2022年上海市高考物理總復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)題

2022年上海市高考物理總復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)題

1.某同學(xué)為了測(cè)量一根鉛筆芯的電阻率，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測(cè)量該鉛筆芯的電阻值。

所用器材有電流表Ai、A2、電阻箱RI、滑動(dòng)變阻器R2、待測(cè)鉛筆芯RX、電源E、開(kāi)關(guān)

S及導(dǎo)線等。操作步驟如下：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值達(dá)到最大；閉合開(kāi)關(guān)，適

當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值；記錄兩個(gè)電流表Ai、A2的示數(shù)分別為11、12。

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

1

(1)若電流表的內(nèi)阻可忽略，則電流表示數(shù)12=-h時(shí)，電阻箱的阻值等于待測(cè)筆

-2-

芯的電阻值。

(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該筆芯的直徑，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，該筆芯的直徑為

1.000mmo

(3)已測(cè)得該筆芯的長(zhǎng)度L=20.00cm,電阻箱Ri的讀數(shù)為5.00"根據(jù)上面測(cè)量的數(shù)

據(jù)可計(jì)算出筆芯的電阻率o=1.96X105fl-m.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(4)若電流表A2的內(nèi)阻不能忽略，仍利用(1)中方法，則筆芯電阻的測(cè)量值.小于真

實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。

【解答】解：(1)由圖示電路圖可知，電阻箱與鉛筆芯并聯(lián)，忽略電流表內(nèi)阻，當(dāng)電阻

箱阻值與鉛筆芯電阻相等時(shí)，流過(guò)兩支路的電流相等，即：I2=IRX,由并聯(lián)電路規(guī)律可

1

知，Il=12+lRX，則：12=/；

(2)由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：lmm+0.0X0.01mm=1.000mm；

(2)由電阻定律：Rx=p：=p-^-，解得：p==4修32吃(1：°°矍-31到96

s7r(|)24L4X20.00X102

(4)電流表A2的內(nèi)阻不能忽略時(shí)，由于電流表A2與電阻箱的電阻箱之和等于待測(cè)鉛筆

芯的電阻，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為鉛筆芯電阻等于電阻箱阻值，則鉛筆芯電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。

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故答案為：（1）-；（2）1.000；（3）1.96X10-5；（4）小于。

2

2.某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率p,步驟如下：

（1）用刻度尺量出圓柱體長(zhǎng)度為L(zhǎng),用螺旋測(cè)微器測(cè)出其直徑d如圖所示，則d=5.312

mm。

（2）若用多用電表的歐姆擋粗測(cè)圓柱體的電阻。機(jī)械調(diào)零、歐姆調(diào)零后，選擇“X100”

倍率進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度很大，正確的判斷和做法是BD。

A.被測(cè)電阻值很大

B.被測(cè)電阻值很小

C.為了把電阻值測(cè)得更準(zhǔn)一些，應(yīng)換用“X1k”擋，重新歐姆調(diào)零后再測(cè)量

D.為了把電阻值測(cè)得更準(zhǔn)一些，應(yīng)換用“X10”擋，重新歐姆調(diào)零后再測(cè)量。

（3）現(xiàn)選擇多用電表的電阻“X10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的

示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為R=220為

（4）該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：

待測(cè)圓柱體電阻R

電流表Ai（量程0?4mA,內(nèi)阻約50。）

電流表A2（量程0?10mA,內(nèi)阻約30Q）

電壓表Vi（量程0?3V,內(nèi)阻約10kC）

電壓表V2（量程0?15V,內(nèi)阻約25kQ）

直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻不計(jì)）

滑動(dòng)變阻器Ri（阻值范圍0?15。，允許通過(guò)的最大電流2.0A）

滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0?2k。，允許通過(guò)的最大電流0.5A）

開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)趫D3框中畫(huà)出測(cè)量的電路圖，并

標(biāo)明所用器材的代號(hào)。

rcUd2

（5）根據(jù)測(cè)得量求出圓柱體材料的電阻率表達(dá)式——（用U、I、L、d等符號(hào)表示）。

-41L—

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【解答】解：(1)由圖I所示螺旋測(cè)微器可知，其讀數(shù)d=5mm+31.2X0.01mm=5.312mm。

(2)用“X100”擋測(cè)量一個(gè)電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度很大，說(shuō)明所測(cè)電阻較小，

所選擋位太大，為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，應(yīng)換用“義10”擋，換擋后重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，

然后再測(cè)電阻阻值；故AC錯(cuò)誤，BD正確，

故選：BD。

(3)用X10。擋測(cè)量電阻，由圖2所示表盤(pán)可知，其讀數(shù)為22X100=220。；

(4)電源電動(dòng)勢(shì)為4V,電壓表選Vi，待測(cè)電阻阻值約為200。，電路最大電流約為：

1=普=嘉A-.0136A=13.6mA,電流表選擇A2,為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇

Ri；由于待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)

采用分壓接法；由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路

2

電阻率p=喘。

.TiUd2

故答案為：(1)5.312；(2)BD；(3)220；(4)電路圖如圖所示；(5)-----。

4IL

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3.某同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將橡皮條一端固定在A點(diǎn)，另一端系上

兩根細(xì)繩及繩套，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套互成角度的拉動(dòng)橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到0

點(diǎn)，如圖甲所示。

(1)此時(shí)要記錄下彈簧測(cè)力計(jì)a、b的示數(shù)Fi、F2,FI、F2的方向以及0點(diǎn)的位置；

(2)圖乙中P是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖示。F

與F'中，方向一定沿AO方向的是F'；

(3)如圖丙，使彈簧測(cè)力計(jì)b從水平位置開(kāi)始順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直方向，在這個(gè)過(guò)程

中保持O點(diǎn)位置和彈簧測(cè)力計(jì)a的拉伸方向不變，則在整個(gè)過(guò)程中關(guān)于彈簧測(cè)力計(jì)a、b

的讀數(shù)變化是

A.a增大，b減小

B.a減小，b增大

C.a減小，b先增大后減小

D.a減小，b先減小后增大

【解答】解：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，以表示力Fi和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，

平行四邊形的對(duì)角線表示兩力的合力F,比較合力理論值與實(shí)驗(yàn)值的關(guān)系，驗(yàn)證力的平

行四邊形定則，則需要記錄下彈簧測(cè)力計(jì)a、b的示數(shù)日、F2和Fi、F2的方向以及。點(diǎn)

的位置。

(2)F是通過(guò)作圖的方法得到合力的理論值，而F'是通過(guò)一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿AO方向

拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，使得一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力

效果相同，測(cè)量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F',由于誤差的存在F和F'方

向并不重合。

(3)對(duì)點(diǎn)O受力分析，受到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和橡皮條的拉力，如圖，其中橡皮條

長(zhǎng)度不變，其拉力大小不變，oa彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向不變，ob彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向和大

小都改變

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根據(jù)平行四邊形定則可以看出b的讀數(shù)先減小后增大,a的讀數(shù)不斷減小,故ABC錯(cuò)誤,

D正確。

故選：D。

故答案為：（1）Fi、F2的方向；（2）F1；（3）D?

4.我們剛剛學(xué)了“探究求合力的方法”。課后某同學(xué)用兩個(gè)彈簧秤和重物來(lái)研究平行四邊形

定則。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1.一個(gè)彈簧秤掛于固定點(diǎn)P,下面通過(guò)細(xì)線掛一重物M,還有一個(gè)

彈簧秤的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，用手水平拉另一端，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。這時(shí)讀出

兩彈簧秤的示數(shù)，記錄結(jié)點(diǎn)0的位置以及兩根細(xì)線的方向。

（1）實(shí)驗(yàn)用的彈簧秤示數(shù)的單位為N,上面放大的示數(shù)為2.0N。

（2）實(shí)驗(yàn)中必要的是AD。多選，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）

A.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零

B.每次實(shí)驗(yàn)必須保證OB段細(xì)線水平

C.每次實(shí)驗(yàn)都必需拉到記錄的O點(diǎn)位置

D.拉線方向應(yīng)與木板平面平行

（3）如圖2所示，在做共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)中，另一位同學(xué)研究了這樣一個(gè)問(wèn)題：使彈簧

秤H從圖示位置開(kāi)始順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)到水平位置，若保持F1的方向不變，且橡皮筋

結(jié)點(diǎn)始終位于o點(diǎn)，那么，請(qǐng)幫助同學(xué)判斷，在該過(guò)程中彈簧秤I和n的讀數(shù)的變化情

況D

A.F1增大，F(xiàn)2減小B.Fl減小，F(xiàn)2增大

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C.Fl增大，F(xiàn)2先增大后減小