2019屆高三物理二輪復(fù)習(xí)教師用書：第二部分題型研究二實驗題如何創(chuàng)滿分-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

題型研究二

第一講力學(xué)實驗基礎(chǔ)命題點——點點突破根基牢
一、5年高考統(tǒng)計分析——明考情
命題角度

考題
考查內(nèi)容
分值
①
力學(xué)實驗基本要求、研究勻變速直線運動及其“發(fā)展型實驗”
2017Ⅰ卷T22
滴水計時器代替打點計時器、根據(jù)水滴位置確定運動狀態(tài)、求瞬時速度和加速度
5分
2017Ⅱ卷T22
利用光電門分析滑塊的運動、平均速度、速度公式、v-t圖像
6分
②
探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系及其“發(fā)展型實驗”
2014Ⅱ卷T23
探究彈簧勁度系數(shù)與長度(圈數(shù))的關(guān)系、數(shù)據(jù)處理、圖像分析
9分
③
彈簧測力計的使用、驗證力的平行四邊形定則及其“發(fā)展型實驗”
2018Ⅰ卷T22
測量彈簧的勁度系數(shù)、游標(biāo)卡尺讀數(shù)
5分
2017Ⅲ卷T22
測力計讀數(shù)、作圖、平行四邊形定則
6分
④
驗證牛頓運動定律及其“發(fā)展型實驗”
2016Ⅲ卷T23
作圖、a-n圖像分析、數(shù)據(jù)計算、平衡摩擦力、牛頓第二定律、整體隔離法
10分
2014Ⅰ卷T22
作圖、誤差分析、提出改進措施、整體隔離法、牛頓第二定律
6分
⑤
探究動能定理及其“發(fā)展型實驗”

⑥
驗證機械能守恒定律及其“發(fā)展型實驗”
2016Ⅰ卷T22
通過自由落體運動分析紙帶點跡求解速度、加速度，根據(jù)牛頓第二定律求交流電頻率
5分
⑦
驗證動量守恒定律及其“發(fā)展型實驗”
2014Ⅱ卷T35(2)
光電計時器、打點計時器、動量守恒定律、誤差計算
10分
⑧
力學(xué)“創(chuàng)新型實驗”
2018Ⅱ卷T23
測動摩擦因數(shù)、彈簧秤的讀數(shù)、作圖、圖像分析、平衡條件
9分
2018Ⅲ卷T22
測反應(yīng)時間、自由落體規(guī)律、減小誤差的措施
6分
2016Ⅱ卷T22
探究彈簧的彈性勢能、實驗步驟、通過紙帶求速度
6分
2015Ⅰ卷T22
測玩具小車過凹形橋最低點的速度、托盤秤讀數(shù)、牛頓第二定律
6分
2015Ⅱ卷T22
通過紙帶求加速度、速度，根據(jù)牛頓第二定律求動摩擦因數(shù)
6分

二、實驗關(guān)鍵問題歸納——抓共性
物理考試大綱規(guī)定的七個力學(xué)實驗，包括研究勻變速直線運動、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系、驗證力的平行四邊形定則、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律、驗證動量守恒定律等，這些實驗都離不開力、長度、速度或加速度的測量，離不開讓物體運動起來。其中長度的測量可用刻度尺、游標(biāo)卡尺或螺旋測微器，現(xiàn)對力、速度、加速度的測量方法及使物體由靜止開始運動的方法加以分析。

(一)把力測出來
方法
儀器器材
應(yīng)用舉例
基本法
測力計力傳感器
驗證力的平行四邊形定則等
平衡法
測力計、天平
探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系等
替代法
天平
驗證牛頓運動定律，探究動能定理等

(二)讓物體動起來
方法
操作
應(yīng)用舉例
牽引法
重物拉線跨過定滑輪牽引小車或滑塊在軌道上運動
研究勻變速直線運動，驗證牛頓運動定律，探究動能定理等
彈射法
小車或滑塊在伸長的橡皮筋作用下由靜止射出
探究動能定理等
物體在壓縮的彈簧作用下由靜止射出
探究彈性勢能等
落體法
重物自由落體
驗證機械能守恒定律，測量重力加速度等
自滑法
物體由靜止無初速釋放后沿斜面下滑
驗證牛頓運動定律，探究動能定理，驗證動量守恒定律等

(三)把速度測出來
方法
主要儀器器材
操作
應(yīng)用舉例
紙帶法
交流電源、打點計時器、刻度尺
測出計數(shù)點間距，由打出某點前后兩點時間內(nèi)的平均速度替代打出該點時的速度
研究勻變速直線運動，驗證牛頓運動定律，探究動能定理，驗證機械能守恒定律，驗證動量守恒定律等
光電
門法
光電門、螺旋測微器或游標(biāo)卡尺
測出遮光條的寬度及遮光時間，由遮光時間內(nèi)的平均速度代替物體經(jīng)過光電門時的速度

續(xù)表
方法
主要儀器器材
操作
應(yīng)用舉例
平
拋
法
豎直平面內(nèi)末端水平的傾斜或弧形軌道、刻度尺
測出物體離開軌道末端后平拋運動的高度與射程，由平拋運動規(guī)律計算初速度
驗證動量守恒定律等
彈簧、刻度尺、天平
探究彈性勢能等
圓
周
法
豎直平面內(nèi)的圓弧軌道、力傳感器、天平等
力傳感器測出物體經(jīng)過軌道最低點時對軌道的壓力，由牛頓運動定律計算物體經(jīng)過最低點時的速度
探究動能定理，驗證機械能守恒定律等
反過來由機械能守恒定律或動能定理計算最低點的速度
探究向心力等

　　(四)把加速度測出來
方法
原理與操作
應(yīng)用舉例
公
式
法
利用紙帶或頻閃照片，以最常見的6段位移為例，逐差法計算加速度的公式為a＝
研究勻變速直線運動，驗證牛頓運動定律，測重力加速度等
由物體運動軌道上的兩光電門分別測出兩個時刻的速度及對應(yīng)位移，根據(jù)v2－v02＝2ax計算加速度
圖
像
法
算出選定計數(shù)點的速度，建立v-t圖像，由圖像斜率計算加速度
根據(jù)＝v0＋at建立-t圖像，由圖像斜率計算加速度，但要注意，加速度等于圖像斜率的2倍，此外縱軸截距表示初速度

三、常考實驗練中自檢——查缺漏
實驗一　探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
測出彈簧在彈性限度內(nèi)的伸長量或伸長后的長度及對應(yīng)彈力，作出彈力與伸長關(guān)系圖像，或作出彈力與彈簧長度關(guān)系圖像。若圖像為直線，說明彈簧的彈力與伸長量成正比，圖像斜率表示彈簧的勁度系數(shù)。
[對點訓(xùn)練]
1．(2018·銀川一中模擬)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，某同學(xué)把兩根輕彈簧連接起來進行探究(如圖)。
(1)某次測量如圖所示，指針示數(shù)為______ cm。
(2)在彈性限度內(nèi)，將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB，用下表中數(shù)據(jù)計算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為________ N/m (重力加速度g取10 m/s2)；由表中數(shù)據(jù)__________(選填“能”或“不能”)計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。
鉤碼數(shù)
1
2
3
4
LA/cm
15.71
19.71
23.66
27.76
LB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36

解析：(1)刻度尺讀數(shù)需估讀到最小刻度的下一位，指針示數(shù)為16.00 cm。
(2)由表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)彈力的變化量ΔF＝0.5 N時，彈簧Ⅰ形變量的變化量為Δx＝4.02 cm，根據(jù)胡克定律知：k1＝＝ N/m≈12.4 N/m；結(jié)合LA和LB示數(shù)的變化，可以得出彈簧Ⅱ形變量的變化量，結(jié)合彈力變化量，根據(jù)胡克定律能求出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。
答案：(1)16.00(15.95～16.05均可)
(2)12.4(12.2～12.6均可)　能
實驗二　驗證力的平行四邊形定則
先用兩個彈簧測力計互成角度的拉橡皮條，再用一個彈簧測力計將橡皮條拉到同一結(jié)點位置，分別記下測力計的示數(shù)F1、F2和F′及細繩套的方向，并用同一標(biāo)度分別作出力的圖示，并用平行四邊形定則作出F1、F2的合力F，然后比較合力F與F′的大小和方向。
[對點訓(xùn)練]
2．(2018·聊城二模)在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，某同學(xué)進行的實驗步驟是：
a．如圖甲所示，將橡皮筋的一端固定在木板上的A點，另一端栓上兩根繩套，每根繩套分別連著一個彈簧測力計；
b．沿著兩個方向拉彈簧測力計，將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將此位置標(biāo)記為O點，讀取此時彈簧測力計的示數(shù)，分別記錄兩個拉力F1、F2的大小，用筆在兩繩的拉力方向上分別標(biāo)記B、C兩點，并分別將其與O點連接，表示兩力的方向；
c．再用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向。

(1)步驟b、c中，都將橡皮筋的活動端拉至O點，這樣做的目的是________________________________________________________________________。
(2)圖乙是在白紙上根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的力的圖示，其中________是F1和F2合力的實際測量值。
(3)某次測量如圖丙所示，兩個彈簧測力計M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β＝90°。若保持彈簧測力計M的示數(shù)不變，當(dāng)角α由圖中所示的值逐漸減小時，要使橡皮筋的活動端仍在O點，可采用的辦法是________。
A．增大N的示數(shù)，減小β角
B．減小N的示數(shù)，減小β角
C．減小N的示數(shù)，增大β角
D．增大N的示數(shù)，增大β角
解析：(1)用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，這樣做的目的是與F1、F2共同作用的效果相同。
(2)F1和F2合力的實際測量值是用一根彈簧測力計拉的，不是根據(jù)平行四邊形定則作出的，故F是F1和F2合力的實際測量值。
(3)由題意可知：保持O點位置不動，即合力大小方向不變，彈簧測力計M的讀數(shù)不變，因此根據(jù)要求作出力的平行四邊形，畫出受力分析圖如圖所示。
所以由圖可知α角逐漸變小時，N的示數(shù)減小，同時β角減小。
答案：(1)使F與F1、F2共同作用的效果相同
(2)F　(3)B
實驗三　研究勻變速直線運動
選擇勻變速直線運動規(guī)律或推論，測出與加速度有關(guān)的物理量，再由實驗原理計算加速度，或利用測得量作出有關(guān)的線性圖像，再由圖像斜率計算加速度，注意并不一定斜率就等于加速度，比如-t圖像中加速度等于斜率的2倍。
[對點訓(xùn)練]
3．(2018·梅州二模)如圖甲所示，是研究小車做勻變速直線運動規(guī)律的實驗裝置，打點計時器所接的交流電源的頻率為f＝50 Hz，試問：

(1)實驗中，必要的措施是__________。
A．細線必須與長木板平行
B．小車必須具有一定的初速度
C．小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量
D．必須平衡小車與長木板間的摩擦力
(2)如圖乙所示，A、B、C、D、E、F、G是剛打好的紙帶上7個連續(xù)的點。從圖乙中可讀得s6＝________ cm，計算F點對應(yīng)的瞬時速度的表達式為vF＝________。
(3)如圖丙所示，是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的v2-2s圖線(v為各點的速度大小)，由圖線可知小車運動的加速度為________ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)實驗中，細線必須與長木板平行，以減小實驗的誤差，選項A正確；實驗中讓小車由靜止釋放，不需要初速度，選項B錯誤；此實驗不需要使得小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量，選項C錯誤；此實驗沒必要平衡小車與長木板間的摩擦力，選項D錯誤。
(2)從題圖乙中可讀得s6＝6.00 cm，計算F點對應(yīng)的瞬時速度的表達式為vF＝＝。
(3)由圖線可知小車運動的加速度為
a＝＝ m/s2＝0.50 m/s2。
答案：(1)A　(2)6.00　　(3)0.50(±0.02)
實驗四　驗證牛頓運動定律
控制物體質(zhì)量不變，改變合力測出對應(yīng)加速度，作出加速度與合力圖像，若圖像為過原點的傾斜直線，說明在質(zhì)量一定時加速度與合力成正比；控制物體所受合力不變，改變物體質(zhì)量測出對應(yīng)加速度，作出加速度與質(zhì)量倒數(shù)圖像，若圖像為過原點的傾斜直線，說明在合力一定時加速度與質(zhì)量成反比。
[對點訓(xùn)練]
4．如圖1為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置圖。圖中A為小車，B為砝碼及砝碼盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點計時器相連，計時器接50 Hz交流電。小車A的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量為m。
(1)下列說法正確的是________。
A．實驗時應(yīng)先平衡摩擦力，以后改變小車質(zhì)量時，不必重新平衡摩擦力
B．實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車
C．細線的拉力等于砝碼及砝碼盤B的重力
D．小車A的質(zhì)量不變，不斷增加砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量，小車
的加速度不會超過重力加速度g
(2)實驗后，測得的a-F圖像為如圖2中的圖線丙，圖線不經(jīng)過坐標(biāo)原點的原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)平衡摩擦力后假設(shè)木板傾角為θ，則有：f＝mgsin θ＝μmgcos θ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力，故A正確；實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車，故B正確；實際上細線的拉力F＝Ma＝mg，故F＜mg，故C錯誤；加速度a＝＝，隨m的增大小車的加速度逐漸增大且無限趨近于g，不會超過g，故D正確。
(2)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現(xiàn)當(dāng)有拉力時，小車不動的情況。故圖線丙說明沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
答案：(1)ABD　(2)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
實驗五　探究動能定理
測出物體運動過程中合力的功，測出做功始末物體的速度、物體的質(zhì)量，計算出做功始末物體動能增量，比較動能增量與合力的功，看兩者是否相等。或作出動能增量與合力的功關(guān)系圖像，看圖像是否為過原點的傾斜直線。
[對點訓(xùn)練]
5．(2019屆高三·青島模擬)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置，研究細繩對小車的拉力做功與小車動能變化的關(guān)系。通過改變動滑輪下所掛鉤碼的個數(shù)可以改變細繩對小車的拉力，實驗所用鉤碼質(zhì)量均為m。
(1)關(guān)于本實驗，下列說法正確的是________。
A．實驗時，小車應(yīng)靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)
B．本實驗不需要平衡摩擦力
C．實驗過程中，動滑輪和所掛鉤碼所受的重力等于彈簧測力計示數(shù)的2倍
D．實驗中不需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
(2)某次實驗時，所掛鉤碼的個數(shù)為2個，記錄的彈簧測力計示數(shù)為F，小車質(zhì)量為M，所得到的紙帶如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，兩相鄰計數(shù)點間的距離分別為s1、s2、s3、s4，該同學(xué)分析小車運動過程中的BD段，在操作正確的情況下應(yīng)該有等式___________________________________________________________________成立。

解析：(1)實驗時，小車應(yīng)靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)，故A錯誤；探究外力做功與速度變化關(guān)系的實驗，要求合力為拉力，所以要平衡摩擦力，故B錯誤；實驗過程中，設(shè)所掛鉤碼和動滑輪的質(zhì)量為m′，根據(jù)牛頓第二定律可知a＝，動滑輪和所掛鉤碼所受的重力大于彈簧測力計示數(shù)的2倍，故C錯誤；拉力可以由彈簧測力計測出，不需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故D正確。
(2)小車運動過程中的BD段合力做功為W＝F(s2＋s3)，動能的變化量ΔEk＝MvD2－
MvB2＝M2－M2，所以操作正確的情況下應(yīng)該有等式F(s2＋s3)＝
M2－M2。
答案：(1)D (2)F(s2＋s3)＝M2－M2
實驗六　驗證機械能守恒定律
物體只在重力做功的情況下運動，測出運動過程中兩個狀態(tài)的速度，算出減少的重力勢能與增加的動能，比較兩者是否相等?；蜃鞒鲋亓菽軠p少量與動能增加量關(guān)系圖像，看圖像是否為過原點的傾斜直線。運動物體質(zhì)量是否需測出，視具體實驗而定。
[對點訓(xùn)練]
6．(2018·西安聯(lián)考)用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖乙所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5＝________ m/s。
(2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp＝________ J(取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝10 m/s2)。
(3)若同學(xué)作出的v2-h圖像如圖丙所示，則當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g＝________ m/s2。
解析：(1)根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可以知道打下計數(shù)點5時的速度為：
v5＝＝ m/s＝2.4 m/s。
(2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量
ΔEk＝(m1＋m2)v2＝0.576 J；
系統(tǒng)重力勢能的減小量等于物體重力做的功，故：
ΔEp＝(m2－m1)gh＝0.60 J。
(3)根據(jù)機械能守恒知：(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh
解得：v2＝gh＝gh＝gh
所以圖像的斜率大小表示k＝g＝＝4.85，
所以g＝9.7 m/s2。
答案：(1)2.4　(2)0.576　0.60　(3)9.7
實驗七　驗證動量守恒定律
本實驗可利用不同的方案驗證，具體如下：
實驗方案
實驗裝置
利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實驗

滑塊速度的測量v＝
用兩擺球碰撞驗證動量守恒定律

擺球速度的測量v＝
在光滑桌面上兩車碰撞驗證動量守恒定律

小車速度的測量v＝
利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律

速度與平拋運動的水平位移成正比

[對點訓(xùn)練]
7．(2018·湖南衡陽三次聯(lián)考)某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進行驗證動量守恒定律的實驗。在足夠大的水平平臺上的A點放置一個光電門。水平平臺上A點右側(cè)摩擦很小，可忽略不計，左側(cè)為水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間。采用的實驗步驟如下：

A．在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片；
B．用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；
C．在a和b間用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺上；
D．細線燒斷后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運動；
E．記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間t；
F．小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面的B點，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點之間的水平距離s；
G．改變彈簧壓縮量，進行多次測量。
(1)用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為________ mm。
(2)該實驗要驗證“動量守恒定律”，則只需驗證a、b兩物體彈開后的動量大小相等，即 ________＝________ (用上述實驗所涉及物理量的字母表示)。
解析：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×5.0 mm＝0.050 mm，所以最終讀數(shù)為：3.5 mm＋0.050 mm＝3.550 mm。
(2)燒斷細線后，a向左運動，經(jīng)過光電門，根據(jù)速度公式可知，a經(jīng)過光電門的速度為：va＝；故a的動量為：
pa＝ma
b離開平臺后做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律可得：
h＝gt2
s＝vbt
解得：vb＝s
動量大?。簆b＝mbs
若動量守恒，設(shè)向右為正，則有：0＝mbvb－mava
即ma＝mbs。
答案：(1)3.550　(2)ma　mbs

8．(2018·河南名校二模)如圖甲所示，某同學(xué)設(shè)計一個氣墊導(dǎo)軌裝置驗證動量守恒定律的實驗：

(1)用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d如圖乙所示，則d＝________ mm。
(2)質(zhì)量為m2的滑塊2靜止放在水平氣墊導(dǎo)軌上光電門②的右側(cè)，質(zhì)量為m1的滑塊1從光電門①的右側(cè)向左運動，穿過光電門①與滑塊2發(fā)生碰撞，隨后兩個滑塊分離并依次穿過光電門②，滑塊2與導(dǎo)軌左端相碰并被粘接條粘住，待滑塊1穿過光電門②后用手將它停住，兩個滑塊上固定的遮光條寬度相同，數(shù)字計時器分別記錄下滑塊1通過光電門①的時間Δt、滑塊2和滑塊1依次通過光電門②的時間Δt2和Δt1。本實驗中兩個滑塊的質(zhì)量大小關(guān)系應(yīng)為________。若等式________________成立，則證明兩滑塊碰撞過程中系統(tǒng)的動量守恒(用題中的所給的字母表示)。
解析：(1)用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度
d＝1.3 cm＋0.05 mm×16＝13.80 mm。
(2)滑塊1穿過光電門1的速度：v＝；滑塊1穿過光電門2的速度：v1＝；滑塊2穿過光電門2的速度：v2＝；若動量守恒，則m1＝m1＋m2，即＝＋；為防止碰后m1反彈，則兩滑塊的質(zhì)量關(guān)系是m1>m2。
答案：(1)13.80　(2)m1＞m2　＝＋
[力學(xué)實驗基礎(chǔ)保分練]
1．(2018·全國卷Ⅰ)如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針。

現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________ cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m(保留三位有效數(shù)字)。
解析：標(biāo)尺的游標(biāo)為20分度，精確度為0.05 mm，游標(biāo)的第15個刻度與主尺刻度對齊，則讀數(shù)為37 mm＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm。
彈簧形變量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825 cm，
砝碼平衡時，mg＝kx，
所以勁度系數(shù)k＝＝ N/m≈53.7 N/m。
答案：3.775　53.7
2．(2018·天津高考)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5 N的彈簧測力計兩個，橡皮條(帶兩個較長的細繩套)，刻度尺，圖釘(若干個)。
(1)具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實驗操作的建議，其中正確的有________。
A．橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上
B．重復(fù)實驗再次進行驗證時，結(jié)點O的位置可以與前一次不同
C．使用測力計時，施力方向應(yīng)沿測力計軸線；讀數(shù)時視線應(yīng)正對測力計刻度
D．用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計的拉力
(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是________。

解析：(1)兩細繩套拉力的合力不一定沿兩細繩套夾角的角平分線，故A錯誤。同一次實驗，用一個細繩套拉橡皮條和用兩個細繩套拉橡皮條結(jié)點O的位置應(yīng)相同，不同次實驗結(jié)點O的位置可以不同，故B正確。為減小彈簧測力計摩擦和誤差，施力方向應(yīng)沿測力計軸線，讀數(shù)時視線正對測力計刻度，故C正確。合力可以比分力大，也可以比分力小，故D錯誤。
(2)為了提高實驗精度，測力計讀數(shù)應(yīng)適當(dāng)大一些，標(biāo)度應(yīng)適當(dāng)小一些，兩分力夾角適當(dāng)大一些，標(biāo)注細線方向的兩點離結(jié)點應(yīng)適當(dāng)遠一些。故選B。
答案：(1)BC　(2)B
3．(2019屆高三·煙臺模擬)A、B兩位同學(xué)做“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實驗。

(1)實驗裝置如圖甲所示，打出了一條紙帶如圖乙所示，計時器所用交流電源的頻率為50 Hz，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，該小車的加速度為________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(2)兩同學(xué)各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到如圖丙中A、B兩條直線，圖線斜率為____________，則A、B兩同學(xué)用的小車與木板間的動摩擦因數(shù)的關(guān)系為μA___________μB(選填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：(1)處理勻變速直線運動中所打出的紙帶，用公式Δx＝at2求解加速度，關(guān)鍵弄清公式中各個量的物理意義，Δx為連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差，t為連續(xù)相等的時間間隔，如果每5個點取一個點，則連續(xù)兩點的時間間隔為t＝0.1 s，Δx＝(6.49－6.34)×10－2 m＝1.5×10－3 m，得加速度a＝0.15 m/s2。
(2)當(dāng)沒有平衡摩擦力時有：F－f＝ma，故a＝－μg，即圖線斜率為，縱軸截距的大小為μg，觀察圖線可知μA＞μB。
答案：(1)0.15　(2)小車質(zhì)量的倒數(shù)　大于
4．(2018·河南南陽一中模擬)下面幾個實驗都用到了打點計時器。
①運用裝置丙可以完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗
②運用裝置丙可以完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗
③運用裝置甲完成“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗
④運用裝置乙完成“驗證機械能守恒定律”實驗

(1)運用裝置丙完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗是否需要平衡摩擦阻力？________(選填“是”或“否”)。
(2)如圖丁為某同學(xué)在一次實驗中打出的一條紙帶的部分，若所用交流電的頻率為50 Hz，圖中刻度尺的最小分度為1 mm，請問該條紙帶是以四個實驗?zāi)囊粋€實驗時得到的？__________(填實驗的代碼①②③④)。
(3)由如圖丁的測量，打C點時紙帶對應(yīng)的速度為________ m/s(保留三位有效數(shù)字)。
解析：(1)在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中，小車存在阻力，對其規(guī)律的研究沒有影響，因此不需要平衡摩擦力。
(2)根據(jù)推論公式Δx＝aT2可以判斷物體做勻變速直線運動，并求出加速度a＝≈9.80 m/s2，由加速度大小可知，紙帶屬于驗證機械能守恒定律的實驗得到的。
(3)根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，
vC＝＝ m/s＝1.50 m/s。
答案：(1)否　(2)④　(3)1.50(1.49～1.52均可)
5．(2018·齊魯名校協(xié)作體聯(lián)考)某同學(xué)利用傾斜氣墊導(dǎo)軌做“驗證機械能守恒定律”的實驗，實驗裝置如圖甲所示。其主要實驗步驟如下：

a．用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖乙所示；
b．讀出導(dǎo)軌標(biāo)尺的總長L0，并用直尺測出導(dǎo)軌標(biāo)尺在豎直方向的高度H0；
c．讀出滑塊釋放處擋光條與光電門中心之間的距離s；
d．由靜止釋放滑塊，從數(shù)字計時器(圖甲中未畫出)上讀出擋光條通過光電門所用的時間t。
回答下列問題：
(1)由圖乙讀出l＝________ mm。
(2)________(選填“有”或“沒有”)必要用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M。
(3)多次改變光電門位置，即改變距離s，重復(fù)上述實驗，作出隨s的變化圖像，如圖丙所示，當(dāng)已知量t0、s0、l、H0、L0和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭滿足表達式＝________時，可判斷滑塊下滑過程中機械能守恒。
解析：(1)游標(biāo)尺上共有20小格，精確度為0.05 mm，用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l＝8 mm＋0.05×4 mm＝8.20 mm。
(2)欲驗證機械能守恒定律，即Mgssin θ＝M2，θ為氣墊導(dǎo)軌與水平面間的夾角，只需驗證gssin θ＝2，可見沒有必要測量滑塊和擋光條的總質(zhì)量M。
(3)由幾何知識得sin θ＝，當(dāng)s＝s0，t＝t0時有＝。
答案：(1)8.20　(2)沒有　(3)
6．(2018·東北三省四市二模)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用兩個光電門以及滑塊A和B來探究動量守恒定律，實驗裝置如圖所示，采用的實驗步驟如下：

a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB
b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平
c．給B一個水平向左的初速度，記錄B通過光電門2的擋光時間為tB
d．B與靜止在導(dǎo)軌上的A發(fā)生碰撞后，A向左運動通過光電門1的擋光時間為tA，B向右運動通過光電門2的擋光時間為tB′
(1)實驗中測得滑塊B上遮光條的寬度為dB，還應(yīng)測量的物理量是________________________________________________________________________。
(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，得出關(guān)系式__________________________________成立，即可驗證動量守恒定律。
解析：(1)由于滑塊上遮光條的寬度除以滑塊通過光電門的時間即為滑塊通過光電門時的速度，所以還應(yīng)測量的物理量是滑塊A上遮光條的寬度dA。
(2)由于系統(tǒng)水平方向所受合外力為0，故系統(tǒng)水平方向動量守恒，在碰撞前系統(tǒng)的動量為mB，取向左為正方向，故在碰撞后系統(tǒng)的動量為mA－mB，則根據(jù)動量守恒有：mB＝mA－mB，即可驗證動量守恒定律。
答案：(1)滑塊A上遮光條的寬度dA
(2)mB＝mA－mB
7．(2018·保定一模)幾個同學(xué)在旱冰場閑聊時說起了滑旱冰的物理學(xué)知識，于是大家想要粗略驗證動量守恒定律，設(shè)計好方案后按下列步驟進行：
a．在寬闊水平的場地上選取兩個基準(zhǔn)點為原點，分別沿相反方向畫射線，選取一定長度為標(biāo)度畫上刻度；
b．兩個同學(xué)穿好旱冰鞋分別站立在一個原點上，對推，旁邊同學(xué)用智能手機跟拍；
c．改變對推人數(shù)，比如一方兩個同學(xué)相互抱住，另一方一個同學(xué)，旁邊同學(xué)拍下運動場景；
d．選取同學(xué)的運動軌跡基本沿著射線的視頻，從視頻中得到一些相關(guān)數(shù)據(jù)。
請回答：
(1)要完成實驗?zāi)康模x出下列你認為需要用到的數(shù)據(jù)____________。
A．本地重力加速度g
B．對推雙方的質(zhì)量m1、m2
C．對推雙方滑行的標(biāo)度數(shù)目n1、n2
D．互推過程的時間
E．旱冰鞋與地面之間的摩擦因數(shù)μ
(2)用選出的物理量寫出驗證動量守恒的表達式____________________。
(3)寫出可能影響驗證的某一個因素________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)要驗證的關(guān)系是：m1v1＝m2v2；而v1＝，v2＝，即m1＝m2，即m1＝m2。則需要用到的數(shù)據(jù)是：對推雙方的質(zhì)量m1、m2以及對推雙方滑行的標(biāo)度數(shù)目n1、n2，故選B、C。
(2)用選出的物理量寫出驗證動量守恒的表達式為m1＝m2。
(3)可能影響驗證的某一個因素：雙方旱冰鞋與地面間的摩擦因數(shù)不同；地面平整程度不同；對推過程時間較長摩擦力的沖量較大；推開后同學(xué)身體有轉(zhuǎn)動等等。
答案：(1)BC　(2)m1＝m2　(3)雙方旱冰鞋與地面間的摩擦因數(shù)不同；地面平整程度不同；對推過程時間較長摩擦力的沖量較大；推開后同學(xué)身體有轉(zhuǎn)動等等
8．(2018·開封模擬)某同學(xué)驗證動能定理的實驗裝置如圖甲所示。水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點間的距離?；瑝K與導(dǎo)軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度。
(1)該同學(xué)首先用游標(biāo)卡尺測量了遮光片的寬度，如圖乙所示，遮光片的寬度d＝________ cm。

(2)該同學(xué)首先調(diào)整導(dǎo)軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用細繩通過滑輪連接在滑塊上。讓滑塊恰好在A點靜止。剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為________(用題目中所給的物理量符號表示)。
(3)為驗證從A →B過程中滑塊所受合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系，需要驗證的關(guān)系式為______________(用題目中所給的物理量符號表示)。
解析：(1)寬度d＝(11＋0.4)mm＝11.4 mm＝1.14 cm。
(2)由于滑塊在A點靜止，因此滑塊的下滑分力等于易拉罐及細沙的總重力mg，又由于斜面與滑塊間無摩擦，因此滑塊下滑時，其受到的合外力等于mg。
(3)本實驗應(yīng)該驗證mgL＝Mv2，而到達B點時的速度v＝，代入可得mgL＝M2。
答案：(1)1.14　(2)mg　(3)mgL＝M
第二講力學(xué)實驗創(chuàng)新命題點——系統(tǒng)歸納思維活
近幾年高考實驗追求創(chuàng)新變化的命題態(tài)勢持續(xù)不變，而且這些創(chuàng)新型問題都能在教材中找到原型，下面以3個?？嫉膭?chuàng)新點為例，選摘經(jīng)典問題結(jié)合教材內(nèi)容感悟高考命題的變化及對策。
創(chuàng)新點一　測定重力加速度
重力加速度的測定是力學(xué)實驗的創(chuàng)新熱點，可有以下幾種常見方案。
利用落體測重力加速度(忽略阻力)
運動組合
物體系統(tǒng)

打點計時器計時，利用逐差法測定g，也可以利用圖像法求g
光電門計時，原理為v2－v02＝2gx(也可以利用頻閃照片)
滴水法計時，原理為h＝，可以利用圖像求g
勻速圓周運動計時，Δx＝gT2(也可以測量轉(zhuǎn)速)
(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh
再創(chuàng)新：可以驗證牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律
[創(chuàng)新演練]
1．(2019屆高三·貴陽模擬)某同學(xué)用如圖甲所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50 Hz，在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如圖乙所示。該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔)：

方法A：由g1＝，g2＝，…，g5＝取平均值g＝8.667 m/s2；
方法B：由g1＝，g2＝，g3＝取平均值g＝8.673 m/s2。
從數(shù)據(jù)處理方法看，選擇方法________(選填“A”或“B”)更合理，方法A中對實驗結(jié)果起作用的數(shù)據(jù)有__________(選填x1、x2、x3、x4、x5、x6)；本實驗誤差的主要來源有________________________________(寫出兩條)。
解析：在方法A中，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，＝＝，只有x1、x6起作用；方法B：＝＝，因此六組數(shù)據(jù)都起作用，故方法B數(shù)據(jù)應(yīng)用充分，更合理一些。這樣可以減少實驗的偶然誤差。
本實驗誤差的主要來源有：空氣阻力，振針的阻力，限位孔的阻力，復(fù)寫紙的阻力，交流電頻率波動，長度測量，數(shù)據(jù)處理方法等。
答案：B　x1、x6　空氣阻力，振針的阻力，限位孔的阻力，復(fù)寫紙的阻力，交流電頻率波動，長度測量，數(shù)據(jù)處理方法等
2．(2018·淄博二模)某同學(xué)用如圖甲所示實驗裝置來測量重力加速度。在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上有一帶有方盒的滑塊，質(zhì)量為M，氣墊導(dǎo)軌右端固定一定滑輪，細線繞過滑輪，一端與滑塊相連，另一端掛有8個鉤碼，每個鉤碼的質(zhì)量為m。

(1)用游標(biāo)卡尺測出滑塊上的擋光片的寬度如圖乙所示，則寬度d＝________ cm。
(2)某同學(xué)打開氣源，將滑塊由靜止釋放，滑塊上的擋光片通過光電門的時間為t，則滑塊通過光電門的速度為________(用題中所給字母表示)。
(3)每次實驗時將所掛鉤碼中的1個移放到滑塊上的方盒中且從同一位置釋放滑塊，測得擋光片距光電門的距離為L。若所掛鉤碼的個數(shù)為n，擋光片通過光電門的時間為t，通過多次實驗測得的數(shù)據(jù)繪出如圖丙所示的n-圖線，已知圖線斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝__________(用題中所給字母表示)。
解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm＝0.520 cm，所以寬度d＝0.520 cm。
(2)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度的大小，則滑塊通過光電門的速度v＝。
(3)滑塊通過光電門的速度v＝
根據(jù)v2－0＝2aL得＝2aL，
因為a＝，代入計算得出n＝，
圖線的斜率k＝，計算得出g＝。
答案：(1)0.520　(2)　(3)
3．(2018·濟寧模擬)一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心且垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，圓盤加速轉(zhuǎn)動時，角速度的增加量Δω與對應(yīng)時間Δt的比值定義為角加速度β(即β＝)。我們用電磁打點計時器、刻度尺、游標(biāo)卡尺、紙帶(厚度不計)、復(fù)寫紙來完成下述實驗。(打點計時器所接交流電的頻率為50 Hz，A、B、C、D、…為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出)

實驗步驟如下：
①如圖甲所示，將打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔，然后固定在圓盤的側(cè)面，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上；
②接通電源打點計時器開始打點，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動(即角加速度恒定)；
③經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量。
請回答下列問題：
(1)由圖乙可知，圓盤的直徑為________ cm。
(2)由圖丙可知，打下計數(shù)點D時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小為________ rad/s。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為________ rad/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析：(1)由題圖乙可知游標(biāo)尺的分度為0.05 mm，主尺上為6.0 cm，游標(biāo)尺上的第0個刻度線和主尺對齊，所以讀數(shù)為6.0 cm＋0.05×0 mm＝6.000 cm，即可得該圓盤的直徑d＝6.000 cm。
(2)由題意知，紙帶上每兩點的時間間隔T＝0.10 s，打下計數(shù)點D時，紙帶運動速度大小為：
vD＝＝ m/s＝0.45 m/s
此時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為
ωD＝＝ rad/s＝15.0 rad/s。
(3)紙帶運動的加速度大小為
a＝，
設(shè)角加速度為β，則β＝＝＝，
代入數(shù)據(jù)解得：β＝28.0 rad/s2。
答案：(1)6.000　(2)15.0　(3)28.0
創(chuàng)新點二　測定動摩擦因數(shù)
測定動摩擦因數(shù)實驗一般結(jié)合在“研究勻變速直線運動”“驗證牛頓運動定律”或“探究動能定理”等實驗中考查。實驗的原理是：利用打點計時器等器材測出物體做勻變速運動的加速度，再利用牛頓第二定律計算動摩擦因數(shù)，或者利用平衡條件、動能定理或能量守恒定律等計算動摩擦因數(shù)。
實驗方法
創(chuàng)新思維
實驗原理

將研究運動物體轉(zhuǎn)化為研究靜止物體
利用F彈＝Ff＝μFN求μ

讓物塊先做加速運動，當(dāng)重物掉到地面上之后物塊做勻減速直線運動
減速運動中，利用逐差法求加速度，利用F＝μmg＝ma進一步求μ

將動摩擦因數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為角度的測量
利用a＝gsin θ－μgcos θ求μ
(a通過逐差法求解)

將動摩擦因數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為加速度的測量
利用vB2－vA2＝2as和動力學(xué)知識得到μ＝

將動摩擦因數(shù)轉(zhuǎn)化為速度測量，并營造多過程切入水平滑動情景
A→B過程中，機械能守恒；C→D過程中，物塊Q做平拋運動；B→C過程中，對物塊Q只有摩擦力做功，利用Wf＝EkC－EkB，進一步求μ
[創(chuàng)新演練]
1．(2018·石家莊二模)為測定小滑塊與水平木板間的動摩擦因數(shù)μ，選用的實驗器材為：帶擋光片的小滑塊、光電門、數(shù)字毫秒計、弧形斜面、游標(biāo)卡尺、刻度尺，器材安裝如圖甲所示。

(1)用游標(biāo)卡尺測量擋光片寬度d如圖乙所示，則d＝________ mm。
(2)小滑塊從弧形斜面上某位置由靜止釋放，讀出小滑塊上擋光片通過光電門時數(shù)字毫秒計的示數(shù)t；用刻度尺量出小滑塊停止運動時，滑塊上的擋光片中心與光電門間的水平距離L；小滑塊與水平木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________ (用物理量d、L、t、g表示)。
(3)實驗中將擋光片通過光電門的平均速度當(dāng)作小車通過光電門的瞬時速度，這樣處理測得的小滑塊與水平木板間的動摩擦因數(shù)μ與真實值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“無偏差”)。
解析：(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
d＝5 mm＋16× mm＝5.80 mm。
(2)小滑塊通過光電門的速度為v＝，根據(jù)動能定理可得－μmgL＝0－m2，解得μ＝。
(3)小滑塊做勻減速直線運動，因為小滑塊通過光電門的速度為其平均速度，即中間時刻時的速度，此時擋光片中心已經(jīng)通過光電門，相比中心通過光電門的速度偏小，根據(jù)－μmgL＝0－mv2可得μ＝，故測量值偏小。
答案：(1)5.80　(2)　(3)偏小
2．(2018·武漢模擬)某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ。將木塊從傾角為θ的木板上由靜止釋放，與位移傳感器連接的計算機描繪出了木塊相對傳感器的位置隨時間變化的規(guī)律，如圖乙中的曲線②所示。圖中木塊的位置從x1到x2、從x2到x3的運動時間均為T。

(1)根據(jù)圖乙可得，木塊經(jīng)過位置x2時的速度v2＝________，木塊運動的加速度a＝________。
(2)現(xiàn)測得T＝0.1 s，x1＝4 cm，x2＝9 cm，x3＝16 cm，θ＝37°，可求得木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝______ (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
(3)若只增大木板的傾角，則木塊相對傳感器的位置隨時間變化的規(guī)律可能是圖乙中的曲線 ________。(選填圖線序號①、②或③)
解析：(1)由題意可知，木塊沿木板向下做勻加速直線運動，由于從x1到x2、從x2到x3的運動時間均為T，所以v2＝，
由勻變速直線運動的規(guī)律可知，
(x3－x2)－(x2－x1)＝aT2，解得：a＝。
(2)將數(shù)據(jù)代入a＝，解得a＝2 m/s2
由牛頓第二定律可知，a＝gsin 37°－μgcos 37°，
解得：μ＝0.5。
(3)由牛頓第二定律可知，a＝gsin θ－μgcos θ，當(dāng)θ增大時，加速度增大，由公式x＝at2可知，曲線①正確。
答案：(1)　　(2)0.5　(3)①
3．(2018·全國卷Ⅱ)某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。跨過光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊間的細線保持水平，在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出。
砝碼的質(zhì)量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑動摩擦力f/N
2.15
2.36
2.55
f4
2.93

回答下列問題：
(1)f4＝________N；
(2)在圖(c)的坐標(biāo)紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線；
(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f＝________，f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k＝________；
(4)取g＝9.80 m/s2，由繪出的f-m圖線求得μ＝________。(保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)由題圖(b)可讀出彈簧秤的示數(shù)f4＝2.75 N。
(2)f-m圖線如圖所示。

(3)摩擦力表達式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg。
(4)圖線的斜率k＝＝ N/kg＝3.9 N/kg
解得μ≈0.40。
答案：(1)2.75　(2)見解析圖
(3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40
創(chuàng)新點三　教材隱性實驗的變相考查
所謂教材隱性實驗是指這些實驗素材來自課本中的內(nèi)容，如物理學(xué)史、思想方法、物理實驗(做一做)，科技成果等，近幾年，由這些內(nèi)容改編的實驗題逐漸進入命題者的視野。究其原因，如果仍然圍繞著?？紝嶒炦M行命題很難再考出新意。為避免押題，命題人將視野聚焦在這些常被師生忽視的隱性地帶。這一新的命題趨勢在備考中應(yīng)引起格外重視。因此，我們在高考復(fù)習(xí)備考的最后階段，重溫課本、回歸教材、讀圖思考、把握原理，讓課本插圖成為原型啟發(fā)，顯得越來越重要，下面列舉幾個教材中較為經(jīng)典的插圖(含電磁學(xué))。
教材插圖
蘊含原理

伽利略研究自由落體運動規(guī)律時設(shè)計了斜面實驗，斜面起到了“沖淡”重力的作用，便于利用滴水計時記錄銅球運動的時間。他通過斜面實驗進行合理外推，得出自由落體是一種勻變速直線運動的結(jié)論

伽利略創(chuàng)造性地把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進了人類科學(xué)認識的發(fā)展。此實驗可以得到的最直接的結(jié)論：如果斜面光滑，小球由靜止?jié)L下后將沿另一斜面上升到與O點等高的位置

將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上，從靜止釋放，當(dāng)擺球運動到最低點時，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動。這個實驗說明了動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中機械能守恒；擺球經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大

研究影響平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，實驗條件是平行板電容器帶電荷量Q不變；靜電計指針張角θ隨電容器兩板間電勢差U的增大而增大，反之亦然；反推實驗現(xiàn)象關(guān)于θ的變化，可通過結(jié)論C＝與C＝進行分析

密立根通過油滴實驗準(zhǔn)確地測定了電子的電荷量。若平行板電容器兩板間電壓為U，板的間距為d，質(zhì)量為m的帶電油滴在兩板間靜止時有mg＝q，則可求出油滴電荷量；減小極板間電壓，油滴將向下加速運動；將下極板向下緩慢移動一小段距離，油滴將向下加速運動

法拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機是人類歷史上第一臺發(fā)電機，它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是一臺直流發(fā)電機。銅盤可看成由很多金屬輻條組成。當(dāng)銅盤勻速旋轉(zhuǎn)時，輻條切割磁感線，產(chǎn)生大小與方向均不變的感應(yīng)電動勢，電路中形成恒定電流

[創(chuàng)新演練]
1．(2018·全國卷Ⅲ)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實驗測量人的反應(yīng)時間。實驗步驟如下：
(1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺子的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺子)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺子。
(2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時間為____________(用L、L1和g表示)。
(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間＝9.80 m/s2，L＝30.0 cm，L1＝10.4 cm。乙的反應(yīng)時間為________s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)根據(jù)自由落體運動的規(guī)律，得L－L1＝gt2，解得t＝。
(3)將g＝9.80 m/s2，L＝30.0 cm＝0.300 m，L1＝10.4 cm＝0.104 m，代入t＝，解得t＝0.20 s。
(4)建議：多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子。
答案：(2) 　(3)0.20　(4)多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子
2．(2015·全國卷Ⅰ)某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R＝0.20 m)。

完成下列填空：
(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg。
(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為________kg。
(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示。

序號
1
2
3
4
5
m(kg)
1.80
1.75
1.85
1.75
1.90

(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為________N；小車通過最低點時的速度大小為________m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析：(2)題圖(b)中托盤秤的示數(shù)為1.40 kg。
(4)小車經(jīng)過最低點時托盤秤的示數(shù)為
m＝ kg＝1.81 kg。
小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為
F＝(m－1.00)g＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N
由題意可知小車的質(zhì)量為
m′＝(1.40－1.00)kg＝0.40 kg
對小車，在最低點時由牛頓第二定律得
F－m′g＝
解得v≈1.4 m/s。
答案：(2)1.40　(4)7.9　1.4
[反思總結(jié)]
第1題的情境源于人教版教材必修1第45頁“做一做”欄目中的“看看你反應(yīng)的快慢”，第2題可以說是必修2第27頁“圖5.7-5汽車通過凹形橋”的再加工。高考屢次命制這種類型的實驗題，意在引導(dǎo)考生回歸課本，關(guān)注生活現(xiàn)象中蘊含的物理知識，體會物理與生活的聯(lián)系。對教材中“演示”“做一做”等實驗盡量能動手完成，并用心體會，領(lǐng)悟其中的物理思想方法。
[力學(xué)實驗創(chuàng)新增分練]
1．某同學(xué)利用打點計時器(每隔0.02 s打出一個點)研究做直線運動小車的運動情況，圖1所示為該同學(xué)實驗時打出的一條紙帶中的部分計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間有4個點跡未畫出。

為研究小車的運動，此同學(xué)用剪刀把紙帶上OB、BD、DF……等各段紙帶剪下，將剪下的紙帶一端對齊，按順序貼好，如圖2所示。簡要說明由圖2怎樣判斷此小車是否做勻變速直線運動：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：由于紙帶上OB、BD、DF……等各段都是經(jīng)過2個時間間隔的運動距離，如果做的是勻變速直線運動，則它們相鄰時間的位移增加量是相等的，故可以比較每段紙帶比前一段紙帶長度增加量是否相等，也可以連接每段紙帶的左上角(或上方中點，或紙帶中點)的點，看是否為一條直線來判斷，如果間距相等或者是一條直線，則運動就是勻變速直線運動。
答案：連接每段紙帶的左上角(或上方中點，或紙帶中點)為一條直線(或每段紙帶比前一段紙帶長度增加量相等)
2.(2018·湖北4月調(diào)研)城市建設(shè)中常常用半徑很大的圓形水泥管道作為雨水和污水的排放管道。為估測該管道的半徑，使用的器材有：小球、秒表、上表面光滑的長木板。請將下列實驗步驟補充完整：
(1)將小球放在管道中，標(biāo)出小球靜止在水泥管圓弧底部的最低點A。
(2)將長木板傾斜放置在圓形管道上，______________。
(3)讓小球從長木板上端由靜止滑下，________________________________________
________________________________________________________________________。
由上述測量結(jié)果，可得圓形管道的半徑R＝__________。(已知重力加速度為g)
解析：(2)將長木板傾斜放置在圓形管道上，讓木板的下端置于A點。
(3)讓小球從長木板上端由靜止滑下，用秒表測量出小球從木板的上端滑到A點的時間t。
設(shè)木板與OA的夾角為α，則小球下滑的加速度a＝gcos α，根據(jù)2Rcos α＝at2可解得：R＝gt2。
答案：(2)讓木板的下端置于A點　(3)用秒表測量出小球從木板的上端滑到A點的時間t　gt2
3．(2018·濰坊二模)某興趣小組利用如圖所示的裝置測量重力加速度g，B為光電門。實驗過程如下：
a．測出小球的直徑d；
b．將光電門水平固定，用刻度尺測出小球在A處時球心到光電門的距離x；
c．把小球從A處由靜止釋放，經(jīng)過光電門B時光電計時器可記錄小球通過光電門的遮光時間t；
d．保持小球釋放位置A不變，改變光電門的位置，測得不同x對應(yīng)的遮光時間t；
e．以x為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，利用測得的數(shù)據(jù)作圖，得到一條過原點的傾斜直線。
請回答下列問題：
(1)小球通過光電門的速度v＝_______。
(2)實驗中測得圖像的斜率為k，則重力加速度g＝________________。
(3)實驗室提供下列小球，選________進行實驗最合適。
A．塑料球　　　B．玻璃球　　　C．小鋼球
解析：(1)小球通過光電門的速度v＝。
(2)根據(jù)v2＝2gx，得2＝2gx，即＝x，則＝k，即g＝。
(3)實驗中應(yīng)選擇質(zhì)量較大體積較小的小鋼球，這樣可減小相對阻力大小。
答案：(1)　(2)　(3)C

4．(2018·山東省實驗中學(xué)一模)某實驗小組計劃做“探究滑塊與木板間動摩擦因數(shù)”實驗，設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示。

(1)某同學(xué)打出了如圖乙所示的一條紙帶，每兩點間還有4個點沒有畫出來，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離，打點計時器的電源頻率為50 Hz，該滑塊做勻變速直線運動的加速度a＝________ m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作出的小車加速度a與傳感器示數(shù)F的關(guān)系圖像如圖丙所示，則滑塊和滑輪的總質(zhì)量為________ kg?；瑝K與木板間的動摩擦因數(shù)為________。(g＝10 m/s2，結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)
解析：(1)根據(jù)Δx＝aT2，運用逐差法得，
a＝
＝ m/s2
＝1.95 m/s2。
(2)由牛頓第二定律：2F－f＝ma，即a＝F－，則：＝＝4，解得m＝0.5 kg；＝2，解得f＝1 N，則μ＝＝0.2。
答案：(1)1.95　(2)0.5　0.2
5．(2018·衡水模擬)為了測定滑塊M與長木板間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)將長木板的一端通過轉(zhuǎn)軸固定在水平面上，另一端用墊塊墊起形成一個傾角θ，在長木板的另一端固定一個定滑輪，在墊塊上安裝一個光電門，在重物m上固定一個窄擋光條，通過一條輕質(zhì)細線將重物和滑塊連接起來并繞過定滑輪，如圖所示。現(xiàn)讓重物從某標(biāo)記位置處由靜止釋放，它牽引滑塊運動，若測得標(biāo)記處與光電門間的距離為h，寬度為d的擋光條通過光電門的時間為t，且M＝m，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝______________。實驗過程中h越大，實驗測量結(jié)果__________ (選填“越精確”“越不精確”或“都一樣”)；在保持h不變的情況下，調(diào)節(jié)墊塊使傾角θ越大，則實驗測量結(jié)果__________ (選填“越精確”“越不精確”或“都一樣”)。

解析：根據(jù)題意知擋光條通過光電門的速度為v＝，重物下降h的過程中mgh－Mghsin θ－μMghcos θ＝(m＋M)v2，聯(lián)立解得μ＝－。實驗過程中h越大，擋光條過光電門的時間越短，速度測量越準(zhǔn)確，誤差越?。粌A角θ越大，滑塊運動的加速度越小，擋光條經(jīng)過光電門的時間越長，速度測量越不準(zhǔn)確，誤差越大。
答案：－　越精確　　越不精確
6.(2019屆高三·上饒六校聯(lián)考)利用如圖所示的裝置可以“測定滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)”和“驗證碰撞中的動量守恒”，豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切，先將小滑塊A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放，測量出小滑塊在水平桌面滑行的距離x1(圖甲)；然后將小滑塊B放在圓弧軌道的最低點，再將A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個整體，測量出整體沿桌面滑動的距離x2(圖乙)，圓弧軌道的半徑為R，A和B完全相同，重力加速度為g。
(1)小滑塊A運動到圓弧軌道最低點時的速度v＝__________(用R和g表示)。
(2)小滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝________(用R和x1表示)。
(3)若x1和x2的比值＝________，則驗證了A和B碰撞過程中動量守恒。
解析：(1)A在圓弧面上運動時機械能守恒，則有：mgR＝mv2，解得：v＝。
(2)對A下滑的全過程由動能定理得：mgR－μmgx1＝0，解得：μ＝。
(3)如果碰撞中動量守恒，則有：mv＝2mv′，再對碰后的A、B物體分析，由能量守恒定律可知：×2mv′2＝μ·2mgx2，解得：x2＝，故＝4。因此只要滿足＝4，即可證明動量守恒。
答案：(1)　 (2)　(3)4
7．(2018·福建四校二次聯(lián)考)裝有拉力傳感器的輕繩，一端固定在光滑水平轉(zhuǎn)軸O，另一端系一小球，空氣阻力可以忽略。設(shè)法使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動(如圖甲)，通過拉力傳感器讀出小球在最高點時繩上的拉力大小為F1，在最低點時繩上的拉力大小為F2。某興趣小組的同學(xué)用該裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?br />
(1)小明同學(xué)認為，實驗中必須測出小球的直徑，于是他用螺旋測微器測出了小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑d＝________ mm。
(2)小軍同學(xué)認為不需要測小球的直徑。他借助最高點和最低點的拉力F1、F2，再結(jié)合機械能守恒定律即可求得。小軍同學(xué)還需要測量的物理量有________(填字母代號)。
A．小球的質(zhì)量m
B．輕繩的長度l
C．小球運動一周所需要的時間T
(3)根據(jù)小軍同學(xué)的思路，請你寫出重力加速度g的表達式______________________。
解析：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為5.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×19.5 mm＝0.195 mm，所以最終讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)＋可動刻度讀數(shù)＝5.5 mm＋0.195 mm＝5.695 mm。
(2)(3)由牛頓第二定律，在最高點F1＋mg＝m，而在最低點F2－mg＝m；再依據(jù)機械能守恒定律mv22＝mv12＋2mgr，聯(lián)立解得g＝，因此已知最高點和最低點的拉力F1、F2，小軍同學(xué)只需要測量小球的質(zhì)量m，故第(2)題選A，第(3)題重力加速度g的表達式為g＝。
答案：(1)5.695(5.693～5.697均可)　(2)A (3)g＝
8．(2018·湖南師大附中大聯(lián)考)一個噴漆桶能夠向外噴射不同速度的油漆霧滴，某同學(xué)決定測量霧滴的噴射速度。他采用如圖甲所示的裝置，一個直徑為d＝40 cm的紙帶環(huán)，安放在一個可以按照不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的固定轉(zhuǎn)臺上，紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A，在狹縫A的正對面畫一條標(biāo)志線，如圖甲所示。在轉(zhuǎn)臺達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，向側(cè)面同樣開有狹縫B的紙盒中噴射油漆霧滴，當(dāng)狹縫A轉(zhuǎn)至與狹縫B正對平行時，霧滴便通過狹縫A在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下痕跡(若此過程轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過不到一圈)。將紙帶從轉(zhuǎn)臺上取下來，展開平放，并與毫米刻度尺對齊，如圖乙所示。

請你幫該同學(xué)完成下列任務(wù)(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)：
(1)設(shè)噴射到紙帶上的油漆霧滴痕跡到標(biāo)志線的距離為s，則從圖乙可知，其中速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離s1＝________ cm；速度最小的霧滴到標(biāo)志線的距離s2＝________ cm。
(2)如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T，則這些霧滴噴射速度的計算表達式為v0＝________。(用字母表示)
(3)如果以縱坐標(biāo)表示霧滴速度v0、橫坐標(biāo)表示霧滴距標(biāo)志線距離的倒數(shù)，畫出v0-圖線，如圖丙所示，則可知轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T＝________ s。

解析：(1)霧滴運動的路程一定，速度越大，運行的時間越短，此時轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過的弧度越小，打在紙帶上的點距離標(biāo)志線的距離越小，所以其中速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離s1＝2.20 cm，速度最小的霧滴到標(biāo)志線的距離s2＝2.90 cm。
(2) 霧滴運動的時間與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的時間相等，如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T，則霧滴運動的時間為t＝，v＝ω＝，解得t＝，所以霧滴噴射的速度v0＝＝。
(3)圖像中斜率k＝＝0.1π，可得T＝1.6 s。
答案：(1)2.2　2.9　(2)　(3)1.6
第三講電學(xué)實驗基礎(chǔ)命題點——點點突破根基牢
一、5年高考統(tǒng)計分析——明考情
命題角度
考題
考查內(nèi)容
分值
①
電學(xué)實驗基本要求、測定金屬的電阻率及其“發(fā)展型實驗”
2018Ⅲ卷T23
測電阻、連接實物圖、電路計算與分析、數(shù)據(jù)處理
9分
2014Ⅱ卷T22
伏安法測電阻、內(nèi)接法與外接法、誤差分析
6分
②
描繪小電珠的伏安特性曲線及其“發(fā)展型實驗”
2017Ⅰ卷T23
畫電路圖、分析I-U圖線、求功率
10分
③
測定電源的電動勢和內(nèi)阻及其“發(fā)展型實驗”
2014Ⅰ卷T23
作圖、電路分析寫出關(guān)系式、數(shù)據(jù)處理、根據(jù)圖像求E、r
9分
④
練習(xí)使用多用電表及其“發(fā)展型實驗”
2018Ⅱ卷T22
多用電表的改裝原理與計算
6分
2017Ⅲ卷T23
多用電表的原理、使用、讀數(shù)
9分
2015Ⅰ卷T23
改裝、校準(zhǔn)毫安表、改裝原理、電路分析與計算
9分
⑤
傳感器的簡單使用及其“發(fā)展型實驗”
2018Ⅰ卷T23
探究熱敏電阻的溫度特性，作圖、操作、電阻箱讀數(shù)、電路分析與數(shù)據(jù)處理
10分
2016Ⅰ卷T23
由熱敏電阻控制報警系統(tǒng)，連接原理圖、器材選取、電路調(diào)節(jié)
10分
⑥
電學(xué)“創(chuàng)新型實驗”
2017Ⅱ卷T23
電橋法測微安表內(nèi)阻、連接實物圖、實驗操作、電路分析與計算
9分
2016Ⅱ卷T23
伏阻法測電壓表內(nèi)阻、連接實物圖、電路計算
9分
2016Ⅲ卷T22
與安培力有關(guān)的實驗、連接實物圖、原理分析
5分
2015Ⅱ卷T23
半偏法測電壓表內(nèi)阻、連接電路圖、實驗步驟、誤差分析
9分

二、實驗關(guān)鍵問題歸納——抓共性
1．實驗器材的選擇
實驗器材的
選擇原則
安全、精確、方便，在保證不超過電壓表和電流表量程的條件下盡量使指針偏角大些，精確度更高些
實驗器材的
選擇思路
先估算回路中電流和電壓的最大值，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材
電流表和電
壓表的選擇
①根據(jù)電源的參數(shù)來選擇
②根據(jù)電路中的最大電流(或者最大電壓)來選擇
③根據(jù)用電器的額定電流(或者額定電壓)來選擇
滑動變阻
器的選擇
①用分壓式接法時，應(yīng)該選用最大阻值較小、額定電流較大的滑動變阻器
②用限流式接法時，應(yīng)該選用阻值和被測電阻接近的滑動變阻器

2．電流表的內(nèi)接法和外接法
(1)若Rx＞，則采用電流表內(nèi)接法，此時R測＝＝Rx＋RA＞Rx。
(2)若Rx＜，則采用電流表外接法，此時R測＝＝＜Rx。
3．滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法
通?；瑒幼冏杵鲬?yīng)選用限流式接法，但在下列三種情況下，必須選擇分壓式接法。
(1)若采用限流式電路，電路中的最小電流超過用電器的額定電流，必須選用分壓式電路。
(2)當(dāng)用電器電阻遠大于滑動變阻器的最大電阻，且實驗要求的電壓變化范圍較大或要求測量多組實驗數(shù)據(jù)時，必須選用分壓式電路。
(3)要求回路中某部分電路的電壓從零開始可連續(xù)變化時必須選用分壓式電路。
4．實物圖連線的注意事項
(1)按從電源“＋”極到“－”極的順序連接電路，對有多條回路的電路，可逐條連接。
(2)電流表與被測電路串聯(lián)，電流表不能直接接到電源兩端；電壓表與被測電路并聯(lián)，電壓表可以直接接到電源兩端。兩者“＋”接線柱均靠近電源“＋”極，“－”接線柱靠近電源“－”極。
(3)滑動變阻器的限流式接法應(yīng)“一上一下”；分壓式接法應(yīng)先將全部電阻絲接入電路，再將被測電路與滑動變阻器的上接線柱按電路圖連接。
(4)連接完成后檢查是否與電路圖一致，有無元件連接錯誤等。
5．保護電阻的處理
為了保護電路，一般會在電路中加入一個保護電阻，例如在測電源電動勢和內(nèi)阻實驗方案一中可將保護電阻看成滑動變阻器的一部分；方案二中可將保護電阻看成電源內(nèi)阻的一部分，求解電源內(nèi)阻時一定要注意減去保護電阻的阻值。

6．電表的“三用”
如果知道電表的內(nèi)阻，則電流表、電壓表既可以測電流，又可以測電壓，還可以作為定值電阻來使用，即“一表三用”。
三、?？紝嶒灳氈凶詸z——查缺漏
類型(一)　以多用電表的原理及使用為核心的實驗
多用電表是中學(xué)電學(xué)中的一種常用儀器，“練習(xí)使用多用電表”是高考考查的熱點實驗之一，考查的主要內(nèi)容有多用電表的改裝及工作原理，電表讀數(shù)，使用多用電表測量電路中的電壓、電流和電阻，利用多用電表分析電路的故障等，綜合性比較強，難度也比較大。預(yù)計2019年高考可能會將多用電表的工作原理穿插在其他電學(xué)實驗中進行考查。
[對點訓(xùn)練]
1．(2018·河北武邑中學(xué)一模)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器，請回答下列問題：
(1)在使用多用電表測量時，若選擇開關(guān)撥至“1 mA”擋，指針的位置如圖甲所示，則測量結(jié)果為_________。

(2)多用電表測未知電阻阻值的電路如圖乙所示，電池的電動勢為E，R0為調(diào)零電阻，某次將待測電阻用電阻箱代替時，電路中電流I與電阻箱的阻值Rx關(guān)系如圖丙所示，則此時多用電表的內(nèi)阻為________ Ω，該電源的電動勢E＝______ V。
(3)下列判斷正確的是__________。
A．在圖乙中，電表的左、右插孔處分別標(biāo)注著“＋”“－”
B．因為圖丙是非線性變化的，所以對應(yīng)歐姆表的刻度盤上的數(shù)字左小右大
C．歐姆表調(diào)零的實質(zhì)是通過調(diào)節(jié)R0，使Rx＝0時電路中的電流達到滿偏電流
D．電阻Rx的變化量相同時，Rx越小，則對應(yīng)的電流變化量就越大
解析：(1)選擇開關(guān)置于“1 mA”時，選擇表盤第二排刻度進行讀數(shù)，分度值為0.02 mA，對應(yīng)刻度示數(shù)為23，故測量結(jié)果為0.02 mA×23＝0.46 mA。
(2)根據(jù)Ig＝，I＝，由題圖可得Ig＝0.6 mA，當(dāng)I＝0.3 mA時，Rx＝15 kΩ，解得R內(nèi)＝15 kΩ＝1.5×104 Ω，E＝9 V。
(3)根據(jù)電流紅進黑出，在題圖乙中，電表的右、左插孔處分別標(biāo)注著“＋”“－”，故A錯誤；函數(shù)圖像是非線性變化，導(dǎo)致歐姆表刻度不均勻，歐姆表的刻度盤上的示數(shù)左大右小，由于外電阻增大電路電流減小造成的，故B項錯誤；歐姆表調(diào)零通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R0，調(diào)節(jié)至待測電阻Rx為零(即兩表筆短接)時，電流表滿偏，對應(yīng)歐姆表示數(shù)為零，故C正確；歐姆表刻度不均勻的原因是待測電阻和電路電流關(guān)系非線性變化，而且I-Rx切線斜率大小隨待測電阻值增大而減小，即Rx阻值變化量對應(yīng)電流變化量隨待測電阻增大而減小，歐姆表刻度左密右疏，故D正確。
答案：(1)0.46 mA　(2)1.5×104　9　 (3)CD
2．(2018·梅州二模)在物理課外活動中，小明同學(xué)制作了一個簡單的多用電表，圖甲為電表的電路原理圖。已知選用的電流表內(nèi)阻Rg＝10 Ω、滿偏電流Ig＝10 mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時為量程250 V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對應(yīng)數(shù)值沒有標(biāo)出。

(1)若指針指在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為__________；選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為__________。
(2)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢，小明同學(xué)在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)計了如下實驗：
①將選擇開關(guān)接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏。
②將多用電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處，此時電阻箱示數(shù)如圖丙所示，則C處刻度應(yīng)為__________ Ω。
③計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為________ V。(保留兩位有效數(shù)字)
(3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為________ Ω。(保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)選擇開關(guān)接1時測電流，多用電表為量程是10 mA的電流表，其分度值為0.2 mA，示數(shù)為7.0 mA；選擇開關(guān)接3時測電壓，多用電表為量程是250 V的電壓表，其分度值為5 V，其示數(shù)為175 V。
(2)②由題圖丙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω；
③由題圖乙所示可知，指針指在C處時，電流表示數(shù)為5 mA＝0.005 A，C處電阻為中值電阻，則電表內(nèi)阻為150 Ω，電源電動勢E＝I(R＋r)＝0.005×(150＋150)V＝1.5 V。
(3)根據(jù)第(1)問可知，表頭所示電流為7.0 mA；調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，此時電路中的電流值也為7.0 mA，而表內(nèi)電池的電動勢為E＝1.5 V，表內(nèi)總電阻為150 Ω，由歐姆定律可知：R＝ Ω－150 Ω≈64 Ω；所以待測電阻的阻值為64 Ω。
答案：(1)7.0 mA　175 V　(2)②150?、?.5 (3)64
類型(二)　以測電阻為核心的實驗
此類實驗題主要考查電阻的測量方法的運用，考查比較多的是伏安法、半偏法以及等效替代法。近幾年有關(guān)電表內(nèi)阻測量的實驗題出現(xiàn)較多，考查時常以設(shè)計性實驗題的形式出現(xiàn)，也常常伴隨一些常用電學(xué)儀表的讀數(shù)，有時會結(jié)合圖像考查考生分析圖像的能力。
[對點訓(xùn)練]
3．(2019屆高三·貴陽模擬)某同學(xué)用伏安法測量一未知電阻Rx的電阻值。
(1)該同學(xué)用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了Rx的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描繪到U-I圖上，由電流表外接法得到的圖線是圖甲中的________(選填“a”或“b”)。
(2)請用圖甲中的數(shù)據(jù)，求出用電流表外接法時Rx的測量值為________ Ω(保留兩位有效數(shù)字)，其測量值與真實值相比________(選填“偏大”或“偏小”)。
(3)圖乙是用電流表外接法已部分連接好的實物電路，請結(jié)合甲圖信息補充完成實物接線。

解析：(1)電流表外接法，由于電壓表分流作用，測得的電流值會偏大，由圖示圖像可知，由電流表外接法得到的圖線是b。
(2)由圖示圖像可知，電阻：R＝＝ Ω＝1.2 Ω；因電流的測量值偏大，則電阻測量值偏小。
(3)滑動變阻器用分壓接法，則電路如圖所示。

答案：(1)b　(2)1.2　偏小　(3)見解析圖
4．(2018·東北三省三校聯(lián)考)某實驗小組利用所提供的如下器材測量某一定長電阻絲Rx(電阻約為10 Ω)的電阻率。使用刻度尺測得電阻絲長度L＝0.825 m，使用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，可供選擇的器材還有：
電池組E(電動勢為9.0 V，內(nèi)阻約1 Ω)
電流表A1 (量程0～100 mA，內(nèi)阻為5 Ω)
電流表A2 (量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.3 Ω)
定值電阻R1＝55 Ω
滑動變阻器R(0～5 Ω)
開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。
(1)螺旋測微器示數(shù)如圖甲所示，可知電阻絲直徑為________ mm。
(2)若想更加精確地測出電阻絲電阻，請設(shè)計出測量電路圖，并標(biāo)明所用器材符號。要求使用提供的全部器材，能夠測量多組數(shù)據(jù)，測量盡量準(zhǔn)確。
(3)按照所設(shè)計出的測量電路，在某次測量中獲得的數(shù)據(jù)如圖乙、丙所示，則電流表A1的示數(shù)為________ mA，電流表A2的示數(shù)為________ A。

(4)由以上所測的數(shù)據(jù)可算得金屬絲的電阻率為________。
A．9.90×10－4 Ω·m　　　　　B．9.90×10－3 Ω·m
C．9.90×10－6 Ω·m D．9.90×10－7 Ω·m
解析：(1)電阻絲直徑為0.5 mm＋0.01 mm×50.0＝1.000 mm。
(2)因為無電壓表，可用已知內(nèi)阻的電流表A1與定值電阻R1串聯(lián)組成電壓表，因改裝后的電壓表通過的電流可直接得到，故采用電流表外接；滑動變阻器用分壓電路。則電路圖如圖所示。
(3)電流表A1的示數(shù)為65 mA，電流表A2的示數(shù)為0.44 A。
(4)由電路圖可得到Rx＝，且Rx＝ρ＝，代入數(shù)據(jù)解得：ρ＝9.90×10－6 Ω·m，故選C。
答案：(1)1.000　(2)見解析圖　(3)65　0.44　(4)C
類型(三)　以描繪特性曲線為核心的實驗
高考對于電學(xué)元件特性曲線的考查并不局限于小燈泡，有時也會考查電源的伏安特性曲線，兩者也經(jīng)常結(jié)合起來考查小燈泡或電源實際功率的求解。
電源電動勢和內(nèi)阻的測量一直是電學(xué)實驗的一個熱點，常涉及電路的設(shè)計、實物電路圖的連接、電表的讀數(shù)以及圖像法處理實驗數(shù)據(jù)等，所涉及的圖像不僅有I-U(或U-I)圖像，也?？疾?圖像等。
[對點訓(xùn)練]
5．(2018·齊魯名校協(xié)作體聯(lián)考)某學(xué)習(xí)小組欲描繪小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)提供下列器材：
A．電壓表V(量程6 V，內(nèi)阻約6 kΩ)
B．電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻約10 Ω)
C．電阻箱R1(0～999.9 Ω)
D．定值電阻R2＝200 Ω
E．定值電阻R3＝100 Ω
F．滑動變阻器R4(0～10 Ω)
G．滑動變阻器R5(0～100 Ω)
H．規(guī)格為“6 V,6 W”的待測燈泡
I．電源E(電動勢約12 V，內(nèi)阻較小)
J．開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)某同學(xué)根據(jù)實驗原理，將電流表的量程由0.6 A擴大至1.0 A，首先采用了如圖1所示的電路測量電流表內(nèi)阻。閉合開關(guān)S1，反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱阻值，當(dāng)R1＝19.0 Ω時，發(fā)現(xiàn)閉合和斷開開關(guān)S2時電流表指針指示值相同，則電流表的內(nèi)阻RA＝________ Ω。若忽略偶然誤差，從理論上分析，實驗測得的電流表內(nèi)阻值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。
(2)圖2是測量燈泡電流隨電壓變化的實物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接 (要求在閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑動頭置于最左端)。
(3)實驗中，滑動變阻器應(yīng)選擇______(選填“R4”或“R5”)。
解析：(1)閉合開關(guān)S2時，R1與電流表并聯(lián)后，再與R2與R3的并聯(lián)部分串聯(lián)；開關(guān)S2斷開時，R1與R2串聯(lián)后與電流表和R3的串聯(lián)部分并聯(lián)；兩種情況下電流表示數(shù)相同，則根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知＝，解得：RA＝9.5 Ω。若忽略偶然誤差，從理論上分析，實驗測得的電流表內(nèi)阻值等于真實值。
(2)本實驗中采用滑動變阻器分壓接法，同時電流表與電阻箱并聯(lián)擴大量程，故實物圖如圖所示。

(3)因滑動變阻器采用分壓接法，所以應(yīng)采用總阻值較小的滑動變阻器R4。
答案：(1)9.5　等于　(2)見解析圖　(3)R4
6．(2018·江蘇高考)一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。
(1)圖1所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處。

(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的數(shù)據(jù)見下表：
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A－1
6.7
5.9
5.3
4.5
3.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2方格紙上作出R-關(guān)系圖像。

由圖像可計算出該干電池的電動勢為________ V；內(nèi)阻為________ Ω。
(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時，電壓表的指針位置如圖3所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為________ V；內(nèi)阻應(yīng)為________ Ω。
解析：(1)在電學(xué)實驗中，連接電路時應(yīng)將開關(guān)斷開，電阻箱的阻值調(diào)為最大，以確保實驗儀器、儀表的安全。
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，整理可得
R＝－r＝E·－r，即R-圖像為直線。
描點連線后圖像如圖所示。

根據(jù)圖像可知r＝1.2 Ω。
圖像的斜率為電動勢E，在R-圖像上取兩點(2,1.58)、(5,5.71)，則E＝ V＝1.38 V。
(3)根據(jù)歐姆定律，得電流表的內(nèi)阻
rA＝＝ Ω＝0.2 Ω，
由E＝I(R＋r′＋rA)得R＝E·－(r′＋rA)，
R-圖像的斜率仍為電動勢E，即E＝1.38 V，而干電池的內(nèi)阻應(yīng)為r′＝r－rA＝1.0 Ω。
答案：(1)①開關(guān)未斷開；②電阻箱阻值為零。
(2)見解析圖　1.4(1.30～1.44均可)　
1．2(1.0～1.4均可)
(3)1.4[結(jié)果與(2)問第一個空格一致]
1．0[結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2]
7．(2018·全國卷Ⅰ)某實驗小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值(25 ℃時的阻值)為900.0 Ω；電源E(6 V，內(nèi)阻可忽略)；電壓表 (量程150 mV)；定值電阻R0(阻值20.0 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～999.9 Ω)；單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。

實驗時，先按圖(a)連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0 ℃。將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開S1，記下此時R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 ℃。實驗得到的R2-t數(shù)據(jù)見下表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列問題：
(1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動到________(填“a”或“b”)端。
(2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點，并作出R2-t曲線。

(3)由圖(b)可得到RT在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)的溫度特性。當(dāng)t＝44.0 ℃時，可得RT＝________Ω。
(4)將RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為________Ω，則手心溫度為________℃。
解析：(1)閉合開關(guān)S1前，應(yīng)讓滑片移動到b端，使滑動變阻器連入電路的阻值最大。
(2)把t＝60 ℃和t＝70 ℃對應(yīng)的兩組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫點，然后用平滑的曲線畫出R2-t曲線，使盡可能多的點位于曲線上，如圖所示。

(3)由圖像可知t＝44.0 ℃時，電阻的阻值約為450 Ω。
(4)由題圖(c)可得電阻箱阻值為620.0 Ω，由圖像可得溫度約為33.0 ℃。
答案：(1)b　(2)圖見解析　(3)450　(4)620.0　33.0
[電學(xué)實驗基礎(chǔ)保分練]
1．(2018·全國卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有：微安表頭(量程100 μA，內(nèi)阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99 999.9 Ω)；導(dǎo)線若干。
要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。
回答下列問題：
(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。
(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1＝________Ω，R2＝________Ω。(保留到個位)
解析：(1)微安表頭改裝成毫安電流表需要并聯(lián)一個小電阻，再把電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個大電阻，電路如圖所示。

(2)接a時改裝成量程為1 mA的電流表，有
IgRg＝(I－Ig)R1
解得R1＝100 Ω
接b時改裝成量程為3 V的電壓表，有
U＝IgRg＋IR2
解得R2＝2 910 Ω。
答案：(1)見解析圖　(2)100　2 910
2．(2018·山東省實驗中學(xué)一模)某實驗小組要精確測定額定電壓為2 V的小燈泡正常工作時的電阻，已知該小燈泡正常工作時的電阻大約為500 Ω。實驗室提供的器材有：
A．電流表A1(量程為20 mA，內(nèi)阻r1約為3 Ω，讀數(shù)記為I1)
B．電流表A2(量程為3 mA，內(nèi)阻r2＝15 Ω，讀數(shù)記為I2)
C．定值電阻R1＝985 Ω
D．定值電阻R2＝1 985 Ω
E．滑動變阻器R(0～20 Ω)
F．電壓表V(量程為6 V，內(nèi)阻RV＝1 kΩ，讀數(shù)記為U)
G．蓄電池E(電動勢為10 V，內(nèi)阻很小)
H．開關(guān)S一個
(1)如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖，請你幫他選擇合適的器材，電表1應(yīng)選________，電表2應(yīng)選________，定值電阻應(yīng)選________。(這三空均填寫器材前的字母代號)
(2)測量小燈泡電阻的表達式為Rx＝________(用字母表示)。實驗時，不斷改變滑動變阻器的阻值，當(dāng)電表2的示數(shù)達到____________時，其對應(yīng)的結(jié)果為小燈泡正常工作時的電阻。
解析：(1)要精確測定額定電壓為2 V的小燈泡正常工作時的電阻，需測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，由于電壓表的量程較大，測量誤差較大，不能用已知的電壓表測量小燈泡兩端的電壓，可以將電流表A2與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測量電壓，故電表2為B；改裝成3 V量程的電壓表的內(nèi)阻：RV′＝＝ Ω＝1 000 Ω，A2的內(nèi)阻為15 Ω，則定值電阻應(yīng)選C；小燈泡正常工作時的電流約為I＝＝ A＝4 mA左右，電流表的量程較大，電流表不能精確測量電流；電壓表內(nèi)阻已知，對應(yīng)滿偏電流為：Im＝ A＝0.006 A＝6 mA，故用電壓表測量電流更為準(zhǔn)確，因此電表1應(yīng)選用電壓表F。
(2)測量小燈泡電阻的表達式為Rx＝＝，因為改裝后的電壓表內(nèi)阻為RV′＝1 000 Ω，則當(dāng)I2＝2 mA時，小燈泡兩端的電壓為2 V，達到額定電壓，測出來的電阻為正常工作時的電阻。
答案：(1)F　B　C　(2)　2 mA

3．(2018·貴州安順監(jiān)測)某同學(xué)測量一只標(biāo)識模糊的電阻Rx的伏安特性，步驟如下：

(1)用多用表“×10”倍率的電阻擋測量該元件的電阻時，發(fā)現(xiàn)指針偏角過小，該同學(xué)換用“×100”倍率的電阻擋，并重新進行________后再測量，表盤的示數(shù)如圖1所示，則Rx的測量值為____________ kΩ。
(2)若用伏安法測量Rx阻值，用到的器材和規(guī)格如下：
滑動變阻器R1(阻值范圍0～50 Ω，允許通過的最大電流為0.5 A)
電流表A(量程0～10 mA，內(nèi)阻約為50 Ω)
電壓表V(量程0～15 V，內(nèi)阻約為5 kΩ)
直流電源E(電動勢15 V，內(nèi)阻不計)
開關(guān)S，導(dǎo)線若干
圖2是該同學(xué)連接好的部分實驗電路，請你用筆畫線將電壓表接入圖2所示的實物電路，并盡可能多測幾組數(shù)據(jù)，使測量結(jié)果更精確。
(3)若測量值與真實值相比偏大，請你說明導(dǎo)致測量值偏大的主要原因(不考慮實驗中的偶然誤差)____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)用多用表“×10”倍率的電阻擋測量該元件的電阻時，發(fā)現(xiàn)指針偏角過小，說明電阻較大，此時需換用“×100”倍率的電阻擋，并重新進行歐姆調(diào)零后再進行測量，表盤的示數(shù)如題圖所示，則該電阻的阻值Rx＝22×100 Ω＝2 200 Ω＝2.2 kΩ。
(2)滑動變阻器采用限流接法時，電壓、電流變化范圍較小，滑動變阻器采用分壓接法時，電流、電壓變化范圍大。而Rx2＞RA·RV，故電流表采用內(nèi)接法，實物連接如圖所示。
(3)由圖可知，電流表采用內(nèi)接法，由于電流表的分壓，實驗所測電壓偏大，由歐姆定律可知電阻的測量值偏大。
答案：(1)歐姆調(diào)零　2.2　(2)見解析圖　(3)引起誤差的原因是因為電流表的分壓
4．(2019屆高三·聊城模擬)某同學(xué)用一個滿偏電流為10 mA、內(nèi)阻為30 Ω的電流表，一只滑動變阻器和一節(jié)電動勢為1.5 V的干電池組裝成一個歐姆表，如圖1所示。

(1)甲、乙測試筆中，甲表筆應(yīng)是________(選填“紅”或“黑”)表筆。
(2)電流表5 mA刻度處應(yīng)標(biāo)的電阻刻度為________ Ω。
(3)經(jīng)調(diào)零后，將甲、乙兩表筆分別接圖2中的a、b兩點，指針指在電流表刻度的4 mA處，則電阻Rx＝________ Ω。
(4)若誤將甲、乙兩表筆分別接在了圖2中的a、c兩點，則Rx的測量結(jié)果________(選填“偏大”或“偏小”)。
(5)再給電流表并聯(lián)一個合適的定值電阻R0，就可組裝成一個中間刻度值為15 Ω的歐姆表，則R0＝________ Ω。(保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)為了保證電流由正接線柱流入表頭，紅表筆應(yīng)接內(nèi)部電源的負極，則甲應(yīng)為紅表筆。
(2)設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，當(dāng)電流表滿偏時，則有：10×10－3 A＝，解得：R＝150 Ω，當(dāng)電流表的示數(shù)為5 mA時，則有：5×10－3 A＝，解得：Rx′＝150 Ω。
(3)當(dāng)電流表示數(shù)為4 mA時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有：4×10－3 A＝，解得：Rx＝225 Ω。
(4)若誤將甲、乙兩表筆分別接在了題圖2中的a、c兩點，則回路中的兩個電源串聯(lián)，電流增大，指針偏轉(zhuǎn)更大，故Rx的測量結(jié)果偏小。
(5)歐姆表的中間刻度值為15 Ω，說明歐姆表的內(nèi)阻為15 Ω，此時回路中的最大電流為I＝＝ A＝0.1 A，根據(jù)電流表的改裝原理，有：I＝Ig＋，
解得：R0＝＝ Ω≈3.3 Ω。
答案：(1)紅　(2)150　(3)225　(4)偏小　(5)3.3
5．(2018·武漢質(zhì)檢)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量恒壓源的輸出電壓Ux和定值電阻Rx的阻值。實驗室提供器材如下。
直流電源E(輸出電壓為5 V)；待測電阻Rx(阻值約為100 Ω)；直流電壓表V(量程0～5 V，內(nèi)阻約為15 kΩ)；電阻箱R(阻值范圍0～999.9 Ω)；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

實驗中調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱、電壓表的示數(shù)，得到如圖乙所示的R關(guān)系圖線?；卮鹣铝袉栴}。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)由圖乙可知直線在縱軸上的截距b＝________ V－1，在橫軸上的截距a＝________ Ω。
(2)若不考慮電壓表的影響，恒壓源輸出電壓Ux的測量值U1＝________ V，定值電阻Rx的測量值R1＝________ Ω。
(3)若考慮電壓表的影響，恒壓源輸出電壓Ux的測量值為U2，定值電阻Rx的測量值為R2。則U1________U2，R1______R2(選填“大于”“等于”或“小于”)。
解析：(1)由題圖乙可知直線在縱軸上的截距b＝0.20 V－1，在橫軸上的截距a＝－1.0×102 Ω。
(2)由歐姆定律可知：Ux＝U＋R，解得＝＋R；則＝0.2，＝，解得Ux＝5.0 V；Rx＝1.0×102 Ω。
(3)若考慮電壓表的影響，則可將電壓表的內(nèi)阻與Rx并聯(lián)，等效為Rx′，則由并聯(lián)電阻的關(guān)系可知Rx′”“0。
(3)若電壓表的示數(shù)為1.0 V，則彈性體受到向上的拉力，設(shè)此時R1和R2分別為800－ΔR，則R3和R4分別為800＋ΔR，由電路可知：I(800＋ΔR)－I(800－ΔR)＝1.0 V，其中I＝ A＝ A，解得ΔR＝100 Ω，則根據(jù)ΔR＝kF可得受到的力的大小為F＝＝ N＝20 N。
答案：(1)0　(2)>　(3)20
創(chuàng)新點二　實驗原理的變化
測電阻可以是測量導(dǎo)體的電阻，也可以是電表的內(nèi)阻，還可以是電源的內(nèi)阻。不管哪種，理論依據(jù)都是歐姆定律或者閉合電路的歐姆定律。下面以測量電阻為例，分析實驗原理的變化創(chuàng)新，注意與伏安法測電阻進行對比。

安
安
法

如果已知的內(nèi)阻R1，則可測得的內(nèi)阻R2＝

串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的內(nèi)阻R2＝
伏
伏
法

兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內(nèi)阻R1，則可測出的內(nèi)阻R2＝R1

并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2＝
比
較
法

測得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2，可得Rx＝(電表阻值不計)
半
偏
法

斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0；保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為；則RA＝R(電壓半偏法同學(xué)們自行思考)
替
代
法

雙擲開關(guān)分別與1、2相接，調(diào)節(jié)電阻箱R1保證電流表兩次讀數(shù)相等，則R1的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值

[創(chuàng)新演練]
1．(2018·全國卷Ⅲ)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值。圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0＝20.0 Ω)；可視為理想電壓表；S1為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)；E為電源；R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗：
(1)按照實驗原理線路圖(a)，將圖(b)中實物連線。

(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢?，閉合S1。
(3)將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器滑動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2。
(4)待測電阻阻值的表達式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)。
(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)。

1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49

3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx＝________ Ω。(保留1位小數(shù))
解析：(1)根據(jù)原理圖，沿電流的流向依次連接。
①先將E、R、S1連接起來，組成閉合回路。
②將R0、Rx與R連接起來。
③將、S2與Rx連接起來。
實物連線如圖所示。

(4)由于為理想電壓表，故S2接1、或接2時流過R0、Rx的電流相等。根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點得
＝，解得Rx＝R0。
(6)求出5次的平均值為3.41，
代入Rx＝R0得，Rx＝48.2 Ω。
答案：(1)見解析圖　(4)R0　(6)48.2
2．(2019屆高三·衡水模擬)某實驗小組用如圖甲所示的電路圖來測量電流表(量程2 mA，內(nèi)阻約為200 Ω)的內(nèi)阻，除待測電流表、1.5 V的電源、開關(guān)和導(dǎo)線外，還有下列可供選擇的實驗器材：

A．定值電阻R1
B．定值電阻R2
C．滑動變阻器R3(最大阻值為20 Ω)
D．滑動變阻器R4 (最大阻值為1 000 Ω)
E．電阻箱Rx(最大阻值為999.9 Ω)
F．靈敏電流計G(內(nèi)阻很小可忽略)
(1)為確保安全，精準(zhǔn)實驗?；瑒幼冏杵鲬?yīng)選用___________(填寫器材前對應(yīng)的字母)。
(2)用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖乙連接成實驗電路圖。

(3)在閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________(選填“a”或“b”)端，然后閉合開關(guān)移動滑動變阻器的滑片使待測表的示數(shù)適當(dāng)后再不移動滑片，只調(diào)節(jié)Rx，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Rx＝400 Ω時靈敏電流計的示數(shù)正好為零；將電阻箱和待測電流表位置互換，其他不動，再次調(diào)節(jié)Rx′＝100 Ω時靈敏電流計的示數(shù)又正好為零，由此可知待測電流表的內(nèi)阻為________ Ω。
解析：(1)由于電源電動勢較小，而兩個滑動變阻器都沒有給出額定電流可認為兩個都是安全的，此時為便于調(diào)節(jié)滑動變阻器宜小不宜大，選C即可。
(2)實物圖如圖所示。

(3)為確保電路安全，閉合開關(guān)前滑片應(yīng)置于b端，讓分壓電路的電壓最小。當(dāng)Rx＝400 Ω時電流計的示數(shù)正好為零，表明＝；將電阻箱和待測電流表位置互換，電流計的示數(shù)又正好為零時有＝，于是有RA＝，代入數(shù)據(jù)得RA＝200 Ω。
答案：(1)C　(2)見解析圖　(3)b　200
3．(2018·湖北省重點高中聯(lián)考)如圖所示電路可用來測量電阻的
阻值。其中E為電源，R為已知電阻，Rx為待測電阻，V為理想電壓表，S0為單刀單擲開關(guān)，S1、S2為單刀雙擲開關(guān)。
(1)當(dāng)S0閉合時，S1、S2均向左閉合，電壓表讀數(shù)為U1；S1、S2均向右閉合，電壓表讀數(shù)為U2。由此可求出Rx＝________。
(2)若電源電動勢E＝1.5 V，內(nèi)阻可忽略，電壓表量程為1.0 V，R＝100 Ω，此電路可測量的Rx的最大值為________ Ω。
(3)若電源內(nèi)阻可忽略但電壓表不能看作理想電表，當(dāng)S0閉合時，S1、S2均向左閉合，電壓表讀數(shù)為U1′，S1、S2均向右閉合，電壓表讀數(shù)為U2′。則U1′＋U2′________E(選填“>”“”“＝”或“Es，E>Ex。
(2)③將S2接1，調(diào)節(jié)滑動片C使電流計示數(shù)為零，記下AC的長度L1，設(shè)單位長度電阻絲的電阻為r0，此時應(yīng)該有L1·r0＝Es。
④將S2接2，重新調(diào)整C位置，使電流計示數(shù)再次為零，記下AC的長度L2，此時應(yīng)該有L2·r0＝Ex，由以上兩個公式可以求得：Ex＝Es。
答案：(1)＞?。尽?2)③AC之間的長度L1　④電流計示數(shù)再次為零　AC之間的長度L2　⑤Es
3.(2019屆高三·江西重點中學(xué)聯(lián)考)如圖甲所示，該電路在測量電源電動勢和內(nèi)阻的同時也能完成對未知電阻Rx的測量。實驗室提供的器材如下：
A．待測電阻Rx(約9 Ω)
B．待測電源
C．電阻箱(0～99.9 Ω)
D．電壓表V1(量程6 V，可以視為理想電表)
E．電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻約4 kΩ)
(1)如果縱坐標(biāo)表示兩個電壓表讀數(shù)之比，橫坐標(biāo)表示電阻箱的阻值R，實驗結(jié)果的圖像如圖乙所示。則待測電阻Rx＝________ Ω (保留兩位有效數(shù)字)。

(2)在(1)問中，由于電壓表V2的分流，待測電阻Rx的測量值比真實值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(3)如果縱坐標(biāo)表示某電壓表讀數(shù)U，橫坐標(biāo)表示兩個電壓表讀數(shù)之差與電阻箱阻值的比值，實驗結(jié)果的圖像如圖丙所示。其中能讀出電源電動勢和內(nèi)電阻的是________(選填“A圖線”或“B圖線”)。兩圖線交點的橫坐標(biāo)為________ A，縱坐標(biāo)為________ V(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。
解析：(1)根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知：＝，故＝＝1＋，所以縱軸截距為1，根據(jù)圖像斜率k＝＝＝，解得Rx＝8 Ω。
(2) 由于電壓表V2的分流，待測電阻Rx測量值比真實值偏小。
(3)A圖線反映的是電源的特性，可知電動勢為6 V，內(nèi)電阻r＝ Ω＝6 Ω，B圖線反應(yīng)的是阻值為8 Ω的定值電阻的U-I關(guān)系，兩圖線交點反應(yīng)的是電源與定值電阻直接串聯(lián)時的情況，交點的橫坐標(biāo)I＝＝ A≈0.43 A，縱坐標(biāo)U＝E－Ir＝6 V－0.43×6 V≈3.4 V。
答案：(1)8.0　(2)偏小　(3)A圖線　0.43　3.4
[電學(xué)實驗創(chuàng)新增分練]
1．(2019屆高三·宜昌調(diào)研)某實驗小組利用如圖1所示電路，可測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有：多用電表、電流表、滑動變阻器、導(dǎo)線若干。

回答下列問題：
(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1”擋，再將紅表筆和黑表筆短接進行歐姆調(diào)零。隨后按如圖1所示把多用電表、電流表、滑動變阻器連接起來，如果圖1中接線正確，那么與多用電表的a接線柱相接的是____________(選填“黑”或“紅”)表筆。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，從圖1位置向右滑動過程中，電流表的讀數(shù)________。(選填“增大”“減小”或“不變”)
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中，某次歐姆表指針位置如圖2所示，讀數(shù)為________ Ω，對應(yīng)電流表的指針位置如圖3所示，讀數(shù)為________ A。經(jīng)過多次測量，得到多組電流表讀數(shù)的倒數(shù)，和與之對應(yīng)的歐姆表讀數(shù)R，畫出如圖4所示的圖像，由此可得多用電表內(nèi)電池的電動勢為________ V，選擇“×1”擋時內(nèi)阻為________ Ω。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析：(1)與多用電表的a接線柱相接的是電流表的正接線柱，因多用電表黑表筆內(nèi)部接電源的正極，則與多用電表的a接線柱相接的是黑表筆。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，從題圖1位置向右滑動過程中，則滑動變阻器接入電路的電阻變小，則電流表的讀數(shù)增大。
(3)歐姆表讀數(shù)為32.0×1 Ω＝32.0 Ω，對應(yīng)電流表的讀數(shù)為0.200 A。由閉合電路的歐姆定律：E＝I(R＋r)，即：＝R＋，由題圖4可知：＝，＝1.6，解得E＝9.60 V，r＝15.4 Ω。
答案：(1)黑　(2)增大　(3)32.0　0.200　9.60　15.4
2．(2018·哈爾濱模擬)為測量某電壓表V1的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計的電路如圖1所示?？晒┻x擇的器材如下：
A．待測電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)
B．電壓表V2(量程0～9 V，內(nèi)阻約10 kΩ)
C．定值電阻R1(阻值為600 Ω)
D．定值電阻R2(阻值為6 kΩ)
E．滑動變阻器R(0～20 Ω)
F．直流電源(E＝10 V，內(nèi)阻可不計)
G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干

(1)定值電阻應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”)。
(2)在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。
(3)實驗測量得到的數(shù)據(jù)如下表：
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U1/V
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
2.80
U2/V
0
1.5
2.7
4.3
5.7
7.8
8.1

請在圖3中描點作出U2-U1圖線，可得待測電壓表V1的內(nèi)阻為________ kΩ(保留兩位有效數(shù)字)。
解析：(1)因電壓表V1的內(nèi)阻較大，若與R1串聯(lián)，R1的分壓很小，測量誤差較大，故可將電壓表V1與R2串聯(lián)。
(2)實物圖如圖甲所示。

(3)根據(jù)描點法作出U2-U1圖像如圖乙所示，由＝，解得RV＝R2＝R2，由圖像求得＝2.89，代入解得RV＝3.2 kΩ。
答案：(1)R2　(2)見解析圖甲　(3)見解析圖乙　3.2
3.(2018·濟寧模擬)為測量一未知電源的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示電路，電路中所用到的器材規(guī)格如下。

待測電源：電動勢約為5 V，內(nèi)阻約為幾十歐姆
定值電阻：R0＝10 Ω
定值電阻R1：有兩種規(guī)格可供選擇，阻值分別為1 kΩ和3 kΩ
電阻箱R2：0～9 999 Ω
電壓表：量程0～3 V，內(nèi)阻R V＝3 kΩ
開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)為了減小測量誤差，定值電阻R1應(yīng)該選用的規(guī)格為____________。
(2)根據(jù)電路圖連接電路，閉合開關(guān)后，將電阻箱的阻值由零開始逐漸調(diào)大，記錄下若干組電阻箱R2和電壓表的讀數(shù)。
(3)該同學(xué)將得到的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點連線，得到如圖乙所示直線，直線與縱軸的截距為b＝0.4，斜率k＝8.0，則可求得電動勢E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)由于電源電動勢為5 V，而電壓表的量程為3 V，因此應(yīng)擴大電壓表的量程，選擇阻值為3 kΩ的定值電阻，改裝后電壓表的量程為6 V，滿足條件。
(3) 因路端電壓U′＝×(3＋3)＝2U，則由閉合電路歐姆定律可知，2U＝(R2＋R0)，變形可得：
＝＋·
可知，＝0.4，＝8.0，
解得：E＝5.0 V，r＝20 Ω。
答案：(1)3 kΩ　(3)5.0　20
4．(2016·全國卷Ⅰ)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。
在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時阻值為650.0 Ω。
(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。

(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：
①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為________Ω；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________________________________________________________________________。
②將開關(guān)向________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________。
(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。
解析：(1)電路圖連接如圖。

(2)報警器開始報警時，對整個回路有
U＝Ic(R滑＋R熱)
代入數(shù)據(jù)可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑動變阻器應(yīng)選擇R2。
(3)①在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應(yīng)為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0 Ω?；瑒幼冏杵髟陔娐分袨橄蘖鹘臃ǎ瑧?yīng)置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關(guān)，則電路中的電流I＝ A≈27.7 mA，超過報警器最大電流20 mA，報警器可能損壞。②開關(guān)應(yīng)先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警為止。
答案：(1)連線見解析圖　(2)R2　(3)①650.0　b　接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞　②c　報警器開始報警
5．一只小燈泡標(biāo)有“3.6 V，0.3 A”，某同學(xué)想研究它的燈絲電阻與溫度的關(guān)系。
(1)

該同學(xué)先用多用電表的電阻擋“×1”倍率調(diào)零后，初測燈泡冷態(tài)時的電阻，如圖所示，則冷態(tài)電阻為________。
(2)實驗室提供導(dǎo)線和開關(guān)及下列器材：
A．電源E(電動勢為6.0 V)
B．電壓表V1(量程為0～3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ)
C．電壓表V2(量程為0～5 V，內(nèi)阻約為4 kΩ)
D．電流表A1(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω)
E．電流表A2(量程為0～100 mA，內(nèi)阻約為2 Ω)
F．滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω，額定電流2 A)
G．滑動變阻器R2(最大阻值為100 Ω，額定電流1 A)
為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，請你選擇合適的電壓表、電流表和滑動變阻器________(填所選儀器前的字母序號)，并在虛線框內(nèi)畫出電路圖。

(3)根據(jù)正確設(shè)計的實驗電路圖，測得電壓、電流，如下表：
電壓/V
0
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
電流/A
0
0.051
0.105
0.165
0.205
0.235
0.260
0.280
0.300
實驗數(shù)據(jù)表明，小燈泡的電阻隨溫度升高而______(選填“增大”“減小”或“不變”)。若將此小燈泡與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源及阻值為9 Ω的電阻串聯(lián)，則燈泡的功率約為________ W(保留兩位小數(shù))。
解析：(1)冷態(tài)電阻從多用電表讀數(shù)為：7×1 Ω＝7 Ω。
(2)小燈泡額定電壓為3.6 V，故電壓表選擇量程為5 V的C；額定電流為0.3 A，則電流表選擇0.6 A量程的D；
為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，滑動變阻器采用分壓接法，選擇小電阻即可，故選擇F；
被測電阻阻值較小，故采用電流表外接，電路圖如圖所示。
(3)實驗數(shù)據(jù)表明，小燈泡的電阻隨溫度升高而增大。

把定值電阻等效為電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝U＋I(r＋R0)，U＝3－10I，作出電源的I-U圖像，電源圖像與燈泡伏安特性曲線的交點坐標(biāo)值是燈泡的實際電壓與實際電流，由圖像可知，燈泡兩端電壓為1.2 V，電流為0.18 A，燈泡實際功率為P＝UI＝1.2 V×0.18 A≈0.22 W。
答案：(1)7 Ω(或7.0 Ω)　(2)C、D、F　見解析圖
(3)增大　0.22
6．(2018·長沙聯(lián)考)某同學(xué)要測量如圖甲所示金屬圓環(huán)材料的電阻率，已知圓環(huán)的半徑為r。

(1)他先用螺旋測微器測量圓環(huán)材料圓形橫截面的直徑d，如圖乙所示，則d＝________ mm。
(2)他再用如圖丙所示的電路測量該圓環(huán)的電阻，圖中圓環(huán)接入電路的兩點恰好位于一條直徑上，電壓表的量程為5 V。開關(guān)S閉合后，電壓表右端接到a點時電壓表示數(shù)為4.5 V、電流表示數(shù)為1.8 mA，接到b點時電壓表示數(shù)為4.6 V、電流表示數(shù)為1.6 mA。為了減小電阻的測量誤差，他應(yīng)該把電壓表的右端接在________(選填“a”或“b”)點進行實驗；則圓環(huán)接入電路的兩點間的電阻值為________ Ω，此值________(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)。
(3)實驗中發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他又找到另外一個量程為2 V、內(nèi)阻為R1的電壓表V1替代電流表完成了實驗。實驗中電壓表V和 V1的示數(shù)分別為U和U1，改變滑片位置測得多組U、U1數(shù)據(jù)，他作出了U-U1圖像為一條直線，如圖丁所示，測得該直線的斜率為k，則金屬圓環(huán)材料的電阻率的表達式為__________________。(用r、d、k、R1表示)
解析：(1)螺旋測微器的固定刻度為5.5 mm，可動刻度為16.5×0.01 mm＝0.165 mm，所以最終讀數(shù)為5.5 mm＋0.165 mm＝5.665 mm。
(2)根據(jù)＝≈0.02，而＝≈0.11，可知，電壓表分流明顯，應(yīng)把電壓表的右端接在b點；根據(jù)歐姆定律，則有：Rx＝ Ω＝2 875 Ω
測量值偏大，測得的是電流表的內(nèi)阻與待測電阻串聯(lián)后的總電阻。
(3)通過金屬圓環(huán)材料的電流為I＝
半圓金屬圓環(huán)電阻為R＝ρ，兩個半圓金屬圓環(huán)并聯(lián)電阻為R并＝＝ρ＝ρ①
根據(jù)串聯(lián)電路的特點，有＝
化簡得U＝U1
UU1直線的斜率為k，k＝1＋②
聯(lián)立①②得ρ＝。
答案：(1)5.665　(2)b　2 875　偏大　(3)ρ＝
7．(2018·泰安二模)用圖甲所示裝置測量磁場的磁感應(yīng)強度和某導(dǎo)電液體(有大量的正、負離子)的電阻率。水平管道長為l、寬度為d、高為h，置于豎直向上的勻強磁場中。管道上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S、電阻箱R、靈敏電流表G(內(nèi)阻為Rg)連接。管道內(nèi)始終充滿導(dǎo)電液體，液體以恒定速度v自左向右通過。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記下相應(yīng)的電流表讀數(shù)。
(1)圖乙所示電阻箱接入電路的電阻值為________ Ω。

(2)與N板相連接的是電流表G的________極(選填“正”或“負”)。
(3)圖丙所示的電流表讀數(shù)為________ μA。
(4)將實驗中每次電阻箱接入電路的阻值R與相應(yīng)的電流表讀數(shù)I繪制出-R圖像為圖丁所示的傾斜直線，其延長線與兩軸的交點坐標(biāo)分別為(－a,0)和(0，b)，則磁場的磁感應(yīng)強度為________，導(dǎo)電液體的電阻率為________。
解析：(1)電阻箱的示數(shù)：R＝2×100 Ω＋9×10 Ω＋1×0.1 Ω＝290.1 Ω。
(2)根據(jù)左手定則可知，帶正電的離子向前表面偏轉(zhuǎn)，帶負電的離子向后表面偏轉(zhuǎn)，故N板帶負電，則與N板相連接的是電流表G的負極。
(3)題圖丙所示的電流表讀數(shù)為24.0 μA。
(4)液體以恒定速度v自左向右通過管道，則所受的電場力與洛倫茲力平衡，即Bqv＝qE，又E＝，解得：U＝Bdv，則回路中產(chǎn)生的電流為I＝＝，變形得：＝·R＋·(Rg＋r)，由題知斜率k＝＝，解得：B＝，縱截距b＝·(Rg＋r)，解得：r＝a－Rg，根據(jù)電阻定律得：r＝ρ，其中l(wèi)′＝d，S＝lh，聯(lián)立解得：ρ＝。
答案：(1)290.1　(2)負　(3)24.0
(4)　
[實驗題層級拔高練]

1．下面各圖均是用游標(biāo)卡尺測量時的示意圖，如圖甲中游標(biāo)卡尺為50分度游標(biāo)卡尺，圖乙為20分度游標(biāo)卡尺，圖丙為10分度游標(biāo)卡尺，它們的讀數(shù)分別為__________；____________；____________。

解析：在圖甲中，主尺讀數(shù)為42 mm，游標(biāo)尺上第5條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是50分度的，所以讀數(shù)為42 mm＋5×0.02 mm＝42.10 mm；在圖乙中，主尺讀數(shù)為63 mm，游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是20分度的，所以讀數(shù)為63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在圖丙中，主尺讀數(shù)為39 mm，游標(biāo)尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是10分度的，所以讀數(shù)為39 mm＋8×0.1 mm＝39.8 mm。
答案：42.10 mm　63.30 mm　39.8 mm
2．某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖(a)所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖(b)所示。圖(a)所示讀數(shù)為________ mm，圖(b)所示讀數(shù)為________ mm，所測金屬板的厚度為________ mm。

解析：圖(a)：0 mm＋0.01 mm×1.0＝0.010 mm；
圖(b)：6.5 mm＋0.01 mm×37.0＝6.870 mm；
故所測金屬板的厚度為6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm。
答案：0.010　6.870　6.860
3．某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量一多用電表電阻“×1 k”擋所用電源的電動勢E和一電壓表的內(nèi)阻RV(約13 kΩ)。

甲　　　　　　　　　乙

丙
(1)先將多用電表進行機械調(diào)零，再將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到電阻“×1 k”擋，之后進行歐姆調(diào)零。
(2)將圖甲中多用電表的黑、紅表筆分別與________、________端相連。(填“A”或“B”)
(3)將圖甲中多用電表的黑、紅表筆與電壓表正確連接后，調(diào)節(jié)電阻箱，使多用電表指針位于表盤中央位置，此時電阻箱的阻值為R＝1 kΩ，若此時多用電表、電壓表的示數(shù)分別如圖乙、圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為________ V，電壓表的內(nèi)阻RV＝________ kΩ，多用電表內(nèi)部電源的電動勢E＝________ V。
解析：(2)根據(jù)多用電表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，可知多用電表的黑、紅表筆分別與A、B端相連。
(3)多用電表歐姆調(diào)零時指針滿偏(即歐姆零刻度處)，由題圖乙得多用電表讀數(shù)為R0＝15 kΩ，則電壓表的內(nèi)阻RV＝R0－R＝14 kΩ，由題圖丙得電壓表的讀數(shù)U＝1.40 V，多用電表歐姆調(diào)零后內(nèi)部的總電阻設(shè)為R1，則E＝IgR1，當(dāng)多用電表表頭半偏時，有E＝(R0＋R1)，U＝RV，得E＝2U×＝3.0 V。
答案：(2)A　B　(3)1.40　14　3.0

1．(2018·北京昌平二模)某實驗小組用如圖所示的裝置做“驗證力的平行四邊形定則”實驗。

(1)下面關(guān)于此實驗的說法，不正確的一項是________。
A．如圖甲，用兩支彈簧測力計把橡皮條的一端拉到O點時，兩支彈簧測力計之間的夾角必須取90°，以便算出合力的大小
B．再用一支彈簧測力計拉橡皮條時(如圖乙)，必須保證仍把橡皮條的一端拉到O點
C．實驗中，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正視彈簧測力計的刻度
D．拉橡皮條的細線要稍長一些，用以標(biāo)記細線方向的兩點距離要遠些
(2)圖丙是某同學(xué)得到的實驗結(jié)果，其中________(選填“F”或“F′”)表示的是用一支彈簧測力計拉橡皮條時的結(jié)果。
解析：(1)用兩支彈簧測力計把橡皮條的一端拉到O點時，兩支彈簧測力計之間的夾角不一定要取90°，大小適當(dāng)即可，選項A錯誤；再用一支彈簧測力計拉橡皮條時，必須保證仍把橡皮條的一端拉到O點，以保證等效性，選項B正確；實驗中，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正視彈簧測力計的刻度，選項C正確；拉橡皮條的細線要稍長一些，用以標(biāo)記細線方向的兩點距離要遠些，選項D正確；選不正確的，故選A。
(2)用一支彈簧測力計拉時，必與OA共線，則F′表示的是用一支彈簧測力計拉橡皮條時的結(jié)果。
答案：(1)A　(2)F′
2．某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：長木板下墊著小木塊，用來平衡摩擦力，反復(fù)移動小木塊位置，直到小車在木板上運動時可保持勻速運動為止。在小車A的前端粘有橡皮泥，輕輕推小車A一小段距離后松手，小車A將在長木板上運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰后粘合成一體，并繼續(xù)運動。他設(shè)計的具體裝置如圖甲所示，在小車A后邊連著紙帶，紙帶穿過打點計時器，電源頻率為50 Hz。

(1)圖乙為打點計時器在紙帶上打出的點，現(xiàn)用一刻度尺放于其旁對其進行測量，從圖中可以判斷，兩車相碰發(fā)生位置可能對應(yīng)刻度尺的刻度為__________。
A．4.5 cm處　　　　　　　B．5.5 cm處
C．6.5 cm處 D．7.5 cm處
(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.40 kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.50 kg，由以上測量結(jié)果計算碰前總動量、碰后總動量。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)結(jié)合紙帶數(shù)據(jù)進行分析知，小車A、B相碰發(fā)生在5～6 cm之間，所以選B。
(2)小車碰撞前的速度vA＝ m/s＝0.5 m/s
則碰前的動量為p＝mv＝0.20 kg·m/s
碰后小車A、B一起運動的速度
v′＝ m/s＝0.2 m/s
p′＝(m1＋m2)v′＝0.18 kg·m/s。
答案：(1)B　(2)0.20 kg·m/s　0.18 kg·m/s
3．為了探究動能定理，某同學(xué)在實驗室組裝了如圖甲所示的裝置：

(1)該同學(xué)想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為在實驗中應(yīng)該采取的必要措施是________。
A．平衡摩擦力
B．先接通電源后釋放小車
C．鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量
D．鉤碼的質(zhì)量遠大于小車的總質(zhì)量
(2)如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，距離如圖所示，則打B點時的速度vB＝________；

(3)該同學(xué)經(jīng)過認真操作后，發(fā)現(xiàn)小車動能的變化量總是略小于拉力做的功，他猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的，若鉤碼質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，重力加速度為g，則小車受到的實際拉力為F＝________。
解析：(1)要使小車受到的合力等于鉤碼的重力，實驗前要平衡摩擦力，實驗過程中還要控制鉤碼質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故A、C正確，B、D錯誤。
(2)小車做勻變速直線運動，由勻變速直線運動的推論可以知道，打B點時的速度：vB＝。
(3)由牛頓第二定律得：對系統(tǒng)：mg＝(M＋m)a，
對小車F＝Ma，解得：F＝g。
答案：(1)AC　(2)　(3)g
4.某同學(xué)要測量一根均勻電阻絲的電阻率。他在電阻絲兩端分別接了接線柱a、b，并將電阻絲固定在直尺上，直尺的中間設(shè)置了一個可沿電阻絲滑動的觸頭c，c的上端為接線柱，a、c間的長度可在直尺上直接讀出，如圖1所示。
A．待測電阻絲(長約80 cm，總阻值小于5 Ω)；
B．電壓表0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ；
C．電流表0～0.6 A，內(nèi)阻約0.5 Ω；
D．電池組：電動勢3 V，內(nèi)阻很小；
E．滑動變阻器R，總阻值10 Ω；
F．開關(guān)，導(dǎo)線若干；
G．螺旋測微器。
(1)該同學(xué)認為，應(yīng)盡量避免由于電流熱效應(yīng)導(dǎo)致的電阻率變化，為此，應(yīng)使a、b間電壓保持不變，只改變觸頭c的位置，測量a、c間的電壓U，尋找U和a、c間電阻絲長度L的關(guān)系，即可實現(xiàn)測量電阻率的目的。根據(jù)上述分析，完成下列問題：
①實驗中采用的思想方法是________。
A．等效替代法 B．建立理想模型法
C．控制變量法 D．實驗推理法
②滑動變阻器所起的作用主要是________。
A．調(diào)節(jié)電壓表和電流表的示數(shù)，實現(xiàn)多次測量
B．使電阻絲a、b間保持適當(dāng)電壓，充當(dāng)保護電阻
③根據(jù)以上分析，將圖2連成實驗電路。

(2)該同學(xué)通過改變觸頭c的位置，分別測出了五組長度L與對應(yīng)的電壓U的數(shù)據(jù)(電流表示數(shù)保持0.50 A不變)，并已描在坐標(biāo)紙上，如圖3所示。請根據(jù)圖3上的數(shù)據(jù)點描繪出圖線，算出圖線的斜率k＝________ V/m。(保留兩位有效數(shù)字)
(3)若已知該電阻絲的橫截面積為1.0 mm2，則該電阻絲的電阻率ρ＝________ Ω·m。(保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)①保持a、b間電壓不變，即保持電阻絲中電流不變，探究a、c間的電壓U與電阻絲長度L的關(guān)系，體現(xiàn)了控制變量法，C正確。②滑動變阻器使電阻絲a、b間保持適當(dāng)電壓，充當(dāng)保護電阻的作用，B正確。③電阻絲總阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法。
(2)由圖乙圖線可知，斜率k＝＝3.9 V/m。
(3)a、c間電壓U＝IR＝I·ρ，可得電阻率ρ＝k，代入k、S、I的數(shù)值，得ρ＝7.8×10－6 Ω·m。
答案：(1)①C?、贐?、垭娐啡鐖D甲所示　(2)圖線如圖乙所示　3.9(3.8～4.0均可)　(3)7.8×10－6(7.6×10－6～8.0×10－6均可)

5．(2018·北京昌平二模)某實驗小組描繪規(guī)格為“2.5 V　0.6 W”的小燈泡的伏安特性曲線。實驗室提供下列器材：

A．電流表A(量程為0～300 mA，內(nèi)阻約1 Ω)
B．電壓表V(量程為0～3 V，內(nèi)阻約5 kΩ)
C．滑動變阻器R(0～10 Ω，額定電流1.5 A)
D．直流電源(電動勢3 V，內(nèi)阻忽略不計)
E．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干
(1)若采用如圖甲所示的電路描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓表的右端應(yīng)與電路中的________點相連(選填“a”或“b”)。開關(guān)S閉合之前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)該置于________端(選填“c”或“d”)。
(2)測量后，該小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用Excel擬合出小燈泡的I-U特性曲線如圖乙所示。圖線發(fā)生了彎曲，其原因是________________________；根據(jù)圖線，小燈泡兩端電壓為1.50 V時，其實際功率P約為________ W(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(3)在分壓電路中，如何選擇合適的滑動變阻器？
負載電阻R0＝50 Ω，有四種規(guī)格的滑動變阻器，最大阻值R1分別為5 Ω、20 Ω、50 Ω、200 Ω。將它們分別接入如圖丙所示的電路。保持M、N間電壓恒定，從左向右移動滑片P，研究電壓表的電壓U與滑動變阻器接入電路的長度x的關(guān)系，畫出U-x圖像，如圖丁所示。

設(shè)k＝，要求滑動變阻器對電壓的調(diào)節(jié)最好是線性的，不要突變，電壓的變化范圍要盡量大。滿足上述要求的k值的理想范圍為________。
A．k＜0.1　　 B．0.1≤k≤0.5　　　C．k＞1
解析：(1)小燈泡(2.5 V,0.6 W)，小燈泡正常發(fā)光時的電阻R＝＝ Ω≈10.4 Ω，燈泡電阻為10.4 Ω，電流表內(nèi)阻約1 Ω，電壓表內(nèi)阻約為5 kΩ，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，由圖甲所示電路圖可知，電壓表的右端應(yīng)與電路中的a端相連。由圖甲所示電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于c端。
(2)圖線發(fā)生了彎曲，其原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；根據(jù)圖線，小燈泡兩端電壓為1.50 V時，電流為0.22 A，則其實際功率P＝IU＝0.33 W。
(3)由題圖丁可知，當(dāng)k＝0.1～0.4時，圖像接近于直線，且電壓的變化范圍也較大，則若要求滑動變阻器對電壓的調(diào)節(jié)是線性的，不要突變，電壓的變化范圍要盡量大，則要求的k值的理想范圍為0.1≤k≤0.5，故選B。
答案：(1)a　c　(2)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大　0.33　(3)B

1．(2018·鄭州第二次質(zhì)量預(yù)測)LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為5 V的LED燈泡正常工作時的電阻，已知該燈泡正常工作時電阻大約為500 Ω，其電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。實驗室提供的器材有：
A．電流表A1(量程為60 mA，內(nèi)阻RA1約為1 Ω，讀數(shù)記為I1)
B．電流表A2(量程為3 mA，內(nèi)阻RA2＝20 Ω，讀數(shù)記為I2)
C．電壓表V(量程0～15 V，內(nèi)阻RV＝1 kΩ，讀數(shù)記為U)
D．定值電阻R1＝980 Ω
E．定值電阻R2＝1 980 Ω
F．滑動變阻器R(0～20 Ω)
G．蓄電池E(電動勢為24 V，內(nèi)阻很小)
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
(1)部分電路原理圖如圖所示，請選擇合適的器材，電表1為________，電表2為________，定值電阻為________。(填寫器材前的字母編號)

(2)將電路圖補充完整。
(3)寫出測量LED燈電阻的表達式Rx＝________(用已知量和測量量表示)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，當(dāng)表達式中的________(填字母)達到________，記下另一電表的讀數(shù)代入表達式，其結(jié)果即為LED燈正常工作時的電阻。
解析：(1)要精確測定額定電壓為5 V的LED燈正常工作時的電阻，需測量LED燈兩端的電壓和通過LED燈的電流。由于電壓表的量程較大，測量誤差較大，不能用來測量LED兩端的電壓，可以將電流表A2與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表，改裝的電壓表內(nèi)阻應(yīng)至少為＝ Ω≈1 667 Ω，電流表A2的內(nèi)阻為20 Ω，則定值電阻應(yīng)選E；LED燈正常工作時的電流約為 A＝10 mA，電流表A1的量程較大，不能精確測量電流；電壓表內(nèi)阻已知，對應(yīng)滿偏電流為 A＝15 mA，故用電壓表測量電流更為準(zhǔn)確。由以上分析可知，電表1為C，電表2為B，定值電阻為E。
(2)因為滑動變阻器阻值遠小于LED的電阻，所以滑動變阻器采用分壓式接法。電路圖如圖所示：
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律知，LED燈兩端的電壓為I2(R2＋RA2)，通過LED燈的電流為－I2，所以LED燈的電阻Rx＝，改裝后的電壓表內(nèi)阻為2 000 Ω，則當(dāng)I2＝2.5 mA時，LED燈兩端的電壓為5 V，達到額定電壓，測出來的電阻為正常工作時的電阻。
答案：(1)C　B　E　(2)見解析圖　(3)　I2　2.5 mA
2．(2018·湖北華大新高考聯(lián)盟質(zhì)量測評)某同學(xué)利用如圖(a)所示電路研究玩具電動機的能量轉(zhuǎn)化，實驗中使用的器材為：玩具電動機、滑動變阻器、電壓表V1、電壓表V2、電流表A、電源E、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

(1)按圖(a)所示的電路原理圖將圖(b)中實物圖連線補充完整。
(2)將滑動變阻器阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，某時刻某電壓表的示數(shù)如圖(c)所示，該電壓表的讀數(shù)為________ V。

(3)當(dāng)滑動變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過程中，依次記錄電流表的示數(shù)I和電壓表V1、電壓表V2的示數(shù)U1、U2，并在同一坐標(biāo)紙上描繪出U-I圖線，如圖(d)所示，其中AB、CD為直線，DB為曲線。

(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω，玩具電動機的內(nèi)阻rM＝________ Ω，工作點B對應(yīng)的電動機輸出功率P出＝________ W(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。
解析：(1)按照電路原理圖連接實物圖，如圖所示。

(2)電壓表的最小刻度為0.1 V，估讀到最小刻度的下一位，故讀數(shù)為2.20 V。
(4)由圖像可知，AB段反映的是路端電壓與干路電流的關(guān)系，故線段與縱軸的交點為電源的電動勢，即E＝3.00 V；圖像的斜率等于內(nèi)阻，即r＝ Ω＝5.00 Ω；CDB段是電動機上的電壓和電流的關(guān)系，而CD段是直線，即電動機沒有轉(zhuǎn)動，可視為純電阻電路，所以其內(nèi)阻rM＝ Ω＝4.00 Ω。加在玩具電動機上的最大電壓是1.60 V，電流是0.280 A，工作點B對應(yīng)的電動機輸出功率為P出＝1.60×0.280 W－0.2802×4.00 W＝0.134 W。

答案：(1)見解析圖　(2)2.20　(4)3.00　5.00　4.00　0.134

3．圖1為某同學(xué)用力傳感器去探究彈簧的彈力和伸長量的關(guān)系的實驗情景。

用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺上的輕質(zhì)彈簧，讀出不同拉力下的標(biāo)尺刻度x及拉力大小F(從電腦中直接讀出)。所得數(shù)據(jù)記錄在下列表格中：
拉力大小F/N
0.45
0.69
0.93
1.14
1.44
1.69
標(biāo)尺刻度x/cm
57.02
58.01
59.00
60.00
61.03
62.00
(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖2坐標(biāo)紙上作出F與x的關(guān)系圖像。
(2)由圖像求出該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m，彈簧的原長為________cm。(均保留三位有效數(shù)字)
(3)為了用彈簧測定兩木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ，兩位同學(xué)分別設(shè)計了如圖3所示的甲、乙兩種方案。

①為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力的大小，你認為________方案更合理。
②若A和B的重力分別為10.0 N和20.0 N。當(dāng)A被拉動時，彈簧測力計a的示數(shù)為6.0 N，b的示數(shù)為11.0 N，c的示數(shù)為4.0 N，則A和B間的動摩擦因數(shù)為________。
解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法得出對應(yīng)的圖像如圖所示。
(2)由胡克定律可知，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，則可知
k＝ N/m
＝24.0 N/m，
在橫軸上的截距表示彈簧的原長x＝55.0 cm。
(3)①甲、乙兩種方案，在拉著物體A運動的過程中，拉A的彈簧測力計由于在不斷地運動，示數(shù)可能會變化，讀數(shù)不是很準(zhǔn)，彈簧測力計a是不動的，指針穩(wěn)定，便于讀數(shù)，故甲方案更合理。②彈簧測力計a示數(shù)為6.0 N，所以A、B間的動摩擦因數(shù)μ＝＝＝0.3。
答案：(1)見解析圖　(2)24.0(23.0～25.0均正確)　55.0(45.5～55.5均正確)　(3)①甲　②0.3
4．(2019屆高三·茂名模擬)某活動小組利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
(1)用游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D＝________ cm。
(2)要驗證機械能守恒，只要比較________(填選項前的字母序號)即可。
A.D2與gh是否相等 B.D2與2gh是否相等
C.D2與gh是否相等 D.D2與2gh是否相等
(3)鋼球通過光電門的平均速度________(選填“＞”或“＜”)鋼球球心通過光電門的瞬時速度。
解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.9 cm，游標(biāo)尺上第10個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10 mm＝0.50 mm，所以最終讀數(shù)為：0.950 cm。
(2)利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故：v＝，
根據(jù)機械能守恒的表達式有：mgh＝mD2
即只要比較D2與2gh是否相等，故選D。
(3)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個過程中間時刻速度，所以鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時速度。
答案：(1)0.950　(2)D　(3)＜
5．(2018·湖北七市教科研協(xié)作體聯(lián)考)某同學(xué)想要測量一個未知電阻Rx，他能夠使用的器材如下：
A．待測電阻Rx，阻值約為20 Ω；
B．電流表A1，量程為30 mA，內(nèi)阻約為20 Ω；
C．電流表A2，量程為5 mA，內(nèi)阻r2＝250 Ω；
D．定值電阻R0，阻值為R0＝30 Ω；
E．定值電阻R1，阻值為R1＝300 Ω；
F．滑動變阻器R，最大阻值約為10 Ω；
G．電源E，電動勢約為3 V，內(nèi)阻不大但不可忽略；
H．開關(guān)S及若干導(dǎo)線。
該實驗要求沒有系統(tǒng)誤差，可以測量多組數(shù)據(jù)且調(diào)節(jié)方便，而且電表指針的偏轉(zhuǎn)角能夠調(diào)節(jié)到盡可能大，則：
(1)該實驗應(yīng)選擇的器材有________；
(2)在虛線框中畫出該實驗的電路圖；
(3)若兩電流表的示數(shù)表示為I1、I2，則計算待測電阻阻值的表達式為Rx＝________。
解析：實驗器材中沒有電壓表，可采用雙安法測量電阻，同時結(jié)合歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點解決問題。因為題中沒有給出電壓表，而給出了兩個電流表，可選用一個大量程的電流表測量總電流，由于小量程的電流表內(nèi)阻較大并且已知，可并聯(lián)在被測電阻與一定值電阻兩端，即可知道被測電阻與定值電阻兩端的電壓以及電流，由于定值電阻R1較大，造成電路中電流較小，電表的偏角較小，故選定值電阻R0，要求測量數(shù)據(jù)較多，故滑動變阻器采用分壓接法，所以需要的器材為ABCDFGH，電路圖如圖所示：
根據(jù)歐姆定律可得R0＋Rx＝，解得Rx＝－R0。
答案：(1)ABCDFGH　(2)見解析圖　(3)－R0

6．(2018·江蘇調(diào)研)實驗小組采用如圖甲所示實驗裝置測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量一共為20 g的鉤碼若干個，打點計時器、電源、紙帶、細線等。實驗中將部分鉤碼懸掛在細線下，剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長木板水平，利用打出的紙帶測量木塊的加速度。

(1)正確進行實驗操作，得到一條紙帶，從某個清晰的打點開始，依次標(biāo)注0、1、2、3、4、5、6，分別測出位置0到位置3、位置6間的距離，如圖乙所示。已知打點周期T＝0.02 s，則木塊的加速度a＝________ m/s2。
(2)將木塊凹槽中的鉤碼逐個添加到細線下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m，測得相應(yīng)的加速度a，作出a-m圖像如圖丙所示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8 m/s2，則木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝________(保留兩位有效數(shù)字)；μ的測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值，原因是______________________________________(寫出一個即可)。
(3)實驗中________(選填“需要”或“不需要”)滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。
解析：(1)已知打點周期T＝0.02 s，根據(jù)逐差法可得木塊的加速度為：a＝＝ m/s2＝3.33 m/s2。
(2)設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律有，mg－f＝(M＋0.02)a，f＝μ(M＋0.02－m)g，聯(lián)立可解得加速度為：a＝m－μg，由丙圖可知，當(dāng)m＝0時，a＝－μg＝－3.3 m/s2，則木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝0.34，因滑輪與軸承、細線間有摩擦，紙帶與打點計時器間有摩擦，所以測量值大于真實值。
(3)實驗中沒有采用細線拉力等于重力，所以不需要滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量。
答案：(1)3.33　(2)0.34(0.32～0.36均正確)　大于　滑輪與軸承、細線間有摩擦，紙帶與打點計時器間有摩擦等　(3)不需要
7．在做測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的實驗時，提供的器材有：待測電源一個(電動勢E約為9 V，內(nèi)阻r在35～85 Ω范圍內(nèi))，內(nèi)阻為RV＝19.95 kΩ的電壓表一個(量程略大于電源的電動勢)，電阻箱一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。為了測量得更加準(zhǔn)確，多次改變電阻箱的電阻R，讀出電壓表的相應(yīng)示數(shù)U，以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，畫出與R的關(guān)系圖像，如圖所示。試根據(jù)以上信息回答問題：
(1)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。

(2)根據(jù)圖像可得E＝________，r＝________。(保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)由題圖可知，電阻箱的阻值可達到5 kΩ，與電壓表內(nèi)阻的數(shù)量級相當(dāng)，故電壓表可并聯(lián)在電阻箱兩端，也可與電阻箱串聯(lián)測電流，由與R成線性關(guān)系可知，電壓表應(yīng)與電阻箱串聯(lián)，實驗電路圖如圖所示。
(2)閉合開關(guān)，設(shè)干路電流為I，由閉合電路歐姆定律，得：E＝U＋I(R＋r)，其中I＝，解得：＝＋，可見斜率k＝＝6×10－6 V－1·Ω－1，縱軸截距b＝＝0.12 V－1，解得：E＝＝8.4 V，r＝－RV＝50 Ω。
答案：(1)電路圖見解析　(2)8.4 V　50 Ω