專題十二實(shí)驗(yàn)與探究

22.(2013?高考新課標(biāo)全國卷I)圖值)為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置

示意圖.實(shí)驗(yàn)步驟如下：

遮光片

物塊請P

口重物

圖(a)

①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量"、重物的質(zhì)量M；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度

d;用米尺測量兩光電門之間的距離S：

②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；

③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和

光電門2所用的時間和A》，求出加速度“；

④多次重復(fù)步驟③，求。的平均值T；

⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)

回答下列問題：

123

咻州卅II卅I附山皿

05101520

圖(b)

(1)測量d時，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為

cm.

(2)物塊的加速度a可用d、s、△〃和Ab表示為a=.

(3)動摩擦因數(shù)〃可用M、機(jī)、a和重力加速度g表示為〃=.

(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)

誤差”).

解析：(/=0.9cm+12X0.05mm=0.9cm+0.060cm=0.960cm.

(2)由。=竽得，物塊做勻加速直線運(yùn)動，貝4V1~VA=2ax,即(g)?

-(52=2心,得好"(各一康丹_

—mg-(M+m)a

(3)整體運(yùn)用牛頓第二定律得：mg-=(A/+w)a,貝U口=------諉-----.

(4)由實(shí)驗(yàn)裝置引起的誤差為系統(tǒng)誤差.

答案:⑴0.960(2曲總)2一緇刃

(3)---------rr--------(4)系統(tǒng)誤差

圖(.)

23.(2013?高考新課標(biāo)全國卷［)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示電路，測量多用電表內(nèi)電

池的電動勢和電阻“XIk”擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有：

多用電表；

電壓表：量程5V,內(nèi)阻十幾千歐；

滑動變阻器：最大阻值5kC；

導(dǎo)線若干.

回答下列問題：

(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“XIk”擋，再將紅表筆和黑表筆,調(diào)零點(diǎn).

(2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端.

(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示，這時電壓表的示

數(shù)如圖(c)所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為kC和V.

(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零.此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分

別為12.0kC和4.00V.從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為kQ

(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻

串聯(lián)而成的電路，如圖(d)所示.根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢

為V,電阻“XIk”擋內(nèi)部電路的總電阻為kC.

解析：(1)使用多用電表測電阻前，應(yīng)首先將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零.

(2)多用電表電流為“紅進(jìn)黑出”，圖(a)中外電路電流由2到1,所以紅表筆應(yīng)連1端.

(3)多用電表擋位為XIk,指針指15,則R=15.0X1k=15.0kC,由圖(c)知電壓表讀數(shù)

為3.60V.

(4)當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值為零時，多用電表所測電阻為外電路電阻，即電壓表內(nèi)

阻，所以電壓表內(nèi)阻為12.0kQ.

(5)15.0kC為多用電表電阻擋的中值電阻，中值電阻阻值即內(nèi)電路阻值，所以電阻“XI

k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0kQ,設(shè)內(nèi)電路電池電動勢為E,則當(dāng)電壓表示數(shù)為4.00V時，

E4

=￡=900V

15.0+12.0解得：

答案：(1)短接(2)1⑶15.03.60(4)12.0

(5)9.0015.0

圖(a)

22.(2013?高考新課標(biāo)全國卷口)某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究：

一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于

原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示.向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋

放；小球離開桌面后落到水平地面.通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能.回

答下列問題：

(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能與與小球拋出時的動能反相等.已知重

力加速度大小為g.為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的(填正確答案標(biāo)號).

A.小球的質(zhì)量機(jī)

B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s

C.桌面到地面的高度力

D.彈簧的壓縮量Ax

E.彈簧原長4)

(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek，得瓦=.

(3)圖(b)中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s-Ax圖線.從理論上可推出，如果"不變."7增加，

s-Ax圖線的斜率會(填“增大”、“減小”或“不變”)；如果力不變，〃增加，s-Ax

圖線的斜率會(填“增大”、“減小”或“不變”).由圖(b)中給出的直線關(guān)系和反

的表達(dá)式可知，Ep與Ax的_______次方成正比.

解析：(1)小球拋出時的動能反=產(chǎn)需，要求得比需利用平拋知識，s=vQt,〃=；g/.根

據(jù)s、h>g,求得的=4局^因此，需測量小球質(zhì)量加、桌面高度6及落地水平距離s.

(2)小球拋出時的動能瓦=5就

(3)彈簧的彈性勢能Ep=Ek=1/ra>o=篝^

即'根據(jù)題給的直線關(guān)系可知，s與Ax成正比，而與與52成正比，故應(yīng)

與Ar的2次方成正比，則s0c2、/互Ax,s?Ax圖線的斜率正比于、/互，如果〃不變，m

mg\lmg

增加，s-Ax圖線的斜率將會減?。蝗绻?？不變，h增力口,則s-Ar圖或的斜率會增大.

2

答案：(l)ABC(2)器(3)減小增大2

23.(2013?高考新課標(biāo)全國卷II)某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Q的表頭按圖(a)所

示電路改裝成量程分別為IV和1A的多用電表.圖中凡和&為定值電阻，S為開關(guān).回答

下列問題：

(1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線.

(2)開關(guān)S閉合時，多用電表用于測量(填“電流”、“電壓”，或“電阻”)；

開關(guān)S斷開時，多用電表用于測量(填“電流”、“電壓”或“電阻”).

(3)表筆4應(yīng)為色(填“紅”或“黑”).

(4)定值電阻的阻值/?(=Q,總=Q.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)

解析：將表頭改裝成電壓表時，需串聯(lián)一電阻進(jìn)行分壓，而改裝成電流表時則需并聯(lián)一

電阻分流，因此閉合開關(guān)后，并聯(lián)上小改裝成一電流表，斷開開關(guān)，表頭與R串聯(lián)則改裝

成一電壓表.多用電表內(nèi)部表頭的正極在右側(cè)，即電流應(yīng)從表筆8流入，從表筆/流出，則

+

表筆/為黑色.當(dāng)斷開S時，Zg(/?2=Um,解得&=880C.

當(dāng)閉合S時，僅7?2+廠)=(/-4)&，解得R產(chǎn)1.00C.

答案：⑴如圖所示(2)電流電壓(3)黑(4)1.00880

22.(2013?高考大綱全國卷)如圖所示，E為直流電源，G為靈敏電流計，A,8為兩個圓

柱形電極，P是木板，C、。為兩個探針，S為開關(guān).現(xiàn)用上述實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行“用描跡法畫出

電場中平面上的等勢線”的實(shí)驗(yàn).

(1)木板P上有白紙、導(dǎo)電紙和復(fù)寫紙，最上面的應(yīng)該是紙；

(2)用實(shí)線代表導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)器材正確連接.

s

解析：注意''用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實(shí)驗(yàn)原理及電路連接.⑴該實(shí)驗(yàn)

要用靈敏電流計和探針尋找等勢點(diǎn)，即探針C、。與導(dǎo)電紙接觸，因此導(dǎo)電紙應(yīng)在最上面；

⑵根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和各元件的功能連接電路.

答案：(1)導(dǎo)電

23.(2013?高考大綱全國卷)測量小物塊。與平板P之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所

示.是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的尸板的上表面在

8點(diǎn)相切，C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C'.重力加速度大小為g.實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用天平稱出物塊。的質(zhì)量3

②測量出軌道48的半徑火、8c的長度L和CC'的長度力；

③將物塊。在1點(diǎn)由靜止釋放，在物塊。落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D-.

④重復(fù)步驟③，共做10次；

⑤將10個落地點(diǎn)用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到C'的距離s.

(1)用實(shí)驗(yàn)中的測量量表示：

(i)物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時的動能/=；

(ii)物塊。到達(dá)C點(diǎn)時的動能“：=;

(iii)在物塊。從8運(yùn)動到C的過程中，物塊?？朔Σ亮ψ龅墓τ?；

(iv)物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)//=.

(2)回答下列問題：

(i)實(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的是；

(ii)已知實(shí)驗(yàn)測得的〃值比實(shí)際值偏大，其原因除了實(shí)驗(yàn)中測量量的誤差之外，其他的

可能是(寫出一個可能的原因即可).

解析：(1)(iM-B過程中，機(jī)械能守恒，得E^mgR.

(ii)C-。過程中，物塊Q做平拋運(yùn)動,

(iii?fC過程中，對物塊。只有摩擦力做功，由動能定理得克服摩擦力做的功必=-

SL、D肛一2

(^kc-^kfi)=mgR-和■

2

J__LR

(iv)才艮據(jù)/=〃樂得〃==

mgmgL4hL

(2)(i)因每次落點(diǎn)總不同，偶然誤差較大，所以取多個落點(diǎn)的圓心位置測量s是為了盡

可能地減小實(shí)驗(yàn)誤差.

(ii)實(shí)驗(yàn)原理中只有尸對。的摩擦力做負(fù)功，實(shí)際還有其他阻力做負(fù)功使系統(tǒng)機(jī)械能減

小，因此測量的七應(yīng)比真實(shí)值大，即測得的"值偏大，其他阻力有空氣阻力、圓弧軌道阻力、

接縫8處阻力等.

22

答案：(1)(i)mgR(ii)翳(iii)mgH一甯

R2

(iv方一s而(2)(i)減小實(shí)驗(yàn)誤差(ii)圓弧軌道存在摩擦(或接縫B處不平滑等)

21.(2013?高考北京卷)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定-個阻值約為5C的電阻上的阻值.

(1)現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻可不計)，滑動變阻器(0?50。，額定電流2A),開關(guān)和導(dǎo)線若干,

以及下列電表：

A.電流表(0?3A,內(nèi)阻約0.025C)

B.電流表(0?0.6A,內(nèi)阻約0.125Q)

C.電壓表(0?3V,內(nèi)阻約3k。)

D.電壓表(0?15V,內(nèi)阻約15kC)

為減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用(選填器材

前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的(選填“甲”或“乙”).

甲乙

圖］

(2)圖2是測量尺的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線.請根據(jù)在(1)問中所選的

電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線.

(3)接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片尸的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)/、電壓表示數(shù)

U.某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測量值凡=寧=C(保留兩位有效數(shù)字).

(4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是；若在(1)問中選用乙電路,

產(chǎn)生誤差的主要原因是.(選填選項前的字母)

A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值

B.電流表測量值大于流經(jīng)心的電流值

C.電壓表測量值小于心兩端的電壓值

D.電壓表測量值大于4-兩端的電壓值

(5)在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片尸從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離

x的增加，被測電阻&兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是

解析：本題要明確測電阻時，如何選擇器材，電流表內(nèi)外接法的判斷及誤差的分析等,

并且特別注意極限法在物理中的應(yīng)用.

12

(1)為了減小誤差，應(yīng)使電流表讀數(shù)為量程的］因電源電動勢為4V,故電壓表應(yīng)選

3

C,因此通過被測電阻Rv的最大電流/m=gA=0.6A,故電流表應(yīng)選B,本題測的是一個小

電阻，即年〉品，所以應(yīng)采用電流表外接法，故采用圖甲.

(2)電路連接如圖所示.

(3)由題圖中可讀出電流表的讀數(shù)為0.50A,電壓表的讀數(shù)為2.6V,故凡=，=5.2Q.

(4)甲圖中引起誤差的原因主要是電壓表的分流作用，即電流表的測量值大于流經(jīng)Rx的電

流值，選項B正確.乙圖中引起誤差的原因主要是電流表的分壓作用，即電壓表的測量值大

于當(dāng)兩端的電壓值，選項D正確.

(5)因閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處于最大阻值處，設(shè)滑動變阻器的總阻值為R,

兩端總長度為L,則接入電路的阻值為R'=號也一x),故被測電阻兩端的電壓U=

---專區(qū)---，故選項A正確.

R.X+1(L-X)

答案：⑴BC甲(2)如圖所示(3)5.2(4)BD(5)A

9.(2013?高考天津卷)(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

接電源紙帶木塊帶滑輪的長木板

①下列做法正確的是(填字母代號)

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有祛碼的祛碼桶通過定滑輪

拴在木塊上

C.實(shí)驗(yàn)時，先放開木塊再接通打點(diǎn)計時器的電源

D.通過增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

②為使祛碼桶及桶內(nèi)位碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時受到的拉力，應(yīng)滿足的

條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)量.（選填“遠(yuǎn)大于”，

“遠(yuǎn)小于”或“近似等于"）

③甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放祛

碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度。與拉力廠的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條

直線.設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為，〃單、機(jī)乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別

為〃甲、〃乙，由圖可知，mipmz.，〃甲n乙.（選填‘‘大于""小于"或

“等于”）

（3）要測繪一個標(biāo)有“3V0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐

漸增加到3V,并便于操作.已選用的器材有：

電池組（電動勢為4.5V,內(nèi)阻約1Q）；

電流表（量程為0?250mA,內(nèi)阻約5C）；

電壓表（量程為0?3V,內(nèi)阻約3kC）；

電鍵一個、導(dǎo)線若干.

①實(shí)驗(yàn)中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的（填字母代號）.

A.滑動變阻器（最大阻值20C,額定電流1A）

B.滑動變阻器（最大阻值1750C,額定電流0.3A）

②實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖________（填字母代號）.

----

③實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示.如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V,內(nèi)

阻為5Q的電源兩端，小燈泡消耗的功率是W.

木塊上祛碼的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力.選項A、D正確，選項B、C錯誤.

②對于系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律，有"肅,牽引小車的拉力/=.=吃.要使尸

=mg,則M?M+zw,即要求加《M

③對于木塊，根據(jù)牛頓第二定律，得故4-尸圖象的斜率反映了木

塊質(zhì)量的倒數(shù).有」-＞」-，所以加甲v加乙.當(dāng)/=0時，a=-"g,即a-/7圖在。軸上的截距為

〃？甲m乙

(3)①為便于操作實(shí)驗(yàn)，滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值小的滑動變阻器，故選A.②因木燈泡兩

端的電壓由零逐漸增加到3V,故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法.小燈泡的電阻R=曾=15Q,

與電流表的內(nèi)阻5。相差不大，因此電流表采用外接法.故B圖正確.

③在小燈泡的伏安特性曲線圖上作出電源的伏安特性曲線(如圖)，由兩曲線的交點(diǎn)的電

流/=0.10A,電壓。=1.0V,得小燈泡消耗的功率尸=/U=0.10X1.0W=0.1W.

答案：(2)①AD②遠(yuǎn)小于③小于大于

(3)①A②B③0.1

6.(2013?高考重慶卷)(1)我國艦載飛機(jī)在“遼寧艦”上成功著艦后，某課外活動小組對

艦載飛機(jī)利用阻攔索著艦的力學(xué)問題很感興趣.他們找來了木板、鋼球、鐵釘、橡皮條以及

墨水，制作了如(1)圖所示的裝置，準(zhǔn)備定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離與被阻攔前

速率的關(guān)系.要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，需直接測量的物理量是鋼球由靜止釋放時的和在橡

皮條阻攔下前進(jìn)的距離，還必須增加的一種實(shí)驗(yàn)器材是.忽略鋼球所受的摩擦力和

空氣阻力，重力加速度已知，根據(jù)定律(定理)，可得到鋼球被阻攔前的速率.

(I)圖

(2)某同學(xué)對有故障的電熱毯進(jìn)行探究.圖1是電熱毯的電路示意圖，其中電熱線和導(dǎo)線

通過金屬接線片連接.圖2為測試電路實(shí)物圖，/、8為測試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為

理想電表.

①請在下面虛線框內(nèi)畫出與圖2對應(yīng)的電路圖.

②斷開K”用上述測試電路在1和1'之間檢測得知電熱線無故障，然后測得電熱線的

U-I曲線如圖3所示.已知電熱線材料的電阻率為2.8X107Qm,電熱線的直徑為0.200mm.

可求得此電熱線的電阻為kC,總長度為(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

A

③為了進(jìn)一步檢查故障，該同學(xué)閉合開關(guān)K,和K2,用表筆A和B分別對圖1中所示的

各點(diǎn)進(jìn)行測試，部分測試結(jié)果如下表所示.山此測試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在

________之間（在“1和2”、和2'”、“2和3"、"2‘和3'”中選填一項）.

測試點(diǎn)3和3'1和1'1和31和2'2'和3'

電表指針電壓表有有無有無

有無偏轉(zhuǎn)電流表無有有無有

解析：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律（或動能定理）可知mg/?=v=y[2gh,要研究。與前

進(jìn)的距離的關(guān)系，需要直接測出鋼球距水平木板的高度h,要測距離及高度，必須增加實(shí)驗(yàn)

器材刻度尺.

（2）①電路圖如下圖所示

U25

②由U-/圖象可得電熱線的電阻為=七5.8X102。=0.58kd由電阻定

/4.3X1U

LJ兀序R

律得R="三=p~=，所以L=-----,代入已知數(shù)據(jù)得L^65m.

S破P

③根據(jù)測試結(jié)果判斷出斷路位置在1'和2'之間.

答案：（1）高度（距水平木板的高度）刻度尺機(jī)械能守恒（動能）

（2）①電路圖見解析圖②0.58（0.57到0.59均可）65（64到66均可）③1'和2'

21.（2013?高考山東卷）（1）圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時，

應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的（填7”“8”或“S進(jìn)行測量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為

mm.

（2）霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性

進(jìn)展.如圖丙所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、。間通入電流/,同時外加與薄片垂直的磁場

B,在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH為霍爾電壓，且滿足小=瑞,式

中d為薄片的厚度，％為霍爾系數(shù).某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù).

丙

①若該半導(dǎo)體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導(dǎo)電，電流與磁場方向如圖丙所示，該同

學(xué)用電壓表測量為時，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與（填"時'或"M’）端通過導(dǎo)線連

接.

②已知薄片厚度4=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.10T不變，改變電流/的大

小，測量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示.

〃（XI。/A）3.06.09.012.015.018.0

W（x103V）1.11.93.44.56.26.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出UH-1圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為

X10-3VmAlT-i（保留2位有效數(shù)字）.

°3.06.09.012.015.018.021.0Z/（x105A）

③該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均

值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計了如圖丁所示的測量電路.S1、S2均為

單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄月?（未畫出）.為使電流自。端流入，尸端流出，應(yīng)將Si

擲向（填或*"）,S2擲向（填“c”或"/）.

為了保證測量安全，該同學(xué)改進(jìn)了測量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中.在保

持其他連接不變的情況下，該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件和（填器件代號）

之間.

解析：（1）只有用“4’的兩邊緣才能測出鋼筆帽的內(nèi)徑，由題圖乙可知，游標(biāo)尺上第6條

刻線與主尺上某一條刻線對齊，則鋼筆帽的內(nèi)徑d=11mm+0.05X6mm=11.30mm（判斷第

5條或第7條刻線對齊也可以，則內(nèi)徑為11.25mm、11.35mm也算正確）.

（2）①帶正電粒子由P向。運(yùn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，據(jù)左手定則可知〃端帶正電，

故電壓表的“+”接線柱應(yīng)接“AT.

②根據(jù)數(shù)據(jù)作出5//圖線，如圖所示.

由％=號

LR

得斜率為號=0.38

_3

得*=0.38”%；0VmA''-T'1.5X103V-m-A''-T'

③只有當(dāng)Si擲向6、S2擲向c時，才能保證回路電流自。端流入P端流出.為保證串聯(lián)

電阻的作用，將電阻接在電源和單刀雙擲開關(guān)之間即可，即將定值電阻串接到Si、E或S2、

E之間.

答案：（1M11.30（11.25或11.35）（2）①A/②如圖所示1.5（14或1.6）③bcS1

E（或S2E）

34.(2013?高考廣東卷)(1)研究小車勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,其中斜面傾角

?？烧{(diào).打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz,紙帶上計數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩

點(diǎn)之間還有4個記錄點(diǎn)未畫出.

(b)

①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶.

B.接通電源，待打點(diǎn)計時器工作穩(wěn)定后放開小車.

C.將小車?？吭诖螯c(diǎn)計時器附近，小車尾部與紙帶相連.

D.把打點(diǎn)計時器固定在平板匕讓紙帶穿過限位孔.

上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：(用字母填寫)

②圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔T=s.

③計數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為.

④為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應(yīng)為。=.

(2)圖(a)是測量電阻&的原理圖.學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計),

標(biāo)有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0cm.

(c)

①根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖.

②斷開S2,合上SI：調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0V時，單位長度電阻絲的電壓"=

V/cm.記錄此時電流表Ai的示數(shù).

③保持與閉合，合上S2；滑動c點(diǎn)改變收的長度L同時調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流

表A,的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，記錄長度L和A2的示數(shù)/.測量6組2和/值，測量數(shù)

據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫出&與L、/、"的關(guān)系式&=；根據(jù)圖(c)用作圖法算出當(dāng)

=______Q.

一ft?赤：(1)本題是研究小車做勻變速直線運(yùn)動的實(shí)瞼，根據(jù)一段時間內(nèi)的平均速度等于中

間時刻的瞬時速度及利用逐差法求加速度解決問題.

①實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是D、C、B.A.

②電源的工作頻率/=50Hz,所以打點(diǎn)周期7})=/=4s=0.02s,相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間

間隔7=5介=0,1s.

③計數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時速度等于計數(shù)點(diǎn)4、6間的平均速度，故。5='427”

④為了減小誤差，計算小車的加速度利用逐差法，即S4-S1=3。］廣，S5-S2=3°2尸，S6

-S3=303r>

卬+°2+°3(S6+$5+$4)一⑸+S2+S1)

a~3-9T3?

(2)本題利用雙電流表測量電阻，根據(jù)A1和電阻絲公當(dāng)電壓表使用以及電阻絲均勻分壓

和歐姆定律解決問題.

①根據(jù)原理圖，實(shí)物連接如圖1所示.

圖1

30

②由于電阻絲均勻，故單位長度電阻絲的電壓〃=命7V/cm=0.1V/cm.

③調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，即通過電阻絲比段

的電流恒定，則&兩端的電壓與電阻絲的長度成正比，即(/=根據(jù)歐姆定律得&的表

達(dá)式尺\(yùn).=彳=牛

L-/圖象如圖2所示.根據(jù)Z,=》知圖象的斜率左=§.由圖象知，斜率為A=60cm/A,

故Rx=ku=6Q

答案：⑴①DCBA②0.1

(S6+S5+S4)-(S3+S2+.S1)

④

9廠

(2)①如圖1所示②0.1鱷6

10.(2013?高考江蘇卷)為探究小燈泡的電功率尸和電壓U的關(guān)系，小明測量小燈泡的電

壓U和電流/,利用P=L7得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V1.8W"，電源

為12V的電池，滑動變阻器的最大阻值為10。.

(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖(a)所示.請將滑動變阻器接入電路的正確位置.(用筆畫線

代替導(dǎo)線)

(2)現(xiàn)有10C、20。和50C的定值電阻，電路中的電阻必應(yīng)選C的定值電阻.

(3)測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理

好器材.

(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、5描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖(b)所示.請指出

圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?

解析：(1)從P-"2圖象上描出的點(diǎn)可知，小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸增大，故滑動

P

變阻器采用分壓電路.根據(jù)P=/U知，通過小燈泡的最大電流/=5=0.6A,故電流表選0~

0.6A的量程.實(shí)物電路如圖所示.

(2)由小燈泡規(guī)格可知，小燈泡允許通過的最大電流為0.6A,故要求接入合后，電路中

E￡17

的總電流要不小于0.6A,根據(jù)/=不得總電阻及=7=7T7Q=20C,故凡應(yīng)選10Q的定值電

A1u.o

阻.

(3)為了實(shí)驗(yàn)儀器的安全，防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，所以斷開開關(guān)后，

先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線.

(3)從坐標(biāo)紙上所描點(diǎn)可以看出這些點(diǎn)不近似在一條直線上，應(yīng)為曲線，小明作出了一條

直線不合適.作圖時應(yīng)使這些點(diǎn)占據(jù)整個坐標(biāo)紙，而小明的橫坐標(biāo)只用了一半，所以小明橫

坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適.

答案：(1)見解析圖(2)10(3)電池

(4)圖線不應(yīng)畫為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適.

11.

(2013?高考江蘇卷)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動測定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.傾

斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關(guān)K,電磁鐵吸住第1個小球.手動敲擊彈性金屬片

M,M與觸頭瞬間分開，第1個小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個小球.當(dāng)

第1個小球撞擊M時，M與觸頭分開，第2個小球開始下落……這樣，就可測出多個小球下

落的總時間.

(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有.

A.電路中的電源只能選用交流電源

B.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方

C.用直尺測量電磁鐵F端到M的豎直距離作為小球下落的高度

D.手動敲擊M的同時按下秒表開始計時

(2)實(shí)驗(yàn)測得小球下落的高度，=1.980m,10個小球下落的總時間7=6.5s.可求出重力

加速度g=m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個辦法.

(4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間磁性才消失，因此，每個小球的實(shí)際

下落時間與它的測量時間相差加，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差.為此，他分別取高度壇和42,測量〃

個小球下落的總時間看和芯.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除△/對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請推導(dǎo)

說明.

解析：根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律h=-gr解決問題.

(1)若電源選用直流電源，電磁鐵可正常工作，選項A錯誤；實(shí)驗(yàn)時小球要撞擊"斷開

電源，因此〃應(yīng)在電磁鐵的正下方，選項B正確；小球下落的高度為電磁鐵下端到M的豎

直距離與小球直徑的差，選項C錯誤；根據(jù)〃=會『，，可利用累積法，即從手動敲擊M的

同時開始計時，測量出落下〃個小球的時間7,則一個小球下落時間一，選項D正確.

1T

(2)根據(jù)H=祥產(chǎn)和)解得

2H2nH2X102X1.980”…，2

g=了==-------------m/s弋9.4in/s.

(3)要減小實(shí)驗(yàn)誤差，可以適當(dāng)增大小球下落的高度，并多次測量取平均值.

(4)根據(jù)題意，小球從H］、H?高處落下需要的時間4=?-△，和殳-根據(jù)H=%『

得吊=乂？_"和電=/-A)

解得g，2"：要不磔￡,因此可以消除△/的影響?

答案：(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值.(其他答

案只要合理也可)

(4)可以消除△/對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，推導(dǎo)過程見解析

21.(2013?高考安徽卷)1.根據(jù)單擺周期公式7=2^^,可以通過實(shí)驗(yàn)測量當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

加速度.如圖1所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺上，下端系-小鋼球，就做成了單擺.

①用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為mm.

②以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中正確的有.

a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些

b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的

c.為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較大

的角度

d.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5。，在釋放擺球的同時開始計時，當(dāng)擺球回

到開始位置時停止計時，此時間間隔A/即為單擺周期T

e.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5。，釋放擺球，當(dāng)擺球振動穩(wěn)定后，從平衡

位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間加，則單擺周期7=弊

II.

(1)在測定-根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程

如圖所示，校零時的讀數(shù)為mm,合金絲的直徑為mm。

(2)為了精確測量合金絲的電阻尺,設(shè)計出如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成

圖2中的實(shí)物電路連接。

III.根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖1所示電路可以測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。圖中公

是定值電阻，通過改變R的阻值，測出尺兩端的對應(yīng)電壓52,對所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，

就可以實(shí)現(xiàn)測量目的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖2所示.已知&=

52

150Q,請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理.

(1)圖2中電阻為。的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除；

(2)在坐標(biāo)紙上畫出;-火的關(guān)系圖線；

(3)圖線的斜率是,(v^gT),由此可得電池電動勢以=V。

解析：I.(1)按照游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原則得小鋼球直徑為18mm+6X0.1mm=18.6mm.

(2)單擺的構(gòu)成條件：細(xì)線質(zhì)量要小，彈性要?。磺蛞x體積小，密度大的；偏角不超過

5。.故a、b正確，c錯誤.為了減小測量誤差，要從擺球擺過平衡位置時計時，且需測量多次

全振動所用時間，然后計算出一次全振動所用的時間.故d錯誤，e正確.

11.(1)按照螺旋測微器的讀數(shù)原則得，校零時的讀數(shù)為0.007mm,合金絲的直徑為0.645

mm-0.007mm=0.638mm(在0.636mm~0.640mm都算正確).

(2)連線如圖1所示.

圖1

01.由閉合電路歐姆定律得Ex=t/12+I(R+rx)

把/=萼代入上式得Ex=Ui?+等(R+G)

八0A0

變形得上W+怠+山

從上式看出小和R是線性關(guān)系，圖象是直線，應(yīng)剔除火=80.0。的數(shù)據(jù)點(diǎn).根據(jù)所描點(diǎn)

012

畫出的;-R圖線是直線(大多數(shù)點(diǎn)落在直線上)，如圖2所示，圖線的斜率后=萬卷.由圖象取

52Ko匕X

兩點(diǎn)(0,0.71)和(180,1.51)得出k=I：；。,/V7g*4.44X103yi.Q\瓦=云=

_______1_______

1.50V.

4.44X103X150

答案：I.(1)18.6(2)abe

11.(1)0.0070.638(在0.636mm?0.640mm都算正確)

(2)如圖1所示

111.(1)80.0(2)如圖2所示(3)444X1()7?50

21.(2013?高考浙江卷)如圖所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上;

裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上.一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的。、蟲c…均為打點(diǎn)計時器打出的點(diǎn).

I'I'I'I'I'I'II?I'I?I?r?I?I'I'I?T?I'I?I?I?I1I1I'

0k?234567?91011121314IS1617181920212223

紙帶②

(1)任選?條紙帶讀出b、C兩點(diǎn)間距離為；

(2)任選一條紙帶求出c、e兩點(diǎn)間的平均速度大小為,紙帶①和②上c、e兩點(diǎn)

間的平均速度石?3會(選填“大于”、“等于”或“小于”卜

(3)圖中(填選項)。

A.兩條紙帶均為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得

B.兩條紙帶均為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得

C.紙帶①為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得

D.紙帶①為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得

解析：⑴由紙帶①可讀出和c間距為2.10cm,由紙帶②讀出氏c間距為2.40cm(±0.05

cm,有效數(shù)字位數(shù)要準(zhǔn)確).

(2)由v=y,知/=0.04s,入防=4.52cm(紙帶①)或%=5.00cm(紙帶②)，代入數(shù)據(jù)得o

ce=1.13m/s(紙帶①)或1.25m/s(紙帶②)，va)<v?.

(3)由紙帶①各點(diǎn)間距分析可知，小車做勻加速運(yùn)動，從紙帶②各點(diǎn)間距來看，小車開始

做加速運(yùn)動，一段距離后做勻速運(yùn)動，故可知紙帶①是用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②是用裝置

乙實(shí)驗(yàn)所得，選C.

答案:(1)2.10cm或2.40cm(±0.05cm,有效數(shù)字位數(shù)要正確)(2)1.13m/s或1.25

m/s(±0.05m/s,有效數(shù)字位數(shù)不作要求)小于(3)C

22.

(2013?高考浙江卷)采用如圖所示的電路”測定電池的電動勢和內(nèi)阻”.

(1)除了選用照片中的部分器材外，________(填選項)。

A.還需要電壓表

B.還需要電流表

C.還需要學(xué)生電源

D.不再需要其他器材

(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：

量次數(shù)

123456

物理量

H/Q1.21.00.80.60.40.2

〃A0.600.700.800.891.001.20

UN0.900.780.740.670.620.43

用作圖法求得電池的內(nèi)阻，=;

(3)根據(jù)第5次所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻以=.

解析：(1)照片中已有電流表、電阻箱和干電池，還缺少電壓表.

(2)作出U-/圖象,

(3)由歐姆定律得:

答案：⑴A(2)(0.75±0.10)Q(3)0.22Q

19.（2013?高考福建卷）（1）在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中（裝置如圖甲）:

①下列說法哪一項是正確的..（填選項前字母）

A.平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上

B.為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量

C.實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計時器由靜止釋放

單位：cm

②圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取。、/、8、C計數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計時

器使用的交流電頻率為50Hz,則打B點(diǎn)時小車的瞬時速度大小為m/s（保留三位有

效數(shù)字）.

（2）硅光電池在無光照時不產(chǎn)生電能，可視為-電子元件.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計如圖甲電路，

給硅光電池加反向電壓（硅光電池負(fù)極接高電勢點(diǎn)，正極接低電勢點(diǎn)），探究其在無光照時的

反向伏安特性。圖中電壓表的V］量程選用3V,內(nèi)阻為6.0kC；電壓表V2量程選用15V,

內(nèi)阻約為30kC：品為保護(hù)電阻；直流電源電動勢E約為12V,內(nèi)阻不計.

①根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙連接成完整電路.

硅光電池

②用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)變阻器R,讀出電壓表V1、V2的示數(shù)M、

（i）某次測量時，電壓表V1示數(shù)如圖丙，則5=________V,可算出通過硅光電池的

反向電流大小為mA（保留兩位小數(shù)）.

（ii）該小組測出大量數(shù)據(jù),篩選出下表所示的9組5、G數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩

端反向電壓4和通過的反向電流“表中“一”表示反向），并在坐標(biāo)紙上建立/「a坐標(biāo)系，

標(biāo)出了與表中前5組〃、（數(shù)據(jù)對應(yīng)的5個坐標(biāo)點(diǎn).請你標(biāo)出余下的4個坐標(biāo)點(diǎn)，并繪出Ix-Ux

圖線.

123456789

U\N0.000.000.060.120.240.420.721.1