中小学教育资源及组卷应用平台
2022------2023学高三物理力学实验高考前训练题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.小开把一个利用单摆原理制成的摆钟搬上山后发现,在山下走得很准的摆钟现在恰好每30分钟就会慢1秒,说明书上有言:本摆钟每摆一个周期,计时2秒。
(1)现在摆钟摆动周期T=___________s。
(2)为了让摆钟重新走准,应将摆长l调___________(填“长”或“短”),调整量与原摆长l的比值更接近于__________。
A.1/700 B.1/800 C.1/900 D.1/1000
(3)该类摆钟在不同地理位置都可能出现“走不准”的情况,为了让不懂物理的人士都能方便快捷的重新调准,小开设计了如下单摆装置:劲度系数为k的轻质弹性细绳OB两端分别与地面、不可伸长的轻质细绳OA固连;细绳OA跨过光滑定滑轮后,穿过一小孔卡口,A端连一质量为m的小球;弹性绳OB始终在定滑轮右侧。用水平板托住小球上下移动,当OA、OB两绳都竖直且刚好伸直时,记录下小球球心位置为P点;释放小球,移动小孔卡口到P点并固定(小孔可打开、闭合,用以释放、卡死摆线OA)。该摆钟位于任意地理位置调准时,只需让小球停摆、打开小孔释放摆线OA、待小球静止时闭合小孔卡死摆线OA、让小球重新摆起来即可。为了使该摆钟摆动周期始终为2秒,m与k的比值应设定为___________。
2.某款智能手机内置多种传感器,其中加速度传感器使用如图(a)所示的直角坐标系。x轴和y轴分别平行于屏幕的底边和侧边,z轴垂直于手机平面,三个坐标轴的正方向如图(a),坐标原点O在手机的几何中心。加速度传感器可视为质点,相对于手机固定于手机内某一位置。将手机水平固定于转台正中央正面朝上,让手机随转台一起绕z轴匀速旋转。
(1)某次实验测得传感器的加速度的大小为a1,手机转动的角速度的大小为ω1,则传感器离转轴的距离为____________。
(2)缓慢改变转台转动角速度,多次采集传感器的加速度的大小a和手机的角速度的大小ω,并将其绘制成如图(b)所示的图像。若要得到一条过原点的倾斜直线,应该将横坐标调整为__________。
A. B. C. D.
(3)读取加速度传感器测得加速度的分量值,发现加速度的x分量为正值,y分量为负值,由此可知该传感器的位置在Oxy平面的投影在第_________象限。
3.用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。细线下端悬挂一个小钢球,上端固定在铁架台上;将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,钢球静止时正好位于圆心;用手带动钢球,设法使它做匀速圆周运动的轨迹竖直投影在纸上的某个圆,如图所示。完成测量:用天平测小钢球的质量m;用直尺测钢球做匀速圆周运动的轨道半径r和钢球距悬点的竖直高度h,用秒表测量钢球运动n圈经过的时间t。重力加速度为g。回答下列问题:
(1)根据牛顿第二定律,钢球做匀速圆周运动时的向心力计算式为________。
(2)分析钢球受力,可得钢球所受合力近似为。该式计算的结果与真实值相比________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(3)若只要求验证与二者大小是否相等,不要求计算与的大小,则上述测量过程中不需要测量的物理量是________。
4.某同学按如图甲所示的实验装置测量当地的重力加速度.将物块A与动滑轮连接,跨过动滑轮的细绳竖直,物块B锁定在已平衡摩擦的固定木板上,使系统保持静止状态,测量遮光片中心到光电门的高度h,突然解除物块B的锁定,物块A由静止开始向下运
动,记录遮光片通过光电门的遮光时间为Δt,已知物块A(包括遮光片)与物块B的质量相等,不计两滑轮及绳的质量,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示,遮光片的宽度d=_______mm;
(2)改变光电门的位置,测出多组h和作出图像如图丙所示,图像的斜率为k,则当地重力加速度的表达式g=_______.(用d、k表示)
5.某同学利用如图1所示的装置测量玩具小车的最大速度及关闭电源后的加速度,实验时先接通打点计时器电源,再启动玩具车使其以恒定功率加速,达到最大速度后,再经过一段时间关闭玩具汽车电源,玩具车静止后再关闭打点计时器。玩具车所受阻力恒定不变。某次实验打出的部分纸带如图2所示,打点计时器使用的交流电的频率为。
(1)玩具车的启动阶段对应图2中的___________(选填“AB”或“CD”)段;
(2)玩具车的最大速度为___________(结果保留3位有效数字);
(3)关闭玩具车电源后,玩具车做减速运动的加速度大小为___________(结果保留3位有效数字)。
6.(1)某同学通过图所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器,通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则______(填“需要”或“不需要”)重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强,为了在坐标系中获得直线图像,应选择______。A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
③选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗冰糖的体积为______。
(2)某同学制作了一个“加速度测量仪”,用来测量垂直电梯竖直上、下运行时的加速度,其构造如图1所示:将一根轻弹簧的上端固定在竖直放置且带刻度的“「”形光滑小木板上端,当弹簧下端悬挂重物并静止时,指针指向位置;当弹簧下端悬挂重物并静止时,指针指向位置。实际测量时,该同学在该弹簧下端固定重物,重力加速度取,所有计算结果保留两位有效数字。
①该弹簧的劲度系数______
②实际测量时,当指针指到位置时,垂直电梯运行的加速度大小为______
③如图2所示,将该加速度测量仪水平使用,若指针仍指到位置,则水平加速度大小______
7.某同学利用粗细均匀的细杆做成一个矩形框,并结合光电门的多组计时功能,设计了一个测量当地重力加速度g的实验。
(1)实验步骤如下:
①用螺旋测微器测出细杆的直径d如图甲所示,则________mm;
②用刻度尺测出矩形框的长度为L;
③如图乙所示,将光电门固定在铁架台上并伸出桌面,将矩形框竖直放在光电门正上方,其中短杆1、2保持水平;
④静止释放矩形框,短杆1、2经过光电门时,分别得到挡光时间、;
(2)求得当地重力加速度________(用d,L,,表示);
(3)如图丙所示,若释放的时候矩形框短杆部分未水平放置,与水平方向成一小角度,则g的测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
8.某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“向心力与线速度关系”的探究,将小球用质量不计的细线系于固定在铁架台上的力传感器上,小球的下端有一宽度为d的遮光片,测得小球的直径为D、线长为L,重力加速度用g表示。
请回答下列问题:
(1)游标卡尺测量遮光片的宽度如图乙所示,则遮光片的宽度为___________mm,如果遮光片经过光电门时的遮光时间为s,则小球通过光电门时的速度为v=___________m/s。
(2)小球通过光电门时力传感器的示数为,如果小球及遮光片总质量为m,则向心力为F=___________;改变小球释放点的高度,多次操作,记录多组、v的数据,作出的图像,如果图线的斜率为k,则小球和遮光片的总质量为___________(用k、L、D表示)。
(3)如上操作,结果发现向心力的理论值总大于F,则下列说法正确的是___________。(填选项前字母)
A.小球的质量偏大 B.小球不是由静止释放的
C.小球运动过程中受阻力的作用 D.测量的小球速度偏大
9.用图示的装置来验证动量守恒定律。质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L。使细线在A球释放前伸直且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推到与竖直线的夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D。保持α角不变,多次重复上述实验,白纸上记录了B球的多个落点。
(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离。
(2)为了验证两球碰撞过程中动量守恒,应测量的物理量有s和__________________。(用字母表示)
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A、B两球的动量:pA=_________________,_________________;pB=0,___________________。(当地的重力加速度为g)
10.某同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度,电磁铁和光电门固定在铁架台上,不计空气阻力。
(1)给电磁铁通电,将铁球吸附在电磁铁下面,用刻度尺测出铁球最下端到光电门的距离为,给电磁铁断电,铁球自由下落通过光电门,从数字计时器上读取铁球通过光电门时遮光时间为。保持电磁铁的位置不变,多次改变光电门的位置,重复实验,测得多组、的值,作图像,则作出的图像应是图乙中的图线___________(填“A”“ B”或“C”)。
(2)若图线的斜率为k,从图线上可以得到铁球的半径为_____________,当地的重力加速度大小为_______________。(均用k、a或b表示)
11.某同学研究自由落体运动的规律时,将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放,用手机拍摄小球自由下落的视频,然后用相应的软件处理得到分帧图片,利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息,实验装置如图所示。
如图所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两帧之间的时间间隔为0.02s,刻度尺为毫米刻度尺。
(1)图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为________ m/s;(结果保留两位小数);
(2)关于实验装置和操作,以下说法正确的是________;
A.刻度尺应固定在竖直平面内
B.固定手机时,摄像镜头应正对刻度尺
C.选择材质密度大的小球
D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落
(3)为了得到更精确的加速度值,该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制了v2-h图像,如图所示。其中P、Q分别为两个大小相同,质量不同的小球下落的图像,由图像可知________。
A.图像的斜率表示小球下落的加速度
B.小球P的质量大于小球Q的质量
C.小球P的质量小于小球Q的质量
D.小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度
12.某同学想利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。
(1)下列实验与该实验采用相同实验方法的是________。
A.理想斜面实验
B.卡文迪什扭秤实验
.共点力合成实验
D.探究影响向心力大小因素的实验
(2)如图乙所示,用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度d=________ mm。
13.某同学利用图甲中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系,所用器材有:一端带滑轮的长木板、轻细绳、200g的钩码若干,质量为2kg的滑块、打点计时器、刻度尺,已知当地重力加速度为。实验操作步骤如下:
(1)如甲图安装器材,保持桌面、长木板水平,轻细绳下端悬挂5个钩码,调整装置,使细绳水平。
(2)接通打点计时器电源,交流电频率为50Hz,再释放滑块,得到一条纸带如乙图,将纸带上打出的第一个点标记为0计数点,再依次取计数点1、2、3、4、5、6,每两个计数点之间有4个点未画出,测出各点到0点之间的距离如乙图,单位为cm。
(3)从0点到5点系统(以桌面上滑块和悬挂的钩码为系统,下同)的重力势能的减
少量为______J。(计算结果均保留小数点后两位,下同)
(4)从纸带数据可计算出经过5点的瞬时速度______m/s。
(5)从0点到5点系统动能的增加量为______J,系统机械能的减少量为______J。
(6)若物块与木板之间的动摩擦因数为0.25,则从0点到5点物块克服木板的摩擦力做的功为______J。
(7)从上述结果可得出的实验结论______。
14.某同学按图甲所示,安装实验器材测量重力加速度g。已知物块A与遮光片的质量
为,遮光片中心距光电门的高度为h。物块B质量为,置于光滑的桌面上。锁定物块B,使系统保持静止状态。某时刻解除锁定,物块A由静止开始向下运动,光电门记录遮光片的遮光时间(忽略绳和滑轮的质量,不计系统内的摩擦)。
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度d,测量结果如图乙所示:遮光片的宽度___________;
(2)重力加速度的表达式___________(用题中所给字母及所测量的物理量表示);
(3)实验数据分析发现,测得的重力加速度g比真实值偏小,原因可能是___________。(任写一条即可)
15.某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动,装有遮光条的小滑块放置在转台上,细线一端连接小滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F,安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间t,兴趣小组采取了下列步骤:
①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d。
②用天平称量小滑块(包括遮光条)的质量m。
③将滑块放置在转台上,使细线刚好绷直。
④控制转台以某一角速度匀速转动,记录力传感器和光电门的示数,分别为和;依次增大转台的角速度,并保证每次都做匀速转动,记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。
回答下面的问题
(1)螺旋测微器的示数如图乙所示,则d=______mm。
(2)滑块匀速转动的线速度大小可由v=______计算得出。
(3)处理数据时,兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴,对应的线速度大小的平方为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图丙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则滑块和台面间的滑动摩擦因数μ=______。
(4)该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验,作出F—的图像,与图丙中a和b比较,发现a______、b______(填“增大”“减小”和“不变”)。
16.如图所示为用频闪相机拍摄的羽毛与苹果同时在真空环境下落的局部频闪照片,已知频闪相机每隔时间闪光一次。
(1)这个实验表明:如果我们可以减小___________对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么重量不同的物体下落快慢程度将会相同。
(2)关于图中的、、,下列选项关系一定正确的是___________。
A. B. C.
(3)利用图片提供的信息可以求得当地的重力加速度值为___________。
A. B. C. D.
(4)若用图甲所示的装置测当地的重力加速度(已知打点计时器的工作频率为50Hz),得到纸带如图乙,每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出,根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小a=______m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
(5)用(4)中方法测量重力加速度,在实际操作过程中难免会产生误差,请你说出两种可以减小实验误差的注意事项。___________________________
17.某实验小组用如图所示装置测量重物A运动的加速度,一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有重物A和B,先用力拉住B,A静止时与光电门的竖直高度差为,然后释放B,A下落过程中测得挡光片的挡光时间为,算出挡光片经过光电门的平均速度,将其视为A经过光电门时的瞬时速度。
(1)某次实验,测得h=0.530m,挡光片的挡光时间为t=2.0×10-3s,已知挡光片的宽度b=2.8mm,由此求得重物A加速度的大小a=__________m/s2(保留3位有效数字)。
(2)从实验室提供的数据得知,重物A、B的质量分别为300.0g和200.0g,当地重力加速度大小为g=9.8m/s2,根据牛顿第二定律计算可求得重物A加速度的大小为a =__________m/s2(保留3位有效数字)。
(3)关于本实验误差,下列说法不正确的有________________。
A.选用重物的密度和质量大些,有利于减小误差
B.选用重物的密度和质量小些,有利于减小误差
C.a 与a有明显差异,是因为空气阻力和摩擦阻力的影响
18.冬奥会赛场利用了“高速运动目标跟踪拍摄系统”,不仅让观众看清了动作,还实现了对物体运动情况的多角度定量分析。
为观测冰球在不同方向上的运动情况,冰球场中用三台摄像机进行跟随拍摄,以记录冰球运动的时间、位置等信息。如图所示,在冰面上建立平面直角坐标系,其中设备A视角是竖直向下的,跟随冰球俯拍:设备B、C视角是水平的,分别沿x、y轴跟随拍摄,可以拍摄小球沿x轴、y轴的运动情况。
(1)对设备B拍摄的信息进行分析,得到以下数据,请在答题卡对应方格纸中作出冰球位置随时间变化的图像:
时刻 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
位置 0 8.0 16.0 23.8 32.1 39.8
(2)由设备B得到冰球速度大小是____________;
(3)同时,设备C得到冰球的速度大小为,设备A得到冰球的速度大小为。由此可以得出、、之间的数学关系式是____________;
(4)在某次比赛中,B、C设备测出的冰球的速度大小分别是和,则冰球实际运动速度的大小是______________,方向是____________(用实际速度与x轴的夹角的正切值表示)。
19.某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”,设计的实验装置如图,固定在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点,另一端系绳套1和绳套2。
(1)实验步骤如下:
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,记下弹簧测力计的示数F;
②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点达到O点,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿150°方向,弹簧测力计的示数为F1;
③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′ = ____________;
④比较F1和F1′的大小,在误差允许的范围内,若___________ = __________,则初步验证了力的平行四边形定则。
(2)现保持绳套1和绳套2方向成150°夹角不变,此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动,从如图所示的位置将两绳套沿逆时针方向转动30°,绳套2的拉力的变化情况是___________。
A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.逐渐减小 D.先减小后增大
参考答案:
1. 短 C
【详解】(1)[1]每30分钟慢,即每个小时慢,即每个小时少计时1次,即每个小时计时1799次,即每个小时的实际为1799个周期,故
(2)[2]上山后重力加速度g变小导致单摆周期大于,钟走不准;由,要T不变,应调短;
[3]
得
(3)[4]由题可知,单摆摆长就等于释放小球静止时的弹性绳伸长量
故
2. D 二
【详解】(1)[1]由于
解得
(2)[2]由于
则
故若要得到一条过原点的倾斜直线,应该将横坐标调整为,图像为过原点的一次函数。
故选D。
(3)[3]加速度的x分量为正值,y分量为负值,则根据数学知识可知,该传感器的位置在Oxy平面的上方,由于y分量为负值,故投影在第二象限。
3. 偏小 钢球质量m和轨道半径r
【详解】(1)[1]钢球做匀速圆周运动时的向心力可表示为
而运动周期
联立可得
(2)[2]钢球做匀速圆周运动时所受合力指向圆轨道的圆心,大小为
钢球做匀速圆周运动时,距悬点的竖直高度小于h,故利用来求合力,该式计算的结果与真实值相比偏小。
(3)[3]合力作为向心力可得
整理得
因此只要验证上式是否成立即可,故不需要测量的物理量是钢球质量m和轨道半径r。
4. 1.75
【详解】(1)[1]游标卡尺的精度为0.05mm,故遮光片的宽度为
(2)[2]根据牛顿第二定律可知
解得
由匀变速直线运动的规律可知
即
由题可知
故
5. CD 1.25 1.98
【详解】(1)[1]关闭电源后,玩具车做匀减速运动,根据
可知在相邻的相同时间间隔内,位移的差相等,而玩具车以恒定功率启动,加速度越来越小,相邻的相同时间间隔,位移的差值逐渐减小,根据图中的数据可知,启动阶段对应CD段;
(2)[2]打点计时器打点周期为,相邻计数点的时间间隔是,则最大速度
(3)[3]关闭电源后,根据
可得加速度大小为
6. 需要 C b 10 1.0 9.0
【详解】(1)①[1] 若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,针筒内封闭气体与外界相连,压强改变,无法继续实验,需要重做实验;
②[2]设冰糖的体积为,根据玻意耳定律
则
则图像为直线。
故选:C。
③[3]根据,结合图像可知这颗冰糖的体积为b。
(2)①[4]根据胡克定律
②[5] 实际测量时,弹簧对小球的拉力
根据牛顿第二定律
解得
方向竖直向下;
③[6] 将该加速度测量仪水平使用,若指针仍指到位置,拉力仍为
根据牛顿第二定律
解得
7. 3.800 大于
【详解】(1)[1]细杆直径为
(2)[2]由
重力加速度为
(3)[3]矩形框倾斜时,
则g的测量值大于真实值。
8. 6.75 0.675 D
【详解】(1)[1]游标卡尺的最小分度值为0.05mm,主尺读数为6mm,游标尺读数为
遮光片的宽度为
[2]小球经过光电门时的遮光时间极短,则该过程的平均速度近似等于瞬时速度,则小球的速度大小为
(2)[3]小球通过最低点时的向心力为细线的拉力与小球重力的合力,即
由牛顿第二定律得
整理得
由图像可知
解得
(3)因为遮光片做圆周运动的速度大于小球做圆周运动的速度,实验中用遮光片速度代替小球速度进行的计算。由
可知理论值总大于F,说明测量的小球速度偏大,故D正确,ABC错误。
故选D。
9. 落地点 mA、mB、α、β、H、L
【详解】(1)[1]从图中可以看出,s应是B球初始位置到落地点的水平距离。
(2)[2]还应测的物理量是A球的质量mA、B球的质量mB、A球开始的摆角α和向左摆动的最大摆角β、B球下落的高度H、O点到A球球心的距离L。
(3)[3]根据机械能守恒定律可得
A球碰前的动量
联立解得
[4]根据机械能守恒定律可得
A球碰后的动量
联立解得
[5]B球做平抛运动,由平抛运动的规律可得
,
B球碰后的动量
联立解得
10. A
【详解】(1)[1]铁球实际下落的高度为,则有
又
联立可得
则作出的图像应是图乙中的图线A。
(2)[2][3]根据
可知图线与纵轴的截距绝对值为铁球的半径,则有
可得铁球的半径为
由图像斜率可得
解得重力加速度大小为
11. 1.38 ABC/ACB/BAC/BCA/CAB/CBA BD/DB
【详解】(1)[1]图片Ⅱ中小球的瞬时速度等于小球在图片Ⅰ、Ⅲ所示位置之间的平均速度,即
(2)[2]A.由于自由落体运动的方向是竖直向下,所以刻度尺应固定在竖直平面内,选项A正确;
B.实验时需要通过手机拍摄的照片来获取位置数据,为了能够精确读数,类似于用肉眼进行刻度尺读数的要求,摄像镜头应正对刻度尺,选项B正确;
C.为了尽量减小空气阻力对实验的影响,应选择材质密度大的小球,选项C正确;
D.铅垂线的作用是检验刻度尺是否固定在竖直平面内,选项D错误。
故选ABC。
(3)[3]A.根据运动学规律有
v2=2ah
所以v2-h图像的斜率表示小球下落加速度的2倍,选项A错误;
BCD.考虑到空气有阻力,设小球的质量为m,根据牛顿第二定律可得
mg-f=ma
解得
小球大小相同的情况下,质量越大的小球,的值越大,v2-h图像的斜率越大,所以小球P的质量大于小球Q的质量,且小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度,选项C错误,B、D正确。
故选BD。
12. D 9.80
【详解】(1)[1]题图甲中探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法;
A.理想斜面实验采用的是理想实验法,故A错误;
B.卡文迪什扭秤实验采用的是微小量放大法,故B错误;
C.共点力合成实验采用的是等效替代法,故C错误;
D.探究影响向心力大小因素的实验采用的是控制变量法,故D正确。
故选D。
(2)[2]由题图乙可知遮光片的宽度
d=9 mm+16×0.05 mm=9.80 mm
13. 2.00 0.80 0.96 1.04 1.00 在误差允许范围内,系统机械能损失等于物块克服摩擦力做的功
【详解】(3)[1]重力势能的减少量
(4)[2]经过5点的瞬时速度
(5)[3]从0点到5点系统动能的增加量为
[4]系统机械能的减少量为
(6)[5]从0点到5点物块克服木板的摩擦力做的功为
(7)[6]从上述结果可得出的实验结论是在误差允许范围内,系统机械能损失等于物块克服摩擦力做的功。
14. 测得的重力加速度g比真实值偏小,原因可能是物块B与桌面间有摩擦力或绳与滑轮间有阻力作用。
【详解】(1)[1] 如图乙所示:遮光片的宽度
(2)[2]物块B置于光滑的桌面上,解除锁定,则物块A与B都从静止开始做匀加速直线运动,根据动滑轮原理,两物体的速度大小关系
即
得
物块A下落h的速度为
根据运动学公式
解得
根据牛顿第二定律,对B和A分析
联立解得
(3)[3]测得的重力加速度g比真实值偏小,原因可能是物块B与桌面间有摩擦力或绳与滑轮间有阻力作用。
15. 1.732/1.730/ 1.731/ 1.733 增大 不变
【详解】(1)[1] 图乙中螺旋测微器测量遮光条的宽度
(2)[2] 滑块匀速转动的线速度大小可由光电门测得
(3)[3]对在转台上做匀速圆周运动滑块,根据图丙知
时
根据牛顿第二定律
带入数据
解得
(4)[4] [5]根据图丙得到
解得
则换用质量m更大的滑块, a增大而b不变。
16. 空气阻力 C C 9.85 见解析
【详解】(1)[1]如果可以减小空气阻力对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么重量不同的物体下落快慢程度将会相同。
(2)[2]如图所示为用频闪相机拍摄的羽毛与苹果同时在真空环境下落的局部频闪照片,已知频闪相机每隔时间闪光一次,根据匀变速直线运动推理
可得
即
由于不清楚图中A点是否下落的初位置,不清楚A点的速度是否为零,故无法确定图中的x1、x2、的比例关系。
故选C。
(3)[3]根据匀变速直线运动推理
可得
解得
故选C。
(4)[4]每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出,可知相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度大小为
(5)[5]空气阻力和纸带和打点计时器之间的摩擦阻力导致,只要是能减小这两个阻力的事项都可以。比如要在室内无风情况下进行,重锤的密度要大,体积要小。
17. 1.85 1.96 B
【详解】(1)[1]有题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动
又根据运动学公式
代入数据解得
(2)[2]根据牛顿第二定律可知对小球A有
对小球B有
联立可得
(3)[3]AB.选用重物的密度和质量大些,有利于减小空气阻力和摩擦阻力的影响,故A正确,B错误;
C.a 与a有明显差异,是因为空气阻力和摩擦阻力的影响,故C正确。
本题选不正确的,故选B。
18. 19.9 17
【详解】(2)[1] 由设备B得到冰球速度大小是
(3)[2] 同时,设备C得到冰球的速度大小为,设备A得到冰球的速度大小为。由此可以得出、、之间的数学关系式是
(4)[3] 在某次比赛中,B、C设备测出的冰球的速度大小分别是和,则冰球实际运动速度的大小是
[4] 设实际速度与x轴的夹角为,则
19. F F1 F1′ C
【详解】(1)[1]根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力
F1= Ftan60° = F
[2][3]F1为弹簧测力计测出的示数,而F1′为根据平行四边形定则计算出的绳套1所受拉力大小,即计算出的弹簧测力计示数,通过二者若在误差允许的范围内有
F1= F1′
即可初步验证力的平行四边形定则。
(2)[4]两个绳套在转动过程中,力保持不变,根据平行四边形定则画出图像,如图所示
由图像可知,绳套2的拉力大小逐渐减小。
故选C。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2022------2023学高三物理电学实验高考前训练题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.现有一块旧的动力电池,某小组设计了如图甲所示电路来测量该电池的电动势和内阻。使用的器材如下:
待测电池(电动势约3V);
电压表V(量程为0~3V、内阻约);
电阻箱R();
定值电阻(阻值为);
开关及导线若干。
(1)请按照图甲,用笔画线代替导线将图乙中实物图连接完整______。
(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记下电阻箱阻值R和对应的电压表示数U,作出的图线,如图丙所示。由此得出该电池的电动势E=______V,内阻r=______。(结果均保留2位有效数字)
(3)根据图丙计算得出的电动势E的测量值______真实值,内阻r的测量值______真实值。(均填“大于”“小于”或“等于”)
2.某同学用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。可提供的实验器材有:
A.待测的一节干电池
B.一段粗细均匀、电阻率为的电阻丝
C.螺旋测微器
D.电阻箱R(最大阻值为,最小改变值为)
E.电压表V(量程为,内阻约为)
F.毫米刻度尺
G.开关及导线若干
主要实验步骤如下,请完成下列填空:
(1)用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测量其直径,算出直径的平均值为D。某次螺旋测微器测量的示数如图丙所示,则该示数为______mm;
(2)根据如图甲所示的电路,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接成测量电路______;
(3)正确连接好电路后,在开关S断开的情况下,调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录P到电阻丝右端b的长度x;闭合开关S,调节电阻箱的阻值使电压表的示数为U,记录电阻箱对应的阻值R;
(4)重复步骤(3),调节电阻丝上的导电夹P的位置,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U,得到x、R的多组数据;
(5)根据x、R的多组数据,作出图像如图丁所示,若图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为,不考虑电压表的内阻对电路的影响,则该电池的电动势为______,内阻______。(均选用D、U、、k、b表示)
3.某实验小组利用量角器、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(待测电阻为)的方案,实验电路如图甲所示。
主要实验步骤如下:
①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型,并依量角器直径端点裁剪好;
②按甲图所示的电路原理图连接好各元件;
③将电阻箱的阻值调至,并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B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与OK间的夹角;
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,所得图像如图乙所示。
根据分析,试回答下列问题:
(1)已知乙图中图像与纵轴的截距为,由此可求得______。
(2)实验时,当金属夹K调至某位置时,实验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,那么此时测出的值与真实值相比______(填“偏小”、“相等”或“偏大”)
(3)该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线,其中一根导线因损坏而与大地相通,现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置,其方法如图丙所示(终端用导线AB接通),电阻丝长,输电距离,若金属夹K在电阻丝上距M端时,灵敏电流计示数为零,则损坏处C与输电线起始处的距离为x=______m(结果保留两位有效数字)
4.为了测量某种圆柱形材料的电阻率,一同学利用以下器材设计了如下实验,已知该圆柱形材料电阻约为150Ω
A.电阻箱R(0~999.9Ω)
B.量程为30mA、内阻为50Ω的电流表
C. 量程为30mA、内阻约为50Ω的电流表
D.最大阻值为300Ω、最大允许电流为0.5A的滑动变阻器
E. 电动势、内阻未知的直流电源
F. 开关S一个,导线若干
具体实验步骤如下:
①连接好实验电路,闭合开关S;
②调节滑动变阻器和电阻箱R,使示数为,记下此时电阻箱阻值R和示数;
③重复步骤2,且保持示数不变,测量多组R和值;
④将实验测得的数据处理后,最后作出了如图丁所示的图像。
(1)用螺旋测微器测出圆柱形材料电阻的直径如图乙所示,该读数为___________mm;用游标卡尺测出其长度如图丙所示,该读数为___________cm。
(2)电流表选择___________(填写器材前字母代号);
(3)由丁图数据可得序号为C的电流表内阻为___________Ω;
(4)该材料的电阻率为___________(保留2位有效数字)。
5.当长方体形状的霍尔传感器通有电流(霍尔传感器中自由电荷是电子),并处在垂直其两平行面的匀强磁场中时,另两面间有电势差。某实验小组设计了如图所示原理图,探究两面间电势差U与匀强磁场磁感应强度B、通过电流I之间的关系。图中磁场方向竖直向下,磁感应强度大小B可由外部装置(图中未画出)调节。实验器材还有:电压表V(量程,内阻几十千欧),毫安表A(量程,内阻),电阻箱R,滑动变阻器,电源E,开关S
,导线若干。
完成探究,回答问题:
(1)探究过程中,要求通过霍尔传感器的最大电流为,则电阻箱接入电路的阻值最大为________,将电阻箱阻值调到该值;
(2)电压表的正极应与图中接线柱________(选填“a”或“b”)相连;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,调节磁感应强度B的大小到某一值,再调节滑动变阻器,让电流表示数始终为,记录每次调节的B值和对应的电压表示数U,如下表:
次数 1 2 3 4 5 6 7
0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5
0.00 2.21 2.43 2.65 ? 3.09 3.31
通过霍尔传感器的电流是________。根据表格中的数据,第5次测量时,电压表示数为________V。
(4)闭合开关S,磁感应强度B的大小调到某一值后保持不变,滑动变阻器滑片从右向左滑动,让电流表示数逐渐增大,记录每次调节的电流表示数I和对应的电压表示数U,如下表:
次数 1 2 3 4 5 6 7
0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
0.00 0.55 1.10 1.65 2.21 ? 3.31
根据表格中的数据,第6次测量时,电压表示数为________V。
6.某实验小组为测定一节干电池的电动势和内阻及电阻丝的电阻率,设计了如图甲所示的电路,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻R0=1.0 Ω,电压表内
阻很大。实验中,闭合开关S,调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制出图乙所示的U-I图线和图丙所示的图线。
(1)由图丙可知电流表的内阻为rA=_____Ω;若已知电阻丝的横截面积S=5.0×10-6 m2,则电阻丝的电阻率ρ=________;(结果均保留两位有效数字)
(2)由图乙求得电池的电动势E=_________V,内阻r=________Ω;(结果保留到小数点后2位)
(3)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值_________其真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
7.某同学想测量一手机电池的电动势和内阻,可供使用的器材如下:
手机锂电池(电动势E约为3.7V,内阻r约为0.22);
电流表(量程为0~0.6A,内阻约为3);
电流表(量程为0~100mA,内阻);
电流表(量程为0~100A,内阻);
定值电阻;
定值电阻;
定值电阻;
滑动变阻器(0~15);
滑动变阻器(0~150);
开关和导线若干。
(1)可以通过改装电流表来测量电压,应选择电流表____________与定值电阻____________串联;滑动变阻器应选择____________。
(2)为了尽量准确地测量出电动势和内阻,请设计实验电路图,在以下虚线框内画出________(标出所选器材符号)。
(3)该同学认为用线性图像处理数据便于分析,于是在实验中改变滑动变阻器的阻值R,记录两电流表的示数、,获取了多组数据,画出的图像如图。可得该电池组的电动势_________V,内阻_________。(结果均保留两位有效数字)。
8.某研究性学习小组利用电压表和电阻箱测量一组电池的电动势和内电阻.同学们可利用的实验器材有:电池组(电动势约为,内阻约为)、灵敏电流计G(满偏电流,内阻)、定值电阻、定值电阻、变阻箱R(阻值范围可调)、开关、导线若干.同学们发现没有电压表,于是提出把G改装成电压表.
(1)G表改装成电压表,应选择上面的某一电阻与G组合,改装后电压表量程为______________V.
(2)为了准确地测量出电源的电动势和内电阻,请在下左图虚线框中把实验电路图补充完整并在对应的电阻和电阻箱符号旁边标上器材名称(用标注)__________.
(3)同学们根据灵敏电流计G读数I和变阻箱的读数R作出了图像如图所示,已知图线的斜率为k,纵截距为b,改装后的电压表可看做理想电压表,则所测得电源的电动势___________,内电阻____________。(用题目中所给的字母表示)
9.探究小组用图甲所示的电路测量干电池组的电动势E和内阻r,同时利用磁敏电阻测量某磁场的磁感应强度B。如图乙为磁敏电阻在室温下的特性曲线,其中表示有磁场时磁敏电阻的阻值,表示无磁场时磁敏电阻的阻值。
实验步骤如下:
(1)开关、闭合,断开,改变电阻箱R的值,记录理想电压表的示数U,得到若干组U、R的数据。已知定值电阻,根据实验数据绘出如图丙所示图线,由图线得电池组的电动势______V,内阻______。(结果均保留2位有效数字)
(2)断开,闭合,此时电压表的示数为2.00V。
由图丙可知______,若,由图乙可知待测磁场的磁感应强度______。
10.(1)某实验小组用图甲所示器材精确测量一粗细均匀的电阻丝的电阻,其中部分器材的参数如下:
电源:电动势为4V;
待测电阻丝:阻值约为6Ω;
电压表:量程3V,内阻约为3kΩ;
量程15V,内阻约为15kΩ;
电流表:量程0.6A,内阻约为0.05Ω;
量程3A,内阻约为0.01Ω。
①图甲中电压表应选________的量程,电流表应选________的量程。
②要求电阻丝两端的电压调节范围尽量大,在甲图中将测量电阻丝电阻的电路补充完整_______。
(2)在(1)中测得电阻丝的电阻为6.0Ω,再用刻度尺测量该电阻丝的长度为50.00cm。该实验小组又利用该电阻丝进一步测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图乙所示的电路,其中的电池即为待测电池,定值电阻。使金属滑片接触电阻丝的不同位置,分别记录电阻丝连入电路的有效长度x及对应的电压表示数U,作出图像如图丙所示,电压表看做理想电压表,则该电池的电动势为________,内阻为________(结果均保留两位有效数字)。
11.为测量某一未知电阻的阻值,某同学设计了如图所示的电路图进行测量,试分析:
(1)将滑片P移到______端(选填“a”或“b”),闭合开关K1,断开K2,电流表A和电压表V1的读数分别为I和U,根据公式得出了被测电阻的阻值,考虑到电表不是理想电表,测得的阻值______(选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的真实值;
(2)为消除电表的内阻对实验结果的影响,该同学接下来的操作步骤如下:
①将滑片P移到合适的位置,闭合开关K1和K2,电流表A和电压表V1、V2的示数分别为、和,可求出电流表的内阻R=____;
②断开开关K2,读出电流表A和电压表V1的示数分别为和,可求出被测电阻的阻值为=____;
③在有效消除电流表内阻对实验结果的影响后,该同学认为实验中使用的电压表也不是理想电表,那么该同学在第②步中测得的阻值。应______(选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的真实值。
12.某学习小组用伏安法测量定值电阻的电阻值。
(1)该学习小组用题图1所示电路,在操作正确的情况下,闭合开关,将单刀双掷开关置于“1”,测得电压表读数为,电流表读数为;保持滑动变阻器R不变,将开关置于“2”,测得电压表读数为,电流表读数为,则________(填“>”“<”或“=”)。已知电压表内阻约为,电流表内阻约为,若被测电阻约为,则________(用题给物理量符号表示)时误差会小些,并且此时________(填“>”或“<”)。
(2)该学习小组设计了以下实验方案,以消除电表内阻引起的系统误差。该方案利用题图2所示电路进行测量,主要实验步骤如下:
①请用笔画线代替导线,按照题图2所示电路将题图3中的实物图连接起来;( )
②将滑动变阻器的滑片置于中间位置,单刀双掷开关置于“3”,闭合开关,测得电压表读数为,电流表读数为;
③保持滑动变阻器和不变,将开关置于“4”,闭合开关,测得电压表读数为,电流表读数为;
④实验结果________(用题给物理量符号表示)。
13.某同学想利用“半偏法”测量量程为的电压表内阻(内阻约几千欧),设计了如图甲所示的电路图,可供选择的器材有:电阻箱(最大阻值为9999.9欧),滑动变阻器(最大阻值20欧),滑动变阻器(最大阻值2千欧),直流电源(电动势为),直流电源(电动势为),开关2只,导线若干,实验步骤如下:
a.完善图甲电路图并连接线路;
b.闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表满偏;
c.______,断开开关,调节电阻箱使电压表示数为,记录电阻箱的阻值。
(1)完善图甲电路图,并用笔画线代替导线,将图乙实物图连接成实验电路______;
(2)为了减小实验误差,实验中电源应选______(选填“”或“”),滑动变阻器应选______(选填“”或“”);
(3)完善步骤c中横线处的操作应为______,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到图甲中最______(填“左”或“右”)端;
(4)在步骤c中,记录的电阻箱阻值为1999.0,则电压表的内阻为______欧,用半偏法测量的电压表的内阻值与其真实值相比,真实值______(填“小于”或“等于”或“大于”)测量值。
14.某同学想把量程为但内阻未知的微安表G改装成量程为的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材有:
A.滑动变阻器
B.滑动变阻器
C.电阻箱
D.电源(电动势为)
E.电源(电动势为)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按如图甲所示的电路图连接好线路;
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合开关,保持R不变,调节的阻值,使微安表G的示数为,此时的示数为。
回答下列问题:
(1)①为减小实验误差,实验中电源应选_____________(填“”或“”),滑动变阻器应选____________(填“”或“”)。
②由实验操作步骤可知,微安表G内阻的测量值___________,与微安表内阻的真实值相比___________(填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(2)若按照(1)中测算的,将上述微安表G改装成量程为的电压表,需要____________(填“串联”或“并联”)一个阻值为_____________的电阻。
(3)用如图乙所示电路对改装电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为时,改装电压表中微安表G的示数为。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,的阻值应调至_____________。(结果保留一位小数)
参考答案:
1. 3.3 0.92 小于 小于
【详解】(1)[1]实物电路连接图所示
(2)[2][3]根据实验电路图及闭合电路欧姆定律,可得电源电动势为
整理得
根据题图丙图像可得
,
解得
,
(3)[4][5]由于电压表的分流作用,电动势和内阻的测量值均小于真实值。
2. 0.300 b
【详解】(1)[1]根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(2)[2]根据电路图,连接实物图,如图所示
(5)[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
根据部分电路欧姆定律有
由于
可得
结合图线有
解得
3. 偏大
【详解】(1)[1]由题意可知,此方法是电桥法测电阻,当电流表示数为零时,R与Rx串联,R与AK并联;同时Rx与BK并联,所以有
化简可得
,
最后,得被测电阻的阻值为
整理得
故已知乙图中图像与纵轴的截距为,由此可求得
(2)[2]若要使灵敏电流计示数为零,则需增大角(或减小电阻箱阻值R)由知,此时测出的值大于真实值;
(3)[3]同理,由(1)可知
解得
4. 1.704 3.970 C 48.0
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺的读数为
(2)[3]由图甲根据欧姆定律有
整理可得
由此可知,要求得Rx的值,除了需要求出图乙所示图像的斜率,还需要知道A2的内阻,所以A2的内阻应该确定,故A1应选用C。
(3)[4]根据(2)分析可知为C的电流表内阻等于图像的纵轴截距的绝对值为;
(4)[5]根据(2)分析可知
解得
该材料的电阻率
又
代入数据解得
5. 2.5 b 6.00 2.86~2.88 2.75~2.78
【详解】(1)[1]毫安表A与电阻箱R并联,则两端电压相等,由
可得
(2)[2]根据左手定则可知,电子向a侧偏转,所以b一侧是正,电压表的正极应与图中接线柱b相连;
(3)[3]由
可得
[4]由
可得
带入其中一组数据,可得
(4)[5]由
通过霍尔元件的电流
可得
即
带入其中一组数据可得
6. 1.0 1.48/1.49/1.50/1.51 0.70/0.71/0.72/0.73/0.74/0.75 等于
【详解】(1)[1]由图丙可知,PN间的距离x=0时,电流表与定值电阻R0并联的等效内阻
因为R0=1.0 Ω,所以电流表内阻
rA=1.0 Ω
[2]由电路可知
得
丙图线的斜率为
解得
(2)[3][4]由闭合电路欧姆定律
结合图乙化简得
即
解得
(3)[5]电压表测量的是路端电压,况且电压表内阻很大,分流作用不计,同时也考虑到了电流表的内阻,所以实验中电表内阻对电动势的测量值无影响,电动势测量值等于其真实值。
7. 3.5V 0.36
【详解】(1)[1][2]电流表改装电压表,必须用已知内阻得电流表进行改装,因此可知,首先不符合要求,而若用电表进行改装,则可知所给出的定值电阻都不能满足要求,综合可知只有符合要求,根据电表的改装原理有
而电源电动势约为,根据电压表的选取原则可知,改装以后的电压表量程要接近电源的电动势,而根据电压表的改装原理及所给出的定值电阻,可确定应选择定值电阻,改装以后的量程为
符合要求,另外两个定值电阻都不符合要求。
[3]根据直除法可知,若将电流表接入电路,则电流过大,电表量程太小,会损坏电表,则电流表应选择,而选择电流表以后,滑动变阻器只能选择,若选择,除了操作不便,更重要的是回路中电流过小,不满足电流表的读数要求,故电流表选择,滑动变阻器选择。
(2)[4]为了尽量准确地测量出电动势和内阻,实验电路图如下
改装以后的电压表所在支路和电流表所在支路并联,两支路电压相等,根据闭合电路的欧姆定律有
此种方式可准确测量电源的电动势和内阻。
(3)[5][6]根据电路图,由闭合电路的欧姆定律可得
可得图像斜率大小
截距
解得
,
8. 6
【详解】(1)[1]G表改装成电压表,应串联大电阻,应用定值电阻,改装后电压表量程为
(2)[2]根据题意,本实验采用电阻箱与改装后的电压表并联进行分析,并且采用R1与电源串联充当保护电阻,如图
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律
变形得
斜率
纵截距
解得
9. 2.9 2.4 10 0.6
【详解】(1)[1][2]由题图甲可得
整理可得
对比丙图可知
解得
(2)[3]电压表的示数为2.00V,由图丙可知,此时
[4]则
由图乙可知磁场的磁感应强度
B=0.6T
10. 3V 0.6A 1.4V 1.9/2.0
【详解】(1)①[1]因为电源电动势为4V,所以电压表选3V的量程。
[2]由欧姆定律可得流过待测电阻的最大电流大约为
故电流表应选0.6A。
②[3]要求电阻丝两端的电压调节范围尽量大,则滑动变阻器应用分压式接入电路,同时待测电阻是小电阻,电流表应采取外接法,实物图连线如图
(2)[4] [5]由闭合电路欧姆定律
由电阻定律可知
故
联立可得
结合图像可得
解得
11. a 大于 等于
【详解】(1)[1][2]为保护电路,将滑片P移到a,由内接法原理,电流表测量电流准确,电压表测量值偏大,故电阻的测量值大于真实值。
(2)①[3]由欧姆定律可得电流表的内阻为
②[4]由串联电路电流关系与欧姆定律可得
③[5]步骤①中,电压表V1、V2的电阻对测量结果无影响;步骤②中,断开开关K2,电压表V1的电阻对测量结果无影响,故R等于被测电阻的真实值。
12. < <
【详解】(1)[1]在操作正确的情况下,闭合开关,将单刀双掷开关置于“1”,测得电压表读数为,测量的是两端的电压,电流表读数为,测量的是与电压表电流;保持滑动变阻器R不变,将开关置于“2”,测得电压表读数为,测量的是和电流表两端的电压,电流表读数为,测量的是两端电流,故
[2] 已知电压表内阻约为,电流表内阻约为,若被测电阻约为,由于
则用外接法,故
[3]外接法电压表测量准确,电流表测量的是电压表与待测电阻电压,故电流示数偏大,根据
可得测量值偏小,故小于。
(2)①[4] 按照题图2所示电路将题图3中的实物图连接起来,如图所示
④[5]由于
且
解得
13. 保持滑动变阻器滑片位置不变 左 1999 小于
【详解】(1)[1]由滑动变阻器应选最大阻值较小的即为,则滑动变阻器用分压式,完善电路图如图所示
实物连线如图所示
(2)[2][3]利用“半偏法”测电压表内阻实验中,近似认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,为了减小实验误差,电源电动势应选大的即为,滑动变阻器应选最大阻值较小的即为。
(3)[4]利用“半偏法”测电压表内阻实验中,闭合开关,先使电压表满偏,步骤c中保持滑动变阻器滑片位置不变,断开开关,使电压表半偏。
[5]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到图甲中最左端,其目的是保护电表,且使电压表的示数从零开始调节。
(4)[6]在步骤c中,记录的电阻箱的阻值为,根据串联电路的分压特点得。
[7]根据设计电路可知,实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要变大,大于,故电阻箱分得的电压大于,电阻箱的阻值大于电压表的真实值。
14. 1900.0(或1900) 偏小 串联 2100.0(或2100) 2059.6
【详解】(1)①[1]本实验误差来自于闭合开关,电阻箱并入电路后,干路电流会发生变化,为使干路电流变化较小,应使干路中滑动变阻器接入电路的阻值尽量大,为使电流表能够满偏,相应的电源电动势应较大,故电源选择电动势约为的电源;
[2]毫安表G的满偏电流为,则干路中滑动变阻器接入电路的最小阻值约为
故滑动变阻器应选用。
②[3][4]由实验操作步骤可知,通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流,可知两部分电阻相等,即微安表G内阻的测量值
因闭合开关,电阻箱并入电路后,电路的总电阻变小,干路电流会变大,即干路电流大于,而流过微安表G的电流为,则流过电阻箱的电流大于,即流过电阻箱的电流大于流过微安表G的电流,根据并联电路的特点,可知微安表G内阻真实值大于电阻箱的阻值,可知测量值偏小。
(2)[5][6]若按照(1)中测算的,将上述微安表G改装成量程为的电压表需要串联一个的电阻,阻值为
(3)[7]当微安表G的示数为时,有
若想调整雅确,则需将微安表读数变为,则
即将改装后的电压表内阻减小,即将的阻值变为
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)