(共38张PPT)
复习效果自测
1．(2024·山东日照市一模)如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
(1)实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，下列做法可行的是________。
A．仅换用间距更小的双缝
B．仅将单缝向双缝靠近
C．仅将屏向靠近双缝的方向移动
D．仅将红色滤光片换成紫色滤光片
A
仅将单缝向双缝靠近，双缝干涉条纹间距不变，故B不符合题意；
仅将屏向靠近双缝的方向移动，双缝干涉条纹间距减小，故C不符合题意；
仅将红色滤光片换成紫色滤光片，紫光的波长较小，双缝干涉条纹间距减小，故D不符合题意。
(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数为1.030 mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为________mm。已知双缝间的宽度d＝0.3 mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L＝1.0 m，则该种色光的波长是__________m。
14.530
4.5×10－7
2.(2024·福建泉州市一模)一同学利用如图所示装置来测定当地
的重力加速度。已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，B为圆弧轨
道最低点，A、C等高，θ很小。钢球的半径为r，当钢球经过圆
弧轨道最低点B时，钢球的球心恰好经过光电门(图中未画出)。
现将钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，当光
电门第一次被挡光时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20时，计时为t。
(1)钢球往复运动的周期为________。
(2)钢球在圆弧轨道上的运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度的表达式为g＝____________。
(3)由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是________(选填“偏大”或“偏小”)。
解析：由于计数失误使测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大。
偏大
3．(2024·湖南卷，T12)在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图，某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案，主要实验仪器包括：气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体，主要步骤如下：
(1)调平气垫导轨，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块；
(2)将滑块拉至离平衡位置20 cm处由静止释放，滑块第1次经过平衡位置处开始计时，第21次经过平衡位置时停止计时，由此测得弹簧振子的振动周期T；
(3)将质量为m的砝码固定在滑块上，重复步骤(2)；
(4)依次增加砝码质量m，测出对应的周期T，实验数据如下表所示，在图中绘制T2－m关系图线；
m/kg T/s T2/s2
0.000 0.632 0.399
0.050 0.775 0.601
0.100 0.893 0.797
0.150 1.001 1.002
0.200 1.105 1.221
0.250 1.175 1.381
解析：根据表格中的数据描点连线，如图。
答案：图像见解析
(5)由T2－m图像可知，弹簧振子振动周期的平方与砝码质量的关系是________(选填“线性的”或“非线性的”)；
解析：图线是一条倾斜的直线，说明弹簧振子振动周期的平方与砝码质量为线性关系。
(6)取下砝码后，将待测物体固定在滑块上，测量周期并得到T2＝0.880 s2，则待测物体质量是________kg(保留3位有效数字)；
解析：在图线上找到T2＝0.880 s2的点，对应横坐标为0.120 kg。
线性的
0.120
(7)若换一个质量较小的滑块重做上述实验，所得T2－m图线与原图线相比将沿纵轴__________(选填“正方向”“负方向”或“不”)移动。
负方向
4．(2024·安徽黄山市二模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，小物同学用体积为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液，用注射器取体积为C的油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。
(1)此后实验操作的正确排序为：________(用字母符号表示)。
A．描绘油膜轮廓
B．取油酸酒精溶液
C．撒粉
D．滴油酸酒精溶液
CBDA
解析：本实验中先把痱子粉均匀撒到水面上，再用注射器取一定的溶液，然后滴到水中，再盖上玻璃盖，用笔在玻璃上描出油酸的轮廓，把坐标纸铺在玻璃上，故顺序为CBDA。
(2)把1滴该溶液滴入浅盘里，稳定后测得油酸膜面积为S，估算出油酸分子的直径大小为________(用以上字母表示)。
(3)小物同学的计算结果明显偏大，其原因可能是________。
A．计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数
B．痱子粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大
C．未等痱子粉完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓
D．用注射器测得1 mL溶液有N滴时数成了(N－1)滴
CD
解析：油膜面积测量值偏大，由上式可知d的测量值偏小，故A错误；
痱子粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大，d的测量值偏小，故B错误；
未等痱子粉完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓，导致油膜面积测量值偏小，d的测量值偏大，故C正确；
求每滴的体积时，溶液有N滴时数成了(N－1)滴，则体积偏大，d的测量值偏大，故D正确。
5．(2024·安徽合肥市一模)某实验小组探究一定质量的空气做等温变化的规律，实验装置如图甲所示。用圆柱状活塞将一定质量的空气封闭于无刻度的注射器筒内，封闭空气压强由压强传感器测出。
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A．注射器必须水平放置
B．注射器内部的横截面积不需要测量
C．固定在注射器上的刻度尺可以不标注单位
BC
解析：注射器不必保持水平放置，气体压强由传感器直接读出，实验时注射器如何放置对实验结果没有影响，故A错误；
实验中要探究的是压强和体积之间的比例关系，注射器筒是圆柱形，横截面积不变，不需要测量气体体积，所以注射器内部的横截面积没必要测量，故B正确；
注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量地改变体积，可以不标注单位，故C正确。
解析：气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的室内测量获得的。空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变。
①
缓慢
6．(2024·天津南开区质检)某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。
(1)在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使________(选填选项前的字母)。
A．P3只挡住P1的像
B．P4只挡住P2的像
C．P3同时挡住P1、P2的像
解析：实验中，在插P3时，应使P3同时挡住P1、P2的像；在插P4时，应使P4同时挡住P3和P1、P2的像。
C
(2)为了减小实验误差，实验时应注意的是________。
A．入射角应尽量小些
B．玻璃砖的宽度应小一些
C．大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些
解析：为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离适当大些。
C
(3)甲同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”)。
解析：作出实际光路图，如图所示，
由图可知，入射角不变，但是折射角变大，
根据折射定律可知，所测折射率偏小。
偏小
(4)乙同学在完成光路图以后，以入射点O为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线P1P2于A点，交入射点O与出射点O′连线的延长线于C点。过A点、C点作法线NN′的垂线AB、CD，垂足为B点、D点，如图丙所示。用刻度尺量得AB＝8.50 cm，CD＝5.00 cm，由此可得出该玻璃的折射率n＝________。
1.7
7．(2024·湖南九校联盟联考)某同学用半圆形玻璃砖测定玻
璃的折射率(如图所示)。
(1)在固定的平铺的白纸上画一条直线MON，取O点为入射
点并作过O点的法线；画出线段EO作为入射光线，在EO上垂直于纸面插上两根大头针P1、P2；放上半圆形玻璃砖(图中实线部分)，使玻璃砖的直线边界与MN重合、底面圆心与O点重合，并记录半圆边界；在玻璃砖曲线边界一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，在这一侧插上大头针P3，使P3挡住_________________(选填“P1、P2”或“P1、P2的像”)。
P1、P2的像
解析：在半圆边界一侧透过玻璃砖观察到的是P1、P2的像，故应使P3挡住P1、P2的像。
(2)移去玻璃砖，画出半圆边界，连接OP3交半圆边界于B点，作入射光线的延长线交半圆边界于A点；再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点。设AC 的长度为l1，CO的长度为l2，BD的长度为l3，DO的长度为l4，则
玻璃砖的折射率的最简表达式为n＝________(用l1、l2、l3或l4表示)。
(3)该同学在实验过程中，玻璃砖位置没有移动，仅仅是画半圆时半径偏大，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”)。
解析：若玻璃砖位置没有移动，仅仅是画半圆时半径偏大，分析可知光线的入射角和折射角都不变，由此测得玻璃砖的折射率将不变。
不变
8．(2024·广东卷，T11)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。
(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是____________。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz，则小车的加速度大小为________m/s2(结果保留3位有效数字)。
平衡摩擦力
2.86
(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为________cm。
解析：游标卡尺读数为4.1 cm＋4×0.02 mm＝4.108 cm。
4.108
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节________，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到__________。
解析：在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。
光源
干涉条纹(共61张PPT)
专题二十 机械振动
热学和光学实验
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1 用单摆测量重力加速度
近3年7卷7考
考向1 原型实验
(2023·重庆卷，T11)某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游
标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺
示数如图甲所示，则摆球的直径d为________mm。
[解析] 用游标卡尺测量摆球直径d＝19 mm＋0.02 mm×10＝19.20 mm。
19.20
(2)用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长
度l＝990.1 mm时，记录并分析单摆的振动视频，得
到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g
为________m/s2(保留3位有效数字)。
9.86
[答案] 见解析
命题视角：本题主要考查了游标卡尺的读数，单摆周期公式和图像分析。
方法技巧：解题的关键是知道实验原理，通过单摆周期公式求重力加速度。
【变式训练】(2024·山东烟台市期末)某同学用图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径d＝________cm。
解析：摆球直径d＝12 mm＋8×0.05 mm＝12.40 mm＝1.240 cm。
1.240
(2)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次(n为大于3的奇数)通过光电门时停止计时，记录的时
间为t，此单摆的周期T＝________(用t、n表示)。此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的F－t图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为________。
(3)若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出l－T2图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式g＝____________，理论上图线在纵轴截距的绝对值等于___________________。
考向2 实验创新与拓展
(2024·广西卷，T11)单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
(1)制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中________不变。
[解析] 选择题图甲方式的目的是要保持摆动中摆长不变。
(2)用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为________cm。
[解析] 摆球直径d＝1.0 cm＋6×0.1 mm＝1.06 cm。
摆长
1.06
(3)若将一个周期为T的单摆，从平衡位置拉开5°的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可看为简谐运动。当地重力加速度为g，以释放时刻作为
计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为
____________________________。
(2024·湖北卷，T12)某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2 g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。
具体步骤如下：
①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图(a)所示。
(1)由步骤④，可知振动周期T＝________。
(2)设弹簧的原长为l0，则l与g、l0、T的关系式为l＝________。
(3)由实验数据作出的l－T2图线如图(b)所示，可得g＝__________m/s2(保留3位有效数字，π2取9.87)。
9.59
(4)本实验的误差来源包括________(双选，填标号)。
A．空气阻力 B．弹簧质量不为零
C．光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置
[解析] 空气阻力的存在会影响弹簧振子的振动周期，是实验的误差来源之一，故A正确；
弹簧质量不为零导致振子在平衡位置时弹簧的长度变化，不影响其他操作，根据(3)中处理方法可知对实验结果没有影响，故B错误；
根据实验步骤可知光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置会影响振子周期的测量，是实验的误差来源之一，故C正确。
AC
命题视角：题目以“竖直面内的简谐运动测量重力加速度大小g”为命题情境，主要考查了简谐运动周期的求解、简谐运动周期公式的应用、数据处理和误差分析等知识。
方法技巧：本题是用单摆测定重力加速度实验的拓展和创新，对于此类实验要注意回顾原型实验，用原型实验的分析方法处理创新实验。
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2 热学实验
近3年3卷3考
考向1 油膜法估测分子的大小
(2024·山东泰安市二模) 微量累积法是物理学中经常用到的研究物理问题方法，如“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，就用到了这种方法。该实验的实验步骤如下：
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
②往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
(以下计算中π取3.14)
(1)将1 mL的油酸溶于酒精，制成1 000 mL的油酸酒精溶液；测得1 mL的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是200 cm2。由此估算出油酸分子的直径为___________m(结果保留2位有效数字)。
1.0×10－9
(2)1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数的数量级为________个(如：碳原子质量为1.992×10－26 kg，其质量的数量级为10－26 kg)。
1016
(3)取阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，则油酸的摩尔体积约为__________m3/mol(结果保留2位有效数字)。
3.2×10－4
考向2 探究等温条件下气体压强与体积的关系
(2024·贵州毕节市二诊)某实验小组利用如图装置探究一定质量的气体等温变化的规律。
(1)在实验操作过程中，为保证温度不变，以下操作正确的是________。
A．用橡皮帽堵住注射器的小孔
B．移动活塞要缓慢
C．实验时不要用手握住注射器
D．在注射器活塞一周涂润滑油
BC
[解析] 橡皮帽的作用是密封注射器内的气体，A错误；
为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是缓慢移动活塞，避免做功导致温度变化，不用手握住注射器封闭气体部分，避免热传递导致温度变化，B、C正确；
为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是用润滑油涂活塞，D错误。
反比
>
命题点3
PART
03
第三部分
命题点3 光学实验
考向1 测定玻璃的折射率
(2024·安徽卷，T11)某实验小组做“测量玻璃的折射
率”及拓展探究实验。
(1)为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实验，以下表
述正确的一项是__________。(填正确答案标号)
A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′
B．玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2
C．实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差
B
[解析] 在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐，用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线a′代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′，故A错误；
在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1，在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确；
为减小实验误差，实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，故C错误。
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率________(选填“大”或“小”)。
大
(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3(α2<α3)，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________(选填“>”或“<”)n介质。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
>
(2024·湖北卷，T11)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA′和BB′，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA′，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图(a)所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB′的垂线MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分别测量MM′、PP′的长度x和y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y－x图像，如图(b)所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是_____(单选，填标号)。
A．入射角越小，误差越小
B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
[解析] 入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差会变大，故A错误；
激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正确；
相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误。
B
(2)根据y－x图像，可得玻璃砖的折射率为________(保留3位有效数字)。
1.57
(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[解析] 根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果不变。
不变
考向2 用光的双缝干涉实验测定光的波长
(多选)(2024·江西卷，T9)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是( )
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
√
√
[解析] 进行双缝干涉测光的波长实验，光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，故A错误；
透镜的作用是使光更集中，故B正确；
单缝的作用是获得线光源，故C正确；
(2024·河北卷，T11)某同学通过双缝干涉实验测量单色光波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
根据表中数据，判断单色光1为________(选填“红光”或“绿光”)。
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
绿光
(2024·辽宁辽阳市一模)某同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验，使用的双缝间距d＝0.30 mm，双缝到光屏的距离L＝900 mm，该同学观察到的干涉条纹如图甲所示。
(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”)，分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图乙、丙所示，则相邻亮条纹的间距Δx＝________________________mm(结果保留3位小数)。
1.236(1.235～1.237均可)
(2)计算单色光的波长的公式λ＝____________(用L、d、x1、x2表示)，可得波长λ＝_________nm(结果保留3位有效数字)。
412
(3)若该单色光恰好能使某金属发生光电效应，则用波长更长的单色光照射时，一定________(选填“能”或“不能”)发生光电效应。
[解析] 若该单色光恰好能使某金属发生光电效应，因波长越长，频率越小，则用波长更长的单色光照射时，一定不能发生光电效应。
不能(共56张PPT)
模块七 实验技能及创新
专题十八 力学实验
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1 力测量类实验
近3年1卷1考
考向1 探究弹簧弹力与形变量的关系
(2024·浙江金华市十校期末)某小组在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时采用的方案如下：先把弹簧放在水平桌面上，用刻度尺测出弹簧原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码，记下对应的弹簧长度x，根据记录的数据作出弹簧弹力F与弹簧长度x的关系图像，如图所示。
(1)图线与x轴交点坐标数值________(选填“>”“＝”或“<”)L0。
[解析] 由题意，可知F－x图线与x轴的交点坐标表示弹簧竖直悬挂且不挂钩码时的长度，L0是弹簧水平放置时弹簧的原长，所以当弹簧未挂钩码竖直放置时，由于弹簧自身所受重力的影响，其长度将大于L0。
>
(2)由图线可知，弹簧的劲度系数k＝__________N/cm。
0.50
(3)图线上端呈曲线，其原因是______________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 图线上端呈曲线，其原因是弹簧的弹力超出了弹簧的弹性限度(或“拉力过大”)，使得弹簧弹力不再遵循胡克定律的线性变化规律。
弹簧的弹力超出了弹簧的弹性限度(或“拉力过大”)
考向2 探究两个互成角度的力的合成规律
(2024·四川宜宾市二诊)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A、B的拉力FA、FB的大小，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。
(1)图中弹簧测力计A的示数为________N。
[解析] 弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以示数为2.6 N。
2.6
(2)下列做法正确的是________。
A．实验需要测量重物M所受的重力大小
B．细线方向应与木板平面平行
C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
D．只用一个弹簧测力计一定无法完成实验
AB
[解析] OA和OB两段细线对O点拉力的合力与M所受的重力平衡，实验中需要对比合力的理论值与实验值，因此应测量重物M所受的重力，故A正确；
细线方向应与木板平面平行，以减小误差，故B正确；
改变拉力，进行多次实验，不需要每次都使O点静止在同一位置，故C错误；
只用一个弹簧测力计也可以完成实验，轮流交换测两个方向上的拉力，即可完成实验，故D错误。
(3)若保持FA、FB的夹角及O点位置不变，从弹簧测力计B水平方向开始，使弹簧测力计A、B均沿顺时针缓慢转动至弹簧测力计A水平，则在整个过程中关于弹簧测力计A、B的读数变化情况是________(填选项前的字母)。
A．A增大，B减小
B．A减小，B增大
C．A增大，B先增大后减小
D．A减小，B先增大后减小
B
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2 纸带类实验
近3年6卷6考
实验 装置图 实验操作 数据处理
探究小车速度随时间变化的规律 (1)细绳与长木板平行 (2)释放前小车应靠近打点计时器 (3)先接通电源，再释放小车，打点结束先切断电源，再取下纸带 (4)钩码质量适当 (1)判断物体是否做匀变速直线运动
(2)利用平均速度求瞬时速度
(3)利用逐差法求平均加速度
(4)作速度—时间图像，通过图像的斜率求加速度
(2)由图乙可求得vB＝________m/s，a＝________m/s2。(结果均保留3位有效数字)
0.790
2.80
(1)将长为1 m的刻度尺竖直固定，用手机支架置于刻度尺前1.5 m处，手机的相机正对刻度尺中心，如图所示。
(2)将一小球置于刻度尺前，将手机相机调到“慢动作(120FPS)”模式，然后先______________后_____________。(选填“点开始录制”或“释放小球”)
[解析] 将一小球置于刻度尺前，将手机相机调到“慢动作(120FPS)”模式，然后先点开始录制后释放小球。
点开始录制
释放小球
(3)用Phthoy提取视频帧图片，按照视频中时间先后对帧图片进行命名编号。去掉下落开始和结尾阶段拍摄角度不好的图片，选取了编号为386－406的
图片，则选取图片部分的总时间为________s。
(4)为了防止间隔时间过短，每隔一张选取一张作为有效图片，得到小球的位置如表所示：
图片编号 386 388 390 392 394 396
小球位置(cm) 5.20 7.40 9.80 12.50 15.40 18.60
图片编号 398 400 402 404 406 —
小球位置(cm) 22.10 25.80 29.80 34.10 38.60 —
则实验小组测得的重力加速度值为________m/s2(结果保留3位有效数字)。
9.50
考向2 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2024·江西卷，T11)某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。
(1)实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
(2)小车的质量M1＝320 g。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出a－F图像，如图(b)中图线甲所示。
(3)由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加至M2＝470 g，重复步骤(2)的测量过程，作出a－F图像，如图(b)中图线乙所示。
(4)与图线甲相比，图线乙的线性区间________，非线性区间________。再将小车的质量增加至M3＝720 g，重复步骤(2)的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示(表中第9～14组数据未列出)。
序号 1 2 3 4 5
钩码所受重力F/(9.8 N) 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100
小车加速度a/(m·s－2) 0.26 0.55 0.82 1.08 1.36
序号 6 7 8 9～14 15
钩码所受重力F/(9.8 N) 0.120 0.140 0.160 …… 0.300
小车加速度a/(m·s－2) 1.67 1.95 2.20 …… 3.92
较大
较小
[解析] 由题图(b)分析可知，与图线甲相比，图线乙的线性区间较大，非线性区间较小。
(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙。
[解析] 在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，如图所示。
[答案] 图像见解析
(6)根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量__________________时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释：_________________。
远大于钩码质量
见解析
命题视角：题目以“探究物体加速度与其所受合外力的关系”为命题情境，主要考查了实验数据的处理和分析、实验误差的分析等知识。
方法技巧：用计算题的思维分析实验题。
考向3 测定动摩擦因数
(2024·山东烟台市一模)图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：
①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平；
③用米尺测量遮光条与光电门间距x；
④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t；
⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。
回答下列问题：
(1)测量d时，某次游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为________cm。
[解析] 游标卡尺的示数
d＝0.9×10 mm＋0.05 mm×12＝9.60 mm＝0.960 cm。
0.960
考向4 验证机械能守恒定律
(2024·湖北七市州二模)为验证机械能守恒定律，某
小组同学设计的实验装置如图所示，细线的一端拴一个金
属小球，另一端连在天花板O处的拉力传感器上。先用水
平作用力将小球从最低点A处缓慢拉至B点，然后由静止释
放，B、A的竖直高度差为h，记录小球通过A处光电门的遮光时间t，金属小球的直径d(d h)，整个过程中细线都处于绷直状态，已知当地重力加速度为g。
(1)小球从A移至B点过程中，拉力传感器的示数可能________。
A．一直变大 B．一直变小
C．保持不变
A
(2)小球通过最低点的速度大小为________。
(3)小球从静止释放到最低点的过程中，满足机械能守恒的关系式为________________。
命题点3
PART
03
第三部分
命题点3 力学其他实验
近3年17卷17考
考向1 验证动量守恒定律
(2024·山东卷，T13)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。
[解析] 由x－t图像中图线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，即这个时刻发生了碰撞。
1.0
(2)滑块B碰撞前的速度大小v＝________m/s(保留2位有效数字)。
0.20
(3)通过分析，得出质量为200.0 g的滑块是________(选填“A”或“B”)。
B
考向2 探究平抛运动的特点
(2024·河北卷，T12)图1为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹。某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图2所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。
(1)每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度________(选填“相同”或“不同”)。
[解析] 为保证钢球每次做平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上同一位置由静止释放，故高度相同。
相同
(2)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。
[解析] 描点连线用平滑曲线连接，钢球做平抛运动的轨迹如图所示。
[答案] 图像见解析
(3)根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为________m/s(当地重力加速度g取9.8 m/s2，保留2位有效数字)。
0.71
考向3 探究向心力大小的表达式
(2024·山西临汾市模拟)某实验小组通过如图所示的
装置探究向心力与线速度的关系。固定在悬点O处的力传
感器通过长度为l的细绳连接小球，小球直径为d，悬点正
下方的光电门可以测量小球直径的挡光时间。小球每经过
光电门一次，通过力传感器和光电门可同时获得一组实验数据，改变小球释放的高度，获得多组数据。
(1)小球经过光电门时的挡光时间为Δt，则此时的速度v＝________。
(3)该小组在探究上述规律时，经过多次实验，检查仪器正常，读数均没有问题，但发现(2)中得到斜率的测量值与理论值相比总偏小，其原因可能是______。
A．将摆线长度记为圆周运动的半径了
B．将摆线长度和小球半径之和记为圆周运动的半径了
C．将摆线长度和小球直径之和记为圆周运动的半径了
C(共75张PPT)
专题十九 电学实验
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1 电阻测量类实验
近3年18卷18考
滑动变阻器的限流接法和分压接法
(1)两种接法的比较(不考虑电源的内阻)
比较项目 限流式接法 分压式接法
电路图
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况
①要求电压表能从零开始读数；
②当待测电阻Rx R0(滑动变阻器的最大阻值)时；
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。
(3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常情况下，由于限流电路结构简单、耗能少，优先使用限流式接法。
考向1 电阻的测量
(2024·新课标卷，T23)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表V的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5 V)，电压表V1(量程5 V，内阻约3 kΩ)，定值电阻R0(阻值为800 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，开关S，导线若干。
完成下列填空：
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
CAB
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的____________(选填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________(选填“×1”“×100”或“×1 k”)位置，重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为________kΩ(结果保留1位小数)。
负极、正极
×100
1.6
[解析] 利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项。故首先操作顺序为CAB。由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。读数时欧姆表的指针位置如题图(a)中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡“×100”的位置。重新调节后，测量得到指针位置如题图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻R＝16.0×100 Ω＝1.6 kΩ。
(2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端。
[解析] 题图(b)所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式接法，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器R1；为保护电路，且测量电路部分电压从零开始调节，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。
R1
a
(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V1、待测电压表
的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)。
(4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，则待测电压表内阻RV＝__________kΩ(结果保留3位有效数字)。
1.57
命题视角：题目以“测量电压表的内阻”为命题情境，主要考查了多用电表的使用和读数、实验器材的选取和电路设计等知识。
方法技巧：测大电阻时，要注意电阻串联分压规律的应用。
考向2 导体电阻率的测量
某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有如下实验器材可供选择：
A．直流电源：电动势约为3 V，内阻可忽略不计；
B．电流表A：量程0～100 mA，内阻约为5 Ω；
C．电压表V：量程0～3 V，内阻为3 kΩ；
D．滑动变阻器：最大阻值为100 Ω，允许通过最大电流为0.5 A；
E．开关、导线等。
(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路长度L＝0.820 m，用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为____________________mm。
[解析] 根据螺旋测微器的读数规律，该读数d＝0.5 mm＋28.7×0.01 mm＝0.787 mm。
0.787(0.785～0.789)
(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图中读出金属丝电阻约为________Ω。
[解析] 根据欧姆表的读数规律，该读数R＝9.0×1 Ω＝9.0 Ω。
9.0
(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R＝10.0 Ω，则这种金属材料的电阻率为___________Ω·m。(结果保留2位有效数字)
5.9×10－6
(2024·山东卷，T14)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下：
学生电源(输出电压0～16 V)；
滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)；
电压表V(量程0～3 V，内阻未知)；
电流表A(量程0～3 A，内阻未知)；
待测铅笔芯R(X型号、Y型号)；
游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。
回答以下问题：
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为________mm。
[解析] 根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数d＝2 mm＋0.01×45.0 mm＝2.450 mm。
2.450
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(选填“1”或“2”)端。
[解析] 由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。
1
(3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I－U图像如图丙所示，求得电阻RY＝________Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω。
1.91
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率________(选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
大于
考向3 电表的改装
(2024·安徽卷，T12)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig＝500 μA，Rg＝800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图1所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。
(1)开关S1闭合前，滑片P应移动到________(选填“M”或“N”)端。
[解析] 由题图1可知，该滑动变阻器采用分压式接法，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端。
(2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω，则R2的阻值应调至________Ω。
[解析] 当开关S2接a时，电压表量程为3 V，根据欧姆定律有U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)，其中R1＝1 200 Ω，解得R2＝4 000 Ω。
M
4 000
(3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为__________________。(结果用U、I、R1、R2表示)
(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。(填正确答案标号)
A．增大电阻箱R1的阻值
B．减小电阻箱R2的阻值
C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
[解析] 校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，要减小G的示数可以增大两电阻箱的阻值。
A
(5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图2所示，此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字)
[解析] 根据闭合电路欧姆定律UV＝IA(Rg＋R1)＝430×10－6×(800＋1 200)V＝0.86 V。
0.86
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2 测量电源的电动势和内阻
近3年5卷5考
(2024·重庆市二模)用图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势E约为2 V，内阻r比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻R0。
(1)现有蓄电池、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干，以及下面的器材：
A．电压表(0～3 V) B．电压表(0～15 V)
C．定值电阻(2 Ω) D．定值电阻(10 Ω)
实验中电压表应选用________， R0应选用________(均选填相应器材前的字母)。
[解析] 电源电动势约为2 V，所以电压表应选A；电流表量程为0～0.6 A，如果定值电阻选择D，电路电流太小，定值电阻应选择C。
A
C
(2)图2是实验器材实物图，已连接了部分导线，请根据图1，补充完成实物间的连线。
[解析] 根据题图1所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示。
[答案] 实物图见解析
(3)某位同学根据实验记录的数据作出如图3所示的U－I图线，可得出蓄电池的电动势E＝__________________V，内电阻r＝__________________Ω。(结果均保留2位小数)
2.05(2.03～2.07)
0.50(0.45～0.55)
(4)采用图1电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是________。
A．电流表的分压作用 B．电流表的分流作用
C．电压表的分流作用 D．电压表的分压作用
[解析] 由电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值偏小，这是实验误差的主要原因，故C正确。
C
(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T11)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图(a)(b)所示的实验电路原理图。
(1)实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于
电阻丝的________(选填“A”或“B”)端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压
表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅰ；
④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅱ。
A
[解析] 为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由题图(a)可知，应该置于A端。
(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝________。
命题点3
PART
03
第三部分
命题点3 利用传感器制作简单的自动控制装置
近3年4卷4考
(2024·福建厦门市质检)某实验小组为测量一个热敏电
阻阻值(可变范围15～100 Ω)随温度变化的关系，利用下列仪
器设计了如图甲所示的电路图：
A．电源E(电动势为12 V，内阻约为1 Ω)
B．电压表V1(量程为0～6 V，内阻约为3 kΩ)
C．电压表V2(量程为0～15 V，内阻约为5 kΩ)
D．电流计G(量程为0～100 mA，内阻为10 Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω，额定电流为3 A)
F.定值电阻R0＝10 Ω
(1)断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器测出较低温度时的热敏电阻阻值。
(2)随着热敏电阻温度升高，所测电流也逐渐增大，当通过热敏电阻电流即将超过100 mA时，闭合开关S2，相当于将电流计改装为量程为________mA的电流表，并继续进行电阻的测量。
200
(3)为减小实验误差，应保证电表示数超过量程的三分之一，则电压表应选择________(选填“V1”或“V2”)。
[解析] 闭合开关S2后，热敏电阻两端电压最大值Um＝IR＝200×10－3×15 V＝3 V，为减小实验误差，电表示数超过量程的三分之一，电压表应选择V1。
V1
(4)经过测量得出热敏电阻的阻值R与温度t的关系图像如图乙所示，该小组利用此热敏电阻R与继电器组成一个简单恒温箱温控电路如图丙所示，当线圈的电流达到一定值时，继电器的衔铁被吸合，图中“电源”是恒温箱加热器的电源，则恒温箱的加热器应接在________(选填“A、B”或“C、D”)端；若要提高恒温箱内的温度，应________(选填“调大”或“调小”)可变电阻器R′的阻值。
A、B
调大
(2024·广东卷，T12)某科技小组模仿太阳能发电中的
太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能
电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检
测电路。所用器材有：电源E(电动势3 V)；电压表V1和V2(量
程均有3 V和15 V，内阻均可视为无穷大)；滑动变阻器R；两
个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表间的实物图连线。
[解析] 电路连线如图。
[答案] 见解析图
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于______端。用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。V1的示数如
图丙所示，读数U1为________V，U2的示数为1.17 V。
由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值
________(选填“较大”或“较小”)。
③断开S。
b
1.60
较大
[解析] ①将题图甲中的R的滑片置于b端。
②电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为1.60 V；由此可知表面光照强度较小的RG1两端电压较大，说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射RG1和RG2。
②闭合S，并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1[解析] ②由于两电压表的示数U1逆时针
U1＝U2
命题点4
PART
04
第四部分
命题点4 多用电表的原理及使用
近3年2卷2考
(2024·安徽黄山市二模)小理同学利用实验室器材改装了一个双量程电流表，并利用此改装的电流表设计了一个多倍率的欧姆表。
(1)如图甲所示，双量程电流表的量程分别是0～10 mA
和0～100 mA，当使用0、1两个端点时，量程为
________________。
0～100 mA
[解析] 当表笔接通2时，两电阻串联，而当表笔接通1时，电流计与R2串联，R1两端满偏的电压大，则通过R1的最大电流较大，因此当表笔接通1时电流表的量程为0～100 mA。
(2)某同学使用此双量程电流表组装完成了简易双倍率欧姆
表(“×1”和“×10”)，电路图如乙图所示。
①A端应与________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。
②电源电动势为1.5 V，换挡开关与2相连，此欧姆表内阻
为________Ω，此时应为________倍率。
红
150
×10
③为了验证改装的欧姆表(×10)的测量精度，按规范操作在红、黑表笔间接标准电阻R＝120 Ω时，指针指示位置如丙图所示，造成这一误差的原因可能是________。
A．电池使用时间较长致电动势偏小
B．改装电流表时接入的电阻1偏小
C．表头真实内阻偏小
A
改装电流表时接入的电阻1偏小时，导致Ig′偏大，所以测量的I值偏大，指针向右偏，欧姆表示数变小了，B错误；
表头真实内阻偏小，对Ig′没有影响，所以对实验结果也无影响，C错误。
命题点5
PART
05
第五部分
命题点5 用传感器观察电容器的充、放电过程
近3年5卷5考
(2024·广西卷，T12)某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器材如下：电容器，电源E(电动势6 V，内阻不计)，电阻R1＝400.0 Ω，电阻R2＝200.0 Ω，电流传感器，开关S1、S2，导线若干。实验步骤如下：
(1)断开S1、S2，将电流传感器正极与a节点相连，其数据采样频率为5 000
Hz，则采样周期为________s。
(2)闭合S1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I－t曲线如图乙，由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为________mA(结果保留3位有效数字)。
[解析] 由题图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为15.0 mA。
15.0
(3)保持S1闭合，再闭合S2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为________V。
2
(4)实验得到放电过程的I－t曲线如图丙，I－t曲线与坐
标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C，则
电容器的电容C为________μF。图丙中I－t曲线与横坐
标、直线t＝1 s所围面积对应电容器释放的电荷量为
0.003 8 C，则t＝1 s时电容器两极板间电压为____________V(结果保留2位有效数字)。
4.7×103
5.2
[解析] 充电结束后电容器两端电压UC′＝E＝6 V，故可得ΔQ＝(UC′－UC)C＝0.018 8 C
解得C＝4.7×103 μF
设t＝1 s时电容器两极板间电压为UC″，得(UC′－UC″)C＝0.003 8 C
代入数值解得UC″≈5.2 V。
命题点6
PART
06
第六部分
命题点6 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
近3年1卷1考
(2024·河北石家庄市质检)某同学利用如图甲所示器材做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
(1)该同学按图乙连接电路，变压器的左侧线圈接
线柱0、8与学生电源的“稳压6 V”接线柱相连。
闭合开关，用多用电表测得右侧线圈0、4接线柱
之间的电压为________。
A．0 B．3.0 V
C．6.0 V D．12.0 V
[解析] 变压器是根据互感现象进行工作的，由题图乙可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端的电压为0。
A
(2)正确连接电路后，变压器选用左侧0、2接线柱和右侧0、4接线柱进行实验，用多用电表测得左侧0、2之间的电压为U1，右侧0、4之间的电压为U2，数据如表所示，可判断学生电源接在了接线柱____________(选填“左侧0、2”或“右侧0、4”)上。
实验次数 1 2 3 4 5
U1/V 1.00 1.90 3.00 4.00 4.80
U2/V 2.10 4.00 6.10 8.20 10.00
[解析] 由于有漏磁，副线圈测量电压小于理论值，所以U1为副线圈，可判断连接交流电源的原线圈是右侧0、4。
右侧0、4
(3)实验室中还有一个变压器，如图丙所示。现
要测量A、B线圈的匝数，实验步骤如下：
①取一段漆包线，一端与A线圈上端接线柱相连，
顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n
匝线圈，漆包线另一端与交流电源一端相连，A线圈下方接线柱与交流电源另一端相连接。
②用多用电表的交流电压挡先后测出交流电源两端的电压U0和B线圈的输出电压U。
③用多用电表的交流电压挡测出A线圈两端的电压U1。
如果把该变压器看作理想变压器，则A、B线圈的匝数nA＝________，nB＝
__________。(用题中给出的字母表示)(共50张PPT)
复习效果自测
1．(2024·湖南卷，T11)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100 mA，电压表量程为0～3 V，表盘如图(c)所示，示数为________V，此时金属丝阻值的测量值R为________Ω(保留3位有效数字)。
1.23
12.3
(2)打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值。
(3)根据测量数据绘制R－p关系图线，如图(d)所示。
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100 mA，电压表指针应该在图(c)指针位置的________(选填“左”或“右”)侧。
解析：根据题图(d)可知气压越小电阻越大，再根据U＝IR可知压强p减小，电阻R增大，故电压增大，电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
右
(5)若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
小于
2．(2024·河北省期末)某同学完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
(1)他在实验室找到下列器材：
A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B．开关、导线若干
C．低压交流电源
在本实验中，还需用到的实验器材有__________________________。
解析：由于要测原、副线圈的电压，故需要交流电压表或者是多用电表。
交流电压表(或多用电表)
(2)该同学做实验时，保持原、副线圈的匝数不变，改变原线圈的输入电压，并对原线圈电压和副线圈电压做了测量，得到下表。
上述操作过程中有一个操作存在安全隐患，是____________________________________，有一组数据的记录不符合要求，是第________组。
组别 1 2 3 4 5 6 7 8
U1 2.30 4.60 6.69 8.81 10.8 13.10 15.21 17.31
U2 1.13 2.28 3.34 4.38 5.4 6.51 7.59 8.64
使用低压交流电源的电压不能超过12 V
5
解析：在变压器的实验中为了安全起见，使用低压交流电源的电压不要超过12 V，但上述实验中出现了几组大于12 V的电压，这是安全隐患，从数据记录的结果看，所有电压都是保留的两位小数，只有第5组的数据是保留了一位小数，故第5组数据的记录不符合要求。
(3)他将数据输入Excel图表，并利用插入散点图得到图像如图所示，查阅资料知道此时原、副线圈的匝数分别为n1＝800和n2＝400，由此可知变压器原、副线圈电压与匝数的关系为______________(用物理量符号表示)。
3．(2024·贵州安顺市二模)多用电表是一种多功能仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。
(1)指针式多用电表使用前应该调整________________(选填“欧姆调零旋钮”“指针定位螺丝”或“选择开关”)，使指针指到零刻度。
解析：指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。
指针定位螺丝
(2)现用该多用电表测某定值电阻的阻值，把选择开关旋转到“×1k”位置，指针指到“m”处，由于误差较大，应选择合适倍率重新测量，选择合适倍率后，________(选填“要”或“不要”)重新进行欧姆调零。正确操作后，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为________Ω。
解析：用指针式多用电表测电阻每次选择合适倍率后，都要重新进行欧姆调零。选择开关旋转到“×1k”位置，指针指到“m”处，说明电阻较小，故应将开关旋转到“×100”位置，此时指针指到“n”处，则该电阻的阻值为12×100 Ω＝1 200 Ω。
要
1 200
(3)图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的正极应接________(选填“红”或“黑”)表笔。图中G为表头，量程为0～100 μA，内阻Rg＝4 kΩ，滑动变阻器的最大阻值RT＝1 kΩ，两表笔短接，通过调节a、b间的触点，使G满偏。已知R2＝2 kΩ，电池电动势为1.50 V(电池内阻可忽略)，触点在a端时G满偏，则R1＝________Ω。
黑
1 250
4．(2024·安徽池州市期末)电容器的充、放电过程是电容器的主要工作形式，也是我们了解电容器的一个载体。某实验小组为了研究电容器的充、放电过程，从实验室找来了一些实验器材，设计了用电流传感器、电压传感器观察电容器的充、放电过程的电路图，如图1所示。
(1)开关接1时，电源给电容器充电，为了调高电容器的充电电压，滑动变阻器的滑片P应向________(选填“a”或“b”)端移动。
解析：滑动变阻器采用分压式接法，故向b端滑动充电电压升高。
b
(2)开关接1，调节滑动变阻器的滑片位置，当电压传感器示数稳定为8 V时，将开关接2，电流传感器记录下了电流随时间变化的关系，如图2所示，则电容器的电容约为________________________________________F。
4.4×10－4(4.1×10－4～4.6×10－4都正确)
(3)开关接2时，如果不改变电路的其他参数，只增大电阻箱的电阻，放电时I－t图像与横轴围成的面积将________(选填“增大”“不变”或“变小”)；放电时间________(选填“变长”“不变”或“变短”)。
解析：电容器的电荷量Q＝CU，电容器储存的电荷量与电阻R无关，所以曲线与横轴围成的面积保持不变；当增大电阻R时，由于电阻对电流的阻碍作用增强，放电电流减小，所以放电时间将变长。
不变
变长
(4)在(2)条件下，开关接1时，电源给电容器充电所获得的电能为___________________________________J。(上述计算结果均保留2位有效数字)
1.4×10－2(1.3×10－2～1.5×10－2都正确)
5．(2024·青海海东市二模)某同学从多用电表内部拆出一个量程为0～200 μA的灵敏电流表，现要测量该表头的内阻(大于2 000 Ω)，实验室所提供的器材有：
A．待测灵敏电流表 ；
B．电阻箱R1(0～99 999.9 Ω)；
C．滑动变阻器R2(最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A)；
D．滑动变阻器R3(最大阻值为50 Ω，允许通过的最大电流为0.1 A)；
E．干电池一节(电动势约1.5 V，内阻约1 Ω)；
F．导线若干、开关两个。
该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作：
①把滑动变阻器的滑片滑到a端，闭合开关S2，并将电阻箱R1的阻值调到较大；
②闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片，使灵敏电流表满偏；
③保持开关S1闭合、滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关S2，调整电阻箱R1的阻值，当灵敏电流表半偏时，电阻箱旋钮位置如图丙所示。
请回答下列问题：
(1)滑动变阻器应选用________(选填“R2”或“R3”)。
解析：选择较小的滑动变阻器，断开S2与闭合S2时相比，滑动变阻器左侧部分的电压变化较小，测得的灵敏电流表内阻误差较小，所以滑动变阻器应选用R2。
R2
(2)用笔画线代替导线将实物图乙补充完整。
解析：实物连接如图所示。
答案：实物图见解析
(3)该灵敏电流表内阻为________Ω。
解析：不考虑滑动变阻器左边部分电压的变化，当灵敏电流表半偏时，电阻箱两端的电压与灵敏电流表两端的电压相等，则电阻箱的读数等于灵敏电流表的内阻，由题图丙可知灵敏电流表的内阻为2 596.0 Ω。
(4)在操作无误的情况下，灵敏电流表内阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
解析：在断开S2后，电路中的总电阻增大，总电流减小，滑动变阻器的左侧部分电压增大，则灵敏电流表半偏时，电阻箱两端的电压略大于灵敏电流表两端电压，所以内阻的测量值大于真实值。
2 596.0
大于
6．(2024·江西卷，T12)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07 m和高h＝0.03 m。
(2)现有实验器材：电流表(量程0～300 μA，内阻RA＝2 500 Ω)、电压表(量程0～3 V或0～15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。
解析：电源电动势为3 V，故电压表量程选择0～3 V；由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法，实物图如图所示。
答案：实物图见解析
(3)连接好电路，测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃，重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx－l图，分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若Rx－l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ＝________(用k、d、h表示)。实验结果表明，温度________(选填“高”或“低”)的水更容易导电。
kdh
高
(5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10－3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10－3 A，热水器出水温度最高为65 ℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为________m(保留2位有效数字)。
0.46
7．(2024·广西柳州市三模)某同学在实验室先将一满偏电流Ig＝100 μA、内阻Rg＝900 Ω的微安表G改装成量程为0～1 mA的电流表，再将改装好的电流表改装成具有两个量程的电压表(如图虚线框内)，其中一个较大的量程为0～3 V。然后利用一个标准电压表，根据如图所示电路对改装后的电压表进行校准。已知R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2＝510 Ω。
(1)闭合开关S前，应将滑片P调至______(选填“M”或“N”)端。
解析：闭合开关S前，应将滑片P调至最左端，即M端。
(2)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R3＝________Ω。
M
100
2 400
(3)当单刀双掷开关拨到2位置时，电压表的量程为________V。
0～0.6
8．(2024·河北唐山市模拟)某同学按图甲所示电路测定电池的电动势和内阻。图乙中已将实验器材进行了部分连接。
(1)请根据实验原理，将图乙中的实物电路补充完整。
解析：电路连线如图1所示。
答案：实物图见解析图1
(2)该同学获得数据后在U－I坐标系中描点如图丙所示。
根据坐标系中数据可求得电池的电动势为________V，内阻为________Ω。
1.50
0.50
(3)若实验时发现电流表已损坏，其他器材完好。该同学移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新进行实验。请在虚线框中画出该同学重新进行实验的电路图。
解析：实验的电路图如图3所示。
答案：电路图见解析图3
9．(2024·辽宁抚顺市期末)学习了传感器之后，某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R，想利用热敏电阻的阻值随温度的升高而增大的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示。他们准备的实验器材如下：干电池(电动势为1.5 V，内阻很小可以忽略不计)、灵敏毫安表(量程为0～10 mA，内阻为50 Ω)、开关、导线若干。
(1)直接将干电池、开关、灵敏毫安表、热敏电阻R串接成一个电路作为测温装置，如图乙所示，则该电路能测量的最低温度为________℃。
解析：要保证通过电路的电流不超过10 mA，电路的总电阻不能小于150 Ω，即热敏电阻的阻值不能小于100 Ω，所以该电路能测量的最低温度为0 ℃。
0
(2)该实验小组将热敏电阻R做防水处理后放入100 ℃的开水中，稳定后灵敏毫安表的示数为________mA。
解析：100 ℃时热敏电阻的阻值为150 Ω，此时电路中的总电阻为200 Ω，灵敏毫安表的示数为7.5 mA。
7.5
(3)在0 ℃～100 ℃之间，毫安表的电流I(单位为A)和温度t(单位为℃)的关系式为I＝________。
(4)忽略干电池的内阻，会使温度的测量值_______ (选填“大于” “等于”或“小于”真实值。) 。
大于
10．(2024·江西赣州市期末)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)。
(1)某光敏电阻R阻值随照度变化的曲线如图甲
所示。由图像可求出照度为0.6 lx时的电阻约为
________kΩ。
解析：从图像上可以看出当照度为0.6 lx时，电阻约为2.8 kΩ。
2.8
(2)图乙是街道路灯自动控制设计电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(选填“AB”或“BC”)之间。
解析：当天亮时，光敏电阻的阻值变小，所以回路中电流增大，则衔铁被吸下来，触片和下方接触，此时灯泡应该熄灭，说明灯泡接在了AB之间。
AB
(3)用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙，则线圈的电阻为________Ω；已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合，图乙中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有两种规格可供选择：R1(0～200 Ω，1 A)、R2(0～2 000 Ω，0.1 A)。要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)端移动。
140
R2
左(共49张PPT)
复习效果自测
1．(2024·重庆市第二次检测)某兴趣小组利用斜槽和多个相同小玻璃球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图甲所示。
主要实验步骤如下：
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁，调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直)；
②依次将多个相同小玻璃球从斜槽上同一位置由静止释放；
③玻璃球运动过程中，用手机对玻璃球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。
试回答下列问题：
(1)以下操作中，必须的是________(单选，填正确答案标号)。
A．斜槽尽可能光滑 B．斜槽末端切线水平
C．玻璃球体积适当大些
解析：由于玻璃球每次都从斜槽上同一位置由静止开始运动，无论斜槽是否光滑，玻璃球到达斜槽末端的速度都相同，故A错误；
由于本实验研究平抛运动，斜槽末端切线必须水平，故B正确；
玻璃球体积大不利于确定位置，故C错误。
B
(2)如图乙所示，某次实验所拍照片中同时出现了三个小球。已知该方格纸每小格的边长为5 cm，当地重力加速度g取10 m/s2，忽略空气阻力，则玻璃球做平抛运动的水平初速度为________m/s，图中A球所在位置到斜槽末端的水平距离x0＝________m。
0.15
2．(2024·江西新余市二模)某实验小组为了验证小球所受向心力与角速度、半径的关系，设计了如图甲所示的实验装置，转轴MN由小电机带动，转速可调，固定在转轴上O点的力传感器通过轻绳连接一质量为m的小球，一根固定在转轴上的光滑水平直杆穿过小球，保证小球在水平面内转动，直杆最外边插一小遮光片P，小球每转一周遮光片P通过右边光电门时可记录遮光片最外边的挡光时间，某次实验操作如下：
(1)用螺旋测微器测量遮光片P的宽度d，测量结果如图乙所示，则d＝________mm。
解析：螺旋测微器的精度为0.01 mm，由题图乙可知遮光片P的宽度
d＝1.5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mm。
1.880
(2)如图甲所示，安装好实验装置，用刻度尺测量遮光片最外端到转轴O点的距离记为L1，测量小球球心到转轴O点的距离记为L2。开动电动机，让小球转动起来，某次遮光片通过光电门时光电门计时为t，则小球此时的角
速度等于________。(用字母d、t、L1、L2中的部分字母表示)
(3)验证向心力与半径关系时，让电动机匀速转动，遮光片P每次通过光电门的时间相同，调节小球球心到转轴O点的距离L2的长度，测出每一个L2的长度以及其对应的力传感器的读数F，得出多组数据，画出F－L2的关系图像应该为________。
A
3．(2024·天津南开区质检)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，轻弹簧所受的水平拉力F等于所挂钩码的重力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在轻绳的下端，测出每挂一个钩码弹簧相应的长度L。某同学通过实验测出了6组数据，并在图乙的坐标系中描点。
(1)在图乙中作出F－L图像。
解析：描点连线如图。
答案：图像见解析
(2)由图线可得出该弹簧的原长为________cm，弹簧的劲度系数为________N/m(保留2位有效数字)。
5
19
(3)该同学的测量、记录及描点都规范正确，但图乙中的一个描点(19 cm，2.0 N)位置明显有偏差，造成这个现象的原因是：_________________________________________________。
解析：(19 cm，2.0 N)位置明显有偏差，可能是弹簧所受的拉力超出了弹簧的弹性限度。
弹簧所受的拉力超出了弹簧的弹性限度
4．(2024·福建厦门市期末)在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧测力计分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O；再单独用一个弹簧测力计将橡皮条的结点拉到同一位置O点。
(1)本实验采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
B
解析：本实验用一个弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两个弹簧测力计拉橡皮条的效果，应用了等效替代方法，故选B。
(2)如图是某次实验中小李、小张、小王三位同学通过两块三角板来绘制平行四边形的情况，其中正确的是________。
A．小李同学固定b三角板，移动a三角板
B．小张同学固定b三角板，移动a三角板
C．小王同学固定b三角板，移动a三角板
A
解析：小李同学固定b三角板，移动a三角板，由题图可知，向下移动a三角板，可作出与F1平行的边，可以作出平行四边形，故A正确；
由小张同学的图可知，应向下移动a三角板，作出与F1平行的边，但题图所示位置无法向下移动a板，故B错误；
由小王同学的图可知，应向左移动a三角板，作出与F2平行的边，但题图所示位置无法向左移动a板，故C错误。
(3)做实验时，根据测量结果在白纸上画出的图如图所示，图中的F1和F2为两个分力，则合力大小约为________N。
3.04
解析：根据平行四边形定则作出合力，如图所示。
则合力大小约为F合＝3.04 N。
5．(2024·东北三校一模)在研究小车做匀变速直线运动的实验中，使用打点计时器打出一条纸带如图所示，其中打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，图中A、B、C、D、E为纸带上选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个点没有画出。
(1)根据纸带中数据可以判定小车做匀变速直线运动的依据是：________________________________________________________________。
解析：根据纸带数据可得
xBC＝19.50 cm－6.50 cm＝13.00 cm
xCD＝39.00 cm－19.50 cm＝19.50 cm
xDE＝65.00 cm－39.00 cm＝26.00 cm
则有Δx＝xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝6.50 cm
可知相邻相等时间内的位移差为定值，则小车做匀变速直线运动。
相邻相等时间内的位移差为定值
(2)根据纸带计算可知，C点速度大小vC＝________m/s，小车加速度大小a＝________m/s2。(计算结果均保留2位小数)
1.63
6.50
(3)若实际上使用的交流电频率大于50 Hz，则上面计算出加速度的值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
解析：若实际上使用的交流电频率大于50 Hz，则打点周期小于0.02 s，相邻计数点的时间间隔小于0.1 s，可知代入计算的时间偏大，则上面计算出加速度的值小于实际值。
小于
6．(2024·安徽池州市期末)某同学利用如图甲所示装置测量滑块运动的加速度。
实验步骤如下：
①将宽度相同的遮光片a、b安装在滑块上，如图乙所示；
②用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示；
③用刻度尺测量遮光片a、b中心之间的距离L；
④将气垫导轨一端垫高，由静止释放滑块，通过光电计时器读取遮光片a、b通过光电门时的遮光时间Δta和Δtb。
回答下列问题：
(1)遮光片a、b的宽度d＝________cm。
解析：遮光片a、b的宽度
d＝5 mm＋0.05 mm×12＝5.60 mm＝0.560 cm。
0.560
(2)遮光片a、b中心的间距L＝8.50 cm，某次实验时，遮光片a、b的遮光时间分别为Δta＝16.0 ms、Δtb＝10.0 ms。则遮光片a通过光电门时滑块的速度va＝________m/s，滑块在倾斜气垫导轨上运动时的加速度a＝________m/s2(计算结果均保留3位有效数字)。
0.350
1.12
7．(2024·黑龙江齐齐哈尔市二模)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；滑块置于长木板上，右端通过跨过滑轮的轻绳悬挂钩码，左端连接穿过打点计时器的纸带(图中未画出)。本实验中可用的钩码共有5个，每个质量均为m0。
(1)实验前，________(选填“需要”或“不需要”)在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使滑块(和钩码)无钩码牵引时，可以在木板上匀速下滑。
解析：实验前为了避免滑块与木板的摩擦对实验造成影响，需要在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，让滑块受到的重力沿长木板向下的分力等于滑块受到的滑动摩擦力。
需要
(2)实验时，将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余(5－n)个钩码仍留在滑块内，由静止释放滑块，利用打点计时器获得纸带，经数据处理后可得到相应的加速度a。n＝2时的纸带如图(b)所示，其中相邻两计数点间还有4个计时点未标出，已知所用交流电源频率为50 Hz，由图(b)求出此时滑块的加速度为________m/s2(保留3位有效数字)。
1.20
A
(4)已知上述图线斜率为k，则可求得滑块的质量为____________(当地重力加速度为g)。
8．(2024·陕西宝鸡市二模)某实验小组设计如图甲所示的实验装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数。将右端带有滑轮的长木板平放在水平实验桌面上，滑块放在长木板上，滑块的左端与穿过打点计时器(未画出)的纸带相连，右端用细线通过定滑轮与托盘连接。调整滑轮高度使细线方向与长木板平行。在托盘中放入适量砝码，滑块在托盘的水平牵引力下运动，通过纸带测量滑块的加速度。
(1)图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E相邻两点间有四个计时点未画出，交流电频率为50 Hz，根据纸带上打出的A、B、C、D、E五个点的位置可求出滑块的加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
0.43
(2)滑块质量是托盘(含砝码)质量的k倍，滑块的加速度用a表示，重力加速
度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________________(用题中所给物理量的字母表示)。
(3)实验中，由于没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦，导致测得的动摩擦因数会________(选填“偏大”或“偏小”)。
偏大
9．(2024·福建三明市3月质检)某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。质量均为M的A、B两个圆筒用绕过光滑定滑轮的细线连接，圆筒B锁定在桌子的边缘，B上装有质量不计的遮光条，遮光条上方有与光电计时器连接的光电门，圆筒A中装有10个质量均为m的砝码。已知重力加速度为g。
(1)实验前用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________mm。
解析：20分度游标卡尺的精度为0.05 mm，由题图可知遮光条的宽度
d＝3 mm＋11×0.05 mm＝3.55 mm。
3.55
(2)先测出遮光条到光电门的高度h，解除对圆筒B的锁定，使圆筒B由静止开始向上运动，通过光电门时，遮光条的遮光时间为t，此时A、B和10个
砝码具有的总动能为_____________(用测得和已知的物理量表示)。
10．(2024·河北石家庄市质检)某小组利用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验。滑块A、B的质量分别为mA、mB，气垫导轨已调节水平。
(1)甲同学在滑块B左端粘上少量橡皮泥，将滑块A从倾斜轨道上某点由静止释放，通过光电门C的挡光时间为t1，与滑块B碰后粘在一起，通过光电门D的挡光时间为t2，在误差允许的范围内，只需验证等式________________(用题中给出的字母表示)成立即说明碰撞过程中滑块A、B系统动量守恒。某次实验中，测得t1＝0.04 s、t2＝0.10 s，可知滑块A和滑块B的质量比为______________。
(2)乙同学在滑块B左端装上轻质弹性圈，顶端装上遮光条，将滑块A从倾斜轨道上某点由静止释放，A第一次通过光电门C的挡光时间为t3，与滑块B碰后，A向左运动第二次通过光电门C的挡光时间为t4，滑块B通过光电门
D的挡光时间为t5，则在误差允许的范围内，只需验证等式________________(用题中给出的字母表示)成立即说明碰撞过程中滑块A、
B系统动量守恒。若使滑块A与B碰撞后均向右运动，应使滑块A的质量________(选填“大于”“等于”或“小于”)滑块B的质量。
大于
