注碼,以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所懸掛物體的質(zhì)量,故C正確:D.實驗過程中,需將連接祛碼盤和小車的細繩應跟長木板始終保持平行,與之前的相同,故D錯誤。故選BCo(2)|4|A.在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下,使拉力適當大嘮,不必使兩只測力計的示數(shù)相同,故A錯誤;B.在已記錄結點位置的情況下,確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了,故B錯誤;C.實驗中拉彈簧秤時,只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦,此時彈簧測力計的示數(shù)即為彈簧對細繩的拉力相等,與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關,故C錯誤;D.為了減小實驗中摩擦對測量結果的影響,拉橡皮條時,橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并
平行于木板,故D正確。故選D。[5]若只有一只彈簧秤,為了完成該實驗,用手拉住一條細繩,用彈簧稱拉住另一條細繩,互成角度的拉橡皮條,使其結點達到某一點。,記下位置。和彈簧稱示數(shù)用和兩個拉力的方向;交換彈簧稱和手所拉細繩的位置,再次將結點拉至。點,使兩力的方向與原來兩力方向相同,并記下此時彈簧稱的示數(shù)尸2;只有一個彈簧稱將結點拉至。點,并記下此時彈簧稱的示數(shù)尸的大小及方向;所以若只有一只彈簧秤,為了完成該實驗至少需要3次把橡皮條結點拉到。。7、(2022?浙江1月卷?T23)“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置如圖所示,阻力很小的滑軌上有兩輛小車A、B,給小車A一定速度去碰撞靜止的小車B,小車A、B碰撞前后的速度大小可由速度傳感器測得。,B, .A.①實驗應進行的操作有。A.測量滑軌的長度B.測量小車的長度和高度C.碰撞前將滑軌調(diào)成水平②下表是某次實驗時測得的數(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A、B所構成系統(tǒng)的總動量大小是kg-m/s,(結果保留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做勻速直線運動即可,沒有必要測量滑軌的長度和小車的長度、高度。故選C。②⑵由表中數(shù)據(jù)可知小車A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量,則碰后小車A反向運動,設碰前小車A的運動方向為正方向,則可知碰后系統(tǒng)的總動量大小為P,=mBvB-mAv'A解得
p'=0.200kgm/s8、(2022?浙江1月卷?T17)(1)在“研究平拋運動”實驗中,以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標原點O,建立水平與豎直坐標軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為〃處靜止釋放,使其水平拋出,通過多次描點可繪出小球做平拋運動時球心的軌跡,如圖所示。在軌跡上取一點A,讀取其坐標(加,")。①下列說法正確的是OA.實驗所用斜槽應盡量光滑B.畫軌跡時應把所有描出的點用平滑的曲線連接起來C.求平拋運動初速度時應讀取軌跡上離原點較遠的點的數(shù)據(jù)②根據(jù)題目所給信息,小球做平拋運動的初速度大小vo=③在本實驗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.確保多次運動的軌跡相同【解析】①[1]A.只要保證小球每次從同一位置靜止釋放,到達斜槽末端的速度大小都相同,與實驗所用斜槽是否光滑無關,故A錯誤;B.畫軌跡時應應舍去誤差較大的點,把誤差小的點用平滑的曲線連接起來,故B錯誤;C.求平拋運動初速度時應讀取軌跡上離遠點較遠的點的數(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坐標原點。為拋出點,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斜槽末端的速度大小都相同,從而能確保多次運動的軌跡相同。9、(2022?河北?TH)某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守恒定律,實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為鼠原長為口,鉤碼的質(zhì)量為小。已知彈簧的彈性勢能表達式為后=二履:其中無為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的2形變量,當?shù)氐闹亓铀俣却笮間。簧簧碼彈鉤HZO(1)在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置,測得此時彈簧的長度為心接通打點計時器電源。從靜止釋放鉤碼,彈簧收縮,得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示,紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為7(在誤差允許范圍內(nèi),認為釋放鉤碼的同時打出A點)。從打出A點到打出廠點時間內(nèi),彈簧的彈性勢能減少量為,鉤碼的動能增加量為,鉤碼的重力勢能增加量為.AU~CDE7(T1-/i|-?- h. ? :—hy—— 兒(2)利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理,得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度力的關系,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.見解析【解析】8T2[1]從打出A點到打出尸點時間內(nèi),彈簧的彈性勢能減少量為1?17醞確一^""一4一4)整理有1.A£p彈=%?_4)為一^^[2]打尸點時鉤碼的速度為由于在誤差允許的范圍內(nèi),認為釋放鉤碼的同時打出A點,則鉤碼動能的增加量為8r2⑶鉤碼的重力勢能增加量為A£pP=mg/15[4]鉤碼機械能的增加量,即鉤碼動能和重力勢能增加量的總和,若無阻力做功則彈簧彈性勢能的減少量等于鉤碼機械能的增加量?,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)生這個問題的主要原因是鉤碼和紙帶運動的速度逐漸增大,導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)某同學設計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。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,記錄鋼球擺動過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?,重復上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù)在直角坐標系中繪制的11ax-1而圖像是一條直線,如圖乙所示。
(1)若小鋼球擺動過程中機械能守恒。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。(結果均保留2位有效數(shù)字)(3)該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是(單選,填正確答案標號)。A.小鋼球擺動角度偏大B.小鋼球初始釋放位置不同C.小鋼球擺動過程中有空氣阻力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]設初始位置時,細線與豎直方向夾角為4則細線拉力最小值為到最低點時細線拉力最大,則[ 2mgl(\—cos0)=-Timx-mg=m—聯(lián)立可得Znax=3mg_2加即若小鋼球擺動過程中機械能守恒。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]該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是小鋼球搜動過程中有空氣阻力,使得機械能減小,故選C。2021年高考真題1.(2021?浙江卷)在“驗證機械能守恒定律”實驗中,小王用如圖1所示的裝置,讓重物從靜止開始下落,打出一條清晰的紙帶,其中的一部分如圖2所示。。點是打下的第一個點,A、B、C和。為另外4個連續(xù)打下的點。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為了減小實驗誤差,對體積和形狀相同的重物,實驗時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?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點到C點,重物的重力勢能變化量的絕對值性耳卜J、C點的動能ElJ(計算結果均保留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】阻力與重力之比更小(或其它合理解釋) 0.547 0.588C【解析】①[11在驗證機械能守恒實驗時阻力越小越好,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,因此機械能的減少量為|AEp|=mgxoc=0.2x9,8x0.2790J=0.547J[3]勻變速運動時間中點的速度等于這段時間的平均速度,因此2T0.330-0.2332x0.022T0.330-0.2332x0.02m/s=2.425m/s因此動能的增加量為1,1E0=—mv~=—x0.2x2.425x2.425J=0.588J
kC2 2⑷工作電壓偏高不會影響實驗的誤差,存在摩擦力會使重力勢能的減少量大于動能的增加量,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導致動能的增加量大于重力勢能的減少量。(2021?全國卷)為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù),一同學將貼有標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。該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程,然后解析視頻記錄的圖像,獲得5個連續(xù)相等時間間隔(每個時間間隔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摩擦因數(shù)為。(結果均保留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?全國卷)某同學利用圖(a)所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝,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,其上每個方格的邊長為5cm。該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標出。6.1cm8.6cui11.0cm13.4cm圖(b)完成下列填空:(結果均保留2位有效數(shù)字)(1)小球運動到圖(b)中位置A時,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?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s[3][3]由豎直方向的自由落體運動可得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玻璃管與水平面夾角為30。,彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下:先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺,再將單個質(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動,因此速度為v?=—=m/s=1.0m/s
°t0.05⑵豎直方向做自由落體運動,因此A點的豎直速度可由平均速度等于時間中點的瞬時速度求得8x5x10-20.05x4m/s8x5x10-20.05x4m/s=2.0m/s管內(nèi)徑)逐個從管口滑進,每滑進一個鋼球,待彈簧靜止,記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)〃和彈簧上端對應的刻度尺示數(shù)次,數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量,進而計算其勁度系數(shù)。n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09⑴利用M=43-46=1,2,3)計算彈簧的壓縮量: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鋼球時產(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M是相差3個鋼球的壓縮量之差,則所求平均值為管中增加3個鋼球時產(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)某實驗小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實驗步驟如下:
(1)用游標卡尺測量墊塊厚度力,示數(shù)如圖(b)所示,h=cm;(2)接通氣泵,將滑塊輕放在氣墊導軌上,調(diào)節(jié)導軌至水平;(3)在右支點下放一墊塊,改變氣墊導軌的傾斜角度;(4)在氣墊導軌合適位置釋放滑塊,記錄墊塊個數(shù)〃和滑塊對應的加速度(5)在右支點下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同),重復步驟(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)某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系,所用器材有:一端帶滑輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺,當?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實驗操作步驟如下:遮光條光電門1 光電門2pfl7Tl~& ft-圖i①安裝器材,調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼,如圖1所示;②接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間,并計算出滑塊通過兩個光電門的速度;③保持最下端懸掛4個鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個鉤碼,記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,重復上述步驟;④完成5次測量后,計算出每次實驗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繩懸掛鉤碼)總動能的增加量八線及系統(tǒng)總機械能的減少量△£,結果如下表所示:M/kg0.2000.2500.3000.3500.400AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195AE/J0.3930.4900.6860.785回答下列問題:(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為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,選擇合適的標度,在圖2中繪出AE—/圖像>AE/J圖2>AE/J圖2若系統(tǒng)總機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]四個鉤碼堇力勢能的減少量為△耳=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J[2]對滑塊和鉤碼構成的系統(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)減少的用力勢能為AEP=4mgL系統(tǒng)增加的動能為1,1,AEk=_(4m+M)n;——(4m+M)vf系統(tǒng)減少的機械能為AE=嗎,則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機械能為A£4=0.98-0.392=0.588J(3)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點得AE—M的圖像為⑷根據(jù)做功關系可知⑷根據(jù)做功關系可知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)用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關系”實驗。裝有祛碼的盤用繞過滑輪的細線牽引小車,盤和祛碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由打點紙帶測出,以小車為研究對象,改變祛碼質(zhì)量,便可探究牽引力所做的功與小車速度變小車 打點計時器小車 打點計時器r~i紙帶m⑹, *LL,,ll ?mL盤和跌碼①關于這個實驗,下列說法正確的是A.需要補償小車受到阻力的影響.該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細線與長木板平行D.需要滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量②如圖2所示是兩條紙帶,實驗時打出的應是第 條(填寫“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)實驗數(shù)據(jù),在坐標紙上畫出的W-v2圖象是一條過原點的直線,據(jù)此圖象(填“能”或'‘不能")求出小車的質(zhì)量。(2)小明同學在做“測定玻璃的折射率”實驗時,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,并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應方框中畫出光路圖,標出入射角i和折射角〃并寫出折射率〃的計算式?!窘馕觥?1)[1]A.題中需要將盤和祛碼的重力可當作牽引力,所以首先需要補償小車受到阻力的影響,即抬高長木板右端,小車在不接盤和祛碼的情況下,輕推小車,使小車做勻速直線運動,說明小車而力沿斜面的分力與小車所受阻力等大反向,A正確;D.然后掛上盤與磋碼加,根據(jù)牛頓第二定律mg—T=ma對小乍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M當滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,即T=mg,盤和祛碼的重力可當作牽引力,D正確;B.實驗過程中摩擦阻力無法消除,本實驗裝置無法驗證“機械能守恒定律'’故B錯誤。C.細線與長木板平行需要平行,保證繩子的拉力與小車運動方向一致,這樣盤和祛碼的事力可完全當作牽引力,C正確。故選ACD。⑵小車做勻加速直線運動,位移逐漸增大,所以實驗打出的紙帶是第H條。[3]根據(jù)動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電學實驗2022年高考真題1、(2022?湖南卷?T12)小夢同學自制了一個兩擋位(“xl”“xlO”)的歐姆表,其內(nèi)部結構如圖所示,凡為調(diào)零電阻(最大阻值為),(、此、耳,為定值電阻(&+ 電流計G的內(nèi)阻為《(凡<<凡)。用此歐姆表測量一待測電阻的(1)短接①②,將單刀雙擲開關S與m接通,電流計G示數(shù)為保持電阻用滑片位置不變,將單刀雙擲開關S與〃接通,電流計G示數(shù)變?yōu)?“,則匕/?(填“大于”或“小于”):(2)將單刀雙擲開關S與〃接通,此時歐姆表的擋位為(填“xl”或“xlO”);(3)若從“xl”擋位換成“xlO”擋位,調(diào)整歐姆零點(歐姆零點在電流計G滿偏刻度處)時,調(diào)零電阻凡的滑片應該調(diào)節(jié)(填“向上”或“向下”);(4)在“xlO”擋位調(diào)整歐姆零點后,在①②間接入阻值為1OOC儀定值電阻R1,穩(wěn)定后電流計G的指針偏轉到滿偏刻度的:;取走R1,在①②間接入待測電阻飛,穩(wěn)定后電流計G的指針偏轉到滿偏刻度的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<&,,所以開關撥向加時電路的總電阻小于開關撥向〃時電路的,E總電阻,電源電動勢E不變,根據(jù)/=,可知/,“>/“;(2)[2]'與開關撥S向〃時,全電路的總電阻較大,中值電阻較大,能夠接入待測電阻的阻值也更大,所以開關撥S向〃時對應歐姆表的擋位倍率較大,即x10;
擋位換成電路圖結構簡化如圖xlO通過干路的電流為電流表偏轉了量程的此+4E結合第一次和第二次解得200。通過干路的電流為電流表偏轉了量程的所以需要將用的滑片向I:調(diào)節(jié)擋位換成電路圖結構簡化如圖xlO通過干路的電流為電流表偏轉了量程的此+4E結合第一次和第二次解得200。通過干路的電流為電流表偏轉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①②短接,全電路的總電阻為電流減小,①②短接時,為了使電流表滿偏,則需要增大通過電流計G所在支路的電流代位,即開關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,通過干路的電流為%+凡,”~ICR3G——卜i--i9+以上*3G結合第二次和第三次,解得4=/?+2q=400C2、(2022?廣東卷?T12)彈性導電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件,某同學測量彈性導電繩的電阻與拉伸后繩長之間的關系,實驗過程如下:(1)裝置安裝和電路連接;如圖(a)所示,導電繩的一端固定,另一端作為拉伸端,兩端分別用帶有金屬夾A、B的導線接入如圖(b)所示的電路中。刻度尺小、刻度尺小、 小欣(2)導電繩拉伸后的長度L及其電阻R的測量①將導電繩拉伸后,用刻度尺測量并記錄A、B間的距離,即為導電繩拉伸后的長度心②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端。斷開開關S2,閉合開關S”調(diào)節(jié)R,使電壓表和電流表的指針偏轉到合適位置。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)〃,則此時導電繩的電阻&=(用人、刀和U表示)。④斷開Si,增大導電繩拉伸量,測量并記錄A、B間的距離,重復步驟②和③。(3)該電壓表內(nèi)阻對導電繩電阻的測量值 (選填“有”或“無”)影響。(4)圖11(c)是根據(jù)部分實驗數(shù)據(jù)描繪的凡一L圖線。將該導電繩兩端固定在某種機械臂上,當機械臂彎曲后,測得導電繩的電阻R為1.33kC,則由圖線可讀出導電繩拉伸后的長度為cm,即為機械臂彎曲后的長度。U【答案】 ①.變小(2).-~- ③.無 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]加在導電繩兩端的電壓為U,流過導電繩的電流為人一人,因此導電繩的電阻[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,因此流過電壓表和定值電阻的總電流仍為人,故流過導電繩的電流是/2一%與電壓表內(nèi)阻無關,電壓表內(nèi)阻對測量沒有影響。[4]由圖c可知,導電繩拉伸后的長度為51.80cm。3、(2022?山東卷?T14)某同學利用實驗室現(xiàn)有器材,設計了一個測量電阻阻值的實驗。實驗器材:干電池E(電動勢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。);滑動變阻器R(最大阻值為100C):待測電阻尺;開關S,導線若干。測量電路如圖所示。(1)斷開開關,連接電路,將滑動變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端。將定值電阻Ro接入電路;閉合開關,調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿刻度的3處。該同學選用的電流表為(填“Ai”或“A2”);若不考慮電池內(nèi)阻。此時滑動變阻器接入電路的電阻值應為 n,(2)斷開開關,保持滑片的位置不變。用R替換Ro,閉合開關后,電流表指針指在滿刻度的|處,則氐的測量值為(3)本實驗中未考慮電池內(nèi)阻,對凡的測量值 (填“有”或“無”)影響【答案】 ①.Ai ②.60 ③.100 ④.無【解析】(1)[1]若不考慮電源內(nèi)阻,且在電源兩端只接R)時,電路中的電流約為山題知,閉合開關,調(diào)節(jié)滑片位置,耍使電流表指針指在滿刻度的處,則該同學選到的電流表應為Ai。[2]當不考慮電源內(nèi)阻,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E彳(R+&+&J計算出R=60C[3]斷開開關,保持滑片的位置不變,用心替換R),閉合開關后,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)立計算出的R不受電源內(nèi)阻r的影響。4、(2022?全國甲卷?T22)某同學要測量微安表內(nèi)阻,可利用的實驗器材有:電源E(電動勢L5V,內(nèi)阻很?。?,電流表(量程10mA,內(nèi)阻約10。),微安表(量程lOO^A,內(nèi)阻Rg待測,約IkC),滑動變阻器R(最大阻值10。),定值電阻&(阻值I0Q),開關S,導線若干。(1)在答題卡上將圖中所示的器材符號連線,畫出實驗電路原理圖 ;(2)某次測量中,微安表的示數(shù)為90.0g,電流表的示數(shù)為9.00mA,由此計算出微安表內(nèi)阻(=Qo【答案】 ①.見解析 ②.990。【解析】(I)[1]為了準確測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),通過電流表的電流與微安表的電流之差,可求出流過定值電阻島的電流,從而求出微安表兩端的電壓,進而求出微安表的內(nèi)電阻,由于電源電壓過大,并且為了測量多組數(shù)據(jù),滑動電阻器采用分壓式解法,實驗電路原理圖如圖所示(2)⑵流過定值電阻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?全國乙卷?T23)一同學探究阻值約為550A的待測電阻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(電動勢約為4V,內(nèi)阻不計),滑動變阻器R(最大阻值可選10?;?.5kH),定值電阻用(阻值可選75?;?50Q),開關S,導線若干。(1)要求通過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)所示的器材符號連線,畫出實驗電路的原理圖 :(2)實驗時,圖(a)中的R應選最大阻值為(填“10C”或“L5kQ”)的滑動變阻器,&應選阻值為(填“75c”或“150Q”)的定值電阻;(3)測量多組數(shù)據(jù)可得凡的伏安特性曲線。若在某次測量中,電壓表、電流麥的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示,則此時R,兩端的電壓為V,流過(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)擴大電流表量程,進而準確測量通過此的電流,電壓及單獨測量尺的電壓:滑動變阻器采用分壓式接法,電表從0開始測量,滿足題中通過&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的滑動變阻器,方便電路的調(diào)節(jié),測錄效率高、實驗誤差小;⑶通過凡儀電流最大為5mA,需要將電流式量程擴大為原來的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,電流表量程擴大5倍,所以通過號的電流為/=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的過程中,負載電阻R兩端的電壓變化。圖1①圖2為實驗器材部分連線圖,還需要(選填"bf、fd、拉、ce或eg)連線。圖2③已知滑動變阻器的最大阻值R)=10C,額定電流/=1.0A。選擇負載電阻Q10Q,以R兩端x x電壓。為縱軸,為一橫軸(x為AP的長度,L為AB的長度),得到U-士分壓特性曲線L L為圖4中的“1";當R=100Q,分壓特性曲線對應圖4中的_(選填"H”或“nr);則滑(2)兩個相同的電流表Gi和G如圖5所示連接,晃動Gi表,當指針向左偏轉時,靜止的G2表的指針也向左偏轉,原因是—.A.兩表都是“發(fā)電機”Gi表是“發(fā)電機”,G表是“電動機”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,負載電阻越大,其兩端電壓越大:即在相同橫坐標下,此時負載100C時,電壓表的示數(shù)應該較曲線為圖4中的“I”來得大,故應該選“II”。[4]由上述分析可知,對于不同的負載電阻,調(diào)節(jié)滑動觸頭時負載兩端的電壓變化規(guī)律不同,當負載電阻小于滑動變阻器最大阻值時,負載電阻兩端電壓隨滑動觸頭的變化而更迅速變化;當負載電阻大于滑動變阻器最大阻值時,負載電阻兩端電壓隨滑動觸頭的變化而更加平穩(wěn)變化,從而獲得更多的實驗數(shù)據(jù)。所以,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器最大阻值的選擇依據(jù)是相比負載電阻越小越好,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用導線連接起來.當晃動動Gi時,相當于Gi中的線圈做切割磁感線運動,電路中會產(chǎn)生感應電流;由于兩個電表構成了閉合電路,則電流會通過G表中的線圈,而該線圈處于磁場中,由于通電導線在磁場中受力的作用,G2的指針也會偏轉;則Gi表相當于“發(fā)電機”,G?表相當于“電動機”,故AC錯誤,BD正確。故選BD。7、(2022?浙江1月卷?T18)小明同學根據(jù)圖1的電路連接器材來“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”。實驗時多次改變合金絲甲接入電路的長度/、調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,使電流表的讀數(shù)/達到某一相同值時記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個彳的值,作出1—/圖像,如圖2中圖線a所示。
(1)在實驗中使用的是(選填(1)在實驗中使用的是(選填“0?20c”或"0-200Q")的滑動變阻器。(2)在某次測量時,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]由實驗原理可知而由2-/圖像可知待測電阻最大約為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易電飯煲,設計電路如圖1所示,選用的器材有:限溫開關Si(手動將其按下,開始持續(xù)加熱煮飯,當鍋內(nèi)溫度高于103℃時自動斷開,之后不能自動閉合);保溫開關S2(當鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開,溫度低于70℃時自動閉合);電飯煲的框架(結構如圖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,當電流低于30mA時可視為熄滅);保險絲T。內(nèi)膽底感溫磁體彈簧電熱極(1)按照興趣小組設計的電路,下列說法正確的是A.按下Si,L和L2均發(fā)光B.當鍋內(nèi)溫度高于103℃時,Si自動斷開,Li和L?均發(fā)光C.保溫過程中,S2自動在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D.當鍋內(nèi)溫度低于70℃時,S2自動閉合,L發(fā)光,L2熄滅(2)簡易電飯煲制作完成后,試用時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(填寫各步驟前的字母)。A.將選擇開關旋轉到“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C.調(diào)整“指針定位螺絲”,使指針指到零刻度D.測量指示燈Li兩端的阻值
E.將選擇開關置于E.將選擇開關置于OFF位置或交流電壓最高擋圖3 圖4操作時,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不會發(fā)光,A錯誤;Rl=10.42QR#=56.64QB.當鍋內(nèi)溫度高于103℃時,Si斷開,而要溫度降到70C以下時S2才會閉合,則此時L2可能發(fā)光,此時電路中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,此時并聯(lián)的整體的電壓為U*=I&R?=11.89V則流過Li的電流為11.8910011.891000+10.42A=0.012A則流過Li的電流小于30mA,則Li熄滅,B錯誤;C.由題知,S?在鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開,鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時S2自動閉合,C正確;D.當鍋內(nèi)迫度低于7(TC時,S2自動閉合,L2支路被短路,則L2不會發(fā)光,此時電路中R與幻和Li的串聯(lián)部分并聯(lián),則此時流過Li的電流為
Ru+N1000+10.42Ru+N1000+10.42220———A=0.218A則此時流過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械調(diào)零:將選擇開關旋轉到“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”,使指計指向歐姆零點一一歐姆調(diào)零:測量指示燈Li兩端的阻值一一測量;將選擇開關置于OFF位置或交流電壓最高擋-一關閉多用電表。故正確順序為CABDEO[3]由于使用時Li始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,則說明R、L?、Ri、T均正常,如圖3可看出L兩端有1090Q左右的電阻,則說明L,始終不亮的原因是Li斷路損壞。[4]由于使用時Li始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,則說明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此時選用的是“x100"檔則說明燈泡Li正常,則說明Li始終不亮的原因是品斷路損壞。9、(2022?湖北?T13)某探究小組學習了多用電表的工作原理和使用方法后,為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進行了如下實驗探究。(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑。,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為mm。再用游標卡尺測得其長度心(2)該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻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,記下電流表的對應讀數(shù)/,實驗數(shù)據(jù)見下表。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,此時電流表讀數(shù)為0.400Ao根據(jù)圖丙中的圖像可得&=C(結果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達式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勢E=V,內(nèi)阻r=flo(結果均保留2位有效數(shù)字)(4)持續(xù)使用后,電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測得電路的電流,仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會(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]用螺旋測微器測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,當將S2置于位置1,閉合Si時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)表達式E=I(r+用+Ra+RJ因電源電動勢變小,內(nèi)阻變大,則當安培表由相同讀數(shù)時,得到的R1的值偏小,即&測量值偏小。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,某學習小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律。可供選擇的器材有:待測熱敏電阻Rt(實驗溫度范圍內(nèi),阻值約幾百歐到幾千歐);電源E(電動勢1.5V,內(nèi)阻r約為0.5C);電阻箱R(阻值范圍0?9999.99Q);滑動變阻器飛(最大阻值20Q);滑動變阻器&(最大阻值2000C);微安表(量程100|iA,內(nèi)阻等于2500Q);開關兩個,溫控裝置一套,導線若干。同學們設計了如圖甲所示的測量電路,主要實驗步驟如下:①按圖示連接電路;②閉合5、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,使微安表指針滿偏:③保持滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開S?,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表指針半偏;④記錄此時的溫度和電阻箱的阻值?;卮鹣铝袉栴}:(1)為了更準確地測量熱敏電阻的阻值,滑動變阻器應選用(填或(2)請用筆畫線代替導線,將實物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路(3)某溫度下微安表半偏時,電阻箱的讀數(shù)為6000.00。,該溫度下熱敏電阻的測量值為Q(結果保留到個位),該測量值(填“大于”或"小于”)真實值。(4)多次實驗后,學習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,由于該支路與滑動變阻器左側部分電阻并聯(lián),滑動變阻器的阻值越小,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,故滑動變阻器應選[2]電路連接圖如圖所示[3]微安表半偏時,該支路的總電阻為原來的2倍,即Rr+%=R=6000.00Q可得Rt=35OOQ⑷當斷開S2,微安表半偏時,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計算,因此熱敏電阻的測量值比真實值偏大。[5]由于是山舄一3圖像,當溫度T升高時,,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?全國卷)某同學用圖(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滑動變阻器尺(阻值0-20C)電阻箱&(最大阻值9999.9Q)電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計)開關S、導線若干。完成下列填空:圖(a)(1)有3個阻值分別為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應選取阻值為C的定值電阻;(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于變阻器的(填2”或?”)端;(3)在流過電流表的電流較小時,將電阻箱Rz的阻值置零,改變滑動變阻器滑片的位置,讀取電壓表和電流表的示數(shù)。、/,結果如圖(6)所示。當流過電流表的電流為10mA時,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對應于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學經(jīng)計算知,應將R?的阻值調(diào)整為Q.然后調(diào)節(jié)滑動變阻器Ri,測得數(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)該同學觀測到小燈泡剛開始發(fā)光時流過電流表的電流為160mA,可得此時小燈泡電功率W1=W(保留2位有效數(shù)字);當流過電流表的電流為300mA時,小燈泡的電功W,率為卬2,則盤= (保留至整數(shù))。叱【答案】10 a0.7 2700增大0.074 10【解析】[1]因為小燈泡額定電壓2.5V,電動勢6V,則滑動滑動變阻器時,為了保證電路安全,需要定值電阻分擔的電壓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,即應選取阻值為10Q;[2]為了保護電路,滑動變阻器的滑片應置于變阻器的a端:[3]由圖可知當流過電流表的電流為10mA時,電壓為7mV,則小燈泡的電阻為[4]由題知電壓表滿量程時對應于小燈泡兩端的電壓為3V時,有3_03解得網(wǎng)=2700Q[5]由圖")和表格可知流過小燈泡電流增加,圖像中與■變大,則燈絲的電阻增大;(6)[6]根據(jù)表格可知當電流為160mA時,電壓表的示數(shù)為46mA,根據(jù)(4)的分析可知此時小燈泡兩端電壓為0.46V,則此時小燈泡電功率Wi=0.46Vx0.16A=0.074W⑺同理可知當流過電流表的電流為300mA時,小燈泡兩端電壓為2.5V,此時小燈泡電功率W2=2.5VxO.3A=O.75W故有一=0?75叱0.074(2021?湖南卷)某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關、一個定值電阻(阻值為)、一個電流表(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的金屬夾)、導線若干。由于缺少刻度尺,無
法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下:(1)將器材如圖(a)連接:(2)開關閉合前,金屬夾應夾在電阻絲的端(填“a"或(3)改變金屬夾的位置,閉合開關,記錄每次接入電路的電阻絲對應的圓心角。和電流表示數(shù)/,得到多組數(shù)據(jù):(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖,所得圖像如圖(b)所示,圖線斜率為%,與縱軸截距為d,設單位角度對應電阻絲的阻值為F,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為E=,r=(用&)、Ra、k、d、%表不)(5)為進一步確定結果,還需要測量單位角度對應電阻絲的阻值為。利用現(xiàn)有器材設計實驗,在圖(c)方框中畫出實驗電路圖(電阻絲用滑動變阻器符號表示);(6)利用測出的為,可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。【答案】b【解析】(2)[1]開關閉合前,為了保護電路中的元件,應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,接入電阻越大,金屬夾應夾在電阻絲的8端I[2]設圓心角為。時,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結合圖象的斜率和截距滿足解得電源電動勢和內(nèi)阻為kk[3]實驗器材中有定值電阻&和單刀雙擲開關,考慮使用等效法測量電阻絲電阻,如圖 ,—-——H 原理的簡單說明:①將開關置于&位置,讀出電流表示數(shù)i0:②將開關置于電阻絲處,調(diào)節(jié)電阻絲的角度,直到電流表示數(shù)為/(),讀出此時角度0:③此時。彳>=4,即可求得"的數(shù)值。(2021?浙江卷)小李在實驗室測量一電阻尺的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖1所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后,合上開關S,將滑動變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關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。由此可知應采用電流表(填“內(nèi)”或“外”)接法。(2)完成上述實驗后,小李進一步嘗試用其它方法進行實驗:①器材間連線如圖3所示,請在虛線框中畫出對應的電路圖 ;②先將單刀雙擲開關擲到左邊,記錄電流表讀數(shù),再將單刀雙擲開關挪到右邊,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。則待測電阻&=C。此方法(填“有"或"無")明顯的實驗誤差,其理由是
【答案】0.34其它合理解釋)單刀雙擲開關凡圖【答案】0.34其它合理解釋)單刀雙擲開關凡圖3見解析外有 電阻箱的最小分度與待測電阻比較接近(或【解析】(1)[1]由電流表的表盤可知電流大小為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,說明電
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