07 任务群（七） 物理实验（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

任务群（七） 物理实验 建构知识体系 一、力学实验 二、电学实验 三、热学和光学实验 任务1　纸带和光电门类实验 纸带 测瞬时速度 做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度。如图所示，求打某一点时物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn＋1，则打n点时的速度vn＝ 测加速度 ①用“逐差法”求加速度，如图所示 a＝ ②作出v ­t图像，通过图像的斜率求物体运动的加速度，a＝ 光电门 测速度 光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d，挡板遮住光电门光线的时间为Δt，则小车通过光电门的速度v＝ 测加速度 若已知两个光电门之间的距离为x，小车通过两个光电门时的速度分别为v1、v2，则a＝ 角度1　探究小车做匀变速直线运动的规律 【例1】 在水平桌面上，同学们用如图1所示的实验器材探究小车做匀变速直线运动的规律。 (1)本实验___________(选填“需要”或“不需要”)适当抬高木板右端以平衡阻力。 (2)实验得到的一条纸带如图2所示，A、B、C为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50 Hz的交变电源上。纸带运动的加速度a＝__________m/s2。(结果保留2位有效数字) (3)甲、乙两组同学独立完成实验。在某次实验中，甲组同学挂的是2个钩码，乙组同学挂的是1个钩码。若将钩码的重力看成小车受到的合力，则这两组实验中，即使在小车质量不相同的情形下，也一定存在2倍关系的是____________。 A.拉力对小车做的功 B.拉力给小车的冲量 C.小车在单位距离上的动能变化量 D.小车在单位时间内的动量变化量 角度2　探究加速度与物体所受合力、质量的关系 【例2】 (2024·江西高考)某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。 (1)实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。 (2)小车的质量为M1＝320 g。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出a­F图像，如图(b)中图线甲所示。 (3)由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加至M2＝470 g，重复步骤(2)的测量过程，作出a­F图像，如图(b)中图线乙所示。 (4)与图线甲相比，图线乙的线性区间________，非线性区间________。再将小车的质量增加至M3＝720 g，重复步骤(2)的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示(表中第9～14组数据未列出)。 序号 1 2 3 4 5 钩码所受重力F/(9.8 N) 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 小车加速度a/(m·s-2) 0.26 0.55 0.82 1.08 1.36 序号 6 7 8 9～14 15 钩码所受重力 F/(9.8 N) 0.120 0.140 0.160 …… 0.300 小车加速度a/(m·s-2) 1.67 1.95 2.20 …… 3.92 (5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙。 (6)根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量____________________时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。 角度3　验证机械能守恒定律 【例3】 (2024·浙江宁波二模)在“研究自由下落物体的机械能”的实验中： (1)下列实验装置中，器材安装摆放使用正确的是________。 (2)已知打点计时器频率为50 Hz，g取10 m/s2，则在正确操作打出多条点迹清晰的纸带中，应选取相邻点间距离之差最接近________mm的纸带进行测量。 (3)如图所示，纸带上标记了七个连续打出的点为计数点1，2，…，7，并把刻度尺的“0刻度”对准点“7”。根据纸带算出打下点“4”时重锤的速率v4＝________m/s(结果保留三位有效数字)。 (4)把打下点“7”时重锤所在位置选为参考平面，测出纸带上各点到点“7”之间的距离h，算出打下各点时的重物速率v，则画出的 ­h图像是下列选项中的________。 角度4　验证动量守恒定律 【例4】 小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律。在长木板上安装光电门Ⅰ和Ⅱ，A、B为材料相同、带有等宽遮光条的滑块，A、B的质量分别为m1、m2，让滑块A与静止的滑块B发生碰撞，碰撞时间极短，然后通过光电门对滑块进行测速，进而验证动量守恒定律，并判断碰撞是否为弹性碰撞。请完成下列填空： (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则d＝______ mm。 (2)将长木板一端垫高，调整长木板与水平面的夹角，轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。 (3)某次实验中，滑块A通过光电门Ⅰ时的挡光时间为t1，则滑块A过光电门Ⅰ的速度为______(用相应的物理量符号表示)，滑块A、B碰撞后通过光电门Ⅱ的挡光时间分别为t1′、t2。 (4)需要验证____________与____________在误差允许范围内相等即可验证动量守恒定律(用m1、m2、t1、t1′和t2表示)。 (5)判断是否为弹性碰撞可由碰后A、B两滑块的速度之比判断。若＝__________(用m1和m2表示)，则可认为滑块A与B的碰撞为弹性碰撞。 任务2　力学其他实验 实验 装置图 实验操作 数据处理 探究弹簧弹力与形变量的关系 (1)应在弹簧自然下垂时，测量弹簧原长l0。 (2)水平放置时测原长，图线不过原点的原因是弹簧自身有重力 (1)作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，斜率表示弹簧的劲度系数。 (2)超过弹簧的弹性限度，图线会发生弯曲 探究两个互成角度的力的合成规律 (1)正确使用弹簧测力计。 (2)同一次实验中，橡皮条结点的位置一定要相同。 (3)细绳套应适当长一些，互成角度地拉橡皮条时，夹角要合适 (1)按力的图示作平行四边形。 (2)求合力大小 探究平抛运动的特点 (1)保证斜槽末端水平。 (2)每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放。 (3)坐标原点应是小球出槽口时球心在木板上的投影点 (1)用代入法或图像法判断运动轨迹是不是抛物线。 (2)由公式：x＝v0t和y＝求初速度v0＝x 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 (1)弹力大小可以通过标尺上刻度读出，该读数显示了向心力的大小。 (2)采用了控制变量法，探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 作出Fn­ω2、Fn­r、Fn­m的图像，分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系 用单摆测量重力加速度的大小 (1)保证悬点固定。 (2)单摆必须在同一平面内摆动，且摆角小于5°。 (3)摆长l＝悬线长l′＋小球的半径r。 (1)用T＝计算单摆的周期。 (2)利用公式g＝求重力加速度。 (3)作l­T2的图像，可利用斜率求重力加速度 　　　　　　　　　　　　　 角度1　探究弹簧弹力与其伸长量的关系 【例5】 如图甲，小明把两根弹簧连接起来，探究弹力和弹簧伸长量的关系，并求出两弹簧的劲度系数。 (1)在弹性限度内，将质量为50 g的钩码逐个挂在弹簧2下端，得到指针A、B指向刻度尺的示数LA、LB，在坐标纸上画出LA、LB与钩码个数n的L ­n关系图像如图乙。可求出弹簧1、2的劲度系数分别为k1＝__________ N/m，k2＝__________N/m。(取重力加速度g＝10 m/s2) (2)弹簧2的重力_________(选填“会”或“不会”)引起弹簧1的劲度系数的测量误差。 角度2　探究两个互成角度的力的合成规律 【例6】 (2024·浙江模拟预测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。 步骤一：如图甲(a)，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。 步骤二：在图甲(b)中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。 步骤三：撤去F1、F2，改用一个力F′单独拉住小圆环，如图甲(c)，仍使它处于O点，x0＝0.8 cm。 (1)下列选项中为本实验所需器材的是________。 (2)关于此实验的操作，下列说法正确的是________。 A.测力计可以直接钩住小圆环进行实验 B.实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触 C.完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同 D.为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好 (3)若弹簧测力计的示数如图乙所示，则其读数为______N。 (4)做实验时，根据其中一组测量结果在白纸上作图，如图丙所示，F1和F2为两个分力，请在图丙中通过作平行四边形的方法求出合力为________N。 角度3　探究平抛运动的特点 【例7】 用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。在竖直放置的硬板上先后铺上方格纸和复写纸并用图钉固定，调整斜槽PQ使其末端切线水平，同时在末端Q挂上重锤线。小球沿斜槽轨道滑下后从Q点水平飞出，落在接球槽MN上，在方格纸上留下一个痕迹点。移动接球槽，从同一位置由静止释放小球，多次重复，白纸上将留下一系列痕迹点。已知重力加速度大小为g。 (1)对本实验，下列说法正确的是________。 A.接球槽MN的高度可以不等间距变化 B.画轨迹时应把所有痕迹点用线段连接起来 C.利用痕迹点描绘轨迹时，应把Q点作为平抛起点 (2)某次实验正确操作记录的三个痕迹点A、B、C如图乙所示，图中每个方格的边长为L，可判断点A________(选填“是”或“不是”)小球做平抛运动的起点；小球做平抛运动的初速度表达式v0＝________(用g、L表示)。 角度4　探究向心力大小与半径、角速度及质量的关系 【例8】 (2024·海南高考)水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图(a)所示，图(b)为俯视图，测得圆盘直径D＝42.02 cm，圆柱体质量m＝30.0 g，圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。 为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤： (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t＝62.8 s，则圆盘转动的角速度ω＝_______rad/s(π取3.14)。 (2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图(c)所示，该读数d＝________mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。 (3)写出小圆柱体所需向心力表达式F＝________(用D、m、ω、d表示)，其大小为____________N(保留2位有效数字)。 角度5　用单摆测量重力加速度的大小 【例9】 (1)用单摆测重力加速度，为避免摆球晃动，采用图甲所示装置。两悬绳长都是l，与水平固定横杆夹角均为53°；用螺旋测微仪测小球的直径如图乙所示，则d＝________mm；使小球做简谐运动，用秒表记录了单摆n次全振动所用的时间为t，则当地重力加速度的表达式g＝________________(用题中字母及π来表示)。 (2)若保持悬线与水平横杆夹角53°不变，通过改变悬线长，使小球做简谐运动，测得多组悬线长l和对应的周期T，用图像法处理数据，并用这些数据作出T2 ­l图像为一条直线，其斜率为k，由此可以得出当地的重力加速度g＝__________(用含斜率k的代数式表示)。 (3)若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________。 A.将悬线长加球半径当成摆长 B.由于两边悬线没夹紧，球越摆越低 C.测量周期时，误将n次经过最低点的时间当成了n次全振动的时间 D.摆球的质量过大 任务3　力学创新实验 【例10】 (2024·福建厦门三模)利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。 (1)轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小桶。 (2)开始时，小桶装有砝码，整个实验装置处于静止状态。 (3)突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的________(选填“A”“B”或“C”)点。 (4)剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于________。 A.砝码的重力大小 B.小桶和砝码的重力大小 C.手机的重力大小 D.弹簧对手机的拉力大小 (5)改变小桶中砝码的质量，重复步骤(3)，获得多组实验数据并绘制a ­F图像如图丙所示，由图可得出结论：在误差允许的范围内，____________________。 (6)如图丁所示，某同学在处理数据时，以手机竖直方向的加速度a为纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制a ­m图像，获得一条斜率为k，截距为b的直线，则可推算出手机的质量为________(选用k、b、g表示)。 [创新点分析] (1)利用手机内部的加速度传感器测量手机的加速度。 (2)改变砝码质量，探究加速度与合外力的关系。 【例11】 某同学利用如图甲所示的实验装置探究物体做直线运动时的平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示。 (1)已知打出图乙中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生的对应位移和平均速度分别为Δx和v，表中ΔxAD＝________cm，vAD＝________cm/s。 位移区间 AB AC AD AE AF Δx/cm 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 v/(cm·s-1) 66.0 73.0 vAD 87.3 94.6 (2)根据表中数据得到小车平均速度v随时间Δt的变化关系，如图丙所示，请在图中补全实验点。 (3)从实验结果可知，小车运动的v ­Δt图线可视为一条直线，若此直线用方程v＝kΔt＋b表示，则其中k＝________cm/s2，b＝________cm/s。(结果均保留三位有效数字) (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小vA＝________，小车的加速度大小a＝________。(用字母k、b表示) [创新点分析] (1)利用打点计时器、纸带、小车探究小车的平均速度与时间的关系。 (2)分析小车的平均速度—时间图线，并与位移公式结合求加速度。 【例12】 (2024·吉林模拟预测)某同学用如图所示装置做“探究向心力与速度的关系”的实验。半径均为R的半圆轨道AB和四分之一圆弧轨道CD固定在竖直面内，过CD部分最高点D的切线水平，A、C、B在同一水平面上，在D点固定一个力传感器，D点在地面的投影为O，从A点正上方P点处由静止释放一个质量为m的小球，小球沿轨道运动到D点并从D点水平抛出，落地点在Q点(图中未标出)。 (1)对实验的要求，下列说法正确的是________。 A.圆弧轨道越光滑越好 B.应选用密度大、体积小的小球 C.P点位置比D点高即可 D.为了使力传感器的示数大些，应选用质量小些的球 (2)若实验记录力传感器的示数为F，小球落地点Q到O点的距离为x，改变P点位置进行多次实验，测得多组F、x，作F ­x2图像，如果图像是一条倾斜的直线，当图像与纵轴的截距为________、图像的斜率为________时(用已知量m、R、g表示)，则说明向心力与速度的平方成正比。 [创新点分析] (1)该实验的目的与装置和教材的实验相比，均发生了变化。 (2)利用力的传感器显示D处弹力的大小，D处的向心力由重力和弹力的合力提供。 (3)分析F ­x2图像得出向心力与速度的平方成正比。 【例13】 某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹(时间间隔为T)。如图(b)，在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。 (1)若电动机的转速为3 000 r/min，则T＝______s。 (2)实验操作时，应该________。(填正确答案标号) A.先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B.先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 (3)画出痕迹D时，钢柱下落的速度vD＝__________。(用题中所给物理量的字母表示) (4)设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出v2 ­h图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 [创新点分析] (1)利用电动机匀速转动和自由落体运动来验证机械能守恒定律。 (2)电动机匀速转动，每隔一定时间在钢柱表面上画上一条痕迹，类似于打点计时器的工作效果。 【例14】 为了测定物块和斜面间的动摩擦因数，科技小组设计了如图(a)所示的装置。让物块从倾角为θ的斜面底端靠近传感器的位置以某一速度开始上滑，通过位移传感器测定物块到传感器的距离x，用时间传感器测定物块运动的时间t，将位移传感器和时间传感器获得的数据同时输入计算机，可直接得到 ­的关系图像。某次实验在物块上滑过程中计算机得到如图(b)所示的图像，图像中b、c、d为已知量，重力加速度为g。根据图像及已知量可知： (1)物块开始运动时的初速度为________。 (2)物块与斜面间的动摩擦因数μ＝______________________________________。 (3)若空气阻力不可忽略，不考虑实验中的偶然误差，根据图像计算出的物块与斜面间的动摩擦因数________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际的动摩擦因数。 [创新点分析] (1)利用位移传感器测位移，利用时间传感器测时间，利用计算机分析得到 ­图像。 (2)分析图线的斜率和截距，结合牛顿第二定律得到动摩擦因数。 任务4　以测电阻为核心的实验　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．电流表内、外接的选择 (1)两种接法的比较 接法 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真实值 R测＝<Rx，测量值小于真实值 (2)两种接法的选择 ①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。 ②临界值计算法 Rx< 时，用电流表外接法； Rx> 时，用电流表内接法。 ③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。 2．滑动变阻器的选择 在安全条件下，分压电路选最大阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器，限流电路选最大阻值比待测电阻大的滑动变阻器。 (1)要求待测电压或电流从0开始变化时，必须选择分压电路。 (2)要求测量精确度高(或多测量几组数据或数据区分度大)时，应选择分压电路。 (3)虽然没有明确的要求，但滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值小很多时，应选择分压电路。 (4)其他情况优先选择限流电路(能耗小，结构简单)。 【例15】 (2024·新课标卷)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5 V)，电压表(量程5 V，内阻约3 kΩ)，定值电阻R0(阻值为800 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，开关S，导线若干。 完成下列填空： (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。 A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______________(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________(填“×1”“×100”或“×1 k”)位置。重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ(结果保留1位小数)。 (2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端。 (3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)。 (4)测量得到U1 ＝4.20 V，U＝2.78 V，则待测电压表内阻RV＝________kΩ(结果保留3位有效数字)。 【例16】 实验小组找到一刻度清晰的微安表G，其满偏电压不到0.5 V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下： A．微安表G(满偏电流为150 μA，内阻未知)； B．滑动变阻器R1(0～5 Ω，允许通过的最大电流为2 A)； C．滑动变阻器R2(0～10 Ω，允许通过的最大电流为1 A)； D．电源E(电动势约为6 V)； E．电阻箱R(最大阻值为9 999 Ω)； F．开关两个，导线若干。 (1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。 (2)滑动变阻器应选择________(选填“B”或“C”)。 (3)实验过程：将滑动变阻器的滑片移至________(填“左”或“右”)端，合上开关S1、S2，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关S2，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为___________Ω。 (4)若将该微安表改装为量程为0.6 A的电流表，需________(选填“串”或“并”)联一个________Ω(保留两位小数)的定值电阻。 【例17】 (2024·北京东城二模)(1)用图1所示的多用电表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下： ①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻度线。 ②将选择开关转到电阻挡的__________(选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的__________(选填“0刻度线”或“∞刻度线”)。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为________ Ω。 (2)按照图3连接电路，测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器连入电路的阻值，使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图4中图线a所示。 ①在实验中应使用____________(选填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑动变阻器。 ②已知合金丝甲的横截面积为8.0×10-8 m2，则合金丝甲的电阻率为________Ω·m(结果保留2位有效数字)。 ③图4中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙采用同样的方法获得的 ­l图像，由图可知合金丝乙的横截面积________(选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝甲的横截面积。 ④请从理论上分析并说明，利用图4中直线斜率求合金丝电阻率，是否存在因电表内阻带来的误差_____________________________。 【例18】 某物理兴趣小组的同学利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻Rx的方案，实验电路如图1所示。 ①将电阻丝紧贴量角器圆弧边沿弯曲成型，并依量角器直径两端点裁剪好，通过导线接入电路； ②按图1所示的电路原理图连接好各元件； ③将电阻箱的阻值调至R1并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B端移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA、OK间的夹角θ1(单位为弧度)； ④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组(θ，R)值； ⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图3所示。 根据分析，试回答下列问题： (1)某次调节电阻箱的示数如图2所示，则此时电阻箱接入电路的电阻为________ Ω。 (2)图3中图线的斜率为k，由此可求得Rx＝__________。 (3)实验时，当金属夹K调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细，认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从P到K的电流，那么此时测出Rx的值与真实值相比________(选填“偏小”“相等”或“偏大”)。 任务5　以闭合电路欧姆定律为核心的实验 1．测量电源的电动势和内阻 (1)伏安法 方案 方案一 方案二 电路图 误差来源 电压表的分流 电流表的分压 真实值和测量值的关系 I真＝I测＋ U真＝U测＋IRA 图像 误差分析 E测<E真，r测<r真 E测＝E真，r测> r真 (r测＝r＋RA) (2)伏阻法和安阻法 方案 伏阻法 安阻法 原理 E＝U＋ r E＝IR＋Ir 电路图 关系式 图像 误差分析 E测＜E真；r测＜r真 E测＝E真；r测＞r真 (r测＝r＋RA) 2.多用电表的原理 (1)原理：闭合电路欧姆定律，I＝(其中R内＝Rg＋R＋r，I与Rx成一一对应关系)； (2)中值电阻R中＝Rg＋R＋r； (3)红、黑表笔短接，欧姆调零，Ig＝； (4)电流方向：“红进黑出” 【例19】 (2024·吉林高考)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。 (1)实验步骤如下： ①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的________(填“A”或“B”)端； ②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L； ③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅰ； ④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅱ。 (2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝________。 (3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若＝n，则待测电池的内阻r＝________(用n和R0表示)。 【例20】 (2024·四川成都二模)提供有下列器材，用于测量电源的电动势和内阻： ①待测电源(电动势小于3 V) ②电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ) ③电阻箱R(0～999.9 Ω) ④定值电阻R0＝4 Ω ⑤开关 ⑥导线若干 甲、乙两同学分别设计了如图(a)和图(b)所示的电路。 (1)某次实验中电阻箱的情况如图所示，则其接入电路的电阻为________Ω。 (2)若图(a)和图(b)电阻箱接入电路的电阻均为(1)中所读的阻值，电压表的示数分别为Ua和Ub，则它们的大小关系为Ua______Ub(选填“>”“＝”或“＜”)。 (3)两同学分别根据电阻箱和电压表的读数R和U，通过建立合适的坐标系，通过图像处理数据得出了电动势和内阻的值。某同学根据图(a)实验测得的电压表的示数U和电阻箱的读数R，作出了如图所示的图线，则所测得的电动势E1＝___________，内阻r1＝___________。(结果均保留2位有效数字)。由于电压表的内阻不是无穷大，该同学所测得的电动势___________(选填“>”“＝”或“＜”)真实值。 【例21】 某学习小组测量电源的电动势和内阻，并测量某样品管中污水(含有大量正、负离子)的电导率σ(电导率σ为电阻率ρ的倒数)。该样品管由绝缘材料制成，粗细均匀且左右两端封闭，在左右两个内侧面上固定有正对的导线连接，左右两侧面厚度不计，如图1所示。 (1)测得该样品管的长度为L，用20分度的游标卡尺测量该样品管的内径D，示数如图2所示，则D＝________cm。 (2)用图3所示的电路(电流表为理想电表)测量电源的电动势和内阻，并测量该样品管中污水的电阻Rx。 ①闭合开关S2和S1，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，并绘制 ­R图像，得到图线Ⅰ，如图4所示。 ②断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，并绘制 ­R图像，得到图线Ⅱ，如图4所示。 ③由 ­R图像可得，该电源的电动势E＝______，内阻r＝________；该样品管中污水的电阻Rx＝________。(用a、b、c、d表示) (3)该样品管中污水的电导率σ＝________(用L、D、a、b、c、d表示)。 任务6　电学创新实验 【例22】 某小组同学设计了如图甲所示的电路同时测量电压表内阻RV与定值电阻Rx的阻值。现有的实验器材如下： A．待测电压表(量程0～3 V，RV未知) B．待测电阻Rx(约为1 000 Ω) C．滑动变阻器RP1(0～5 Ω) D．滑动变阻器RP2(0～500 Ω) E．电阻箱R1(0～999.99 Ω) F．电阻箱R2(0～9 999.9 Ω) G．电源(电动势为3 V，内阻不计) H．开关，导线若干。 (1)根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器应该选用________，电阻箱应该选用________。(填器材前字母序号) (2)该小组选定实验器材后进行了如下操作： ①先将电阻箱R调至零，先后闭合开关S2、S1，调节RP至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为________V； ②断开开关S2； ③调节电阻箱R，记录此时电压表的示数U与电阻箱的示数R； ④多次改变电阻箱R的阻值，重复步骤③； ⑤根据图像法科学分析、计算结果。 (3)该小组同学根据所测数据作出 ­R图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻RV＝__________kΩ，待测电阻Rx＝__________kΩ。 [创新点分析] (1)该题通过巧妙设计，能同时测量两个阻值，即测量电压表内阻和定值电阻。 (2)通过记录电压表和电阻箱的示数，分析 ­R图像，从而得出RV和Rx的值。 【例23】 我国锂电池产能占全世界60%以上，某同学对一块锂电池的电动势Ex和内阻rx非常感兴趣，设计了如图甲所示的电路图。图中R1和R2为电阻箱(0～999.9 Ω)，S1和S2为开关，E0为干电池(电动势为1.5 V，内阻未知)，G是灵敏电流计。 (1)用笔画线代替导线，按照图甲将图乙中的实物连接成完整电路。 (2)闭合开关S1和S2，调节两电阻箱，当G表示数为零时，记录下电阻箱的阻值为R1和R2，则有＝____________(用R1、R2和rx表示)。 (3)闭合开关S1和S2，改变两电阻箱的阻值，当G表示数重新为零时，记录下电阻箱的阻值为R1′和R2′。 (4)某次实验R1＝4.5 Ω、R2＝1.5 Ω、R1′＝9.5 Ω、R2′＝3.0 Ω，由此可测出Ex＝______V，rx＝______Ω。 [创新点分析] (1)利用已知干电池的电动势，来测量未知锂电池的电动势和内阻。 (2)G表示数为零，结合电路特点，说明电阻箱R2两端的电压等于E0。 【例24】 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下： (1)将器材连接，如图甲所示。 (2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________(填“a”或“b”)端。 (3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据。 (4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，图线与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为E＝________，r＝________________(用R0，RA、k、d、r0表示)。 (5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。利用现有器材设计实验，在图丙方框中画出实验电路图。(电阻丝用滑动变阻器符号表示)。 丙 (6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻。 [创新点分析] (1)通过测定电动势和内阻的实验测量电阻丝单位角度对应的电阻值r0。 (2)利用电阻丝与时钟表盘图形相结合，探究与接入电路的电阻丝长度对应的角度θ的关系。 任务7　用油膜法估测油酸分子的大小 1．原理：认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成，油膜的厚度就是油酸分子的直径d＝，如图所示。 2．对“V”的测量 (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n； (2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积为V0； (3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N； (4)则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积V＝n。 3．对“S”的测量 (1)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个。 (2)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0计算出油膜的面积S(即n0S0)。 【例25】 有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 (1)在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是________。 A．1∶50 B．1∶500 C．1∶5 000 (2)由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积S0，并用高精度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则油膜的面积为__________(用所给物理量的符号来表示)。 (3)下列操作有助于减小实验误差的是________。 A．撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘 B．滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面 C．滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积 任务8　探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系 实验装置图： 1．用注射器封闭一段空气，底端用橡胶塞密封，保证气体的质量不变。 2．读出空气柱的长度L和空气柱的压强p。 3．缓慢向下压或向上拉，分别读取空气柱的长度和气体压强的大小，记录数据。 4．根据数据得出p ­V图像或p ­图像，得出p、V的关系。 【例26】 (2023·山东高考)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和)。逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。 回答以下问题： (1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体________。 A．p与V成正比 B．p与成正比 (2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________Pa(保留3位有效数字)。 (3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而________(选填“增大”或“减小”)。 任务9　测量玻璃的折射率 三种数据处理的方法 (1)计算法：由n＝，算出不同入射角时的n值，并取平均值。 (2)图像法：作sin θ1 ­sin θ2图像，由n＝可知其斜率为折射率。 (3)单位圆法：以入射点O为圆心，作半径为R的圆，如图所示，则，sin θ2＝，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n＝。 【例27】 (2024·安徽高考)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。 (1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。(填正确答案标号) A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′ B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C．实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率________(填“大”或“小”)。 (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3(α2<α3)，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“>”或“<”)。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 任务10　用双缝干涉实验测光的波长 1．实验装置图及实验器材 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。 2．数据处理的方法 (1)调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1； (2)转动手轮，当分划板中心刻线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2； (3)相邻两条亮条纹间的距离Δx＝，则由λ＝Δx＝得波长。 3．注意事项 (1)实验时应调整光源、单缝、双缝和毛玻璃屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行。 (2)分划板上的中心刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量的误差。 (3)测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，一种相当于游标卡尺。 【例28】 某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以________(选填选项前的字母)。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 (2)若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的________。 A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.30 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，分划板中心刻线对准第1条亮纹中心时读数为21.75 mm，旋转测量头旋钮，分划板中心刻线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________ mm。所测单色光的波长为______________m(结果保留2位有效数字)。 任务群（七） 物理实验 【例1】解析：(1)该实验是探究小车做匀变速直线运动的规律，不需要适当抬高木板右端以平衡阻力，只要能使小车做匀变速直线运动即可。 (2)相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50 Hz的交变电源上，可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s，由Δx＝aT2可得，纸带运动的加速度a＝×10-2 m/s2＝0.78 m/s2。 (3)设一个钩码的质量为m，甲组小车的质量为m1，乙组小车的质量为m2，甲组F甲合＝2mg，乙组F乙合＝mg，拉力对小车做功为W＝F合x，甲、乙两组小车的位移x关系不确定，因此拉力对小车做的功不一定存在2倍关系，A错误；拉力给小车的冲量为I＝F合t，甲、乙两组的时间关系不确定，则拉力给小车的冲量不一定存在2倍关系，B错误；设单位距离为h，由动能定理可得W＝Ek2－Ek1，对甲组则有ΔEk甲＝2mgh，对乙组则有ΔEk乙＝mgh，可知小车在单位距离上的动能变化量存在2倍关系，C正确；由动量定理可得F合Δt＝mΔv，对甲组则有F甲合Δt＝2mgΔt＝m1Δv甲＝Δp甲，对乙组则有F乙合Δt＝mgΔt＝m2Δv乙＝Δp乙，可知小车在单位时间内的动量变化量存在2倍关系，D正确。 答案：(1)不需要　(2)0.78　(3)CD 【例2】解析：(4)根据题图(b)分析可知，与图线甲相比，图线乙的线性区间较大，非线性区间较小。 (5)在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，如图所示。 (6)对钩码根据牛顿第二定律有F－FT＝ma，对小车根据牛顿第二定律有FT＝Ma，联立解得F＝(M＋m)a，变形得a＝F，当m≪M时，可认为m＋M≈M，则a＝，即a与F成正比。 答案：(4)较大　较小　(5)见解析图　(6)远大于钩码的质量　理由见解析 【例3】解析：(1)B中重锤离打点计时器太远，不能打出足够多的点；C中重锤没有挂在桌子外面且重锤离打点计时器太远；D中重锤没有挂在桌子外面，故选A。 (2)相邻点间距离之差Δx＝gT2 ≈ 4 mm，则应选取相邻点间距离之差最接近4 mm的纸带进行测量。 (3)由题图可知，3、5间的距离 x35＝12.00－6.85 cm＝5.15 cm 则打下点“4”时重锤的速率 v4＝ m/s≈1.29 m/s。 (4)把打下点“7”时重锤所在位置选为参考平面，则根据机械能守恒可得mv2，则有－gh，可知D正确。 答案：(1)A　(2)4　(3)1.29　(4)D 【例4】解析：(1)游标的零刻度线与主尺5 mm刻度线对齐，该游标尺为20分度游标卡尺，所以d＝5.00 mm。 (3)根据速度定义式可知滑块经过光电门Ⅰ时的速度为 v1＝。 (4)碰撞后A、B两滑块的速度分别为、，碰前A的动量为pA＝m1 碰后系统动量为pA′＋pB＝m1，若pA＝pA′＋pB，即 即可验证动量守恒定律。 (5)若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则需满足动量守恒与机械能守恒，则 m1v1＝m1vA＋m2vB 解得vA＝v1，vB＝v1 所以。 答案：(1)5.00　(3)　(4)　(5) 【例5】解析：(1)根据胡克定律F＝kx，可得 ΔF＝kΔx，k＝ 对弹簧1有 k1＝(N/m)＝12.5 N/m 对弹簧2有 k2＝(N/m)＝25 N/m。 (2)由上述分析可知，弹簧1弹力的变化量不受弹簧2的重力的影响，所以弹簧2的重力不会引起弹簧1劲度系数的测量误差。 答案：(1) 12.5　25　(2)不会 【例6】解析：(1)实验需要刻度尺确定力的方向和作图，故B正确。 (2)测力计若直接钩住小圆环进行实验，会在确定力的方向时出现误差，故A错误；实验过程中，弹簧测力计与木板保持平行即可，故B错误；实验过程中用一个弹簧测力计的作用效果替代两个弹簧测力计作用效果，只需同一次实验“结点”的位置相同即可，故完成后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同，C正确；画平行四边形时，夹角适当大些画出的平行四边形会更准确，但夹角不能过大，故D错误，故选C。 (3)弹簧测力计的最小分度为0.2 N，根据指针位置可以确定拉力为0.7 N。 (4)根据平行四边形定则作图，如图所示， 由图可知合力大小约为3.10 N。 答案：(1)B　(2)C　(3)0.7　(4)3.10 【例7】解析：(1)挡板只要能记录下钢球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故A正确；为描出钢球的运动轨迹，痕迹点应用平滑的曲线连接，故B错误；利用痕迹点描绘轨迹时，应将小球球心位置作为平抛起点，故C错误，故选A。 (2)假设A点为抛出点，则竖直方向初速度为零，物体在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，A、B、C相邻两点间的竖直位移之比应为1∶3，而题图中位移之比为2∶5，所以A点不是抛出点。 根据Δx＝gT2可知，竖直方向满足5L－2L＝gT2，解得T＝；水平方向上做匀速直线运动，则有v0＝，解得v0＝。 答案：(1)A　(2)不是　 【例8】解析：(1)圆盘转动10周所用的时间t＝62.8 s，则圆盘转动的周期为T＝ s 根据角速度与周期的关系有 ω＝＝1 rad/s。 (2)根据游标卡尺的读数规则有 1.6 cm＋2×0.1 mm＝16.2 mm。 (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r＝ 则小圆柱体所需向心力表达式 F＝。 带入数据有F＝6.1×10-3 N。 答案：(1)1　(2)16.2　(3) 6.1×10-3 【例9】解析：(1)根据螺旋测微器的读数规则可知，该小球的直径为 d＝20 mm＋3.6×0.01 mm＝20.036 mm。 由单摆的周期公式T＝2π，可得g＝，由于T＝，且两绳与竖直方向夹角为37°，可得摆长L＝l cos 37°＋＝0.8l＋，联立可得g＝。 (2)由上述分析可知g＝，整理可得T2＝，因此k＝，解得g＝。 (3)根据g＝可知，将悬线长加球半径当成摆长，导致单摆的实际摆长偏大，则重力加速度的测量值偏大，故A正确；球摆低会导致L增大，即周期增大，从而导致g的测量值偏小，故B错误；误将n次经过最低点的时间当成n次全振动的时间，导致周期偏小，最后得到的g偏大，故C正确；质量不影响g的大小，故D错误。故选AC。 答案：(1)20.036　　(2)　(3)AC 【例10】解析：(3)由题图乙可知，前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因为手机在做(近似)简谐运动，故第一个峰值即为绳子被剪断时的瞬时加速度，故选“A”点。 (4)剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小不变，手机受到的合力大小F等于小桶和砝码的重力大小，故选B。 (5)由题图丙知，图像为过原点的一条直线，根据图像可以得到的结论，当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 (6)绳子剪断前，设弹簧弹力为F，小桶质量为m0，手机质量为M，对手机由平衡知F－(m＋m0)g－Mg＝0，绳子剪断后，对手机由牛顿第二定律有F－Mg＝Ma，综上可得a＝，解得M＝。 答案：(3)A　(4)B　(5)质量一定时，手机加速度与合外力成正比　(6) 【例11】解析：(1)根据纸带的数据可得 ΔxAD＝xAB＋xBC＋xCD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm 平均速度vAD＝＝80.0 cm/s。 (2)根据第(1)问结果补全实验点，如图所示。 (3)从实验结果可知，小车运动的v ­Δt图线可视为一条直线，如图所示， 此直线用方程v＝kΔt＋b表示，由图像可知k＝ cm/s2＝70.0 cm/s2，b＝59.0 cm/s。 (4)小车做匀变速直线运动，由位移公式x＝v0t＋整理得at，即at，故根据图像斜率和截距可得vA＝b，a＝2k。 答案：(1)24.00　80.0　(2)见解析　(3) 70.0　59.0　(4)b　2k 【例12】解析：(1)圆弧轨道是否光滑对实验没有影响，故A错误；选用密度大、体积小的小球，可以减小空气阻力的影响，故B正确；根据题意，若小球恰好通过D点，由牛顿第二定律有mg＝，可得vD＝，由能量守恒定律可知，若P点位置比D点略高些，则小球可能到不了D点，故C错误；同样的实验过程，质量小些的球通过D点时，对力传感器压力会小些，不利于实验的测量，产生误差较大，故D错误。故选B。 (2)根据题意可知，在D点，小球受到的合力提供向心力，则有Fn＝F＋mg，根据题意可知，小球离开D点做平抛运动，竖直方向上有2R＝gt2，水平方向上有x＝vt，联立解得v＝，在D点，根据牛顿第二定律有F＋mg＝m，联立整理可得F＝x2－mg，则当图像与纵轴的截距为－mg，斜率为时，向心力与速度的平方成正比。 答案：(1)B　(2)－mg　 【例13】解析：(1)由于电动机的转速为3 000 r/min，则其频率为f＝ Hz＝50 Hz 则T＝ s＝0.02 s。 (2)实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上的痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落，故选A。 (3)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为vD＝。 (4)钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减少量等于动能的增加量，即mgh＝mv2，可得v2＝2gh。若v2 ­h图线为一条倾斜直线，且直线的斜率近似等于2g，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 答案：(1)0.02　(2)A　(3)　(4)2g 【例14】解析：(1)设物块开始运动时的初速度为v0，加速度大小为a，根据匀减速直线运动位移与时间的关系可得x＝v0t－at2，可得a，结合 ­图像的斜率可得v0＝。 (2)由牛顿第二定律可得a＝＝g sin θ＋μg cos θ，又 ­图像的纵轴截距为－d＝－a，联立解得μ＝－tan θ。 (3)若空气阻力不可忽略，不考虑实验中的偶然误差，易知根据图像计算出的物块与斜面间的动摩擦因数大于实际的动摩擦因数。 答案：(1)　(2)－tan θ　(3)大于 【例15】解析：(1)使用多用电表粗测电阻的步骤应为①机械调零：使用前，若指针没有指在左端“∞”位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指在“∞”位置；②选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其置于欧姆挡的合适挡位；③欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处；④测量示数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。故该实验中正确的操作顺序应为CAB。 由于多用电表在使用时的电流流向为“红进黑出”，且通过电压表的电流流向为“正进负出”，所以在用多用电表粗测电压表内阻时，多用电表的红、黑表笔应分别与待测电压表的负极、正极相连。 由题图(a)中的虚线Ⅰ可知，待测电压表的内阻约为1 500 Ω，则为使指针指在中央刻度线附近，应将选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置。 由题图(a)中的实线Ⅱ可知，该电压表的内阻为R内＝16×100 Ω＝1 600 Ω＝1.6 kΩ。 (2)由题图(b)可知滑动变阻器采用分压式接法，则为了方便调节，滑动变阻器应选最大阻值较小的R1；为了保护电路，闭合开关前测量电路部分分压应为0，即滑动变阻器的滑片应置于a端。 (3)由题图(b)可知，流过待测电压表和定值电阻R0的电流相等，则结合欧姆定律和串联电路分压规律有，可得RV＝。 (4)将U1＝4.20 V、U＝2.78 V、R0＝800 Ω代入(3)中表达式可得RV＝ Ω≈1.57 kΩ。 答案：(1)CAB　负极、正极　×100　1.6　(2)R1　a　(3)　(4)1.57 【例16】解析：(1)如图所示。 (2)为使开关S2断开前后与滑动变阻器并联部分的电压几乎不变，滑动变阻器应选择B。 (3)为避免S1闭合时支路两端电压过大，应将滑动变阻器的滑片移到最左端。 由题意可知微安表的内阻等于此时电阻箱的阻值，故微安表的内阻为Rg＝2×1 000 Ω＋4×100 Ω＋10×0 Ω＋1×0 Ω＝2 400 Ω。 (4)若将该微安表改装为量程为0.6 A的电流表，需并联一个定值电阻，根据0.6 A＝Ig＋，Ig＝150 μA，联立解得R≈0.60 Ω。 答案：(1)见解析　(2)B　(3)左　2 400　(4)并　0.60 【例17】解析：(1)②待测电阻只有十几欧姆，则将选择开关转到电阻挡的“×1”的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的 “0刻度线”。 ④合金丝的阻值为15 Ω。 (2)①在实验中滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的，则应使用0～20 Ω的滑动变阻器。 ②根据＝R＋RA＝ρ＋RA，由图像可知，解得ρ≈1.2×10-6 Ω·m。 ③由题图4可知，图线b对应的斜率较小，根据k＝，材料相同，则电阻率相同，可知合金丝乙的横截面积大于合金丝甲的横截面积。 ④由上述分析可知，导体的电阻率与图像的斜率有关，和电表内阻无关，所以不存在因电表内阻带来的误差。 答案：(1)②×1　③0刻度线　④15　(2)①0～20 Ω ②1.2×10-6　③大于　④见解析 【例18】解析：(1)电阻箱接入电路的电阻为R＝596.0 Ω。 (2)当灵敏电流计的示数为零时，有，整理得，图像的斜率为k＝，解得Rx＝。 (3)灵敏电流计还有从P到K的电流，则从量角器上读出OA、OK间的夹角θ偏小，根据Rx＝R，此时测出Rx的值与真实值相比偏大。 答案：(1)596.0　(2)　(3)偏大 【例19】解析：(1)①为了保护电路，开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电路电阻的最大处，即A端。 (2)(3)设电阻丝的总电阻为R，总长度为x，对题图(a)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋r，可得；对题图(b)有E＝U＋(r＋R0)，可得，结合题图(c)可知b＝，又＝n，解得E＝。 答案：(1)①A　(2)　(3) 【例20】解析：(1)由题图可知，此时电阻箱的读数为R＝10×1＋1×9＋0.1×0＝19.0 Ω。 (2)由题图(a)可知，此时电压表测量R0两端电压，根据闭合电路欧姆定律可知Ua＝E－，由题图(b)可知，此时电压表测量R两端电压，根据闭合电路欧姆定律可知Ub＝E－，由于R>R0，所以Ua<Ub。 (3)根据闭合电路欧姆定律可知U＝E1－，整理可得，结合图像可知，斜率为，截距为＝0.5，联立解得E1＝2.5 V，r1＝1.0 Ω。 由于电压表的分流作用，导致流过电源的实际电流大于，所以电动势的测量值小于真实值。 答案：(1)19.0　(2)<　(3)2.5　1.0　< 【例21】解析：(1)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以D＝30 mm＋7×0.05 mm＝30.35 mm＝3.035 cm。 (2)③当闭合开关S2和S1，根据闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋r)，所以，断开开关S2，闭合开关S1，有E＝I(R＋r＋Rx)，所以，结合图像可得＝b，所以E＝。 (3)根据电阻定律有Rx＝ρπD2，σ＝，联立可得σ＝ 答案：(1)3.035　(2)③　(3) 【例22】解析：(1)由题图可知，电路的控制电路采用的是分压式接法，为保证误差尽可能的小，选用总阻值小的滑动变阻器RP1，故选C。 电阻箱要能够调节电路中的电流，而待测电阻的阻值约为1 000 Ω，所以电阻箱的阻值应该大一些，即应该为R2，故选F。 (2)①量程为3 V的电压表最小分度值为0.1 V，所以其读数为U1＝2.40 V。 (3)由欧姆定律，电压表示数U与电阻箱阻值R的关系，有2.40＝U＋(R＋Rx)，整理有，结合题图可知，对于 ­R图像，有k＝，解得RV＝3.0 kΩ，Rx＝1.0 kΩ。 答案：(1)C　F　(2)①2.40　(3)3.0　1.0 【例23】解析：(1)电路图如图所示。 (2)当G表示数为零时R2＝E0，得 。 (4)把E0＝1.5 V，R1＝4.5 Ω，R2＝1.5 Ω，R1′＝9.5 Ω，R2′＝3.0 Ω代入R2＝E0，联立得rx＝0.5 Ω，Ex＝6.5 V。 答案：(1)见解析　(2)　(4)6.5　0.5 【例24】解析：(2)开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律R＝ρ可知，电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的b端。 (4)设圆心角为θ时，电阻丝接入电路中电阻为θr0，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，E＝I(RA＋R0＋θr0)＋Ir，整理得＝d，解得电源电动势和内阻为E＝－R0－RA。 (5)实验器材中有定值电阻R0和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝的电阻，如图所示。 原理的简单说明： ①将开关置于1位置，读出电流表示数I0； ②将开关置于2位置，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为I0，读出此时角度为θ； ③此时θr0＝R0，即可求得r0的数值。 答案：(2)b　(4)－R0－RA　(5)见解析图 【例25】解析：(1)在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是1∶500，故选B。 (2)胶片厚度相同，则面积比等于质量比，即 S＝m。 (3)撒粉时若过厚，且覆盖整个浅盘，则不利于油酸形成单分子油膜，A错误；滴油酸酒精溶液时，针头若远离液面，则油酸酒精溶液滴到水面上时可能会溅起，也不利于形成整片的油膜，B错误；滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积，C正确。故选C。 答案：(1)B　(2)m　(3)C 【例26】解析：(1)题图乙为一条过原点的倾斜直线，说明一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的倒数成正比，B正确。 (2)气体体积V＝10.0 mL时，由题图乙直接读出该状态下的压强p＝2.04×105 Pa。 (3)正确记录数据时p、V的乘积为p(V0＋ΔV)，漏掉ΔV时，该乘积为pV0，则计算结果之差的绝对值为p·ΔV，由于ΔV为定值，所以压强p越大，计算结果之差的绝对值越大。 答案：(1)B　(2)2.04×105　(3)增大 【例27】解析：(1)A.在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线a′代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′，故A错误。在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确。实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，以减小实验误差，故C错误。故选B。 (2)由题图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律n＝，可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 (3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为n玻璃＝，该介质的折射率为n介质＝，其中α2<α3，所以n玻璃>n介质。 答案：(1)B　(2)大　(3)> 【例28】解析：(1)将单缝向双缝靠近，对从目镜中观察到的条纹个数无影响，A错误；由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，将红色滤光片换成绿色滤光片，光的频率变大，波长变小，干涉条纹间距Δx变小，则从目镜中观察到的条纹个数增多，B正确；使用间距d更小的双缝，由干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，干涉条纹间距Δx变大，观察到的条纹个数减少，C错误。故选B。 (2)在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，由图2中b的条纹间距可知，则双缝间的距离变为原来图a的2倍。故选C。 (3)由题图3可知，第4条亮纹中心读数为l4＝29 mm＋6×0.05 mm＝29.30 mm。 条纹间距Δx＝ mm≈2.52 mm，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可得λ＝＝6.3×10-7 m。 答案：(1)B　(2)C　　(3)29.30　6.3×10-7 学科网（北京）股份有限公司 $