实验题专项练——技能高分练(2)
1．(2025·四川达州二模)位移传感器经常用在力学实验中，并且可以很好地与计算机结合，快速解决普通方法难以测量的问题。为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组设计了图甲所示的实验装置，将粗糙长木板(厚度不计)的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上，横杆的位置可在竖直杆上调节。竖直杆OO1与水平底座垂直，Q为长木板与竖直杆交点，位移传感器安装在粗糙长木板的右端。
(1)现测得OP的长度如图甲所示，OP的长度l＝________ cm。
(2)调节横杆，当OQ高度h＝12.00 cm时，轻推在斜面上的小物块，物块到位移传感器的距离x与时间t的关系如图乙所示，则小物块与粗糙长木板间的动摩擦因数μ＝________。
(3)再次调节横杆，小物块无初速度轻放在斜面上，物块到位移传感器的距离x与时间t的关系如图丙所示，测得OQ高度h＝18.00 cm，则当地的重力加速度g＝__________(保留3位有效数字)。
2．(2024·山东卷)在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①测量两个滑块的质量，分别为200.0 g和400.0 g；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
(1)从图像可知两滑块在t＝________s时发生碰撞。
(2)滑块B碰撞前的速度大小v＝________m/s(保留2位有效数字)。
(3)通过分析，得出质量为200.0 g的滑块是______(填“A”或“B”)。
3．(2025·云南卷)基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt1000型号铂电阻、电源E(电动势5 V，内阻不计)、电流表A1(量程100 μA，内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA，内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图(a)所示。
完成下列填空：
(1)由图(a)可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加________Ω；
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是______(填“甲”或“乙”)，保护电阻R应选________(填“R1”或“R2”)；
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数如图(c)所示，该示数为________μA，则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。
4．(2025·江西上饶一模)为了描绘一个标有“5 V 3 W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5 V。实验室中有如下器材可选用：
A．电池组(电动势为5 V，内阻约为1 Ω)
B．被测小电风扇
C．电压表V1(量程为0～15 V，内阻约为5 kΩ)
D．电压表V2(量程为0～5 V，内阻约为10 kΩ)
E．毫安表 mA(量程为100 mA，内阻20 Ω)
F．滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为1 A)
G．滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω，允许通过的最大电流为0.3 A)
H．定值电阻R3＝60 Ω，R4＝4 Ω
I．开关和导线若干
(1)实验中电压表应选________(填“C”或“D”)，滑动变阻器应选________(填“F”或“G”)。
(2)本实验需将毫安表改为量程为0.6 A的电流表，则应将定值电阻________(填“R3”或“R4”)与毫安表 mA________(填“串联”或“并联”)。
(3)若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到A点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是________ Ω(保留2位有效数字)。实验题专项练——技能高分练(2)
1．(2025·四川达州二模)位移传感器经常用在力学实验中，并且可以很好地与计算机结合，快速解决普通方法难以测量的问题。为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组设计了图甲所示的实验装置，将粗糙长木板(厚度不计)的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上，横杆的位置可在竖直杆上调节。竖直杆OO1与水平底座垂直，Q为长木板与竖直杆交点，位移传感器安装在粗糙长木板的右端。
(1)现测得OP的长度如图甲所示，OP的长度l＝________ cm。
(2)调节横杆，当OQ高度h＝12.00 cm时，轻推在斜面上的小物块，物块到位移传感器的距离x与时间t的关系如图乙所示，则小物块与粗糙长木板间的动摩擦因数μ＝________。
(3)再次调节横杆，小物块无初速度轻放在斜面上，物块到位移传感器的距离x与时间t的关系如图丙所示，测得OQ高度h＝18.00 cm，则当地的重力加速度g＝__________(保留3位有效数字)。
答案：(1)24.00 (2)0.5 (3)9.80 m/s2
解析：(1)根据刻度尺的读数规律，该读数为24.00 cm。
(2)图乙中x-t图像为一条倾斜的直线，斜率表示速度，斜率一定，表明小物块在斜面上沿斜面向下做匀速直线运动，令斜面倾角为θ，有mg sin θ＝μmg cos θ，根据几何关系有tan θ＝＝，解得μ＝0.5。
(3)再次调节横杆，小物块无初速度轻放在斜面上，物块到位移传感器的距离x与时间t的关系如题图丙所示，根据图像可知，小物块向下做匀加速直线运动，令斜面倾角为α，有tan α＝＝，可知sin α＝，cos α＝，对小物块进行分析有mg sin α－μmg cos α＝ma，令0时刻小物块到位移传感器的距离为x0，根据位移公式有x0－x＝at2，则x＝x0－(g sin α－μg cos α)t2，结合上述，将题图丙中0.1 s与0.2 s的坐标代入解得g＝9.80 m/s2。
2．(2024·山东卷)在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①测量两个滑块的质量，分别为200.0 g和400.0 g；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
(1)从图像可知两滑块在t＝________s时发生碰撞。
(2)滑块B碰撞前的速度大小v＝________m/s(保留2位有效数字)。
(3)通过分析，得出质量为200.0 g的滑块是______(填“A”或“B”)。
答案：(1)1.0 (2)0.20 (3)B
解析：(1)由xt图像的斜率表示速度可知两滑块的速度在t＝1.0 s时发生突变，即这个时候发生了碰撞。
(2)根据xt图像斜率的绝对值表示速度大小可知碰撞前瞬间B的速度大小为v＝|| cm/s＝0.20 m/s。
(3)由题图乙知，碰撞前A的速度大小vA＝0.50 m/s，碰撞后A的速度大小约为vA′＝0.36 m/s，由题图丙可知，碰撞后B的速度大小为vB′＝0.5 m/s，A和B碰撞过程动量守恒，则有
mAvA＋mBv＝mAvA′＋mBvB′
代入数据解得≈2
所以质量为200.0 g的滑块是B。
3．(2025·云南卷)基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt1000型号铂电阻、电源E(电动势5 V，内阻不计)、电流表A1(量程100 μA，内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA，内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图(a)所示。
完成下列填空：
(1)由图(a)可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加________Ω；
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是______(填“甲”或“乙”)，保护电阻R应选________(填“R1”或“R2”)；
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数如图(c)所示，该示数为________μA，则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。
答案：(1)3.85 (2)乙 R1 (3)62.0 51
解析：(1)由题图(a)可知，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加ΔR＝＝ Ω＝3.85 Ω。
(2)甲电路：A2内阻未知，无法消除其分压影响，测量误差大；
乙电路：铂电阻与A1并联，A1内阻已知(4.5 kΩ)，则铂电阻与A1的电压相等为U＝IA1RA1，铂电阻的电流I＝IA2－IA1，可通过R＝准确计算，故选乙。
已知铂电阻的工作电流为0.1～0.3 mA，A2量程为500 μA，电源E＝5 V，整个电路的总电阻最小值R总＝≈ Ω＝104 Ω。并联部分(铂电阻和A1)电阻约800 Ω，A2内阻1 kΩ，故保护电阻需R1＝15 kΩ，R2阻值过小，会导致总电流超量程。
(3)量程为100 μA，A1读数为62.0 μA。
铂电阻两端的电压
U＝IA1RA1＝62×10-6×4 500 V＝0.279 V，
铂电阻的电流
It＝IA2－IA1＝295 μA－62 μA＝233 μA
铂电阻的阻值Rt＝≈ Ω≈1 197 Ω，
阻值变化ΔR＝1 197 Ω－1 000 Ω＝197 Ω，由(1)问得每1 ℃变化3.85 Ω，故t＝ ℃≈51 ℃。
4．(2025·江西上饶一模)为了描绘一个标有“5 V 3 W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5 V。实验室中有如下器材可选用：
A．电池组(电动势为5 V，内阻约为1 Ω)
B．被测小电风扇
C．电压表V1(量程为0～15 V，内阻约为5 kΩ)
D．电压表V2(量程为0～5 V，内阻约为10 kΩ)
E．毫安表 mA(量程为100 mA，内阻20 Ω)
F．滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为1 A)
G．滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω，允许通过的最大电流为0.3 A)
H．定值电阻R3＝60 Ω，R4＝4 Ω
I．开关和导线若干
(1)实验中电压表应选________(填“C”或“D”)，滑动变阻器应选________(填“F”或“G”)。
(2)本实验需将毫安表改为量程为0.6 A的电流表，则应将定值电阻________(填“R3”或“R4”)与毫安表 mA________(填“串联”或“并联”)。
(3)若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到A点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是________ Ω(保留2位有效数字)。
答案：(1)D F (2)R4 并联 (3)5.0
解析：(1)电路中电源的电动势为5 V，即电路中的最大电压为5 V，为减少误差，所以电压表应该选择V2，即选择D。实验要求电压从零开始，所以控制电路应该选择分压式接法，滑动变阻器应该选择R1，即选择F。
(2)将电表改装成大量程的电流表，所以应该选择一个阻值小的电阻与电表并联进行分流，设电阻的阻值为R，有I＝Ig＋，解得R＝4 Ω，由上述分析可知，应该选择电阻R4与电表并联。
(3)OA段是直线，其余为曲线，即电风扇在A点时启动，由图像可知此时电压表的读数为1.5 V，毫安表读数为50 mA，此时流过电风扇的电流为I电＝I1＋＝0.3 A
