内容正文:
专题07 实验
力学实验
1.(2025·福建省泉州市·一模)某同学用图甲所示的实验装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数。物块用跨过定滑轮的细绳与重物相连,滑轮左侧的细绳沿水平方向。释放重物,物块开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离最终停在桌面上。图乙为该同学截取重物落地后物块运动过程的一段纸带,O、A、B、C、D为5个连续计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。
(1)从纸带记录的信息可知纸带的 端更靠近物块(选填“P”或“Q”)。
(2)物块做减速运动过程中的加速度大小a= m/s2(保留两位有效数字)。
(3)已知当地的重力加速度大小为9.8m/s2,则物块与桌面间的动摩擦因数为 (保留两位有效数字)。
2.(2025·福建省·一模)实验小组同学利用如图所示的气垫导轨验证动量守恒定律,滑块A、B上装有宽度均为d的挡光片,在相碰的端面装有轻质弹性架,使得滑块A、B碰撞时无能量损失。起初滑块B静置于水平放置的气垫导轨的两个光电门之间,当滑块A被弹射装置向右弹出后,测得挡光片通过光电门1的时间为,碰撞后滑块A反向弹回,再次通过光电门1的时间为,滑块B上的挡光片通过光电门2的时间为,回答下列问题:
(1)碰撞后滑块B的速度大小为 。
(2)挡光片通过光电门的时间、和之间满足 。
3.(2025·福建省三十六校·一模)如图所示为小球做平抛运动的部分轨迹,a、b、c为轨迹上的三点,测得相邻两点间水平和竖直方向的间距如图中所示,重力加速度为g,则小球从a点运动到b点的时间T为 ,小球平抛的初速度大小为 。(均用g和L表示)
4.某(2025·福建省泉州市·一模)实验小组利用图甲装置验证系统机械能守恒定律。实验中,钩码用跨过定滑轮的轻绳与带有遮光条的滑块连接。接通气源调节气垫导轨水平,将滑块从导轨右端由静止释放。测出滑块释放时遮光条中心到光电门中心的距离L和遮光条通过光电门的遮光时间t。仅改变距离L,重复实验,测得多组L和t的数据。已知滑块(含遮光条)的质量为M,钩码质量为m,重力加速度大小为g。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,其读数d= mm;
(2)本实验 (选填“需要”或“不需要”)满足的条件;
(3)作出图像,如图丙所示,若图线斜率k= (用题中所给物理量符号表示),则可验证系统机械能守恒。
5.(2025·福建省泉州市·一模)图甲是探究“加速度与合外力、质量的关系”的实验装置,一端带有定滑轮的长木板上固定有一个光电门,与之相连的计时器(未画出)可以显示小车上的遮光片通过光电门时遮光的时间,跨过定滑轮的轻绳一端与小车前端A处相连,另一端与沙桶相连。
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度d,如图乙所示,其读数为 mm。
(2)在探究“合外力一定时加速度与质量的关系”实验中,按正确操作。
①让小车从距离光电门的位置由静止开始运动,读出遮光片经过光电门的遮光时间。根据算出小车经过光电门时的速度v,可进一步算出小车的加速度 。
②测出小车的总质量为M。
③在保证沙和沙桶的总质量 (选填“小于”“远小于”或“远大于”)小车质量M的情况下,多次改变M,重复①、②的操作,算出多组与M对应的a值,建立坐标系作出a与的关系图像,可直观得出合外力一定时加速度与质量的关系。
④某同学认为上面的数据处理偏复杂,可通过作出与M、有关的图像探究“合外力一定时加速度与质量的关系”,所作的图像应为 。
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
(3)在探究“质量一定时加速度与合外力关系”的实验中,在A处安装一拉力传感器,能显示小车所受的拉力大小,要使传感器的示数等于小车所受的合外力,须完成的操作是______。
A.将长木板右侧适当垫高
B.沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
C.传感器和滑轮间的细绳与长木板平行
6.(2025·福建省三十六校·一模)某同学利用图示装置可以探究物块的加速度与其所受合外力的关系。实验主要步骤如下:
(1)测出遮光条的宽度为d,按图示安装好实验装置,测出两光电门间距为L,并调节滑轮的高度使滑轮与物块之间的细线与水平桌面平行;
(2)调节重物的质量,轻推物块后,使物块经过两光电门时遮光条的遮光时间相等,记下此时拉力传感器的示数;
(3)增加重物的质量,由静止释放物块,记录物块经过光电门A、B时遮光条的遮光时间和及拉力传感器的示数F,物块受到的合外力为 ,物块的加速度为 (用题中相关物理量的字母表示);
(4)重复步骤(3), (填“需要”或“不需要”)保证物块每次都从同一位置由静止释放;
(5)依据测量的数据,判定物块的加速度与所受合外力的关系。
电学实验
1.(2025·福建省泉州市·一模)某同学要测量一个未知电阻的阻值,其主要实验步骤如下:
(1)先用多用电表的“×10”挡位测量其阻值,按正确操作后指针示数如图甲所示,其读数为 Ω;
(2)为了更准确测量,该同学设计了如图乙所示的电路进行测量,已知定值电阻;
(3)根据图乙将图丙的实物图补充完整;
(4)正确连接好实物电路后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,记录电压表和的多组示数和,并作出图像如图丁,若不考虑电压表内阻的影响,算出电阻 Ω(结果保留三位有效数字);
(5)若考虑电压表内阻的影响,则的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
2.(2025·福建省泉州市·一模)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势,所用器材如下:
待测干电池
电流计G(量程0~200μA,内阻150Ω)
定值电阻R0(阻值2.5Ω)
电阻箱R1(阻值0~9999.9Ω)
电阻箱R2(阻值0~999.9Ω)
开关S和导线若干
(1)实验时先将电流计与电阻箱A串联改装成量程为0~1.5V的电压表,则电阻箱A应选择 (选填“R1”或“R2”);
(2)该同学改变电阻箱B的阻值,记录其阻值R和电流计的读数I,计算出和,并将结果描在坐标上,如图乙所示。请根据实验数据描出的点,在坐标纸上作出与的关系图线;
(3)若不考虑电阻箱A的分流,则根据图乙可得电源的电动势为 V(结果保留3位有效数字);
(4)实际测量时,电阻箱A会分流,则电动势的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
3.(2025·福建省龙岩市·一模)某实验小组设计了测量海水电阻率的实验。所用实验器材如下:电源(内阻很小),电流表A(内阻极小),电压表V(内阻极大),滑动变阻器,开关,导线若干;内部装有耐腐蚀电极板的长方体样品池。如图甲所示,样品池内的右侧电极板可以左右移动,且移动时与样品池间密封完好。
(1)先按图乙所示连接实物电路,将体积为的海水样品加入样品池中,闭合开关之前,将滑动变阻器的滑动触头置于最左端。
(2)然后测量海水的电阻率:
①调整右侧电极板处于样品池中的适当位置,闭合开关,移动滑动变阻器的滑动触头,使电压表和电流表有适当的示数和。
②根据电阻定义,计算并记录此时样品池中海水的电阻值,同时测量并记录左右电极板间的距离(单位)。
③重复步骤①②的操作,记录多组测量数据。
(3)数据处理与分析:
①根据记录的数据计算海水样品的电阻,以为纵坐标、以 (用题设物理量符号表示)为横坐标建立坐标系,将得到的数据描点、连线,得到的图像如图丙所示,则海水的电阻率 (结果保留两位有效数字)。
②该实验中,若电流表的内阻不可忽略,则海水电阻率的测量值与真实值相比 (填正确答案标号)。
A.偏大 B.偏小 C.相等
4.(2025·福建省泉州市·一模)小闽同学拆开一个损坏的电表,发现内部有一绕线电阻丝,从资料查得其电阻率为。为测量该绕线电阻丝的长度L,他进行了以下实验。
(1)首先用伏安法测绕线电阻丝的阻值。为减小误差,用图示电路进行实验,发现当S分别接a、b时,电流表的示数几乎不变,而电压表的示数变化较大,则测量时S应接到 (选填“a”或“b”),此测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)实验测得绕线电阻丝的阻值为,直径为d,则长度 (用上述所给的物理量符号表示)。
5.(2025·福建省漳州市·一模)在测量某电源电动势和内阻时,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组进行如下实验,可用器材有:电压表(量程,内阻约为电流表(量程滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。
(1)电表内阻的测量
测量电路如图甲所示,则闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (填“A”或“B”)端,从电压表读数和电流表读数可得出 (填“电压表”或“电流表”)内阻,如图乙所示,则电表内阻R= Ω(保留2位有效数字)。
(2)电动势和内阻的测量
测量电路如图丙所示,调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的图像,由图可知待测干电池电动势和内阻,则 Ω(保留1位小数)。考虑电表内阻影响,电动势的测量值 (填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
6.(2025·福建省·一模)在物理课外活动中,小明同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻,满偏电流,当选择开关接3时为电压表,量程为0~25V。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数值没有标出。
(1)红表笔应插入 (填“A”或“B”)处。
(2)定值电阻的阻值为 Ω。
(3)将滑动变阻器的滑片移至顶端,选择开关接2,红、黑表笔短接,缓慢向下移动滑动变阻器的滑片,使电表指针满偏,保持滑片位置不动,将一未知电阻接在两表笔之间,指针指在如图乙所示的位置,已知多用电表内部干电池的电动势为1.5V,则定值电阻的阻值为 Ω。
热学和光学实验
1.(2025·福建省泉州市·一模)某同学通过图甲所示的实验装置,研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系。
(1)实验时,为判断气体压强与体积的关系, (选填“需要”或“不需要”)测出针筒内空气柱的横截面积;
(2)该同学按实验步骤开始实验,推动活塞压缩气体,记录活塞在不同位置的压强p和体积V,并计算相应的p与V乘积的值,发现pV值逐渐增大,原因可能是 。
(3)该同学实验操作无误,但根据测得的数据作出图像不过坐标原点O,如图乙所示,则图中所表示的可能是( )
A.初始状态针筒内封闭气体的体积
B.最后状态针筒内封闭气体的体积
C.连接针筒与传感器细管内空气的体积
2.(2025·福建省福州市闽侯县第一中学·一模)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,光源正常发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△x时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx。下列测量采用了类似方法的有___________
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
(2)该同学转动手轮,使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示:然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时手轮上的示数,如图丙所示为 mm,求得相邻亮纹的间距△x为 mm(计算结果保留三位有效数字)。
(3)若相邻亮条纹的间距为Δx、单缝与屏的距离为Δx,双缝与屏的距离为L₂,单缝宽为d₁,双缝间距为d₂,则光的波长用上述部分物理量可表示为
(4)关于此实验,下面几种说法正确的是___________
A.仅撤掉滤光片,光屏仍能观察到干涉图样
B.仅将单缝移近双缝,光屏上观察到的条纹数变少
C.单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹相垂直
D.仅撤掉双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
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专题07 实验
力学实验
1.(2025·福建省泉州市·一模)某同学用图甲所示的实验装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数。物块用跨过定滑轮的细绳与重物相连,滑轮左侧的细绳沿水平方向。释放重物,物块开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离最终停在桌面上。图乙为该同学截取重物落地后物块运动过程的一段纸带,O、A、B、C、D为5个连续计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。
(1)从纸带记录的信息可知纸带的 端更靠近物块(选填“P”或“Q”)。
(2)物块做减速运动过程中的加速度大小a= m/s2(保留两位有效数字)。
(3)已知当地的重力加速度大小为9.8m/s2,则物块与桌面间的动摩擦因数为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)Q
(2)2.0
(3)0.20
【详解】(1)图乙为该同学截取重物落地后物块运动过程的一段纸带,可知物块做减速运动,相同时间内通过的位移逐渐减小,从纸带记录的信息可知纸带的Q端更靠近物块。
(2)相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度大小为
(3)根据牛顿第二定律可得
解得物块与桌面间的动摩擦因数为
2.(2025·福建省·一模)实验小组同学利用如图所示的气垫导轨验证动量守恒定律,滑块A、B上装有宽度均为d的挡光片,在相碰的端面装有轻质弹性架,使得滑块A、B碰撞时无能量损失。起初滑块B静置于水平放置的气垫导轨的两个光电门之间,当滑块A被弹射装置向右弹出后,测得挡光片通过光电门1的时间为,碰撞后滑块A反向弹回,再次通过光电门1的时间为,滑块B上的挡光片通过光电门2的时间为,回答下列问题:
(1)碰撞后滑块B的速度大小为 。
(2)挡光片通过光电门的时间、和之间满足 。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)碰撞后滑块B的速度大小为
(2)滑块A碰撞前、后的速度大小分别为、,由动量守恒和机械能守恒,可得,
联立,解得,
则有
可得
3.(2025·福建省三十六校·一模)如图所示为小球做平抛运动的部分轨迹,a、b、c为轨迹上的三点,测得相邻两点间水平和竖直方向的间距如图中所示,重力加速度为g,则小球从a点运动到b点的时间T为 ,小球平抛的初速度大小为 。(均用g和L表示)
【答案】
【详解】[1]小球在竖直方向做自由落体运动,连续相等时间内的位移差为常数,即
所以
[2]由小球平抛运动的初速度大小
整理得小球水平分速度为
4.某(2025·福建省泉州市·一模)实验小组利用图甲装置验证系统机械能守恒定律。实验中,钩码用跨过定滑轮的轻绳与带有遮光条的滑块连接。接通气源调节气垫导轨水平,将滑块从导轨右端由静止释放。测出滑块释放时遮光条中心到光电门中心的距离L和遮光条通过光电门的遮光时间t。仅改变距离L,重复实验,测得多组L和t的数据。已知滑块(含遮光条)的质量为M,钩码质量为m,重力加速度大小为g。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,其读数d= mm;
(2)本实验 (选填“需要”或“不需要”)满足的条件;
(3)作出图像,如图丙所示,若图线斜率k= (用题中所给物理量符号表示),则可验证系统机械能守恒。
【答案】(1)4.2
(2)不需要
(3)
【详解】(1)由图乙可知,游标卡尺为10分度,精确值为0.1mm,所以遮光条的宽度为
(2)本实验验证的是滑块和钩码组成的系统的机械能守恒。系统的重力势能减少量等于系统的动能增加量,实验中直接分析系统的机械能变化,不需要将钩码的重力近似为滑块受到的拉力,所以不需要满足的条件。
(3)若系统机械能守恒,钩码重力势能的减少量等于系统动能的增加量。系统重力势能的减少量为钩码重力势能的减少量,系统动能的增加量为滑块与钩码的动能之和,所以有
又因为
代入上式解得
所以图像的斜率
5.(2025·福建省泉州市·一模)图甲是探究“加速度与合外力、质量的关系”的实验装置,一端带有定滑轮的长木板上固定有一个光电门,与之相连的计时器(未画出)可以显示小车上的遮光片通过光电门时遮光的时间,跨过定滑轮的轻绳一端与小车前端A处相连,另一端与沙桶相连。
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度d,如图乙所示,其读数为 mm。
(2)在探究“合外力一定时加速度与质量的关系”实验中,按正确操作。
①让小车从距离光电门的位置由静止开始运动,读出遮光片经过光电门的遮光时间。根据算出小车经过光电门时的速度v,可进一步算出小车的加速度 。
②测出小车的总质量为M。
③在保证沙和沙桶的总质量 (选填“小于”“远小于”或“远大于”)小车质量M的情况下,多次改变M,重复①、②的操作,算出多组与M对应的a值,建立坐标系作出a与的关系图像,可直观得出合外力一定时加速度与质量的关系。
④某同学认为上面的数据处理偏复杂,可通过作出与M、有关的图像探究“合外力一定时加速度与质量的关系”,所作的图像应为 。
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
(3)在探究“质量一定时加速度与合外力关系”的实验中,在A处安装一拉力传感器,能显示小车所受的拉力大小,要使传感器的示数等于小车所受的合外力,须完成的操作是______。
A.将长木板右侧适当垫高
B.沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
C.传感器和滑轮间的细绳与长木板平行
【答案】(1)6.60
(2) 0.36 远小于 B
(3)AC
【详解】(1)由图乙可知,该游标卡尺为20分度,则分度值为0.05mm,故遮光片的宽度为
(2)[1]根据运动学公式
可得
代入数据解得,小车的加速度为
[2]对沙、沙桶和小车整体受力分析由牛顿第二定律
小车的合外力为
所以当时,小车所受的合外力近似等于沙和沙桶的总重力,故该空填“远小于”。
[3]对小车由牛顿第二定律
可得
故探究“合外力一定时加速度与质量的关系”,所作的图像应为图像。
故选B。
(3)A.将长木板右侧适当垫高平衡摩擦力,使小车所受的合外力等于传感器的示数,故A正确;
B.拉力传感器可以直接读出拉力的大小,不需要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故B错误;
C.小车所受重力、支持力和拉力,传感器和滑轮间的细绳与长木板平行,传感器的示数才等于小车所受的合外力,故C正确。
故选AC。
6.(2025·福建省三十六校·一模)某同学利用图示装置可以探究物块的加速度与其所受合外力的关系。实验主要步骤如下:
(1)测出遮光条的宽度为d,按图示安装好实验装置,测出两光电门间距为L,并调节滑轮的高度使滑轮与物块之间的细线与水平桌面平行;
(2)调节重物的质量,轻推物块后,使物块经过两光电门时遮光条的遮光时间相等,记下此时拉力传感器的示数;
(3)增加重物的质量,由静止释放物块,记录物块经过光电门A、B时遮光条的遮光时间和及拉力传感器的示数F,物块受到的合外力为 ,物块的加速度为 (用题中相关物理量的字母表示);
(4)重复步骤(3), (填“需要”或“不需要”)保证物块每次都从同一位置由静止释放;
(5)依据测量的数据,判定物块的加速度与所受合外力的关系。
【答案】 不需要
【详解】(3)[1]物块匀速直线运动时,受平衡力作用,摩擦力与拉力大小相等
物块匀加速直线运动时,拉力大小为F,物块受到的合力为
[2]物块经过光电门A、B时遮光条的速度大小为
,
由匀变速直线运动的规律可知
解得物块的加速度大小为
(4)利用匀变速直线运动的运动学公式,求解加速度的大小,不需要保证物块每次都从同一位置由静止释放。
电学实验
1.(2025·福建省泉州市·一模)某同学要测量一个未知电阻的阻值,其主要实验步骤如下:
(1)先用多用电表的“×10”挡位测量其阻值,按正确操作后指针示数如图甲所示,其读数为 Ω;
(2)为了更准确测量,该同学设计了如图乙所示的电路进行测量,已知定值电阻;
(3)根据图乙将图丙的实物图补充完整;
(4)正确连接好实物电路后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,记录电压表和的多组示数和,并作出图像如图丁,若不考虑电压表内阻的影响,算出电阻 Ω(结果保留三位有效数字);
(5)若考虑电压表内阻的影响,则的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】 70 66.7 大于
【详解】(1)[1]读数为
(3)[2]实物图如图
(4)[3]根据欧姆定律
整理得
结合图像可知
解得
(5)[4]若考虑电压表内阻的影响,电压表V2与电阻R0并联后等效电阻,由上述公式可知
所以
即测量值大于真实值。
2.(2025·福建省泉州市·一模)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势,所用器材如下:
待测干电池
电流计G(量程0~200μA,内阻150Ω)
定值电阻R0(阻值2.5Ω)
电阻箱R1(阻值0~9999.9Ω)
电阻箱R2(阻值0~999.9Ω)
开关S和导线若干
(1)实验时先将电流计与电阻箱A串联改装成量程为0~1.5V的电压表,则电阻箱A应选择 (选填“R1”或“R2”);
(2)该同学改变电阻箱B的阻值,记录其阻值R和电流计的读数I,计算出和,并将结果描在坐标上,如图乙所示。请根据实验数据描出的点,在坐标纸上作出与的关系图线;
(3)若不考虑电阻箱A的分流,则根据图乙可得电源的电动势为 V(结果保留3位有效数字);
(4)实际测量时,电阻箱A会分流,则电动势的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)
(2)
(3)1.25
(4)小于
【详解】(1)要将电流计与电阻箱A串联改装成量程为0~1.5V的电压表,需要串联电阻,即
代入数据解得
解得
故电阻箱A应选择R1。
(2)如图所示
(3)若不考虑电阻箱A的分流,电阻箱A的阻值设为
根据闭合电路欧姆定律
整理可得
根据图像,可得纵截距为,即
解得电动势为1.25V。
(4)实际测量时,电阻箱A会分流,根据闭合电路欧姆定律
整理可得
根据图像,可得纵截距为,即
因为,和第(3)问比较,可得电动势的测量值小于真实值。
3.(2025·福建省龙岩市·一模)某实验小组设计了测量海水电阻率的实验。所用实验器材如下:电源(内阻很小),电流表A(内阻极小),电压表V(内阻极大),滑动变阻器,开关,导线若干;内部装有耐腐蚀电极板的长方体样品池。如图甲所示,样品池内的右侧电极板可以左右移动,且移动时与样品池间密封完好。
(1)先按图乙所示连接实物电路,将体积为的海水样品加入样品池中,闭合开关之前,将滑动变阻器的滑动触头置于最左端。
(2)然后测量海水的电阻率:
①调整右侧电极板处于样品池中的适当位置,闭合开关,移动滑动变阻器的滑动触头,使电压表和电流表有适当的示数和。
②根据电阻定义,计算并记录此时样品池中海水的电阻值,同时测量并记录左右电极板间的距离(单位)。
③重复步骤①②的操作,记录多组测量数据。
(3)数据处理与分析:
①根据记录的数据计算海水样品的电阻,以为纵坐标、以 (用题设物理量符号表示)为横坐标建立坐标系,将得到的数据描点、连线,得到的图像如图丙所示,则海水的电阻率 (结果保留两位有效数字)。
②该实验中,若电流表的内阻不可忽略,则海水电阻率的测量值与真实值相比 (填正确答案标号)。
A.偏大 B.偏小 C.相等
【答案】 ; 0.30/0.31/0.32/0.33;
【详解】[1]设取用的海水体积为,与单个极板的接触面积为,有
且由
代入解得,
则横坐标为
[2]取两点、,结合公式
得
由于读数误差,结果在之间都可以。
[3]若考虑电流表的内阻,则
得
图线斜率仍然不变,即电阻率的测量值与真实值相等。
4.(2025·福建省泉州市·一模)小闽同学拆开一个损坏的电表,发现内部有一绕线电阻丝,从资料查得其电阻率为。为测量该绕线电阻丝的长度L,他进行了以下实验。
(1)首先用伏安法测绕线电阻丝的阻值。为减小误差,用图示电路进行实验,发现当S分别接a、b时,电流表的示数几乎不变,而电压表的示数变化较大,则测量时S应接到 (选填“a”或“b”),此测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)实验测得绕线电阻丝的阻值为,直径为d,则长度 (用上述所给的物理量符号表示)。
【答案】(1) a 小于
(2)
【详解】(1)[1] 当S分别接“a”“b”时,电流表的示数几乎不变,而电压表的示数变化较大,说明电流表分压较大而电压表分流较小,为减小实验误差,电流表应采用外接法,测量时S应该接到a;
[2]电流表采用外接法,由于电压表的分流作用可知,测量值小于真实值。
(2)合金丝的电阻为
该电阻使用合金丝长度的表达式为
5.(2025·福建省漳州市·一模)在测量某电源电动势和内阻时,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组进行如下实验,可用器材有:电压表(量程,内阻约为电流表(量程滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。
(1)电表内阻的测量
测量电路如图甲所示,则闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (填“A”或“B”)端,从电压表读数和电流表读数可得出 (填“电压表”或“电流表”)内阻,如图乙所示,则电表内阻R= Ω(保留2位有效数字)。
(2)电动势和内阻的测量
测量电路如图丙所示,调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的图像,由图可知待测干电池电动势和内阻,则 Ω(保留1位小数)。考虑电表内阻影响,电动势的测量值 (填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) A 电流表 1.0
(2) 1.0 等于
【详解】(1)[1] 由甲图可知,滑动变阻器采用限流式接法,所以为了保护电路,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即A端;
[2] 由甲图可知,电压表测的是电流表两端的电压,再根据电流表的读数,即可求出电流表的内阻;
[3]由图乙,可知电压表的读数为0.60V,电流表的读数为0.58A,则电流表的内阻为
(2)[1]根据闭合电路欧姆定律,可得
变形得
由丁图,可知斜率为
解得
[2] 根据闭合电路欧姆定律,可得
此时U和I都为准确值,故测出的电源电动势E也为准确值,故电动势的测量值等于真实值。
6.(2025·福建省·一模)在物理课外活动中,小明同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻,满偏电流,当选择开关接3时为电压表,量程为0~25V。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数值没有标出。
(1)红表笔应插入 (填“A”或“B”)处。
(2)定值电阻的阻值为 Ω。
(3)将滑动变阻器的滑片移至顶端,选择开关接2,红、黑表笔短接,缓慢向下移动滑动变阻器的滑片,使电表指针满偏,保持滑片位置不动,将一未知电阻接在两表笔之间,指针指在如图乙所示的位置,已知多用电表内部干电池的电动势为1.5V,则定值电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1)B
(2)2400
(3)100
【详解】(1)测电阻时,电流从红表笔流入多用电表,红表笔接内置电源负极,故红表笔应插入B处。
(2)当选择开关接3时为电压表,量程为0~25V,有
解得
(3)红、黑表笔短接,电表指针满偏时有
当指针指在如题图乙所示的位置时有
解得
热学和光学实验
1.(2025·福建省泉州市·一模)某同学通过图甲所示的实验装置,研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系。
(1)实验时,为判断气体压强与体积的关系, (选填“需要”或“不需要”)测出针筒内空气柱的横截面积;
(2)该同学按实验步骤开始实验,推动活塞压缩气体,记录活塞在不同位置的压强p和体积V,并计算相应的p与V乘积的值,发现pV值逐渐增大,原因可能是 。
(3)该同学实验操作无误,但根据测得的数据作出图像不过坐标原点O,如图乙所示,则图中所表示的可能是( )
A.初始状态针筒内封闭气体的体积
B.最后状态针筒内封闭气体的体积
C.连接针筒与传感器细管内空气的体积
【答案】(1)不需要
(2)空气柱温度升高
(3)C
【详解】(1)设气体初状态压强为p1,空气柱的长度为L1,气体末状态的压强为p2,空气柱长度为L2,空气柱的横截面积为S,由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S
实验需要验证p1L1= p2L2
实验不需要测量空气柱的横截面积。
(2)由克拉伯龙方程pV=nRT,可知pV会变大,原因可能是空气柱温度升高。
(3)若忽略传感器与注射器之间气体,根据理想气体的状态方程
测得的数据作出图象应是过坐标原点的直线;
在实际的实验过程中,由于传感器与注射器之间存在少量气体,该图线的方程为
导致气体根据测得的数据作出图象不过坐标原点,图中代表传感器与注射器之间气体的体积。
故选C。
2.(2025·福建省福州市闽侯县第一中学·一模)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,光源正常发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△x时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx。下列测量采用了类似方法的有___________
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
(2)该同学转动手轮,使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示:然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时手轮上的示数,如图丙所示为 mm,求得相邻亮纹的间距△x为 mm(计算结果保留三位有效数字)。
(3)若相邻亮条纹的间距为Δx、单缝与屏的距离为Δx,双缝与屏的距离为L₂,单缝宽为d₁,双缝间距为d₂,则光的波长用上述部分物理量可表示为
(4)关于此实验,下面几种说法正确的是___________
A.仅撤掉滤光片,光屏仍能观察到干涉图样
B.仅将单缝移近双缝,光屏上观察到的条纹数变少
C.单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹相垂直
D.仅撤掉双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
【答案】(1)C
(2) 11.652 2.28
(3)
(4)AD
【来源】
【详解】(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△x时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx。使用了积累法,减小了测量误差,“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量,同样使用了积累法,减小了测量误差。
故选C。
(2)[1]螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,图乙的读数为
图丙的读数为
[2]相邻亮纹的间距为
(3)根据干涉条纹间距公式有
整理得
(4)A.仅撤掉滤光片,通过单缝和双缝的是复色光,满足干涉条件,光屏仍能观察到干涉图样,故A正确;
B.根据干涉条纹间距公式有
光屏上观察到的条纹数与单缝移和双缝距离无关,故B错误;
C.单、双缝相平行,两缝与光屏上的条纹平行,故C错误;
D.仅撤掉双缝,光通过单缝发生衍射,在光屏上能观察到明暗相间的条纹,故D正确。
故选AD。
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