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高中物理——猿题库——满分之路——搞定高考物理实验题_初高中资料库_高中资料库（转存避免链接过期失效）_高中物理

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圃
｜（↑′ ｜『｀｜j.
／纵｜
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搞定高考物理实验题
｜攻兑高考物埋实验题’这一本就够了
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高中物理
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沈阳出版发行集团
o沈阳出版社
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｛
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〔8………………………………………骤图渤囱眶望＂γ酷二
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芒自
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Z巾Z……………………………开聊阳平＂硼士薪n出＋二酪二
0巾Z…………………………………幸陌躲阳盐猛犁‖＂γ＋酪孝
86Z……………………………圈琅‖『年重玛＂群亩出＼／＋醋每
L6Z………………………………………腑运竖‖0奈即斗＋酪皋
56Z…….……………………….….出到亩凰阳器涸刽￥＋酪辜
6［Z…………………………………至即出多出到k畴互＋酷二
［［Z……………………………臻配阳荤凹即与荤刃即团＋酪三
6ZZ…………………………刚闻毗橇雁即阳削即事＂三＋酪皋
LZZ………………………需耶剩′封辜叫阳骆即｀｜／影鹏＝＋酷皇
9ZZ……………………幸困即阳国手望＂Ⅱ喜＂困即—＋酷阜
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0ZZ……….…………………..……剩骂副′￡骋脚Ⅷ皿驼斗酷二
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IIZ…………………………………眶耳需旦琅壶臼廷Ⅲ＿酪三
川趣昌章最
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专题-研究匀变速盲线运动
◎典例剖析
题型l:利用打点计时器研究匀变速直线运动
［例l］（20l6.天津卷）某同学利用如图l所示装置研究小车的匀变速直线运动
小
细线
长木板
＝≠＝
~~~~′~~~
打点计时器
图l
（l）实验中’必要的措施是
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到＿条纸带’打出的
部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点’图中未画出）. s1＝
3.59cm’s2＝4.41cm’s3＝5. l9cm’s4＝5.97cm’s5＝6.78cm’s6＝7.64cm·则
小车的加速度α＝
m／s2（要求充分利用测量的数据）’打点计时器在打
B点时小车的速度″B＝
m／s. （结果均保留两位有效数字）
／
｝
C
Q
D
Q
E
V
‖
丁
′
●
C
Q
‖
▲
们
●
‖
｜
B
Q
‖
尸了丁‖-s2干
＄3
84
S5
J6
图2
…Ⅷ
［分析］
（l）本实验的妥求是小车做匀变速直线运动’即小车受到的合外力必须恒定不变’
所以细线必须与长木板乎行’选项A正确;为了在纸带上获得足够多的实验数
｜
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｜满分之路搞定高考物理实验题1
据’一般要求实验时要先接通电源再释放小车’选项B正确;本实验只要求小
车做匀变速直线运动’没有要求细线的拉力近似等于钩码的重力’也就没有必
要要求“钩码的重力近似等于绳子对小车的拉力”’因此没必妥使小车的质量
远大于钩码的质量’选项C错误;同样的’也没有必妥要求“小车受到的合外力
等于绳子对小车的拉力,’ ’因此也不需平衡小车与长木板间的摩擦力’选项D
错误.
（2）两相邻计数点间的时间间隔T＝0. l s;我们可以将每三段作为一个单元’每个
单元的时间′＝3T＝0.3s’由加速度公式可得α＝（s6＋s5＋s4）ˉ（s3＋s2＋sl）
＝＝
（3T）2
0.80m／s2’B点是A、C两点的“时间中点”’根据匀变速直线运动的规律“中间
时刻的瞬时速度等于这段时间内的乎均速度”’可得打点计时器在打B点时
小车的速度测‘＝等2＝040nM｀
［答案］
（l）AB
（2）0.80
0.40
［感悟方法］
l.从实验原理出发:注意不要把此实验与验证牛顿第二定律的实验相混淆;在验
证牛顿第二定律的实验中’要求小车的质量远大于钩码的质量和需要平衡小车
与长木板间的摩擦力’但在此实验中这些是不必要的.
2.两段法求加速度:由纸带求加速度的基本方法为△卯＝α帜’在具体求解中’没有
必要运用“逐差法”然后求平均值’我们只要采用累积放大的方法’把纸带分成
两段来处理即可’但要注意的是’当遇到的是奇数段时’＿般要舍去最短的＿
段’然后再作两段处理.
题型28利用光电门研究匀变速直线运动
［例2］（20l1 .宁豆卷）利用如图1所示的装置可测量
滑块在斜面上运动的加速度.＿斜面上安装有两
个光电门’其中光电门乙固定在斜面上靠近底端
处’光电门甲的位置可移动.当—带有遮光片的
门乙
腾｜
］
-2
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滑块自斜面上滑下时’与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲
至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量’每次都使滑块从同—点由静
止开始下滑’并用米尺测量甲｀乙之间的距离s’记下相应的t值;所得数据如下表
所示.
0.950
0。900
0.50（）
0.600
0.700
（）.800
g／m
7764
673.8
292.9
3715
452.3
552.8
~夕
r／∏1S
）
］
吕
●
Ⅲ
（
／
／
』
—
』
l.22
l.34
l.62
l。55
l.45
L7l
完成下列作图和填空:
（l）根据表中给出的数据’在图2给出的坐标纸上画出上ˉt图线;
′
十／（msˉ｜）
◎
’
吕
丁
β
日
斗
］
∑
］
○
~
~
~
~
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~
~
~
~
~
~
∑
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］
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‖
｜
‖
］
］
］
0
（）」02（）。30.405O60.70809l .0t／s
图2
（2）若滑块所受摩擦力为＿常量’滑块加速度的大小α、滑块经过光电门乙时的瞬时
速度o′、测量值s和‖四个物理量之间所满足的关系式是
9
（3）由所画出的上ˉt图线’得出滑块加速度的大小为α＝
t
效数字）.
m／s2（保留2位有
…
［分析］
（1）根据表中给出的数据’在坐标纸上画出上ˉt图线;
t
3
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‘满分之路.搞定高考物理实验题【
■疆Ⅷ
（2）已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动’设滑块加速度的大小α｀滑块经过光电门乙
时的瞬时速度刨｀测量值s和t四个物理量.速度是下滑的末速度’为简便起见’我们
不妨恳考下滑的逆过程,即初速度为″的匀减速直线运动,可得』-鳃＿÷侧良
（3）由』二删′÷“2整理得到÷～触ˉ十“,可知加途度的大』）等于斜率绝对值的
两倍所以由图象得出滑块加速度的大小为α＝2.0m／s2.
｀
‖
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吕
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『
『
『
』
丁
〖
［答案］
（l）如图所示
（2）』＝哪—÷颐』
（3）2·0
［感悟方法］
l.描点连线的方法:连线时有三个基本
要求:＿是去除“奇异点”’我们首先从
整体看数据点的“趋势”’如果发现某
些点偏离这个趋势过大’应该予以去
除’因为这些实验数据往往不在误差
允许范围内;其次要将尽量多的点落
◎
’
β
守
′
β
日
斗
〕
∑
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∩
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■
■
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］
］
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■△
■■●■■出■公■■■■■■■■
再
0
（）。l020.3 （）.405（）.6O7｛）80.9l.0t／S
在这＿直线上;第三’对于不在直线上的点’分布在直线两侧的数目要比较均匀.
2数形结合的方法:从图线上获取实验结果的方法—般采用数形结合的方法.具
体操作时有两种策略一是从图线上获得具体的数据值’代人式子求解出结果;
另＿种方法是先将解析式进行“整形”’再与图线相“照应’’ ’求出相应的实验结
果来.本题我们采用的就是这种方法.读者也可以试试第＿种方法.
利用滴水法研究匀变速直线运动
题型3:
［例3］（2017.全国卷I）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动’用自制“滴水计
时器”计量时间实验前’将该计时器固定在小车旁’如图l所示.实验时’保持桌面
水平,用手轻推＿下小车在小车运动过程中’滴水计时器等时间间隔地滴下小水
滴’图2记录了桌面上连续的6个水滴的位置. （已知滴水计时器每30s内共滴下46
个小水滴）
4
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』专题～研究匀变速霞线运动｝
水
＂水针莲赊g一1｀＊
｜左｝耐而片而梨ˉ酉丁刽＿丽制孺｜
左
右
图l
图2
（1）由图2可知,小车在桌面上是
（填“从右向左’’或“从左向右”）运
右
Inm
左『≤丽『ˉ顽＝｜←TT7
·
动的.
（2）该小组同学根据图2的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图2中A点
位置时的速度大小为
m／s’加速度大小为
m／s2. （结果均保留2
位有效数字）
m磁Ⅷ
［分析］
（l）结合小车在桌面上做匀减速直线运动’由图2可知小车在桌面上是从右向左
运动的。
（2）漓水周期′器.＝÷·,小车运动到图2中A点位置时的速度似』＝U7＋｜33
×
2×÷
l0—3m／s＝0. 19m／s’由于出现的是‘‘奇数段”我们可以先去除第一段’然后再采
用“两段法’’求出力口速度α＝l50＋l33-1l7-1（】）×10ˉ3m／s2＝0.037m／s2.
4×（÷）2
［答案］
（1）从右向左（2）0. 19
0.037
［感悟方法］
1.模拟实验情景:高考题中涉及的很多实验并不是我们平时做过的实验’这个时
候需要极强的“模拟情景”能力’也就是快速融人到实验情景中去’就好比是“你
正在做这个实验”’这个能力极为重要
2·类比等效思维:本实验虽为滴水法研究直线运动’但从模型来看’还是属于纸带
法研究匀变速直线运动类问题’相关的原理方法可以直接“引进”.
6＿ˉ
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.满分之路.搞定高考物理实验题【
题型4目利用频闪照片研究匀变速直线运动
［例4］（2014.全国卷）现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在—小物块沿斜面向下
运动的过程中’用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率
是l0Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为则｜、卯2、则3｀
卿4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示.重力加速度大小g＝
9.80m／s2
单位:cm
h
卯］
卯2
Ⅺ3
Ⅺ4
J
l0.76
15.05
l9.34
23.65
48.00
8（）.0（）
根据表中数据’完成下列填空:
（l）物块的加速度α＝
（保留3位有效数字）.
（2）因为
’可知斜面是粗糙的.
…
［分析］
（l）根据两段法求出加速度
（卿3＋卯4）ˉ（则1＋卿2）＝4.30m／s2.
α＝
（2T）2
／!
（2）根据牛顿第二定律’物块沿光滑斜面下滑的加速度α′＝gsin0＝g丝＝
S
5.88m／s2’由于α＜α′ ’可知斜面是粗糙的.
［答案］
（1）4.30（填“429’,或“4.3l”同样给分）
（2）物块加速度小于g上＝5.88m／s2
S
（或:物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度）
6
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』毒题～研究匀变速直线运动｀
;9篮堑占
［感悟方法］
l.等效类比的方法:上题的“频闪照相”的方法与打点计时器打点的方法本质上相
同’所以相关的处理方法可以直接“引进”.
2.虚拟比较的方法:要判断斜面是否光滑’上题采用了虚拟比较的方法’即假设斜
面光滑’求出相应的加速度’再与问题情景中的加速度相比较’从而容易判断出
斜面的粗糙程度
唾·?实战演练
~~
l. （20l7 .全国卷Ⅱ）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度｀瞬时速度和加速度之
间的关系.使用的器材有:斜面、滑块｀长度不同的矩形挡光片、光电计时器
挡光片
信△s—削
光电「］
｜
运动方向
＝----＝----→
前端
滑块
图（a）
图（b）
实验步骤如下:
@如图（a）所示’将光电门固定在斜面下端附近;将＿挡光片安装在滑块上’记下挡光片
前端相对于斜面的位置’令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
@当滑块上的挡光片经过光电门时’用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间△′;
o用△s表示挡光片沿运动方向的长度［如图（b）所示］’o表示滑块在挡光片遮住光线的
△t时间内的平均速度大小’求出″;
@将另＿挡光片换到滑块上’使滑块上的挡光片前端与@中位置相同’令滑块由静止开
始下滑’重复步骤◎｀◎;
◎多次重复步骤@;
◎利用实验中得到的数据作出丽＿△t图’如图（c）所示
6／（cm°sˉl
53.6
53.2
52·8
52·4
52·0
畔侣卜
O
50
100
150
200△』／ms
图（c）
7
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′满分之路.搞定高考物理实验题l
完成下列填空:
（1）用α表示滑块下滑的加速度大小’用″A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速
度大小’则o与!′A｀α和△t的关系式为″＝
（2）由图（c）可求得’似A＝
cm／s’α＝
cm／s2. （结果保留3位有效数字）
2. （20l3 .广东卷）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示’其中斜面倾角0可
调打点计时器的工作频率为50Hz’纸带上计数点的间距如图（b）所示’其中每相邻两
点之间还有4个记录点未画出.
带
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1
5
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JJ′〃J′′′J〃′′J′／〃′J′′／／′′／／′／′夕′J′／′′′′′
’／／
／／／
｜
｜
s6
s1
＄2
s3
J4
＄5
（a）
（b）
（1）部分实验步骤如下:
A.测量完毕’关闭电源’取出纸带.
B接通电源’待打点计时器工作稳定后放开小车.
C.将小车停靠在打点计时器附近’小车尾部与纸带相连.
D.把打点计时器固定在平板上’让纸带穿过限位孔.
上述实验步骤的正确顺序是:
（用字母填写）
（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝
（3）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为″5＝ˉ
S·
（4）为了充分利用记录数据’减小误差’小车加速度大小的计算式应为α＝
3. （2007 .江霉卷）如图a所示’质量为″的滑块A放在气垫导轨B上’C为位移传感器’
它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上’经计算机处理后在屏幕上显
示滑块A的位移ˉ时间（sˉt）图象和速率ˉ时间（″ˉl）图象.整个装置置于高度可调节的斜面
上’斜面的长度为／、高度为h. （取重力加速度g＝10m／s2’结果可保留＿位有效数字）.
力
图a
8
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］专题→磷究匀…宣线运动｀
肌,!墨露嚣露琴墨
08;≡:≡:≡吕圭＝昌目＝＝吕Z■吕已己旦§
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〔）。7十出娟‖市‖己‖】吾王｜;古圭巨昌巨.:
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0.6塞塞嚣葬葬莹莹;
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（）5室鞋肆肆葬葬薛;
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（）.4蒙凳葬肄葬蓉薛
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（）.3辈葬蓉龚鞋室塞;
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（）.2望三昌弓吕弓三吕罕吕吕吕吕吕吕串吕目
■‖■0‖■0‖■0■□岂÷0二0二吕
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‖
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‖二;
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（）.l三巨目弓弓目旨三三昌昌旨＝＝旨昌＝目吕自】
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O＝荫宰蒲愚常恩币
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（
图b
图c
（1）现给滑块A＿沿气垫导轨向上的初速度’A的!′ˉt图象如图b所示.从图线可得滑块
A下滑时的加速度α＝
m／s2’摩擦力对滑块A运动的影响
（填‘‘明显,不可忽略’’或“不明显’可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变
加速度与力成正比的关系;通过改变
,可验证质量—定时’
’可验证力—定
时’加速度与质量成反比的关系.
（3）将气垫导轨转换成滑板’滑块A换成滑块A′ ’给滑块A′一沿滑板向上的初速度’A′的
s—′图线如图c所示.图线不对称是由于
造成的’通过图线可求得滑
板的倾角0＝
（用反三角函数表示）’滑块与滑板间的动摩擦因数以＝
4. （2007 .北京卷）某同学用如图l所示的实验装置研究小车在斜面上的运动
‖
图l
实验步骤如下:
a.安装好实验器材.
b.接通电源后’让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动’重复几次.选出—条点迹比较清
晰的纸带’舍去开始密集的点迹’从便于测量的点开始’每两个打点间隔取一个计数
点’如图2中0｀l、2、…、6点所示.
｜
一
汕
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｜◎／‖］
‖
｜
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甘
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Ⅶ
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Ⅷ
‖
●
乓
山
川
■
Ⅱ
‖
▲
斗
川
刑
Ⅱ
‖
句
〕
儿
‖
●
乓
√
‖
【
…
‖
＞
—
∩
▲
川
＿
】
Ⅱ
‖
—
＿
‖
儿
‖
＝
心
〗
且
‖
‖
‖
‖
‖
●
∩
‖
‖
』
‖
‖
庐
α
丫
‖
·
△
｜
｜
｜
洞
《
β
‖
‖
‖
‖
●
γ
‖
日
‖
＄
β
‖
‖
●
句
〕
‖
｜
｜
｜
闺
‖
日
‖
斗
Ⅲ
‖
●
小
』
斗
‖
‖
］
‖
·
∑
引
跑
‖
∩
′
▲
β
‖
‖
‖
●
弯
≡
ˉ
≡
≡
一
‖
■
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｜
‖
川
●
■
〗
』
Ⅲ
‖
■
Ⅲ
‖
●
‖
∩
‖
γ
｜
‖
‖
●
∩
‖
√
●
→
●
●
●
图2
9
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』满分之路.撼熊蕊考物理实鳃［
c.测量l、2、3｀…｀6计数点到0计数点的距离’分别记做sl ｀s2｀s3…s6.
d.通过测量和计算’该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动.
Jl
S2
S3
S6
e.分别计算出sl、s2｀s3…｀s6与对应时间的比值—｀—、—…、—.
tl
j2
‖3
′6
f以上为纵坐标｀』为横坐标,标出十与对应时间』的坐标点,画出十ˉ!图线
结合上述实验步骤’请你完成下列任务:
（l）实验中’除打点计时器（含纸带、复写纸）｀小车｀平板、铁架台、导线及开关外’在下面
的仪器和器材中’必须使用的有
和
. （填选项代号）
A.电压合适的50Hz交流电源
B电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
F.重锤
0
2
3
l3
」上LLLh｜
｜
｜
｜｜l｜
｜
｝｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
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｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜｜一｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
i
0
〕
｛
●●
图3
的刻度尺的0刻线与0计数点对齐’0、l、2、5计数点所在的位置
（2）将最小刻度为1mm
如图3所示’则s2＝
C∏I9S5＝
cIn·
（3）该同学在图4中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点’请你在该图中标出与2、5两
个计数点对应的坐标点’并画出上ˉ＄图线
t
＼
‖
〃
吕
∏
肥
／
＼
′
′
盯
田
—
◆
□
〖
80
7（）
60
尸∩
0』l
30
2（）
】
l0
0
5
l0
l5
20
25／／（×〔｝°（）lS）
图4
（4）根据÷』图线判断,在打0计数点时,小车的速度艘0＝
加速度α≡
m／s2.
m／s;它在斜面上运动的
］O
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专题二探究弹力和弹簧伸长的关系
◎典例剖析
~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~ ~~~
～……≡≈～睦＿＝～曲…≡～……
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
题型1:研究弹力F与伸长量卯的定量关系
［例1］（2018.全国卷I）如图（a）所示’一弹簧上端固定在支架顶端’下端悬挂—托盘;＿
标尺由游标和主尺构成’主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有—能与游标刻
度线准确对齐的装置’简化为图中的指针.
现要测量图（a）中弹簧的劲度系数’当托盘内没有肤码时’移动游标’使其零刻度线
对准指针’此时标尺读数为l.950cm;当托盘内放有质量为0. l00kg的砧码时’移动
游标’再次使其零刻度线对准指针’标尺示数如图（b）所示’其读数为
cm.
当地的重力加速度大小为9.80m／s2’此弹簧的劲度系数为
N／m（保留3位
有效数字）
尺
］
▲
旬
l
＝
0
指针
游标
10
犯
游
｜■
主尺
fJ『『JJ〃「J『JJ〃『『0β『JJJ「JJJ『『f
cIn
图（b）
图（a）
司
■
析
解
●
［分析］
实验所用的游标卡尺精度为0.05mm’游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度
线对齐’根据游标卡尺的读数规则’女口图（b）所示的游标卡尺读数为
3.7cm＋l5×0·05mm＝3.7cm＋0. （）75cm＝3.775cm
托盘中放有质量为m＝0. l00kg的珐码时’弹簧受到的拉力F＝mg＝0. 1（）0×
9.8N＝0.980N’弹簧伸长量卯＝3.775cmˉl.950cm＝1825cm＝0.01825m,
根据胡克定律F＝A则’解得此弹簧的劲度系数八＝旦＝53.7N／m.
卯
｛］
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物理塞翅
之路搞定
［答案］
3.775
53.7
［感悟方法］
1·游标卡尺的读数:要注意不同游标卡尺的精度:游标上l0分格的精度为
0. lmm’20分格的精度是0.05mm’50分格的精度是0.02mm.读数的统＿方
法为:读数＝主尺读数＋精度×＂’式中Ⅶ指的是游标卡尺上游标第Ⅶ条刻度线
与主尺刻度线对齐.
对于游标卡尺要不要估读’有两种观点’—种认为游标卡尺不需要估读’一种认
为游标卡尺的主尺本质就是毫米刻度尺’游标的作用就是帮助我们估读
2.重力加速度的取值:在—般的计算题中’为了计算方便’我们往往把重力加速度
按照习惯用g＝10m／s2代人计算;但是在实验题的数据处理中’除非有特殊说
明’否则g的值要取9.8m／s2代人计算.
题型2目探究影晌弹簧劲度系数的因素
［例2］（2014.全国卷Ⅱ）某实验小组探究弹簧的劲度系数片与其长度（圈
数）的关系.实验装置如图（a）所示:＿均匀长弹簧竖直悬挂’7个指
针P0｀Pl 、P2｀P3｀P4｀P5｀P6分别固定在弹簧上距悬点0｀l0｀20｀30、
40｀50｀60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺’可以读出指针的位置’
P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时’各指针的位置记为则0;挂
有质量为0. l00kg的肤码时’各指针的位置记为则.测量结果及部分
计算结果如下表所示（′l为弹簧的圈数’取重力加速度为
9.80m／s2）.已知实验所用弹簧总圈数为60’整个弹簧的自由长度
刻度尺
／／／／／〃／／／／〃
＞0
←
←
←
＞
＞
＞
吗
＿
吗
＿
巴
—
吗
＿
Ⅲ
巴
—
Ⅱ
硅码
图（a）
为ll.88cm
P5
P6
Pl
P3
P4
P2
｀
］
′
′
］
【
【
℃
′
『
‖
｀
‖
几
l2.0l
8.05
l0.03
2.04
4. （）6
6.06
＼
‖
／
］
Ⅲ
●
（
Ⅺ
10.30
l293
l5.4］
2。64
5.26
7.81
60
l0
20
30
40
50
∏
（I）
）
】
Ⅲ
／
／
Ⅳ
（
∧
28。8
l63
560
43.6
33.8
＋（m／N）
@
0. （〕347
O0（）6l
0.0l79
0.0229
（）. （）296
］2
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（1）将表中数据补充完整:@
’@
（2）以″为横唯标,＋为纵坐标,在阁（b）给出的坐标纸上厕出÷＂阁象
＋（m′N）
O04
0。O3
0.02
0O1
O
1O
20
30
40
50
60
『l
图（b）
（3）图（b）中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧中截取圈数
为＂的＿段弹簧’该弹簧的劲度系数人与其圈数′!的关系的表达式为∧＝
N／m;该弹簧的劲度系数∧与其自由长度／0（单位为m）的关系的表达
N／m。
式为∧＝
…Ⅷ
［分析］
（l）@附二器≡
（）. 100×9.80
N／m＝81.7N／m;
（5.26-406）×l（）ˉ2
］
＿
叫
~~
］
内
◎
m／N＝0.0122m／N
（3）由作出的图象ˉ可知直线的斜率为片＝0.0347ˉ0.0061＝0.000572’故直线方
60一l0
程满足÷＝M00572″m／州,:毗＝175矿｜03N／m（在L67,扩l03
｜s3′f』0』
之间均可ˉ以）
;
6（）
由于60圈弹簧的原长为u腿cm则＂圈键簧输臆长满足÷-
代入数值,得您≡丫（在宁ˉ乎之阎均可以）
l1.88×10ˉ2’
］3ˉ
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…）
满分之路. 搞定高考喇
0‖嘉嘿
［答案］
（1）@8l.7咖.0l22
（2）如图所示
（）
03
（）
l.75×l03（l.67×l03
1.83×l03
川
『〖
′l
∩
′
臼
∩
γ
（）
（3）
之｜闹｜均可）宁（孕ˉ乎之｜旬＂
0｜
削
■
厂
■
■
乙
＝
0
O
l0
20
30
40
50
60
刀
均可）
［感悟方法］
l.处理数据的方法:本题淋漓尽致地展现了数据处理的方法:表格法与图象法.表
格法有助于对数据进行分类比较’从而发现其中的规律图象法对数据的处理
比较直观’更有利于发现其中的规律.
2.数形结合的方法:数形结合是处理实验数据的基本方法’本题先通过描点’再画
线’然后运算’获得图象的解析式.
题型3;研究弹簧的‘‘范性形变’’问题
［例3］（20l0.浙江卷）在』‘探究弹簧弹力大小与伸长量的关系,’的实验中’甲、乙两位同学
选用不同的橡皮绳代替弹簧’为测量橡皮绳的劲度系数’他们在橡皮绳下端依次逐
个挂上钩码（每个钩码的质量均为m＝0. l kg’取g＝l0m／s2）’并记录绳下端的坐
标则加‘（下标j表示挂在绳下端钩码个数）,然后逐个拿下钩码’同样记录绳下端的坐
标鞭减』绳下端坐标的平均值鞭｜＝（獭加宁减』）的数据如下表;
橡皮绳下端的坐标（卯r／mm）
挂在橡皮绳下端
的钩码个数
~
甲
乙
2165
l
2l6.5
2
246.7
232.0
3
284（）
2465
264.2
4
335.0
394°5
281.3
5
301.0
6
462.0
］4
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…乏…襟露藤瑟孺繁傅长鹏关系］
（1）同—橡皮绳的卯加j
卯减′（选填“大于,’或“小于”）;
（2）
同学的数据更符合实验要求（选填“甲’’或“乙”）
;
（3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N／m）
;
（4）为了更好地测量劲度系数’在选用钩码时需考虑的因素有哪些?
…Ⅷ
［分析］
（l）橡皮绳经过拉伸后并不能完全恢复原长’所以挂同样多钩码时有则加〔＜匆减r.
（2）甲同学每加一个钩码’形变量变化很大.而乙同学每加一个钩码’橡皮绳的形
变量基本保持不变’故乙同学的数据吏符合实验妥求.
（3）由所给数据得改变量如下表所示
改变量（则j＝则1）／mm
挂在橡皮绳下端
的钩码个数
甲
乙
‖
‖
‖
7
～
30.2
I5.5
〗
粱
｜
3
67.5
30.0
4
118.5
47·7
‖
』
｜
5
178.0
64.8
~
6
245.5
84.5
取甲同学的数据作图’如图（甲）.
由图（甲）可看出:只有前几个数据在弹性限度内’由图中切线斜率得∧甲
25N／m（20N／m～30N／m均可以）.
~~
＞
订
一
疗
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吕
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订
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‖
’
～
●
γ
′
）
（
β
§
斗
‖
］
日
‖
（甲）
（乙）
取乙同学的数据作图’如图（乙）.
由图（乙）可得k乙＝60N／m（50N／m～70N／m均可以）.
］5ˉ
~
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（4）选用钩码的质量不能过大’否则很容易超出其弹性限度’质量也不能过小’否
则其形变量很小’测量误差大.
［答案］
（l）小于
（2）乙
（3）（4）见解析
［感悟方法］
1.与实际情景相互结合:我们在处理物理问题时’往往会将问题模型化处理:逐个
增加钩码与逐个拿下钩码只是＿个逆向过程’当钩码数相同时’橡皮绳的长度
理应相同.但实验题却是最能联系实际的题型’从实际情况看橡皮绳经过拉伸
后并不能完全恢复原长’所以当钩码数相同时’橡皮绳的长度并不相同
2.注意规律的使用条件:每个物理规律都有其适用范围’这—点在实验题中尤为
值得注意’当弹簧受到的弹力超过弹性限度时’胡克定律就不再适用.
.·f实战演练
1（2010.辐建卷）某实验小组在做研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系的实验时’将原长约
200mm的橡皮筋上端固定’在竖直悬挂的橡皮筋下端逐—增挂钩码（质量均为20g）’每
增挂＿只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后’再逐—把钩码取下’每
取下＿只钩码’也记下对应的橡皮筋伸长量根据测量数据’作出增挂钩码和减挂钩码时
的橡皮筋伸长量△／与拉力F关系的图象如图所示.从图象中可以得出
. （填选
项前的字母）
l00
5 （｝
码时的图线
码时的图线
O
10
2·0〃N
A.增挂钩码时△／与F成正比’而减挂钩码时△／与F不成正比
B.当所挂钩码数相同时’增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大
C当所挂钩码数相同时’增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等
D.增挂钩码时所挂钩码数过多’导致橡皮筋超出弹性限度
］6
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…探究弹力粕弹簧伸长的关翻
（2012.厂枣卷）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.
（1）将弹簧悬挂在铁架台上’将刻度尺固定在弹簧＿侧弹簧轴线和刻度尺都应在
2
方向（填“水平’或“竖直”）.
（2）弹簧自然悬挂’待弹簧
时’长度记为L0;弹簧下端挂上砧码盘时’长度记为L财;
在肤码盘中每次增加10g砧码’弹簧长度依次记为Ll至L6’数据如下表:
L5
L6
L0
Lx
Ll
L勺
＝
L］
L4
代表符号
数值（cm）
27.35
29.35
3］.30
33°4
35.35
37.40
39.30
25.35
由表可知所用刻度尺的最小分度
表中有—个数值记录不规范’代表符号为
为
.
（3）如图所示为该同学根据表中数据作的图’纵轴是砧码的质量’横轴是弹簧长度与
的差值（填“L0或L鲸,,）.
!Ⅳ／（×l03kg）
了
β
日
斗
〕
∑
］
■
■
■
■
■
■
■
■
回
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
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团
■
■
■
■
■
■
■
团
■
■
■
■
■
■
■
团
‖
‖
‖
‖
‖
‖
∩
O
2
4
6
8
l0 l2
l4x／（×］（）ˉ2m）
（4）由图可知弹簧的劲度系数为
N／m;通过图和表可知肤码盘的质量为
g
（结果保留两位有效数字’重力加速度取9.8m／s2）.
3. （20l5 .福建卷）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验
△′
~~B／
~~／
≡≥
Ⅱ
F
丙
甲
乙
（1）图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度’其示数为7.73cm;图乙是在弹簧
下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度’此时弹簧的伸长量△′为
cm;
］7ˉ
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｜满分之路· 搞定高考物理实验题｝
（2）本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力’关于此操作’下列选项中
规范的做法是
;（填选项前的字母）
A.逐—增挂钩码’记下每增加＿只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B.随意增减钩码’记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
（3）图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△!与弹力F的关系图线’图线的AB段明显偏离
直线OA,造成这种现象的主要原因是
4. （20l4.浙江卷）在“探究弹力和弹簧伸长的关系’’时’某同学把两根弹簧如图1所示连
接起来进行探究.
图2
钩码数
2
3
~
~
~
~
~
4
LA／cm
l5.7］
l9.7l
23.66
27』76
LB／cm
29.96
35。76
4l.5l
47』36
（l）某次测量如图2所示’指针示数为
C∏I·
（2）在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端’得到指针A｀B的示数LA和LB如
表所示.用表中数据计算弹簧I的劲度系数为
N／m（重力加速度g＝
l（）m／s2）.由表中数据
（填“能”或“不能”）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.
］8
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专题三验证力的平行四边形定则
c典例剖析
鹤＿＿
题型l:
‘‘两次等效,’验证力的平行四边形定则
［例1］（2018 .天津卷）某研究小组做“验证力的平行四边形定则’,实验’所用器材有:方木
板＿块’白纸’量程为5N的弹簧测力计两个’橡皮条（带两个较长的细绳套）’刻度
尺’图钉（若干个）.
（l）具体操作前’同学们提出了如下关于实验操作的建议’其中正确的有
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在—条直线上
B.重复实验再次进行验证时’结点O的位置可以与前＿次不同
C.使用测力计时’施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用—个测力计时的
拉力
（2）该小组的同学用同—套器材做了四次实验’白纸上留下的标注信息有结点位置
O｀力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点’如下图所示.其中对于
提高实验精度最有利的是
○
‖
‖
‖
●
Ⅳ
豆
巴
·
β
‖
‖
‖
●
Ⅳ
』
巳
］
○
‖
‖
‖
●
Ⅳ
β
巴
◎
3.ON
｜
6O
巴
●●
F1＝3.4NFb＝2.7N
●
F＝45N
●
F1＝1ON
●
Fb＝1ˉ6N
●
F＝2ON
F1＝2°1NF2＝2.7N
●
●
●
F≡4·5N
●
●
F1＝2·8NF2≡3°0N
●
F≡49N
D
C
A
8］
■
亩
析
＿
懈
［分析］
（l）为了使实验结采更具有普遍性’在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有
特殊的角度或位置’A错误;只要每一次实验时用一个力和用两个力拉的效采
相同即可’即O点位置相同’不需妥每次实验的O点位置都相同’B正确;使用
测力计时’施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对弹簧测力计的刻度’C
正确;合力可以大于任一个分力’也可以等于任一分力’还可以小于任一分力’
D错误.
］9
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满分之路搞定高考物理实验题
~
…油
（2）A图和D图实验中选取的力的标度过大’导致画力时’线段太短’不利于实验
精确度;B图和C图选用的标度相同’但C中力太小’不利于作乎行四边形’故
B符合题意
［答案］
（1）BC
（2）B
［感悟方法］
1等效法:两个弹簧测力计同时拉橡皮筋使橡皮筋产生的形变与＿个弹簧测力计
单独拉橡皮筋产生的形变相同.应使两个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置与
—个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置相同
2.作图法:通过力的图示’验证两个弹簧测力计拉力的合力与单个弹簧测力计拉
力的大小｀方向是否相同.
题型2目
‘‘-次成型’,验证力的平行四边形定则
［例2］（201l .江苏卷）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—重物M.弹簧测力计B的＿端用细线系于
O点’手持另＿端向左拉’使结点（）静止在某位置分别
匡
~
~
~
读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线
的方向.
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N’图中A的示数为
N.
（2）下列不必要的实验要求是
（请填写选项前对应的字母）
A.应测量重物″所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力’进行多次实验’每次都要使O点静止在同—位置
（3）某次实验中’该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程’请您提出两个解决
办法.
2O
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专题三验证乃的率行四边彤定则｀
［分析］
（1）弹簧测力计的最小刻度为0.2N’读数时做“本位估读”’不增加小数位数’所
以A的读数为3.6N
（2）分析本实验的原理:利用三力乎衡的特点来验证力的平行四边形定则’即弹簧
测力计A｀B的拉力的合力与重物″的重力等大反向’故A项是必妥的;弹簧
测力计的零点误差影响各拉力的测量值’所以应在使用前校零’B项是必要
的;只有拉线方向与木板乎面平行’才能保证所研究的各力在同一乎面内’C
项也是必要的;实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力就可以
验证乎行四边形定则’故没必要使0点静止在同一位置’答案为D.
（3）弹簧测力计A的指针稍稍超出量程’说明拉弹簧测力计A的力大了’由乎行四边
形定则知以下几种方法可行:@减小弹簧测力计B的拉力;@减小重物M的质
量（或将A更换成较大量程的弹簧测力计＼改变弹簧测力计B拉力的方向等）.
［答案］
（1）3.6
（2）D
（3）见解析
［感悟方法］
从“两次等效”到“—次搞定’’.教材实验是先后用两个弹簧秤与用＿个弹簧秤使
橡皮条伸长的方向和形变量相同,实现“等效”’所以在同＿次实验中’前后两次拉
动弹簧测力计使结点O位置相同而本实验中’只需测出两拉力的大小和方向以
及重物的重力就可以验证平行四边形定则’即‘＿次搞定”’故没必要使0点静止
在同—位置.
题型3目仅用橡皮筋验证力的平行四边形定则
［例3］（2009.山率卷）某同学在家中尝试验证平行四边形定则’他找到三〃
条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物以及刻度尺、三角
板｀铅笔｀细绳｀白纸｀钉子’设计了如下实验:将两条橡皮筋的—端
分别挂在墙上的两个钉子A｀B上’另—端与第三条橡皮筋连接’结
B
丫
〔〕
点为（）’将第三条橡皮筋的另＿端通过细绳挂—重物
2｛
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｜满分之路.搞定高考物理实验题｛
（l）为完成实验’下述操作中必需的是
a.测量细绳的长度
b.测量橡皮筋的原长
c.测量悬挂重物后像皮筋的长度
d.记录悬挂重物后结点O的位置
（2）钉子位置固定’欲利用现有器材’改变条件再次实验证’可采用的方法是
■露≈
［分析］
（l）本题属于“一次搞定”问题’因此需妥测量出三个力的方向’因此要记录悬挂
重物后结点O的位置’选项d正确;同时要测量出三个力的大小’根据胡兑定
律F＝∧△／＝片（／ˉ／0）可知’需要测量橡皮筋的原长′0和悬挂重物后橡皮筋的
长度／’选项b｀c正确.所以本题应选bcd.
（2）根据“一次搞定”的思路’考虑到两个钉子A｀B的位置固定’要改变条件再次
实验证’只有改变结点O的位置’而妥实现这一点’只要更换不同的重物即可.
［答案］
（1）bcd
（2）更换不同的小重物
［感悟方法］
类比迁移的方法:对于创新类实验题’我们在解题时’要记住“万变不离其宗”的道
理.虽然本题考查的是“橡皮筋”’但本质上讲仍然是考查“弹簧秤”的’如果进＿
步类比’不难发现本题与例2的本质是相同的’都属于“＿次搞定”的问题
题型4;弹簧与弹簧秤的组台验证平行四边形定则
［例4］（20l2.浙江卷）在‘‘探究求合力的方法’,实验中’现有木板｀白纸、图钉｀橡皮筋、细
绳套和—把弹簧秤
（1）为完成实验’某同学另找来—根弹簧’先测量其劲度系数’得到的实验数据如
下表:
弹力F（N）
0.50
1.00
150
2.00
2.50
3.00
3.50
）
Ⅲ
∑
（
］
）
（
卯
三
里
长
伸
0.74
l.8（）
2.80
3°72
460
5.58
6.42
22
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」专题三验证力的平行四边形定则｝
根据表中数据在图1中作出Fˉ则图象并求得该弹簧的劲度系数∧＝
N／m
40
35
3.0
弹25
卫20
三l.5
L0
05
▲■＝』＝■凸■□■0■
■0■
0＝h＝0
＝L0
△■＝』■■』■■■】■｜
■0■
0＝■＝.
＝L.
』＝＝』■■」＝·＝■｜,■＝
, 《■《■·
＝L‖
』＝＝」＝α＝＝·＝＝｜‖＝＝
《■《■■《■《■‖
凸
~
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l
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~
L
~
~
0■
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‖＝
＝〗＝■
■尸0
‖■
■B■□
＝＞q
0
0
＝＞
~
~
O
l
2
3
4
5
6
7
弹簧伸长量（l0 2m）
图1
（2）某次实验中’弹簧秤的指针位置如图2所示’其读数为
N;同时利用（l）中
结果获得弹簧上的弹力值为2.50N’请在虚线框中画出这两个共点力的合力F合;
?A
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
O
句
《
／
C
‖■■■■■■■■■■■■■■＝■■■＝■■■■＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
图2
（3）由图得到F合＝
·解析p
N
［分析］
（l）如解析图1所示’以水乎方向为卯轴’竖直方向为F轴’建立直角坐标系,然后
描点’选尽可能多的点连成一条线’其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k’在直
线上任取一点.铡圃（6×｜0—2,凯2）,则｝二6希—,N／m＝53N／n』
40
35
3.0
25
20
l·5
1。0
05
↑ˉ｜卜十『十
｛ˉ｝｛ˉ｝＋
』ˉ［」ˉ［」ˉ
凸‖
0＝』＝0＝
并涨
｜彤卜｛
弹
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≡
三
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〗
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」
】
十
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■
】
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‖
丁
~~~
C
懒茸「
｝｛ˉ｝＋｝ˉ｛ˉ
‖
‖
胖
E」
O
l
2 345
6
7
弹簧伸长量（l（）ˉ2m）
图1
（2）弹簧秤的读数为2. 10N’选标度ˉ1-Ⅱ
合力的图示如解析图2所示.
（3）经测量’合力F合＝3.3N
F△
厂0
图2
23
＿
◆■
‖
‖
U
0
~
0＝
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‖
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~
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~
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归
~
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~~
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｜满分之路.搞定高考物理实验题［
~
■疆Ⅷ
［答案］
（l）如解析图1所示53
（2）2. 10（说明:有效数字位数正确’±0.02范围内都可）
如解析图2所示
（3）3.3（说明:±0.2范围内都可）
［感悟方法］
等效迁移的方法:本题中出现‘弹簧”’由于可以测出其劲度系数’因此此“弹簧”
就是“弹簧秤’ ’看到这—点,问题就能迎刃而解了.
ˉ。?实战演练
~~
~~~~~~
（20l7 .全国卷Ⅲ）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验’将画有坐标轴（横轴
为则轴’纵轴为y轴’最小刻度表示lmm）的纸贴在水平桌面上’如图（a）所示ˉ将橡皮筋
的—端Q固定在γ轴上的B点（位于图示部分之外）’另—端P位于y轴上的A点时’橡
皮筋处于原长.
（l）用—只测力计将橡皮筋的P端沿γ轴从A点拉至坐标原点O’此时拉力F的大小可
由测力计读出·测力计的示数如图（b）所示’F的大小为
N.
l
（2）撤去（1）中的拉力’橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋’再次将
P端拉至O点’此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向’由测力计
的示数读出两个拉力的大小分别为Fl＝4.2N和F2＝5.6N.
O用5mm长度的线段表示lN的力’以O为作用点’在图（a）中画出力Fl ｀F2的图
示’然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;
仁
二
＿＿厂～烂
N
曰
0
≡-0
≡＝三＝＝
1
≡-二≡1
2≡喜≡2
＝＝≡＝二
詹
3ˉ＝
＝＝＝
4二二
≡≡≡
5≡
吕≡≡
6ˉ＝二
3
3
ˉ
ˉ
＝
司
｜
｜
｜
l
｜
l
｜
‖
｜
l
｜
坐仿
4
4
l
—＼-厂
图（a）
图（b）
24
F,
｜
橡皮筋
』
≥
／
O
〗
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「专题三验溉力的率徽四边形建则｀
@F合的大小为
N’F合与拉力F的夹角的正切值为
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内’则该实验验
证了力的平行四边形定则.
2. （2015 .山率卷）某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.
实验步骤:
@将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上’使其轴线沿竖直方向.
@如图1所示’将环形橡皮筋—端挂在弹簧秤的秤钩上’另＿端用圆珠
笔尖竖直向下拉’直到弹簧秤示数为某＿设定值时’将橡皮筋两端的
位置标记为Ol 、O2’记录弹簧秤的示数F’测量并记录Ol ｀O2间的距
离（即橡皮筋的长度／）.每次将弹簧秤示数改变0.50N’测出所对应白
如下表所示:
50N’测出所对应的
;
［（
↓ˉ
图l
／值’部分数据
F／N
0
0·50
l·00
1.50
200
2.50
／0
′／cm
12.02
l0。97
l3·00
13,98
l5.05
O找出@中F＝2.50N时橡皮筋两端的位置’重新标记为O、O′
’
｜
为FOO′ .
@在秤钩上涂抹少许润滑油’将橡皮筋搭在秤钩上’如图2所示.用两
圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端’使秤钩的下端达到O点’
将两笔尖的位置标记为A｀B’橡皮筋OA段的拉力记为FoA’OB段的
拉力记为FOB.
完成下列作图和填空:
O、（）′ ’橡皮筋的拉力记
｛
曲
尸
●O′
FoB
图2
（1）利用表中数据在坐标纸上画出Fˉ／图线’根据图线求得／0＝
CII〗
』0F7N
0
＝
｜■■
5
0
5
｜
｜
‖
‖
｜
｜＝＝＝＝＝
0
｜
｜
‖
二二二二≡≡
‖
‖
｜
｜
5＝
‖
‖
‖
‖
｜
‖
‖
咕
10
l1
12
1 3
』l」
15
i6I屁1
3.
2.
2.
1·
1
0
图3
25＿
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（满分之路.搞定高考物理实验题［
~~
（2）测得OA＝6.00cm’OB＝7.60cm,则FoA的大小为
N.
（3）根据给出的标度’在图中作出FoA和F（）B的合力F′的图示.
O
｜
1N
｜
A·
·B
O′
图4
的大小和方向,即可得出实验结论.
（4）通过比较F′与
（20l4.江霉卷）小明通过实验验证力的平行四边形定则.
（l）实验记录纸如图1所示’0点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位
置’两弹簧测力计共同作用时’拉力F｜和F2的方向分别过
Pl和P2点;＿个弹簧测力计拉橡皮筋时’拉力F3的方向过
P3点三个力的大小分别为:F1＝3.30N｀F2＝3. 85N和
F3＝425N.请根据图中给出的标度作图求出FI和F2的
合力.
卜0／√·
3
皿
P1●
见
·
O●
P勺●
图1
（2）仔细分析实验’小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化’影响实验结
果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度’发现读数不相同’于是进＿
步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响
实验装置如图2所示’将—张白纸固定在竖直放置的木板上’橡皮筋的上端固定于O
点’下端／V挂—重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动Ⅳ’在白纸上记录下Ⅳ的
轨迹.重复上述过程’再次记录下Ⅳ的轨迹
◎
○
≥
○
◎
◎
○
◎
◎
Qo
第1次的轨迹
的轨迹
图2
图3
26
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｝专题三验证力的平行四边形定则｝
两次实验记录的轨迹如图3所示.过0点作—条直线与轨迹交于α｀b两点,则实验
中橡皮筋分别被拉伸到α和b时所受拉力Fα｀Fb的大小关系为
.
（3）根据（2）中的实验’可以得出的实验结果有
. （填写选项前的字母）
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时’橡皮筋第2次的长度较长
C.两次被拉伸到相同长度时’橡皮筋第2次受到的拉力较大
D.两次受到的拉力相同时’拉力越大’橡皮筋两次的长度之差越大
（4）根据小明的上述实验探究’请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项
4（20l6.浙江卷）某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中’测得图中弹簧OC的
劲度系数为500N／m.如图甲所示’用弹簧OC和弹簧秤α｀6做“探究求合力的方法”实
验.在保持弹簧伸长l.00cm不变的条件下:
人
甲
乙
N（如图乙中所示）’则弹簧
（l）若弹簧秤α、b间夹角为90°’弹簧秤α的读数是
秤b的读数可能为
N.
（2）若弹簧秤α、b间夹角大于90。’保持弹簧秤α与弹簧OC的夹角不变’减小弹簧秤b
与弹簧OC的夹角’则弹簧秤α的读数
、弹簧秤b的读数
（填‘‘变
大”“变小’’或“不变,’ ）
27—
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专题四验证牛顿运动定律
°典例剖析
~~~
~
~
~~~
题型l 目用打点计时器来研究牛顿第二定律
［例l］（20l2.安徽卷）图1为“验证牛顿第二定律’,的实验装置示意图
小车、肤码打点讣时器
尝
画-
／
源
（
电
｜
接交流
砂、
图］
砂和砂桶的总质量为m’小车和怯码的总质量为M·实验中用砂和砂桶总重力的大
小作为细线对小车拉力的大小.
（l）实验中’为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力’先调节长木板—端滑
轮的高度’使细线与长木板平行.接下来还需要进行的＿项操作是
（
）
A.将长木板水平放置’让小车连着已经穿过打点计时器的纸带’给打点计时器
通电’调节m的大小’使小车在砂和砂桶的牵引下运动’从打出的纸带判断小
车是否做匀速运动
B.将长木板的＿端垫起适当的高度’让小车连着已经穿过打点计时器的纸带’
撤去砂和砂桶’给打点计时器通电’轻推小车’从打出的纸带判断小车是否做
匀速运动
C.将长木板的＿端垫起适当的高度’撤去纸带以及砂和砂桶’轻推小车’观察判
断小车是否做匀速运动
（2）实验中要进行质量′＂和″的选取’以下最合理的＿组是
（
）
A.″＝200g,m＝10g、l5g、20g、25g、30g、40g
BM＝200g’m＝2（）g、40g｀60g、80g、100g、120g
C.M＝400g,m＝l0g、15g、20g、25g、30g、40g
D″＝400g,m＝20g、40g｀60g、80g、l00g｀l20g
28
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…验证牛顿运动镭】
（3）图2是实验中得到的＿条纸带’A、B｀C｀D｀E｀F、G为7个相邻的计数点’相邻的
两个计数点之间还有四个点未画出量出相邻的计数点之间的距离分别为:
JAB＝4.22cm、sBc＝465cm、scD≡5.08cm、sI）E＝5.49cm、sEF＝5.91cm｀sFG＝
6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz’则小车的加速度α＝
m／s2
（结果保留2位有效数字）
〈
｛
川
扭
●
∩
仙
●
∏
□
●
∏
●
∏
～
●
∏
▲
●
尸
◎
●
图2
四露Ⅷ
［分析］
（l）在“验证牛顿第二定律”的实验中’为了使细线对小车的拉力等于小车所受到
的合外力’则需要乎衡摩擦力’并使细线与长木板乎行.乎衡摩擦力的方法是
只让小车牵引纸带（撤去砂及砂桶）’纸带穿过打点计时器’并垫高长木板不
带滑轮的一端’打点计时器接通电源工作如果纸带上打出的点迹分布均匀’
则说明小车做匀速运动.故选项B正确’选项A、C错误
（2）在“验证牛顿第二定律’’的实验中’为使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总
重力’则M＞m’且尽可能地多测几组数据.故选项C最合理
（3）根据题意’相邻两计数点间的时间间隔为T＝0. l
s’
根据As＝αT2’再有“两段法”’可得小车的加速度
sI）E＋sEF＋sFGˉ（sAB＋sBC＋sCI））＝（）.42m／s2
α＝
9帜
［答案］
（1）B
（2）C
（3）0.42
［感悟方法］
在研究牛顿第二定律实验中’运用了两个方法:
1.近似法:绳对小车的拉力近似等于绳另一端连接的小盘和砧码的总重力’近似法要
在小盘和砧码的总重力远小于小车的重力的情况下才能用.具体推理如下:
以小车、小盘和砧码整体为研究对象得mg＝（M＋m）α;
29
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′满分之路.搞定高考物理实验题［
翻酝Ⅷ
以小车为研霓对象得′＝″α;求得′二∏婴而吧＝＿吨＝′＂g;
l
l＋箭
可得m＜M.
2平衡法:为了使小车受到的合外力等于绳对小车的拉力’通过调整斜面倾角’让
小车重力沿斜面的分力与摩擦力抵消.
目用传感器来研究牛顿第二定律
（2014.全国卷I）某同学利用如图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车
加速度α与钩码的质量m的对应关系图’如图（b）所示.实验中小车（含发射器）的
质量为20（）g’实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮’小车的加速度由位移
传感器及与之相连的计算机得到回答下列问题:
位移传感器（发射器）位移传感器（接收器）
题型2目用｛
［例2］（2014
图（a）
｀
‖
′
●
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吕
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／
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／
α
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］
∑
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~
G
G
G
＝
■
O
5O
100
150
2＂
25O
图（b）
（1）根据该同学的结果’小车的加速度与钩码的质量成ˉ
m／g
（填“线性”或“非线
性’,）关系.
（2）由图（b）可知’αˉ″!图线不经过原点’可能的原因是
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下’小车的加速度与作用力成
正比”的结论’并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力’则实验中应
采取的改进措施是
钩码的质量应满足的条件是
3O
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『霄题四验证牛顿运动定律｝
［分析］
（1）根据图中描出的各点作出的图象不是一条直线可知’故小车的加速度和钩码
的质量成非线性关系.
（2）图象不过原点’小车受到拉力但没有加速度’原因是还有摩擦力的影响’说明
未乎衡摩擦力或倾角过小’没有完全乎衡摩擦力.
（3）乎衡摩擦力之后’在满足钩码质量远小于小车质量的条件下’可以得出在小车
质量不变的情况下拉力与加速度成正比的结论.
［答案］
（1）非线性
（2）未平衡摩擦力
（3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于
小车的质量
［感悟方法］
在牛顿第二定律实验中’引起系统误差的原因有:小车与斜面的摩擦力以及钩码
的质量与小车质量的关系
如果未平衡摩擦力’那么图线会在m轴出现截距;如果没有满足钩码的质量远小
于小车的质量’那么图线会发生弯曲.
题型3目用气垫导轨与光电门来研究牛顿第二定律
［例3］某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”’他们在实验室组装了＿套如图l所
示的装置’水平轨道」二安装两个光电门’小车上固定有力传感器和挡光板’细线—端
与力传感器连接’另—端跨过定滑轮挂上肤码盘实验首先保持轨道水平,通过调整
肤码盘里砧码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力’再进行后面的操作’并
在实验中获得以下测量数据:小车｀力传感器和挡光板的总质量M’平衡摩擦力时砧
码和砧码盘的总质量m0’挡光板的宽度Ⅲ’光电门1和2的中心距离s.
∑
‖
＿
］
「
电
华
山
~
~
~
一
眶
—
｀
〕
~
~
~
—
ˉ
一
—
／
←
↓
丁
肤码盘
及珐码
图l
3］＿
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‘满分之路.蹿蔫考物理…键［
~
（l）该实验是否需要满足肤码和砧码盘的总质量远小于车的质量?
（填“需要”或“不需要”）
（2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度〃’如图2所示’d＝
∏I∏I·
2
｜
（）c∏］
0
5
l0
l5
20
图2
（3）某次实验过程:力传感器的读数为F’小车通过光电门l和2的挡光时间分别为
‖l ｀t2（小车通过光电门2后’硅码盘才落地）’已知重力加速度为g’则该实验要
验证的表达式为
［分析］
（1）由于实验装置图中已给出了力传感器’所以不需要满足m（）＜M车.
（2）（j＝5mm＋0.05×l0mm＝5.50mm.
（3）』卜…翘门｜处输…删｜三÷.…门2处输速度为则2-÷,所以根橇
〃;ˉ似｝
″;ˉ″｝＝2αs’可得:α＝
2s
（÷）2ˉ（÷）』
由F＝Mα可知F＝M
2S
［答案］
（:）』ˉ（升）2
（1）不需要
（2）5.50
（3）F＝M
2S
［感悟方法］
这是一个力学改进型实验题’改进的目的是为了减少“实验误差”:
（1）通过“气垫导轨’’ ’来减少摩擦力’就可以不用再平衡摩擦力;
（2）通过“力传感器’’来直接测量细线上的拉力’就不用要求“砧码和砧码盘的总
质量远小于车的质量”.
32
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…验证牛顿运动定律!
目用整体法来研究牛顿第二定律
（2016.全国卷Ⅲ）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—轻滑轮;轻
绳跨过滑轮’＿端与放在木板上的小滑车相连’另＿端可悬挂钩码本实验中可用的
钩码共有Ⅳ＝5个’每个质量均为0.0l0kg.实验步骤如下:
题型4目用;
［例4］（2016
~
图（a）
（l）将5个钩码全部放人小车中’在长木板左下方垫上适当厚度的小物块’使小车
（和钩码）可以在木板上匀速下滑.
（2）将〃（依次取n＝l ’2’3’4’5）个钩码挂在轻绳右端’其余Ⅳ—＂个钩码仍留在小
车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车’同时用传感器记录小车在
时刻t相对于其起始位置的位移s’绘制sˉt图象’经数据处理后可得到相应的加
速度α.
（3）对应于不同的n的α值见下表n＝2时的sˉ′图象如图（b）所示;由图（b）求出此
时小车的加速度（保留2位有效数字）’将结果填人下表
4
5
2
3
l
∏
）
∩
兰
巳
弓
●
］
∏
（
／
／
α
l.00
（）。20
0.58
0.78
（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点’并作出αˉ″图象从图象可以看出:当物
体质量＿定时’物体的加速度与其所受的合外力成正比.
α／（m.sˉ2）
S／m
＂
刚
印
们
汕
】
◎
◎
‖
○
1ˉOO
0.8O
060
0。40
O.2O
O
（）
0.4O0。801.20
1.60
2。00t／s（）
1
2
3
4
5『l
图（b）
图（c）
33＿
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″之路.搞定高考物理实验题］
（5）利用αˉn图象求得小车（空载）的质量为
速度取g＝9.8m. sˉ2）.
kg（保留2位有效数字’重力加
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（l）,下列说法正确的是
项前的标号）.
A.αˉⅦ图线不再是直线
B.α＿n图线仍是直线’但该直线不过原点
C.αˉ＂图线仍是直线’但该直线的斜率变大
（填人正确选
［分析］
（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动,故在图b中任选一组数据代入公
式,＝÷侧《』’可得α＝α40m爵鸟
（4）将″＝2’3’5时的点描到图c中’再连线.
00!:鳃燕!』
80捶撰!辩辩目｜
60嚣燕燕燕鞠
40睡瓣辩鞠
20莲罐蝇盟鳃
田
■
甲
●
■
］
β
β
‖
∩
III
~~~
＝
″
日
斗
句
勺
≡
∩
′
白
］
○
（5）当挂′!个钩码时’由牛顿第二定律方程可得′l″!g＝（5m＋″）α’故有α＝
5餐j『Ⅵ测似ˉ＂图象斜率k＝5器〗『二器,可得Ⅷ＝045k;
（6）如果不乎衡摩擦力’则有＂″』gˉ严［（5-′l）″』＋M］g＝（5m＋″）α’得α＝
尝渊遭Ⅵˉ“,说碉图线仍为直线,但不再过鼠点,并且斜率增大,BC正确
［答案］
（3）0.40（0.37～0.41均可）
（4）如解析图所示
（5）0.45（0.43～0.47均可）
（6）BC
弘
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］专题四验证牛顿运动定律’
圈
ˉ
ˉ
—ˉ
.
可
｝·解析ˉ庐
】
＝
［感悟方法］
除了通过改变实验仪器（比如“光电门”“传感器’’“气垫导轨’’）来减少实验误差
外’还可以通过改进实验原理来减少实验误差本题将小车和钩码看作整体来处
理’就可以不用满足“钩码的质量远小于小车的质量’’的要求.
＾.〈实战演练
L（2013 .天津卷）某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系
接电源纸带木块带滑轮的长木板
打点计
图l
（填字母代号）
（1）下列做法正确的是
A.调节滑轮的高度’使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时’将装有肤码的砧码桶通过定滑
轮拴在木块上
C.实验时’先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的肤码改变质量时’不需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砧码桶及桶内砧码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力’应满足
的条件是砧码桶及桶内砧码的总质量
木块和木块上肤码的总质量. （选填
“远大于”‘‘远小于”或“近似等于”）
（3）甲、乙两同学在同—实验室’各取＿套图示的装置放在水平桌面上’木
块上均不放肤码’在没有平衡摩擦力的情况下’研究加速度α与拉力
F的关系’分别得到图2中甲、乙两条直线设甲｀乙用的木块质量分O
别为m甲、m乙’甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为以甲｀
摩踪囚蚁负丁方‖刀以甲｀
α
甲
图2
队乙. （选填“大于’’“小于”或“等于”）
以乙’由图可知’″』甲
″〗乙’以甲
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「满分之路搞定高考物理实验题｝
2. （20l2.全国卷）图l为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为
50Hz的交流电源’打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下’某同学设计了
—种方法用来探究“在外力＿定的条件下’物体的加速度与其质量间的关系”.
电源
（l）完成下列实验步骤中的填空:
o平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块调整木板右端的高度’用手轻拨小车’直
到打点计时器打出＿系列
的点.
@按住小车’在小吊盘中放人适当质量的物块’在小车中放人砧码.
o打开打点计时器电源’释放小车’获得带有点列的纸带’在纸带上标出小车中砧码
的质量m.
@按住小车’改变小车中砧码的质量’重复步骤o
◎在每条纸带上清晰的部分’每5个间隔标注—个计数点.测量相邻计数点的间距
s｜’s2’….求出与不同m相对应的加速度α.
◎以砧码的质量′＂为横坐标’上为纵坐标’在坐标纸上作出上ˉm关系图线.若加速
α
α
度与小车和砧码的总质量成反比’则上与″l应成
α
关系（填‘线性’,或“非线性’,）
（2）完成下列填空:
o本实验中’为了保证在改变小车中砧码的质量时’小车所受的拉力近似不变’小吊
盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是
@设纸带上三个相邻计数点的间距为sl 、s2和s3.α可用sl｀s3和△t表示为α＝
.图2为用米尺测量某—纸带上的sl、s3的情况’由图可读出sl＝
mm’
s3＝
mm’由此求得加速度的大小α＝
m／s2.
s2
S3
＝｜
‖
●
~
‖｜‖｜
｜｜‖‖｜‖‖｜‖‖｜‖‖｜‖‖｜‖‖｜‖
｜
｜
｜｜‖｜
｜｜‖｜｜‖｜｜‖｜
｜
｜｜‖｜｜‖‖｜
｜｜‖｜‖‖｜‖｜｜‖‖｜‖‖｜｜‖
2
3
4
5
6
7
8
9
l0
ll
图2
ˉ36
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1簿题四验证牛顿运动定律b
◎图3为所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为内’在纵轴上的截距为b’若牛
顿定律成立’则小车受到的拉力为
,小车的质量为
■
』
＝
α
／
／
O
m
图3
P
（20l0.山东卷）某同学设计了如图1所示的装置来探究加
速度与力的关系.弹簧测力计固定在—合适的木板上’桌面
的右边缘固定—支表面光滑的铅笔以代替定滑轮’细绳的两
端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接’在桌面上画出
两条平行线M＼／｀P0’并测出间距〃.开始时将木板置于M＼／
处’现缓慢向瓶中加水’直到木板刚刚开始运动为止’记下弹
簧测力计的示数F0’以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板
簧测力计的示数F0’以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板
M
勺
〕·
／
／
图］
放回原处并按住’继续向瓶
中加水后’记下弹簧测力计的示数Fl ’然后释放木板’并用停表记下木板运动到PQ处的
时间t.
（1）木板的加速度可以用〃、′表示为α＝
;为了减小测量加速度的偶然误差可以
采用的方法是（—种即可）
（2）改变瓶中水的质量重复实验’确定加速度α与弹簧测力计示数Fl的关系.如图2所
示图象能表示该同学实验结果的是
·
α
α
／≡
／~
／
O
O
／了
／7
｜
l
b
a
（J
α
＼
Fl
O
F｜
（）
6
C
图2
37
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‖满分之路.搞定高考物理实验题［
（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比’它的优点是
a.可以改变滑动摩擦力的大小
b.可以更方便地获取多组实验数据
c.可以比较精确地测出摩擦力的大小
d.可以获得更大的加速度以提高实验精度
4（2009.上海卷）如图l所示为“用DIS（位移传感器、数据采集器｀计算机）研究加速度和
力的关系,’的实验装置
位移传感器（发射器）
位移传感器（接收器）
图l
｜■
不变’用钩码所受的重力作
（l）在该实验中必须采用控制变量法’应保持
为
’用DIS测小车的加速度
（2）改变所挂钩码的数量’多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出
αˉF关系图线（如图2所示）.
｜α／（m. Sˉ2）
｜B
4
O
图2
o分析此图线的OA段可得出的实验结论是
尸丫N
@此图线的AB段明显偏离直线’造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦
B导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
（
）
38
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专题五研究平抛运动
◎典例剖析
题型l 目利用‘‘投影法’’来描绘平抛运动的轨迹
［例l］（2014.安撇卷）如图l所示是“研究平抛物体运动’’的实验装
置图’通过描点画出平抛小球的运动轨迹
（1）以下是实验过程中的—些做法’其中合理的有
a.安装斜槽轨道’使其末端保持水平
a.安装斜槽轨道,便其末端保持水乎
图1
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择
c.每次小球应从同—高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹’描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹’在轨迹上取—些点’以平抛起点O为坐标原点’
测量它们的水平坐标卯和竖直坐标y’图2中γˉ厕2图象能说明平抛小球运动轨
迹为抛物线的是
∏
~
∩
○
○
勿2
几2
O
卜
b
卯2
O
口
勺
▲
卯
y
γ
『
C
图2
（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹’O为平
抛的起点’在轨迹上任取三点A、B｀C’测得A｀B两点竖直坐
标yl为5.0cm、γ2为45.0cm’A｀B两点水平间距△卯为
40.0cm.则平抛小球的初速度″0为
m／s’若C点
△冗
冯
勿
图3
的竖直坐标γ3为60.0cm’则小球在C点的速度uC为
两位有效数字’g取l0m／s2）.
m／s（结果保留
39
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满分之路
搞定高考物理
「6解板］
［分析］
（l）“研究平抛物体运动”的实验斜槽轨道末端保持水平是为了保证初速度水平.
从同一高度由静止释放是为了保证每次抛出的水乎初速度相同;故a、c正确.
（2）由平抛物体运…;瓤-＂M.γ-＋斟2得;γ-惫鳃2,鼠帅ˉ鳃,…一条倾斜
直线’故c正确·
（3）菌于Ⅱ÷:』』得′籽.
△卯
＝2.0m／s,
则tl＝0. 1 s｀t2＝0.3s’所以乎抛小球的初速度〃0＝t2-′l
＝2何m／s,故C点的速度′』C＝√b;＋″｝γ
＝
~
~
~
~
—
酗
′
~~
〗
℃
γ
『而
＝40m／s
［答案］
（1）ac
（2）c
（3）2.0
4. （）
［感悟方法］
1.实验需要满足的条件:＿是斜槽轨道末端保持切线水平;二是每次释放小球时
均要从同＿高度由静止释放
2.求解初速度与某-点的速度:求解的基本方法是运动的合成与分解.具体来讲’
平抛运动可以分解成水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运
动.在求解过程中某＿点速度时’再利用运动的合成方法.
题型2目运用传感器辅助研究平抛运动
［例2］（2013 .上海卷）如图所示’研究平抛运动规律
的实验装置放置在水平桌面上’利用光电门传感斜槽轨
器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞
行时间’底板上的标尺可以测得水平位移.保持
水平槽口距底板高度h＝0.420m不变.改变小
球在斜槽导轨上下滑的起始位置’测出小球做平
抛运动的初速度″0｀飞行时间‖和水平位移〃’记录在表中.
（1）由表中数据可知’在h—定时’小球水平位移〃与其初速度″0成
与
无关.
关系’
dO
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／
~J
＼
u0（m／s／
0.74l
l.034
l.318
1.584
t（ms）
292.7
293.0
2928
2929
｜
3o〕
｜
3:~6
3O3
38.6
〃（cm）
21.7
46.4
｝2）＿位同学计算出小球飞行时间的鳃论臆』魏偶于｛严m鼠-2:队;』＂…
发现理论值与测量值之差约为3ms.经检查’实验及测量无误’其原因是
（3）另—位同学分析并纠正了上述偏差后’另做了这个实验’竞发现测量值t′依然大
于自己得到的理论值t塑’但二者之差在3～7ms之间’且初速度越大差值越小.
对实验装置的安装进行检查’确认斜槽槽口与底座均水平’则导致偏差的原因是
m疆洒
［分析］
（1）由表中数据可知’在h一定时’小球水平位移〃与其初速度〃0成正比关系’与
时间t元关。
（2）计算｜球飞行蹦阎…值′戳渭千×｛0哩0皿≡鳃…詹中…膨
取值l0m／s2’应该取值g＝9.8m／s2’这样计算出的t＝292.8ms.
（3）光电门传感器置于槽口的内侧’传感器的中心离水乎槽口（小球升始做乎抛运
动的位置）还有一段很小的距离,小球经过传感器到小球到达抛出点还有一段
很小的时间’而一且速度越大’该时间越短.
［答案］
（1）正比
t
（2）g取值l0m／s2偏大
（3）光电门传感器置于槽口的内侧’传感器的中心离水平槽口还有＿段很小的距离
［感悟方法］
l.表格数据的分析:表格数据分析的基本方法是‘‘控制变量法”.本题中时间r基
本不变’发现小球水平位移Ⅲ与其初速度D0成正比关系.
2.实验中g的取值:＿般地’为了计算方便’我们往往取g＝l0m／s2’但在实验中’
我们必须取g＝9.8m／s2.
4｛ˉ
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′满分之路。搞定离考物理实验题｀
:碰板法描绘平抛运动的轨迹
（2006.广奉卷）某同学设计了一个研究平抛运动的实验实验装置示意图如图1所
示’A是—块平面木板’在其上等间隔地开凿出＿组平行的插槽（图l中P0P0′｀
PlPl ′…）’槽间距离均为Ⅲ.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B
板插人A板的各插槽中’每次让小球从斜轨的＿同位置由静止释放每打完—点后’
把B板插人后＿槽中并同时向纸面内侧平移距离〃.实验得到小球在白纸上打下的
若干痕迹点’如图2所示.
题型3:碰｜
［例3］（2006
O
Ⅱ
『l
P（｝
Pl
P2
P3
图1
（l）实验前应对实验装置反复调节’直到
由静止释放’是为了
P4
P5
图2
每次让小球从同＿位置
~
（2）每次将B板向内侧平移距离’是为了
（3）在图2中绘出小球做平抛运动的轨迹
■舔Ⅷ
［分析］
（1）为了保证小球从斜槽未端开始做乎抛运动’就得使斜槽末端保持水乎;据机械
能守撞定律′＂gh二竿可知,雪』｜球释救高度相同时｀′｜球每次…｛斜糟末
端都可以获得相同速度.
（2）往后乎移〃是为了保证相邻点迹的时间相同,往内平移
d是为了获得图中的相同水乎距离.
（3）让尽量多的点落在乎抛运动的轨迹上’不在轨迹上
的点’在轨迹两侧分布均匀,可描绘出的轨迹如图
所示.
O
— x
γ
42
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』专题五研究平抛运动△
…Ⅷ
［答案］
（l）斜槽末端水平保持小球水平抛出的初速度相同
（2）保持相邻痕迹点的水平距离大小相同
（3）如解析图所示
［感悟方法］
l.情景的转换方法:本题最精彩之处在于运用了情景的转换方法’让原来难以描
绘的‘‘点”直接转化为小球与板的碰撞点’木板往外平移Ⅲ是为了保证相邻点迹
的时间相同’木板往内平移〃是为了获得图中的相同水平距离
2.轨迹的描绘方法:描绘轨迹的方法与根据描点作图的方法相同去除奇异点’让
尽量多的点落在平抛运动的轨迹上’不在轨迹上的点’在轨迹两侧分布均匀.
＾.′实战演练
~ ~~~~~~~~
~
l. （2009.全国卷Ⅱ）某同学用如图1所示装置做“研究平抛运动’’的实验’根据实验结果
在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹’但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了
＿部分’剩余部分如图2所示.图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0. l0m’
Pl 、P2和P3是轨迹图线上的3个点’Pl和P2、P2和P3之间的水平距离相等.
水平方向
＞
～→
｀ˉ／产厂
十
＼
＼
图］
图2
』3
｀
｜、P
ˉ『
十
日
厂
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分之路搞定高考物理实验题】
完成下列填空:（重力加速度取9.8m／s2）
（l）设Pl 、P2和P3的横坐标分别为卯l ｀卯2和卯3’纵坐标分别为yl ｀γ2和γ3’从图2中可
读出｜ylˉγ2｜＝
m’ ｜yl—γ3
｜＝
m’ ｜卿1ˉ则2
｜
＝
m（保留
两位小数）.
（2）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动.利用（l）中读取的数据’求出小球从
Pl运动到P2所用的时间为
s’小球抛出后的水平速度为
m／s
（均可用根号表示）.
（3）已测得小球抛出前下滑的高度为0.50m.设E｜和E2分别为开始下滑时和抛出时的
机械能则小球从∏始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失E｜瓦E:
×l（）0％＝
％（保留两位有效数字）
2. （20l7年4月.浙江卷）在研究‘‘平抛运动”实验中.
（l）图1是横挡条卡住平抛小球’用铅笔标注小球最高点’确定平抛运动轨迹的方法’坐
标原点应选小球在斜槽末端时的
~
＝
‖
陛｜
｜
C.球的下端
A.球心
B.球的上端
在此实验中’下列说法正确的是
（多选）
A.斜槽轨道必须光滑
B.记录的点应适当多—些
（〕.用光滑曲线把所有的点连接起来
D.γ轴的方向根据重垂线确定
44
~
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‖零…磷究平撼遮动‘
~
~ ~~
（2）图2是利用图l装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片’由照片可以判断实验操作错
误的是
○
○
图2
A.释放小球时初速度不为零
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
（3）下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置’其中正确的是
（
）
A
B
C
3. （2007 .辛海卷）利用单摆验证小球平抛运动规律’设计方案如
图（a）所示’在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P’当悬
线摆至电热丝处时能轻易被烧断;M∧／为水平木板’已知悬线长为
L’悬点到木板的距离OO′＝h（h＞L）.
（l）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:
O
4
M
V
O′
C
（a）
（2）将小球向左拉起后自由释放’最后小球落到木板上的C点’
O′C＝s’则小球做平抛运动的初速度为″0＝
.
（3）在其他条件不变的情况下’若改变释放小球时悬线与
2.0
竖直方向的夹角0’小球落点与O′点的水平距离s将
随之改变’经多次实验’以S2为纵坐标、COS0为横坐标’
l.0
得到如图（b）所示图象.则当0＝30°时’s为
m;
U2／m2
垂
‖
‖
‖
＼
兴
兴
＊
盖
＼
若悬线长L＝1.0m’悬点到木板间的距离O（）′为
盖
O
0
0。5
（b）
l.0COS
In
』6
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专题六探究动能定理
◎典例剖析
~
目利用橡皮筋弹射方法来探究动能定理
如图1所示是某研究性学习小组做探究‘‘橡皮筋做功与物体速度变化的关系’,的实
验,图中是小车在＿条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行的情形.这时’橡皮筋对小车做
的功记为Ⅳ.当我们把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在—起进行第2次｀第3次
…实验时’每次橡皮筋都拉伸到同＿位置释放小车每次实验中获得的速度由打点
计时器所打点的纸带测出
打点计时器
题型l 目利｜
［例l］如图l
纸带
橡皮筋
‖ ｀车
图l
（l）除了图中已给出的实验器材外’还需要的器材有
（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动’应采取的措施是
（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的’为了测量小车获得的速度’应选用
纸带的
部分进行测量
（4）下面是本实验的数据记录表’请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在
对应的位置.
小车速度
的平方″:
小车获得
的速度″″
橡皮筋
做的功
l0个间距
的时间T（s）
10个间距
的距离厕（m）
0.200
0.2
l
Ⅳ
（）.2
2
0.280
（）°2
3
（）。300
0。2
4
0.400
0.2
5
0.450
—46
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｝专题六探瓣动镶定理、
（5）从理论上讲’橡皮筋做的功Ⅳ＂和物体速度o″变化的关系应是W厕。c
马
″
请你根据表中测定的数据在如图2所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的
正确性
图2
（6）若在实验中你作出的图线与理论的推测不完全＿致’你处理这种情况的做法是
m翻Ⅷ
［分析］
（l）计算小车速度需要测量纸带上的点的距离’妥用刻度尺.
（2）妥让小车在木板上匀速运动’因而木板妥倾斜以乎衡摩擦力
勺
l》旨
「■
（3）小车匀速运动时’纸带上的点的间隔均匀.
5
（4）橡皮筋每增加一条’对小车做的功就增加肌
4
（5）纵坐标表示速度的乎方’横坐标表示功’利用3
描点法描出各组数据对应的点’然后用乎滑2
曲线连线作出硼刊W″图象’如图所示.
O
（6）分析误差来源’改进实验方案或测量手段’重
新进行实验.
O
卢
＿
团
■
■
节
■
■
■
夕
′
／
中
／
／
″2″3″4″5″肌
［答案］
（］）刻度尺
（2）把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力
（3）点距均匀
（4）2W3Ⅳ4W5Ⅳ
（5）″:
图象见解析图
（6）分析误差来源’改进实验方
案或测量手段’重新进行实验
47
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匡
…
闷
、
’
Ⅵ
Ⅷ
毯
…
一
…
翰
［感悟方法］
1倍增法:不直接计算W和″的数值’而是采用倍增的方法’具体地说:—根橡皮
筋作用在小车上移动距离s时做功为Ⅳ;两根橡皮筋作用在小车上移动距离s
时做功应为2W;三根橡皮筋作用在小车上移动距离s时做功应为3Ⅳ’以此类
推’简化数据的测量和处理
2.化曲为直:用哪〃2图象处理实验数据可得图线为直线’用哪＂图象来处理得到
是曲线’所以选择Ⅳˉ″2来处理’这样更加直观｀明了.
题型2:利用‘‘牛顿第二定律’,实验装置来探究动能定理
［例2］（2017 .北京卷）如图l所示’用质量为m的重物通过滑轮牵引小车’使它在长木板
上运动’打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成.探究动能
定理’’的实验.
日
计
带
＼
纸
车
＼
小
寸器
＼—
阁
‖
（l）打点计时器使用的电源是
（选填选项前的字母）
A.直流电源
B.交流电源
（2）实验中’需要平衡摩擦力和其他阻力.正确操作方法是
（选填选项前的
字母）.
A.把长木板右端垫高
B.改变小车的质量
在不挂重物且
（选填选项前的字母）的情况下’轻推—下小车若小车
拖着纸带做匀速运动’表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影‖问
A.计时器不打点
B.计时器打点
48
~~
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1专题六探究动能定遥‖
~
（3）接通电源’释放小车,打点计时器在纸带上打下—系列点’将打下的第—个点标
为O.在纸带上依次取A｀B｀C…若干个计数点’已知相邻计数点间的时间间隔为
?Ⅱ测得A、B、C…各点到O点的距离为卯l ｀卯2｀狐3…如图2所示.
厂丙—‖／I币
~】~~~~~~~~~~~‖
~广—勿1—一—＝｜
~片ˉ～----＿---ˉ卯2-
C?
｝
BV
卯3
图2
实验中’重物质量远小于小车质量’可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点
到打B点的过程中’拉力对小车做的功Ⅳ＝
’打B点时小车的
速度似＝
（4）以″2为纵坐标’W为横坐标’利用实验数据作出如图3所示的＂2ˉⅣ图象.由此
图象可得″2随Ⅳ变化的表达式为
.根据功与能的关系’动
能的表达式中可能包含″2这个因子;分析实验结果的单位关系’与图线斜率有
关的物理量应是
.
＼
‖
’
了
～
吕
■
勺
～
皿
（
／
寸
←
Ⅳ
05
0.4
03
勺
≡
）
（
（）」
）
］
勺
～
β
］
×
（
刚
）
（
］
月
〕
β
图
斗
∑
β
（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响’若重物质量不满足远小于小互
质量的条件’则从理论上分析’图4中正确反映″2ˉⅣ关系的是
焊〃
′2~~
｜≥
,
↑U2／~~
卜—
＂焊
O
A
Ⅳ
O
B
图4
』9—-＿＿—
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』满分之路.搞定高考物理实验题｛
~
ⅢQ解阳
［分析］
（1）打点计时器使用交变电流’故应选B
（2）乎衡摩擦力和其他阻力时采用垫高长木板右端’使小车的重力的分力与摩擦
力及其他阻力乎衡’阻力包含了打点时振针与纸带之间的摩擦’故需要在打点
状态下判断是否达到平衡要求.
（3）由做功公式知:Ⅳ＝mgγ『2;利用匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段时间
％3-卯l
内的乎均速度知’B点速度等于AC段的乎均速度’即″B＝
2T
.
（4）根据图线,关系式写为″2＝kⅣ＋b’在直线上取两点’如（1.4×l0ˉ2’0.07）
（8×10ˉ2’0.38）’代入上式’解得k≈47’b≈0.004’在作图误差允许的范围内’
表达式可写为″2＝4.7W;把功的单位用基本单位表示’J＝N.m＝kg.m2
. s—2’
容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kgˉl ’故与图线斜率有关的物理量
应是质量.
（5）若重物质量m不满足远小于小车质量″’则绳子对小车的拉力F实际不等于
重物的重力’
由mg＝（M＋′″）α和F≡Mα知
F＝—』△mg’
″＋m
由动能定理得:胀＝昔M』2—0鼠′∏婴wg测≡十M》:,
雨w…,代入整理可得徽2＝∏÷而＂,
则实际刨2W图线的斜率账＝丽÷而不变,所以＂2＂图线是ˉ条过愿点的直线｀
选项A正确·
印
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」毒题六探究动能定理｝
｜■翘油
［答案］
（1）B
（2）A
B
Ⅲ3-卯l
（3）′′!g厕2
2T
（4）″2＝kⅣ’∧＝（45～5.0）m2
. sˉ2 。Jˉ1
质量
（5）A
［感悟方法］
l.类比迁移法:本题是利用牛顿第二定律实验装置来探究动能定理’通过比较异
同’可知除了实验的原理不同外’其他要求均相同同样需要平衡滑动摩擦力与
满足重物质量m远小于小车质量M
2.数形结合法:本题的第（4）（5）小题均考查了数形结合的方法’对于数形结合’
我们要充分挖掘图象的点｀线、面、斜率、截距等信息’同时要将图象的信息与物
理原理结合起来’通过图象分析物理现象、探究物理原理
题型3目利用光电门辅助探究动能定理
［例3］某实验小组欲以图甲装置中的小车（含固定在小车上的挡光片）为研究对象来验证
“动能定理’.他们用不可伸长的细线将小车通过—个定滑轮与砧码盘相连’在水平
桌面上的A｀B两点各安装—个光电门’记录小车通过A｀B时的遮光时间.若小车质
量为M’砧码盘和盘中砧码的总质量为m.
档光片
光电门l
光电门2
何
闸粤｝仑
隐
2
cm
l
0
［咐册针＋徘州‖
日
平
台
水
醚
〃
℃
甲
乙
（l）实验中’小车所受摩擦力做的功不便测量’故应设法消除摩擦力对小车运动的影
响’需要进行的操作是
（2）在完成了（1）的操作后’为确保小车运动中受到的合力与砧码盘和盘中硅码的
总重力大致相等’m｀″应满足的关系是
.
mm;用刻度尺量
（3）用游标卡尺测量挡光片的宽度d’如图乙所示’则〃＝
得A、B之间的距离为L.
5］
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剑满分之路.搞定高考物理实验题【
~~
（4）将小车停在桌面上的C点’在砧码盘中放上砧码’小车在细线拉动下运动’小车
通过A、B时的遮光时间分别为′l ｀t2’已知重力加速度为g’则本实验最终要探究
的数学表达式应该是
（用相应的字母″!｀M、』l ｀t2｀L｀′表示）.
可
尸
析
—
解
—
●
［分析］
（l）木板略微倾斜的目的是乎衡摩擦力’小车受到的拉力等于其合力’细线的拉力
对小车做的功等于合力对小车做的功.因此取下珐码盘’将木板左端适当垫
高’使小车能够沿着木板匀速下滑.
（2）小车运动中受到的合力为F’则F＝Mα’对珐码盘和盘中珐码有″lgˉF＝mα’
联立解得′二j′婴丽w‖g所以只有咖＜卿时,才能近似满足′＝m睁
（3）游标卡尺的读数:先读出主尺的刻度数为5mm’游标尺的第l（）个刻度与上边
的刻度对齐’所以读数为0.05×l0mm＝0.50mm’总读数为（5mm＋
0.50mm）＝5.50mm.
（4）』卜车逾过剧时的遂度啊-:｀』｜·皋逼过B时灼遮度删‘-:,则｜｀牟通过｀、″
逾霍中动…｛…厕→毗—÷毗ˉ＋卿（瓣）珐……
磁篷……｛…隆…顺…腐÷删（÷＿÷）
［答案］
（1）取下砧码盘’将木板左端适当垫高’使小车能够沿着木板匀速下滑
＼
｀
■
Ⅱ
■
〗
』
□
′
′
册
—
勺
叮
册
—
滑
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／
』
』
■
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〗
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‖
＼
″
］
—
〗
~~
儿
吕
加
）
↓
（
β
日
●
日
）
〕
（
″
＜
刀
′
）
∑
（
［感悟方法］
近似方法:光电门测量速度的方法’本质上是利用了近似方法.其原理是根据平均
速度公式〗＝盖当山足够小时,这段时间内的平均速度可以认为是这段时间内
任意时刻的瞬时速度.
62
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』专蕊六探究动能定理｝
题型4目利用补偿思想消除实验的系统误差
［例4］某实验小组利用如图所示装置进行“探究功与速度变化关系”的实验’实验步骤
如下:
A.挂上钩码’调节长木板的倾角’轻推小车后’使小车能沿长木板向下做匀速运动;
B.打开速度传感器’取下轻绳和钩码’保持A中调节好的长木板倾角不变’让小车从
长木板顶端静止下滑’分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度
大小分别为〃l和″2;
C.重新挂上细绳和钩码’改变钩码的个数’重复A到B的步骤.
速度传感器l
0
小车′
速度传感器2
0
轻质
滑轮
;
钩码
回答下列问题:
（l）按上述方案做实验’长木板表面粗糙对实验结果是否有影‖问?
（填“是’或“否”）.
（2）若要验证动能定理的表达式’还需测量的物理量有
A.悬挂钩码的总质量′n
B.长木板的倾角0
C.两传感器间的距离／
D.小车的质量″
（3）根据实验所测的物理量’动能定理的表达式为:
（重力加速度为g）
…涵
［分析］
（1）小车在重力｀斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态’撤去钩码后小
车的合夕卜力大小等于钩码的重力大小’所以长木板表面粗糙对ˉ实验结果没有
影响
53＿ˉ＿
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′满分之路·搞定高考物理实验题［
■
乙
析
解
●
＿
（2）钩码的重力大小等于小车受到的合夕卜力’所以悬挂钩码的总质量m需要测
量;小牟合外力做功＂＝啊g′, ′｜车动能晌变化为÷删（触洲）,圃此溺传感器
间的距离′以及小车的质量″均要测量’因此,要测量的物理量有A、C、D
（3）在撤去钩码后小车受合外力大小等于钩码重力″』g.由动能定理可得″!g／＝
÷M』1＿÷贩｝＝昔删（′1ˉ＂｝）
［答案］
（1）否
（2）MⅡ
（3）顺g｜二÷删（则;—则｛）
［感悟方法］
补偿思想:小车在重力、斜面弹力、摩擦力｀细线拉力作用下处于平衡状态’撤去钩
码后小车的合外力大小等于钩码的重力大小’这个策略不仅消除了摩擦力的影
响’而且也不必考虑钩码质量与小车质量的关系’真是个绝妙的设计!
ˉ.《实战演练
l.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系’现提供如图1所示的器材’让小车在橡
皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行’请思考并回答下列问题（打点计时器交流电频率为
50Ⅱz）
:
打′
图l
（l）为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?
（2）当我们分别用同样的橡皮筋1条｀2条、3条…并起来进行第1次、第2次｀第3次…
实验时’每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持—致’我们把第l次实验时橡皮筋对
小车做的功记为W.
“
~~~
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」专题六探究动能定理｜
~
（3）由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出’如图2
所示是其中四次实验打出的部分纸带.
l次.｛二50!l6』900!9O0!200!200!2O0!
Cm
第2次｜纠型↓←2约些羹↓且幽墅≡｜
cm
第3次.｜丛凶卜迎＋挫斗…＋挫＋挫凑｜
cm
第4次.L350」一3。80」ˉ3.95ˉL400」一4.00」一400J
cm
图2
（4）试根据（2）｀（3）中的信息’填写下表.
从表中数据可得出结论:
2. （20l7.江苏卷）利用如图l所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车
的质量为″＝20（）.0g’钩码的质量为m＝l0.0g’打点计时器的电源为50Hz的交流电.
寸器
带
图1
（l）挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度’直至向左轻推小车观察
到
（2）挂上钩码’按实验要求打出的—条纸带如图2所示.选择某—点为O’依次每隔4个
计时点取—个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离△则’记录在纸带上计算打
出各计数点时小车的速度o’其中打出计数点“1”时小车的速度″l＝
m／s°
壬Ⅲ黔揣二轰＿志＿k墨＿肃!「三
（单位:
cm）
图2
O
1
2
3
·●●
●
■
●●
●
●
●
●●
●
●
■
·
●
勋冒←就—Ⅲ苑
4
5
■
●
●
●
●
●
●
■
巍丁了插
6
■
●
●
J茄
7
■
●
●
ˉ可§1
56
次数
橡皮筋对小车做的功
小车速度″（m／s）
″2（m2／s2）
l
Ⅳ
2
3
4
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满分之路·搞定高考物理实验题【
（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力’取g＝9.8（）m／s2利用Ⅳ＝′″g△卿算出拉力对小车
做的功＂利用E』＝÷帅2算出小车的动能并求出动能的变化量A风计算结果见
下表.
「V／（×l0ˉ3J）
4.26
2.92
3.35
3°8］
245
△Ek／（×l0ˉ3J）
4.00
2.3l
2.73
3. l2
3,6］
请根据表中的数据’在方格纸上作出△EkˉⅣ图象.
△Ek／（×l03J）
＂（×l0］J）
图3
（4）实验结果表明’AEk总是略小于佩某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造
成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F＝
N.
3.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器来探究动能定理如图1所示’他们将拉力传
感器固定在小车上’用不可伸长的细线将其通过＿个定滑轮与钩码相连’用拉力传感器
记录小车受到的拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A｀B两点各安装＿个速度传
感器’记录小车通过A｀B时的速度大小.小车中可以放置砧码
拉力传感器
图］
（1）实验主要步骤如下:
o测量
和拉力传感器的总质量″!｜;把细线的—端固定在拉力传感器上’另
—端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需装置
—品
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露;灌
骤歹Ⅷ
掇
@将小车停在C点,接通电源,
’小车在细线拉动下运动’记录细
线拉力及小车通过A｀B时的速度.
@在小车中增加肤码或
’重复@的操作
（2）如表是他们测得的几组数据’其中′n是′n｜与小车中砧码质量之和’ ｜″;ˉ!′↑｜是两个
速度传感器所记录速度的二次方差的绝对值’可以据此计算出动能变化量△Ek’F是
拉力传感器受到的拉力’Ⅳ是F在A｀B间所做的功.表格中的△Ek3＝
J’
Ⅳ3＝
J. （结果保留三位有效数字）
数据记录表
）
∑
吕
●
∑
Ⅲ
（
／
∑
］
／
【
∑
∑
）
【
次数
△Ek／J
吕
呼
】
Ⅸ
／
／
∏
′
FγN
‖《／J
巨
■
】
■
（）.500
0.76（）
0. 190
0.400
0.200
2
0.500
1.650
0.4l3
0.84（）
0.420
△Ek3
肌
3
O500
2.400
1220
4
l.000
2,400
1200
2.420
1.2l0
l.000
2.840
5
l.420
2.860
1430
（3）根据表中数据在图2中的坐标纸上作出△EkˉⅣ图线
图2
4.用如图甲所示的实验装置完成“探究功与速率变化关系’’实验.请补充完整下列实验步骤
的相关内容:
57
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磷分之路.搞定蕊毒物露舅—验露
~
光电门
剿憨‖
光电门
『长木板
滑
厂＿-s＿ˉ-→｜
眩
甲
（l）用天平测量小车和遮光片的总质量M肤码盘的质量m0;用游标卡尺测量遮光片的
宽度Ⅲ’游标卡尺的示数如图乙所示’其读数为
cm;按如图甲所示安装好实
验装置’用米尺测量两光电门之间的距离s.
（）
2
3
CIn
｜
0
l0
20
乙
（2）在砧码盘中放人适量硅码;适当调节长木板的倾角’直到轻推小车遮光片先后经过
光电门A和光电门B的时间相等.
（3）取下细线和砧码盘’记下
（填写相应物理量及其符号）.
（4）让小车从靠近滑轮处由静止释放’用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门A
和光电门B所用的时间△‘A和△‖B.
（5）步骤（4）中’小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功Ⅳ合＝
小车动能变化量△Ek＝
（用上述步骤中的物理
量表示’重力加速度为g）’比较W合和△Ek的值’找出两者之间的关系
（6）重新挂上细线和硅码盘’改变肤码盘中砧码质量,重复（2）～（5）步骤.
（7）本实验中’以下操作或要求是为了减小实验误差的是
A.尽量减小两光电门间的距离s
B.调整滑轮’使细线与长木板平行
C.砧码和肤码盘的总质量远小于小车的质量
58
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专题七验证机械能守恒定律
c典例剖析
~~~~~
~
~
题型l:利用自由落体来验证机械能守恒定律
［例l］（2016.北京餐）利用如图1所示装置做‘‘验证机械能守恒定律”实验.
曹-d
夹子
重物
■■
—
＿
丁
图l
（］）为验证机械能是否守恒’需要比较重物下落过程中任意两点间的
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）｀电磁打点计时器｀导线及开关外’在下
列器材中’还必须使用的两种器材是
.
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平（含砧码）
（3）实验中’先接通电源’再释放重物’得到如图2所示的＿条纸带.在纸带上选取三
个连续打出的点A｀B｀C’测得它们到起始点O的距离分别为hA｀hB｀hC.
已知当地重力加速度为g’打点计时器打点的周期为Ⅲ设重物的质量为m.从打
O点到打B点的过程中’重物的重力势能变化量△Ep＝
’动能变化量
△Ek＝
·
∧
●
β
儿
●
∧
力
「
慎
｝
∧
↑
丁
C
↑
B
↑
图2
59＿
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qg步路搞正葛勿理验圃
~
（4）大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量’原因是
A.利用公式〃＝gr计算重物速度
B.利用公式″＝√Z硕计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
（5）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点’测量它们
到起始点O的距离h’计算对应计数点的重物速度″’描绘〃2ˉh图象’并做如下
判断:若图象是—条过原点的直线’则重物下落过程中机械能守恒请你分析论
证该同学的判断依据是否正确.
■露Ⅷ
［分析］
（1）重物下落过程中重力势能减少’动能增加’故该实验需要比较重物下落过程中
任意两点间的动能变化蚤与势能变化量在误差范围内是否相等’A正确.
（2）电磁打点计时器使用的是交流电源’A正确;需妥测纸带上两点间的距离’还
露妥刻度尺’B…;根撼咖g″-÷″2—0可将等式阔边晌臆量抵消’不需婆
天乎’C错误.
（3）董物的重力势能变化量为A圆,＝ˉ腮gh赋,动能的变化量△E』-十腮删i＝
÷卿（h导「
（4）重物重力势能的减少量大于动能的增加量’是因为重物下落过程中存在空气
阻力和摩擦阻力的影响’C正确.
（5）该同学的判断依据不正确’在重物下落h的过程中’若阻力／恒定’根据能量
守｝陵知醚gh—抛＝÷′＂测2ˉ0则赃2二2（gˉ肯）h可知,删2ˉ帅图象就是过履点的
一条直线妥想通过〃2ˉh图象的方法验证机械能是否守恒’还必须看图象的
斜率是否接近2g.
刨
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传题七验证枫械能守恒定撑!
｜·解析0
［答案］
（l）A
（2）A＂
（3）ˉ删gh＂＋咖｜
～
＼
）2
／lC-／M
（4）C
（5）不正确’理由见解析
2T
［感悟方法］
对于利用自由落体来验证机械能守恒定律的方法’要特别关注两点:
｜实验原理有两种情况;—是从初始点开始算起则吧h＝＋″2;另＿种是选择
过程巾的任意两点▲B则咖gh」鹰二挑—÷吨.其中的岭则…儿′』“均是从
纸带上获得’要特别注意g＝9.8m／s2’而不是从纸带上求出的加速度α.
2.数据处理方法
（l）计算法:通过计算比较重力势能的减少量与动能的增加量是否相等’验证机
械能守恒定律时’注意重力加速度的取值和有效数字的保留一般AEp＞△Ek’
否则可能错误.
（2）图象法:通过图象验证机械能是否守恒时’要根据机械能守恒定律写出图象
对应的函数表达式』弄清图象斜率的物理意义｀如锄2ˉh图象÷＂2ˉh图象徽2ˉ2h
～
图象’根据图象求出斜率’计算出重力加速度’计算结果与当地重力加速度比
较’根据二者是否在误差允许的范围内近似相等’判断机械能是否守恒.
题型2目验证系统机械能守恒定律
［例2］（201l .海南卷）现要通过实验验证机械能守恒定律.
实验装置如图l所示:水平桌面上固定—倾斜的气垫
导轨;导轨上A点处有＿带长方形遮光片的滑块’其总
质量为M左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与—质
量为m的砧码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导呐
轨上B点有—光电门’可以测量遮光片经过光电门时
■
图l
的挡光时间j.用〃表示A点到导轨底端C点的距离’∧表示A与C的高度差’b表示
遮光片的宽度’s表示A’B两点的距离’将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通
过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度完成下列填空和作图:
6］
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满分之路搞定离考物理实验题［
（l）若将滑块自A点由静止释放’则在滑块从A运动至B的过程中’滑块遮光片与
砧码组成的系统重力势能的减小量可表示为
’动能的增加量可表示为
若在运动过程中机械能守恒,寺与‘的关系式为上＝
厂
t2
（2）多次改变光电门的位置’每次均令滑块自同＿点（A点）下滑’测量相应的s与t
值,结果如下表所示:
｜
｜
1
5
4
3
2
l.400
l.200
l.000
0.80（）
,（m）
0.600
5·43
6.44
5.85
t（ms）
′
8.22
7· l7
〃
〃
‖
｀
、
〗
Ⅱ
—
勺
）
∩
乙
∩
≈
凹
川
汁
◎
］
×
3.39
2.92
l.95
2。4l
l.48
t～
以＂为横坐标.÷为纵坐标在阁2位置的坐标纸巾描删第｜和第’个数据点;
×l04mˉ!
. sˉ2（保留
根据5个数据点作直线’求得该直线的斜率k＝
3位有效数字）.
由测得的…〃利鹏数俏可以计算出÷＂直线的斜率你0.将你和k0迸行比
较’若其差值在实际允许的范围内’则可认为此实验验证了机械能守恒定律.
、
）
／
’
■
吕
斗
○
］
×
（
／
］
—
户
↑
3.4
3ˉ0
2.6
勺
▲
勺
▲
18
l.4
06
08
l。（）
l2
l·4
』／m
图2
62
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‖
~
~
~
磁澎涵
［分析］
（l）霞力势能的减少量△幽′二雌÷ˉ′＂鳞≡（÷″＿′″）鳃’
到达‘点的速度为锄‘＝＋’动能的增加量△风-÷（删＋″′）删;÷（删＋″』）丘
t2
若在运动过程中机械能守恒,皿p＝M隆,可得;寺＝2（hM＿创′n）g
S·
t＾
（M＋m）肋2
上／（×104s2）
／勺
（2）如图所示’利用实验数据分别进行
逐差法得直线斜率为2.399×
3.4
l04mˉl
. S—2’保留3位有效数字3.0
为2.40×l04mˉ1
. sˉ2.
2.6
［答案］
22
（!）（÷M＿砸）廖÷（＂十删）丘
t2
L8
嗣＃
2（h″＝d″l）g
l·4
‖
‖
s
06
08
l.0
l.2
l.4
s／m
（M＋m）Ⅲb2
（2）如解析图所示2.40
［感悟方法］
验证系统机械能守恒问题’要注意连接的两个物体之间的两大联系:
1.高度变化的联系:一个物体重力势能的改变与高度变化有关’M｀m两物体在运
动过程中位移的大小相等’但高度变化的大小并不相同’需要根据几何关系仔
细确定.
2.速度大小的联系:两个物体连接在一起’速度的关系往往是一个难点.本题中
M｀m两物体的速度大小相等’比较简单’但在有些问题中连接的两个物体的
速度大小并不相等’但会存在一定的关联’需要根据关联关系认真确定.
63-ˉ＿＝
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…魔…｜翻灌…
题型38利用气垫导轨和光电门来验证机械能守恒
［例3］（20l0.海甭卷）利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图l所示:
F″卢夕′″夕夕f夕夕′厂夕夕厂厂厂卢夕厂夕厂夕夕夕J厂厂夕夕尸厂夕厂夕″夕夕尸夕夕夕厂厂夕夕厂夕夕夕夕夕厂夕厂厂pp夕夕夕夕厂厂厂厂夕F″厂厂厂夕厂尸″夕″尸厂夕p夕卢夕夕″″歹J夕厂″尸
图l
（l）实验步骤:
o将气垫导轨放在水平桌面上’桌面高度不低于1m’将导轨调至水平.
@用游标卡尺测量挡光条的宽度／’结果如图2所示’由此读出／＝
In∏l
l
∩
′
≈
（）
Cm
主尺~
游标
图2
◎由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s＝
C∏l
@将滑块移至光电门1左侧某处’待肤码静止不动时’释放滑块’要求砧码落地
前挡光条已通过光电门2
◎从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门l和光电门2所用
的时间△tl和△t2.
◎用天平称出滑块和挡光条的总质量″’再称出托盘和砧码的总质量m.
（2）用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:
@滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为″l
＝
和!′2＝
@当滑块通过光电门l和光电门2时’系统（包括滑块｀挡光条、托盘和珐码）的
总动能分别为Ekl＝
和Ek2＝
o在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中’系统势能的减少△Ep＝
（重力加速度为g）.
（3）如果△Ep≈
’则可认为验证了机械能守恒定律
“
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』专题七验证枫械能守恒定律｀
［分析］
（1）根据游标卡尺读数规则’挡光条的宽度′＝9.00mm＋O5×6mm＝9.30mm;
两光电门中心之间的距离s＝80.30cmˉ20.30cm＝60.00cm.
（2）由于挡光条宽度很小’因此将挡光条通过光电门时的乎均速度当作瞬时速度.
清块通过光屯门｜畸瞬时遮度为渺｜-六,通过光咆门2畸瞬时逸度为删』-
上…定义式…,厕刚-÷（…）（女）2,厘哩二÷（＂带侧）（立）2滑
△j2
块从光电门l运动到光电门2的过程中’系统势能的减少△Ep＝″!g‘.
［答案］
（1）@9.30o60.00（59.96～60.04）
（2）酗六立翻÷（…）（六）2÷（岭咖）（立）2翻咖g』
（3）Ek2—Ekl
［感悟方法］
把握两个关系本题也是验证系统机械能守恒问题’同样要注意高度变化的联系
与速度大小的联系:滑块M在运动过程中高度不变’托盘和砧码m在运动过程中
高度下降;M、m的速度大小相等’由此可见’整个过程为m（托盘和砧码）的势能
减少量等于系统动能的增加量.
题型4目利用圆周运动验证机械能守恒定律
［例4］（20l6.江苏卷）某同学用如图甲所示的装置验证
机械能守恒定律.—根细线系住钢球’悬挂在铁架
台上’钢球静止于A点.光电门固定在A的正下方’
在钢球底部竖直地粘住—片宽度为′的遮光条.将
钢球拉至不同位置由静止释放’遮光条经过光电门
遮光
α
Aˉ≡.ˉ
计时器
「雨］
甲
6←—＿—ˉ
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满分之路.搞定高考物理实验题｝
的挡光时间‖可由计时器测出’取o＝旦作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次
t
下落的高度h和计时器示数t’计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大
小△Ep与动能变化大小△Ek’就能验证机械能是否守恒.
（1）用△Ep＝mgh计算钢球重力势能变化的大小’式中钢球下落高度h应测量释放
时的钢球球心到
之间的竖直距离.
A.钢球在A点时的顶端
B.钢球在A点时的球心
C.钢球在A点时的底端
（2）用△E账二＋″卿2计算钢球动能变化的大小用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图
乙所示’其读数为
cm.某次测量中’计时器的示数为0.0l00s’则钢球
的速度为″＝
m／s。
≡遮光条
＝
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
0
l
c【n
｜
∑
乙
（3）下表为该同学的实验结果:
△Ep（×l0ˉ2J）
4.892
29。38
9ˉ786
l4.69
l9.59
△Ek（×l0ˉ2J）
5.04
l5。
l
l0.
1
20.0
29.8
他发现表中的△Ep与△Ek之间存在差异,认为这是由空气阻力造成的.你是否
同意他的观点?请说明理由.
（4）请你提出＿条减小上述差异的改进建议.
“
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鹤题矗～验耀钒械能守恒定瞬
…
［分析］
（l）要测量钢球下落的高度’应测量开始位置钢球的球心到钢球在A点时球心的
竖直距离’B正确.
（2）根据题图可知’遮光条的宽度‖＝l5.0mm＝l.50cm’若某次计时器的时间为
O0l00s’则钢球的速度!′＝旦＝l50m／s.
t
（3）由于空气阻力的存在,钢球下落过程中克服空气阻力做功’因此动能的增加量
小于重力势能的减少量’而表格中数值表明是动能的增加量大于重力势能的
减少量’显然误差不是由于空气阻力造成的’是由于遮光条在钢球的下面’测
得的速度比钢球的实际速度大造成的.
（4）分别测出光电门和球心到悬点的长度L和／’计算△Ek’将″折算成钢球的速
度删′＝户
［答案］
（1）B
（2）1.50（l.49～l.51都算对）
l.50（149～l.51都算对）
（3）见解析
（4）见解析
［感悟方法］
l.物理实验的精确性:在做物理题时’我们往往抓住问题的主要特征’对＿些因素
作“近似”“忽略”等处理,建立起理想化模型’这样有助于对复杂问题的简化处
理.而处理实验题时’物理数据要精确本题的h的测量’速度的计算都体现了
这—点.
2.误差分析的对应关系:在分析误差时,“冤假错案”不断’只要看到“空气阻力”
就武断地认为这就是实验误差的主要原因只要＿分析实验误差’就直指“摩擦
力”等等.要正确地分析实验误差’—定要与实验原理、实验过程联系起来’才能
找到引起每一个误差的真正原因.
67
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蒲分之路·搞定高考物理实验题
＾◎?实战演练
（20l7 .天津卷）如图1所示’打点计时器固定在铁架台上’使重物带动纸带从静止开始
自由下落’利用此装置验证机械能守恒定律.
~
~
~
~
~
讣时器
打点
物
接
图l
（l）对于该实验’下列操作中对减小实验误差有利的是
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同—竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物’接通电源后’撤手释放重物
（2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上’按正确操作得到
了—条完整的纸带’由于纸带较长’图中有部分未画出’如图2所示.纸带上各点是打
点计时器打出的计时点’其中（）点为纸带上打出的第—个点.重物下落高度应从纸
带上计时点间的距离直接测出’利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项
有
「;丁?｝mb
j
卤
i
6
〉
.
〈
图2
A.OA｀AD和EG的长度
B.OC｀BC和CD的长度
（〕.BD、CF和EG的长度
D.AC｀BD和EG的长度
某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒’装置
中的气垫导轨工作时可使滑块悬浮起来’以减小滑块运动过程中的阻力.实验前已调整
气垫导轨底座保持水平’实验中测量出的物理量有:钩码的质量′n、滑块的质量M滑块
上遮光条由图示初始位置到光电门的距离虹.
勺
全
68
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］专题七验证机械能守恒定攘｛
光电
斗丫□
数字计时器
遮光条
滑块
∩
气垫导轨
｀
（l）若用游标卡尺测得遮光条的宽度为Ⅲ’实验时挂上钩码,将滑块从图示初始位置由静
止释放’由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△‖’则可计算出滑块经过光电
门时的速度为
（2）要验证系统的机械能守恒’除了已经测量出的物理量外还需要已知
在实验误差允许的范围内相等（用物
（3）本实验通过比较
和
理量符号表示）’即可验证系统的机械能守恒
3. （2008.全国卷）如图所示’两个质量各为′n1和m2的小物块A和B’分别曼
定滑轮的软绳两端’已知″ll＞′n2’现要利用此装置验证机械能守恒定律.
（l）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量’则需要测量的物理
量有
和B’分别系在＿条跨过
γ
＼ˉ≥
o物块的质量矾l ｀m2;
@物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
◎物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间;
@绳子的长度.
（2）为提高实验结果的准确程度’某小组同学对此实验提出以下建议:
@绳的质量要轻;
@在“轻质绳”的前提下’绳子越长越好;
◎尽呈保证物块只沿竖直方向运动’不要摇晃;
@两个物块的质量之差要尽可能小.
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是
（3）写出＿条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:
69
~
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菌分之路搞定局考物理实验题〖
4（2008 .江苏卷）某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端
水平’离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度／l处静止释放’钢球的落点距轨道末
端的水平距离为s
｜—S—≥｛
图l
（1）若轨道完全光滑’s2与／l的理论关系应满足s2＝
（2）该同学经实验测量得到一组数据’如下表所示:
（用H｀∧表示）.
h（×l0ˉlm）
6.00
2.00
3. （）0
4.00
5.00
）
勺
～
Ⅲ
‖
‖
］
×
（
∑
』
653
7.78
2.62
3.89
5.20
请在如图2所示’坐标纸上作出s2ˉh关系图
『2／（×l（）ˉ｜m2）
▲
〗
β
日
β
］
］
］
｜■■■■■■■■■
蹦§醚
4
2
3
4
5
6
7h／（×l（）ˉ
‖
｀
匹m）
图2
（3）对比实验结果与理论计算得到的s2ˉh关系图线（图中已画出）’自同＿高度静止释放
的钢球’水平抛出的速率
（填“小于”或‘‘大于”）理论值
（4）从s2ˉh关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著’你认为造成上述偏差
的可能原因是
.
7O
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专题∧验证动量守恒定律
c典例剖析
~~~
:利用气垫导轨完成-维碰撞实验
（2009.四川卷）气垫导轨（如图l所示）工作时’空气从导轨表面的小孔喷出’在导
轨表面和滑块内表面之间形成＿层薄薄的空气层’使滑块不与导轨表面直接接触’
大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律’在水平气垫导轨上放置两
个质量均为α的滑块’每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连’两个打
点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后’接通两个打点计时器的电
源’并让两滑块以不同的速度相向运动’两滑块相碰后粘在＿起继续运动.图2为某
次实验打出的点迹清晰的纸带的＿部分’在纸带上以相同间距的6个连续点为＿段
划分纸带’用刻度尺分别量出其长度加l ｀卯2和匆3.若题中各物理量的单位均为国际单
位’那么’碰撞前两滑块的动量大小分别为
、
’两滑块的
题型l :利｜
［例1］（20（）9
总动量大小为
;碰撞后两滑块的总动量大小为
.重复上述实
验’多做几次.若碰撞前｀后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等’则动量
守恒定律得到验证.
滑块
〈.
·….…｝
］三了i＝「-
ˉ勋
片-----x‖—｜
〈.
,
.
。
.
.
.
.
.
｜—x3—叫
图2
图l
…Ⅷ
［分析］
打点周期为＋’打瓣］…’均周时÷碰前其中一个滑块的动量
p｜≡″｜-″导二侧等三…蜒｜
量
动
√
口
心
丝
∏
‖
→
∩
咱
碰
故
’
〕
卯
β
α
∑
◎
~~
沁
—
β
α
~~
蝇
—
』
］
∏
~~
∑
″
矾
~~
∑
）
′
量
动
的
块
滑
个
一
另
←
∏
‖
＝
口
川
碰
7］
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｜菌分之路搞定高考物理实验题l
■疆油
p＝plˉp2＝0.2αb（卯1-则3）’同理碰后总动量
p′＝2m丝＝0.4αb〃2
t
［答案］
0.2αb卯1
0.2αb卯3
0.2αb（卵I-卯3）
0.4αb则2
［感悟方法］
1.理解“点段’的含义:“点段”问题在实验题中常常出现’特别是在纸带问题中’
＿般都要注意这个问题比如’常说的“每隔4个点”』‘每5个点”其实说的都是
5段时间’即△〗＝5T＝0. 1s.本题出现的“以相同间距的6个连续点”’其时间间
隔也是Aj＝5T＝0. 1
s.
2.注意“点段’,问题的不连续性:涉及到“点段”理解的问题往往还会引发另一个
问题’即“时间的非连续性’, ,结合本题’也就是说两滑块碰撞发生在什么时刻或
是什么位置?是值得同学们细细分析的问题一般来讲’碰撞发生的时刻与打
点的时刻不在同—时刻’这也是本题在选6个点时要考虑的问题’请同学们细
细考量
题型2:利用斜槽上滚下的小球来验证动量守恒定律
［例2］（20ll .北京卷）如图l所示’用‘‘碰撞实验器’可以验证动量守恒定律’即研究两个
小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
l!坠～‖圭w二丁＿「
｀
、、
qQ、
｜
飞
｀
、
｜
｀
｀
、
｀
｀
飞
｀
飞
飞
｀
｀
｀
＼
＼
＼
〃
｀
｀』
＼｜
｜
0｜
｀
‖
「
＼
＼
●
~
（）
●
卜——＿3
仁二二
……＼＼…＼＼＼＼＼＼＼＼…＼＼＼＼
（／
图］
图l
／
0′
尸
∧
＼
图2
（1）试验中’直接测定小球碰撞前｀后的速度是不容易的’但是’可以通过仅测量
（填选项前的序号）’间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
72
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」壹鹤′（验磁霹赣恒寇律0
（2）图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影’实验时’先让人射球′nl多次从
斜轨上S位置静止释放’找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后’
把被碰小球矾2静置于轨道的水平部分’再将人射球m1从斜轨上S位置静止释
放’与小球m2相撞,并多次重复.
接下来要完成的必要步骤是
（填选项前的符号）.
A.用天平测量两个小球的质量ml 、″l2
B.测量小球′＂l开始释放的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到′＂l、m2相碰后平均落地点的位置MⅣ
E.测量平抛射程OM、OⅣ
（3）若两球相碰前｀后的动量守恒’其表达式可表示为
（用@中测量的量表
（用@中
示）;若碰撞是弹性碰撞’那么还应满足的表达式为
测量的量表示）.
（4）经测定’′″1＝45.0g’′厕2＝7.5g ’小球落地点的平均位置距（）点的距离如图2
所示.碰撞前、后′＂l的动量分别为pl与p｛’则pl :p｛＝
: l1;若碰撞结
束时″l2的动量为ph’则p｛:／｝h＝l1
实验结果说咀碰撞前后总动量的比值i』｛粤′》h为
（5）有同学认为’在上述实验中仅更换两个小球的材质’其他条件不变’可以使被碰
小球做平抛运动的射程增大’请你用（4）中已知的数据’分析和计算出被碰小球
″』2平抛运动射程（）／V的最大值为
cm
［分析］
（1）由于本实验的碰撞是在同一高度’在空中运动时间相同’因而根据小球做乎抛
运动的射程就可知道碰撞前、后速度的大小之比’所以选C.
（2）本实验必须用天乎测量两个小球的质量m1 ｀肌2’分别找到″』l｀m2相碰后乎均
落地点的位置M｀Ⅳ和测量乎抛射程（）MO／V’故选ADE
73
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獭分之路。搞定高翻理…｛
·解叛卤
≡
＿
以
Ⅳ
所
＾
〃
山
●
∑
∑
Ⅶ
″
′
Ⅱ
＋
Ⅷ
″
］
＿
】
○
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ˉ
］
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’
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以
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—
∑
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｝
矾
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、
一
一
’
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″
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‖
且
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撞
’
〗
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加
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~~
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正
∑
〗
刀
撞
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］
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若
］
矾
·
尸
于
○
由
叫
）
〕
（
『∏lOM2＋m2O／V2＝m1Op2°
（4）q＝″M′l
OP
4480
l4′′｛
′M｛
′＂lO″450×3520
pl
″』l＂｛
OM
3520∏;历＝而瓦′＂2OⅣ
7.5×55.68
l584
目＝
吕二
4l7.6
ll
pl
m1（）P
29’′｛＋′h ′Ⅷ!0M萨″l2o″4虱0×3虱20＋饥…68 2十胖6＝L00弧
45.0×44·80
云二
二≡
＝
（5）当两个球发生完全弹性碰撞时’被碰小球m2乎抛运动射程OⅣ有最大值.弹
性碰撞动量守恒,即m｜＂｜＋咖2删2＝″』｜懈’机械能守恒｀即÷咖｜＂｛＋＋′厕2＂i＝
～
▲
2咖｜0P二4:倘｝］5×44…＝
2m1
D’所以OⅣm＝
∏ll＋″〗2
′7〗l＋〃l2
÷m」″2解得;!｜2＝
～
768cm’故被碰小球″′2乎抛运动射程OⅣ的最大值为76.8cm.
［答案］
（l）C
（2）ADE
（3）′＂lO″＋m2O／V＝mlOP
″′l（）″2＋加2OⅣ2＝″llOP2
（4）l4
2.9
l～l.0l
（5）76.8
［感悟方法］
本实验有两个精彩的设计:
l.物理量的转化测量:直接测定小球碰撞前｀后的速度是不容易的’—般我们都是
用光电门｀打点计时器等’在这个实验中巧妙地转化了物理量的测量’测速度转
化为测水平位移.实验中碰撞后的小球均是在同一高度’在空中运动时间相同’
因而根据小球做平抛运动的射程如＝″t就可知道碰撞后速度的大小之比等于水
平射程之比
74
~
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~~~~~~
窍题八验证动毯守恒建肄］
~
m疆m
2.小球落点的确定:为了减小误差’我们需要多次重复相同的碰撞’这样两小球各
自的落点就很多’为了确定平均落点’采用了—种“画圆’’的方法来确定相应小
球的平均落点’具体操作为:用尽量小的圆把某个小球的所有落点圈进圆内’那
么这个最小圆的圆心就代表了该小球的平均落点.如图所示.
｜
O
●
■≈
广
飞
〈
●
!
b≈■户
P
夕
、
｛
●
）
b≈＝矽
Ⅳ
｛
●
′
″／
题型3:利用单摆悬挂小球完成-维碰撞实验
［例3］（2008 .宁豆卷）某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆
摆长相同’悬挂于同＿高度’A｀B两摆球均很小’质量之比为1:2.当两摆均
处于自由静止状态时’其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆线伸直并
与竖直方向成45。角’然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆
动’且最大摆角成30。.若本实验允许的最大误差为±4％’此实验是否成功
地验证了动量守恒定律?
■■■■■
丛.
4
幽…
［分析］
设摆球A｀B的质量分别为′nA｀mB’摆长为／,B球的初始高度为hl ’碰撞前B球的
速度为oB.在不考虑摆线质量的情况下’根据题意及机械能守恒定律得
hl＝／（lˉcos45°）
@
÷呐二咖阀g删｜
@
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为pl ｀p2.有
pl＝mB0B
o
联立o@o式得
pl＝mB｀／2g′（1ˉcos45。）
@
同理可得
／）2＝（′nA＋″』B）√2g／（l＿cos30。）
◎
75＿
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乏露＿藕定高考物理实验题i
联立@◎式得
′′M＋mB／lˉcos30。
p2
＝二
I）l
◎
mBγlˉcos45°
代入已知条件得
（贵）2-L0］
@
由此可ˉ以椎出
p2-pl
≤4％
pl
o
所以’此实验在误差允许的范围内验证了动量守恒定律.
［答案］
见解析
［感悟方法］
l.实验题连接计算题:与其说本题是实验题’不如说是个综合计算题’俗称“计算
型实验题”’是创新实验题常用的＿种命题方式’面对这样的问题’同学们按照
计算题的解题方法来求解即可.
2.理想与现实的桥梁:计算题一般都是按照理想化模型来计算的’比如两小球各
自做的圆周运动’根据机械能守恒’求出最低点各自的速度’表达出各自的动
量.而事实上’两小球的圆周运动要受到空气阻力的作用’影响了各自最低点的
速度,也影响了各自最低点的动量’这正是误差引起的原因’正是这个实验误差
的存在’理想与现实之间搭建了＿座桥梁.
题型4目利用频闪照片测速度来验证动量守恒定律
［例4］为了验证动量守恒定律（探究碰撞中的不变
量）’某同学选取了两个材质相同｀体积不等
图l
的立方体滑块A和B’按下述步骤进行实验:
步骤1 :在A、B的碰撞面分别装上橡皮泥’以便二者碰撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图l所示’铝质轨道槽的左端是倾斜槽’右端是长直水平
槽.倾斜槽和水平槽由＿小段弧连接’轨道槽被固定在水平桌面上’在轨道槽的侧面
与轨道等高且适当远处装＿台数码频闪照相机;
76
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专翘八验证动量守懂髓篱
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处’滑块A从斜槽某处由静止释放’同时开始频
闪拍摄’直到A｀B停止运动’得到—幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3’得到多幅照片’挑出其中最理想的＿幅’打印出来’将刻度
尺紧靠照片放置’如图2所示
一
’
β
Ⅱ
日
γ
Ⅱ
咽
‖
一
了
β
β
→
§
＄
□
□
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〗
≤
—
兄
〕
巾
■
Ⅳ
≤
←
∑
］
Ⅱ
≤
图2
（1）由图分析可知’滑块A与滑块B碰撞发生的位置
O在P5｀P6之间
@在P6处
◎在P6｀P7之间
（2）为了探究碰撞中动量是否守恒’需要直接测量或读取的物理量是
oA｀B两个滑块的质量ml和m2
@滑块A释放时距桌面的高度
◎频闪照相的周期
@照片尺寸和实际尺寸的比例
◎照片上测得的s45、s56和s67、s78
◎照片上测得的s34、s45｀s56和s67｀s78｀s89
@滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式
（3）请你写出—条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议
m锤Ⅷ
［分析］
（l）由图可知sl2＝3.00cm’s23＝2.80cm’s34＝2.60cm’s45＝2.40cm’s56＝2.20cm’
s67＝l.60cm’s78＝l.40cm’s89＝1.20cm.根据匀变速直线运动的特点可知
A｀B相撞的位置在P6处.
77
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理
…
≡
司
牵
洞
睡
咱
之
夕
内
√
（2）为了探究A、B碰撞前、后动量是否守恒’就要得到碰撞前｀后的动量’所以要测
量A、B两个滑块的质量ml 、″!2和碰撞前｀后的速度.设照相机拍摄时间间隔
为′,则′刽处的途度为鳃＝』』宁,P’处灼速度为删’二瓤宁,因为删’＝
监÷2i,所以A｀B碰撞前A在P6处的速度为删6＝｀蓟鄂—翔』洞理可得碰
～
撞后dB在P‘处的速度为酗b二2‘6’＋茅ˉ』鹏芳动量守恒则有咖l徽6二（叫＋
m2）ob’整理得ml（S45＋2s56ˉs34）＝（ml＋m2）（2s67＋s78ˉs89）.因此需要测
量或读取的物理量是o◎
（3）若碰撞前、后A、B都做匀速运动则可提高实验的精确度
［答案］
（1）@
（2）O◎m1（s45＋2s56—s34）＝（ml＋m2）（2s67＋s78-s89）
（3）将轨道的一端垫起少许’平衡摩擦力’使得滑块碰撞前、后都做匀速运动（其他
合理答案也可）
［感悟方法］
本题是“点段式”问题’由于“点段式”问题的不连续性’所以碰撞位置的确定是本
题的难点.—般来讲’碰撞的时刻与频闪的时刻难以发生在同＿时刻.但本题恰恰
是个“巧合”:A、B碰撞的位置恰好在P6处’这＿点请同学们好好体会.
≡.／实战演练
~
~~ ~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~
~~
｜〖／2-Ol
｜’其中!′l0和″20分别是碰撞前两
l.
（2（）（）7 .全国卷I）碰撞的恢复系数的定义为e＝
U20-［）l0
物体的速度’似l和＂2分别是碰撞后两物体的速度.弹性碰撞的恢复系数e＝1’非弹性碰
撞的e＜1某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复
系数是否为l ’实验中使用半径相等的钢质小球1和2’（它们之间的碰撞可近似视为弹
性碰撞）’且小球l的质量大于小球2的质量.
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‖硼拥圃｝蜜群恒露
蔚蹦
~
~~
球1
d
球2
B
OM
P
Ⅳ
实验步骤如下:
安装好实验装置’做好测量前的准备’并记下重垂线所指的位置O.
第＿步:不放小球2’让小球l从斜槽上A点由静止滚下’并落在地面上重复多次’用尽
可能小的圆把小球的所有落点圈在里面’其圆心就是小球落点的平均位置.
第二步:把小球2放在斜槽前端边缘处的C点.让小球l从A点由静止滚下’使它们碰
撞重复多次’并使用与第—步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置.
第三步:用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离O点的距离’即线段OM｀OP、OⅣ的
长度
上述实验中’
（l）P点是
的平均位置’M点是
的平
均位置,Ⅳ点是
的平均位置
（2）请写出本实验的原理
写出用测量量表示的恢复系数的表达式
（3）三个落点距（）点的距离OM、OP｀OⅣ与实验所用的小球质量是否有关?
2（20l4.全国卷Ⅱ）现利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律.在图中’气垫导轨上有
A｀B两个滑块’滑块A右侧带有—弹簧片’左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连;
滑块B左侧也带有＿弹簧片’上面固定一遮光片’光电计时器（未完全画出）可以记录遮
光片通过光电门的时｜司.
79
~
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擂龋
〖
翻戴
~潍
哇
＂
■
吟
＝
光电门
〗■■
-｜
｜
气垫导轨
甲
实验测得滑块A的质量′″l＝0.3l0kg,滑块B的质量m2＝0. l08kg’遮光片的宽度〃＝
l.00cm’打点计时器所用交流电的频率为／＝50.0Hz.
将光电门固定在滑块B的右侧’启动打点计时器’给滑块A＿向右的初速度’使它与B相
碰.碰后光电计时器显示的时间为△tB＝3.500ms’碰撞前｀后打出的纸带如图乙所示.
｜
·
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］
●
←
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（
巴
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上
｜
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~~
·
宁
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G
｜
「—可
4.O3
4O5
1.91 1.921931.94
3.25
400
4.02
乙
若实验允许的栅对误菱绝对值（｜碰撞潞:疆之菱｜×｜
否在误差允许范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程
×l
）最大为5％’本实验是
00％
—8O
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』专题八验证劫愚守恒定律｝
3.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞’某同学选取了两个
体积相同、质量相差比较大的小球’按下述步骤做了实验:
O）用天平测出两小球的质量（分别为ml和′＂2’且m1＞m2）.
@按如图所示安装好实验器材’将斜槽AB固定在桌边’使槽的末端切线水平’将＿斜面
BC连接在斜槽末端
◎先不放小球m2’让小球′nl从斜槽顶端A处由静止开始滚下’记下小球在斜面上的落
点位置.
@将小球m2放在斜槽末端边缘处’让小球ml从斜槽顶端A处由静止开始滚下’使它们
发生碰撞’分别记下小球′厕1和m2在斜面上的落点位置.
◎用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D｀E｀F点是该同学记
下小球在斜面上的几个落点位置’到B点的距离分别为LD、LE｀LF.
根据该同学的实验’回答下列问题:
（1）在不放小球m2时’小球ml从斜槽顶端A处由静止开始滚下’″ll的落点在图中的
点;把小球m2放在斜槽末端边缘处’小球m1从斜槽顶端A处由静止开始
滚下’使它们发生碰撞,碰后小球ml的落点在图中的
占
』b飞、□
（2）若碰撞过程中’动量和机械能均守恒’不计空气阻力’则下列表达式中正确的有
A.mlLF＝mlLD＋m2LE
B″′lLi＝′nlLi＋m2L;
C.″〗lLE＝mlLD＋m2LF
DLE＝LF—LD
8］
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满分之路搞定高考物理实验题
4.如图所示是用来验证动量守恒的实验装置’弹性球l用细线悬挂于O点’O点下方桌子
的边沿有—竖直立柱实验时’调节悬点’使弹性球l静止时恰与立柱上的球2接触且两
球等高将球l拉到A点’并使之静止同时把球2放在立柱卜.释放球l’当它摆到悬点
正下方时与球2发生对心碰撞’碰后球l向左最远可摆到B点’球2落到水平地面上的
C点.测出有关数据即可验证l｀2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距
离为α’B点离水平桌面的距离为b’C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外’
（1）还需要测量的量是
和
（2）根据测量的数据’该实验中动量守恒的表达式为
（忽略小球的大小）
82
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专题九测定动摩擦因数
◎典例剖析
斟
~~
~~~~
题型1 ;利用平衡条件来测定动摩擦因数
［例1］（2018 .全国卷Ⅱ）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木
板之间的动摩擦因数.跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木
块和弹簧秤相连’滑轮和木块间的细线保持水平’在木块上方
放置肤码缓慢向左拉动水平放置的木板’当木块和砧码相对
桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受
′L
木板‖
‖
图（a）
到的滑动摩擦力的大小.某次实验所得数据在表中给出’其中力的值可从图（b）中
弹簧秤的示数读出.
肤码的质量m／kg
0. （）5
0, 10
（）. l5
0。25
0.2（）
滑动摩擦力〃N
力
2. 15
2。36
2.55
2.93
｝’N
q∩
2ˉ8
2°6
2.4
2°2
20
F
~
O
0。050.1O0.150.200.250.3Om／kg
图（c）
回答下列问题:
（l）九＝
N;
（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出广′′l图线;
（3）／与″』｀木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数严及重力加速度大小g之间
’广″′图线（直线）的斜率的表达式为k＝
的关系式为／＝
（4）取g＝9.80m／s2’由绘出的广″』图线求得以＝
. （保留2位有效数字）
83
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』满分之路搞定高考
…Ⅷ
［分析］
（l）弹簧秤的最小刻度为O1N’指针指在27
3.0
与2.8之间’估读为2.75N.
28
（2）描点画线注意让所有点均匀分布在线上或26
2.4
线的两边,如图所示.
（3）木块受到的是滑动摩擦力’根据滑动摩擦22
20
力的定义知／＝以（M＋′n）g
把公式化简可得:／＝严（M＋′＂）g＝（／』g）′Ⅶ
MN
】~~
日
二
0.150.200。25O3O加／kg
0
O.05O10
＋／LMg
所以图象的斜率∧＝“.
（4）取g-9β0＂Ms』,取图象上相距较远的两点求斜率腮＝;尝≡;;:二虱9
』｜腆-÷-羔≡α4α
［答案］
（1）2.75
（2）如解析图所示
（3）队（M＋m）g“（4）0.40
［感悟方法］
L理解实验原理:要测动摩擦因数’必然要使物体受到滑动摩擦力.本题设计巧
妙’通过拉动木板’使木块受到滑动摩擦力’让木块处于静止’木块受到的滑动
摩擦力的大小等于弹簧秤给木块的拉力大小.不仅如此’木块受到的滑动摩擦
力大小不受木板向左运动速度的影响’这样有利于操作
2.运用图象的能力:对于图象’要求同学们不仅要“会画”’而且要“会用”. “会画’’
＿般指的是描点连线’连线时要注意让所有的点均匀分布在线上或线的两侧;
“会用”＿般指的是数形结合’数形结合要求同学们结合图象坐标整理出相应的
数学函数’然后观测斜率和截距分别代表什么或是从图象上获取相应信息’结
合物理规律解出相应的问题来.
84
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』零题九测定动摩擦因数｝
题型2;利用牛顿第二定律来测定动摩擦因数
［例2］（20l5 .全国卷I）某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦
因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的—
部分如图乙所示’图中标出了五个连续点之间的距离.
纸带打点计时器
E
D
C
B
A
●
＼
／
＼
）
／
（
●
产ˉ3.78→｝←3。65-叶←352→卜←339ˉ白Cm
乙
甲
m／s2’打C点时物块的速度″＝
（l）物块下滑时的加速度α＝
~~／
∏I／S;
（2）已知重力加速度大小为g’为求出动摩擦因数’还必须测量的物理量是
（填正确答案标号）.
A.物块的质量
B.斜面的高度
C.斜面的倾角
…硒
［分析］
（1）用两段法求纸带加速度’
（匆3＋卯4）—（匆1＋卯2）
α＝
4帜
＝3.25m／s2
C点速度等于BD段的乎均逮度,即Ⅷ＝等≡179m／｀
（2）由牛颧第二庭律得″………二′＂α’陛二邀絮齿鱼,擞c正确
［答案］
（l）3.25
l.79
（2）C
［感悟方法］
本题是计算型实验题’这类问题—般都是借助实验情景’探明实验原理’然后结合
提问进行解答.
85＿—ˉˉ
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‖满分之路.搞定离考物理实验
题型3:利用-把尺子来测定动摩擦因数
［例3］（20ll .山东卷）某探究小组设计了“用—把尺子测定
动摩擦因数’的实验方案.如图所示’将＿个小球和一
个滑块用细绳连接’跨在斜面上端.开始时小球和滑块
均静止,剪断细绳后’小球自由下落’滑块沿斜面下滑’
可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小
球和滑块释放的位置不变’调整挡板位置’重复以上操
H
｜
作’直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高
度〃、滑块释放点与挡板处的高度差／l和沿斜面运动的位移则. （空气阻力对本实验
的影响可以忽略）
（l）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为
（3）以下能引起实验误差的是
a.滑块的质量
h当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
［分析］
（l）滑块沿斜圆微初逮度为零的匀加途直线运动.有瓣＝÷哪2,
』｜球徽自由落体运动,有〃-÷瓢2.所以丛＝坐
g
H.
（2）对滑块受力分析’根据牛顿第二定律得α＝gsin0ˉ“cos0
h
√万丁＝万可
即者g＝g了ˉ“—
卯
（3）由（1）（2）分析知’c｀d能引起实验误差
—86
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l专题九测谴动摩擦因数｜
~
…
［答案］
（］）肯（2）（州＿芳）丙金示
（3）cd
［感悟方法］
本题体现了物理量的转化测量同学们可以将本题与上—题作对比’会发现所谓
的“用—把尺子测定动摩擦因数”’其本质就是将角度的测量转化为长度的测量’
这也是实验设计中经常用的—个技巧’也是实验题常考的一个关键点.
题型4:利用能量的转化与守恒来测定动摩擦因数
［例4］（20l3 .全国卷）测量小物块Q与平板P之间动摩擦
贮坐~
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＼′
万万≡声＝厉万丙丁丙了’
因数的实验装置如图所示.AB是半径足够大的｀光滑
的四分之—圆弧轨道’与水平固定放置的P板的上表
面BC在B点相切’C点在水平地面的垂直投影为C′.
重力加速度大小为g.实验步骤如下:
@用天平称出物块0的质量′″;
@测量出轨道AB的半径R｀BC的长度L和CC′的长度h;
◎将物块0在A点由静止释放’在物块0落地处标记其落地点D;
@重复步骤o’共做l0次;
◎将l0个落地点用＿个尽量小的圆围住’用米尺测量圆心到C′的距离s
（l）用实验中的测量量表示:
（
l ）物块0到达B点时的动能EkB＝
（ll）物块Q到达C点时的动能Ekc＝
（Ⅲ）在物块0从B运动到C的过程中’物块Q克服摩擦力做的功川＝
（lV）物块0与平板P之间的动摩擦因数队＝
（2）回答下列问题:
（
i ）实验步骤@◎的目的是
;
（ll）已知实验测得的／L值比实际值偏大’其原因除了实验中测量量的误差之
外’其他的可能是
（写出一个可能的原因即可）.
87
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』满分之路搞定高考物理实验题
■逐Ⅷ
‖分析‖
（1）（
l ）由机械能守恒得’EkB＝′吧R;
（ii）根撼平抛运动有;h≡÷颧2,‘＝刨‘‘则!″
所以‘M-＋毗-嘿;
三慨
’
（Ⅲ）根据动能定理有;鹏＝E帆ˉE邮＝顺g肘ˉ等;
●
萨
砸
尺
—
［
~~
〃
以
所
匹
加
吕
队
’
~~
吗
由
）
·
Ⅳ
（
（2）多次实验取平均值有利于减小偶然误差;测得仙值偏大,说明实验阻力做功较
多,原因可能有圆弧轨道不够光滑、接缝处不乎滑或存在空气阻力等
［答案］
（!）α）吧＂（h）豁（hi）′＂gRˉ嚼（M苦＿蔬
（2）（
i ）减小实验结果的误差
（ll）圆弧轨道存在摩擦（或接缝B处不平滑等）
［感悟方法］
本题是＿个多过程计算型实验题,解题的关键是通过合理拆分’将整个过程分解
成三个子过程:圆周运动、平抛运动｀匀减速直线运动.然后,针对每个子过程’选
择合适的物理规律求解分析即可.
ˉ.／实战演练
l. （20l4.山枣卷）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺’测量滑块在木板上运动的最大速度.
实验步骤:
@用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力’记作G;
@将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上’通过水平细绳和固定弹簧秤相连’如图甲所示.
在A端向右拉动木板’待弹簧秤示数稳定后’将读数记作F;
88
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」蕾题九测定动摩擦因数｝
◎改变滑块上橡皮泥的质量’重复步骤o@;
实验数据如下表所示:
G／N
l.50
2.00
2.50
3。00
3.5（）
4.00
F／N
0.59
0.83
0.99
1.22
1.37
l6l
@如图乙所示’将木板固定在水平桌面上’滑块置于木板上左端C处’细绳跨过定滑轮分
别与滑块和重物P连接’保持滑块静止’测量重物P离地面的高度∧;
◎滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞）’测量C｀D间
的距离s.
八
乙
~
勘
瞬
~
瓣
木
／
／
块
辫
橡
绳
细
／
／
性
秤
簧
弹
「～｜
■
…
～
‖
≡ˉ尸
卜ˉ——‘———斗
C
D
″／／／／／…………
／
图乙
图甲
完成下列作图和填空:
（1）根据表中数据在给定坐标纸上作出FˉG图线.
ⅣN
l.8
16
l.4
l。2
10
0.8
06
04
02 l.0l.52.0253.（）354.04.5
G／N
（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数／L＝
（保留2位有效数字）
（3）滑块最大速度的大小″＝
（用h｀s｀以和重力加速度g表示）.
89
＿—-
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｜满分之路搞定高考物理实鳃｝
2. （20l3 。全国卷I ）图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图实
验步骤如下:
光电门
B
细线
轮
／
s
图（a）
@用天平测量物块和遮光片的总质量M｀重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度
Ⅲ;用米尺测量两光电门之间的距离s;
@调整轻滑轮,使细线水平;
o让物块从光电门A的左侧由静止释放’用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和
光电门B所用的时间△』A和△tB’求出加速度α;
@多次重复步骤◎’求α的平均值α;
◎根据上述实验数据求出动摩擦因数严.
回答下列问题:
（l）测量（／时’某次游标卡尺（主尺的最小分度为lmm）的
I
2
3
州‖‖册‖山
示数如图（l〕）所示’其读数为
cm
◎
∑
日
］
）
』
○
（
】
图
日
‖
（2）物块的加速度α可用Ⅲ、s、△tA和△』B表示为α＝
（3）动摩擦因数严可用M、m｀α和重力加速度g表示为队＝
（4）如果细线没有调整到水平’由此引起的误差属于
（选填“偶然误差’或“系统
误差”）
3. （2008 .宇豆卷）物理小组在—次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装
置如图1所示’—表面粗糙的木板固定在水平桌面上’＿端装有定滑轮;木板上有—滑
块’其—端与电磁打点计时器的纸带相连’另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打
点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放人适量砧码’滑块开
始做匀加速运动’在纸带上打出—系列小点.
卯
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打点计时器
滑块
『
→
」
『
图l
＼
／
｜
勺
▲
●
｜
句
〕
●
｜
（）
●
｜
‖
〗
几
＝
＝
■
】
】
】
〗
4
G
｜
乓
山
●
｜
可
′
●
｜
＾
γ
●
｜
Ⅱ
】
℃
兰
皿
｛
障
←
γ
〕
斗
□
←
引
~
～
月
且
〕
｜
傍
｜
＞
—
＿
∩
歹
〕
〕
÷
≡
＝
＄
β
●
∑
卜
~
＞
∩
斗
∑
≤
＞
∩
歹
○
◎
］
卜
丽
片
图2
（l）图2给出的是实验中获取的—条纸带的＿部分:0｀1｀2｀3、4、5｀6｀7是计数点’每相邻
两计数点间还有4个打出的点（图中未标出）’计数点间的距离如图所示.根据图中
数据计算的加速度α＝
（保留三位有效数字）.
（2）回答下列两个问题:
α）为测量动摩擦因数’下列物理量中还应测量的有
（填人所选物理量前的
字母）
A.木板的长度／
B.木板的质量m｜
C.滑块的质量″!2
l）.托盘和肤码的总质量m3
E.滑块运动的时间』
◎测量@中所选定的物理量时,需要的实验器材是
（3）滑块与木板间的动摩擦因数〃＝
（用被测物理量的字母表示’
重力加速度为g）.与真实值相比’测量的动摩擦因数
（填“偏大,,或“偏
小’’）.写出支持你的看法的—个论据:
9］
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满分之路搞定高考物理实验题〗
~
4. （20］1 .重庆卷）某同学设计了如图l所示的装置’利用米尺｀秒表｀轻绳｀轻滑轮轨道、
滑块｀托盘和砧码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数以.滑块和托盘上分别放有
若干砧码’滑块质量为M’滑块上砧码总质量为m′ ’托盘和盘中肤码的总质量为′′l.实验
中’滑块在水平轨道上从A到B做初速度为零的匀加速直线运动’重力加速度g取
l（）∏l／S2
″l′
∏全＾＾＾F
脸凹旦h
｜
‖
~｜
‖
图l
’计算α的运
（l）为测量滑块的加速度α’须测出它在A｀B间运动的
动学公式是
;
与
（2）根据牛顿运动定律得到α与咖的关系为;α＝啊（｜（瓣捻）咖—腆g他想通过多次改
变″』’测出相应的α值’并利用上式来计算严.若要求α是″l的—次函数’必须使上式
中的
保持不变’实验中应将从托盘中取出的砧码置于
（取两位有效数字）
（3）实验得到α与m的关系如图2所示’由此可知队＝
｜α／（m.S2）
（）50
（）·45
（）。40
（）35
（）.30
（）.25
（）。20
（）。l5
（）」0
■
■
＝
■
＝
■
＝
■
≡
乙
＝
＝
■
■
叼
■
夕
厂
夕
／
歹
／
尸
夕
夕
＝
亥
夕
＝
■
60
6l
62
63
64
65
66
67
68
69″!／（×l（）ˉ］kg）
图2
92
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专题＋力学创新实验
◎典例剖析
~~
题型1目利用激光测量圆盘转动的转速
［例1］（20l0.全国卷I）如图甲是利用激光测转速的原理示意图’图中圆盘可绕固定轴转
动’盘边缘侧面上有＿小段涂有很薄的反光材料.当盘转到某—位置时’接收器可以
接收到反光涂层所反射的激光束’并将所收到的光信号转变成电信号’在示波器显
示屏上显示出来（如图乙所示）.
｝‖
｜·0
甲
乙
（l）若图乙中示波器显示屏上横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×l0—2s,
则圆盘的转速为
I／s· （保留3位有效数字）
（2）若测得圆盘直径为lO20cm’则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为
（保留3位有效数字）
C∏I·
［分析］
（l）从图乙可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格’由题意知图乙中横坐标
上每小格表示l.＂×l0ˉ2s’所以圆盘转动的周期是O22s’则转速为4.55I／s.
（2）反光引起的电流图象在图乙中的横坐标上每次一小格’说明反光涂层的长度
2∏厂
3. l4×l0.20
＿■＝
22
22
占圆盘周长的士,鼠′反光涂晨的长度′＝
［答案］
（1）4.55
（2）1.46
cm＝l.46cm.
93
l0
l』l｜
｜
」
儿
口
0
0
▲‖』
】
｜
‖
｜
‖
‖
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副Ⅶ愚考物
唾融
疆
［感悟方法］
l.实验题转化为计算题多数创新实验’其实在平时没有真正的操作过’所以这类
创新实验题’即为计算型实验题在解题时’只要按照计算题的解题方法一步＿
步求解即可.
2.图形识别能力.本题的关键是要读懂乙图上的信息’这就要求把图形信息与实
际的情景联系起来.从—个信号到下＿个信号之间刚好是＿个周期的时间’反
光引起的电流图象在图乙中的横坐标上每次—小格’可以推算出反光涂层的长
度占圆盘周长的士,获得这些信息,问题才能迎刃而解
题型2目探究弹簧的弹性势能
［例2］（20l3 .全国卷Ⅱ）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性
…）～.
势能进行探究:—轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左
端固定’右端与—小球接触而不固连;弹簧处于原长时’小
示了厂丁丁了7丁了弓
端固定’右端与—小球接触而不固连;弹簧处于原长时’小
图（a）
厂歹
′″′′厂／
球恰好在桌面边缘’如图（a）所示.向左推小球’使弹簧压缩一段距离后由静止释放;
小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算’可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
回答下列问题:
（l）本实验中可认为’弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已
知重力加速度大小为g.为求得Ek’至少需要测量下列物理量中的
（填正确答案标号）.
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量△则
E.弹簧原长／0
（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek’得Ek＝
94
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』″李力攀翻瓣实验.
~
~~~
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的sˉ△卯图线.从理论上可推
出’如果h不变. ′″增加’sˉ△厕图线的斜率会
（填“增
s
／
大”“减小”或“不变’’）;如果m不变’h增加’sˉ△卿图线的斜率
会
（填“增大”‘‘减小”或“不变”）.由图（l〕）中给出的
△勿
O
图（b）
直线关系和Ek的表达式可知’Ep与△卯的
次方成
正比
·解隐
［分析］
（l）本实验通过对乎抛运动的计算’测量小球获得的动能’再根据机械能守恒’可
得到弹簧的弹性势能’故需妥测量的量有小球从抛出点到落地点的水乎距离
s、桌面到地面的高度h｀小球的质量′Ⅶ’A、B｀C正确.
（2）邮—÷g′2』』-醚可得铡三慨
敛吼二＋Ⅷ2二嘿
（3）陶』＝删队,h＝告飘2可知,h不变,则…0;雨对相阎的△瓣,当′卜球质量咖增大
时,乎抛初速度减′｜｀,,减小’凰此图线斜率腮二孟减』｜｀;如果＂不变’删增大,
』｜相阎胸A腮对应的』会增大,斜率会增大报撼机械能守恒,‘′二‘监-嚼,
由题图知s°CA卯,故Ep◎C△卯2.
［答案］
（｜）ABc
（2）嘿（］）减小增大2
［感悟方法］
本实验展现了三个方法:两转化一结合
l.根据机械能守恒定律将对弹性势能的测量转化为对小球动能的测量
2.利用平抛运动的规律将对瞬时速度的测量转化为对长度的测量
3.通过数形结合得出弹簧的弹性势能Ep与形变量△匆的二次方成正比.
95＿ˉ＿——
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题型3:探究小车在凹形桥最低点的速度与弹力
［例3］（20l5 .全国卷I ）某物理小组的同学设计了—个粗测玩具小车通过凹形桥最低点
时的速度的实验.所用器材有:玩具小车压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的
半径为R＝0.20m）.
［!｜形桥模拟器
托盘秤
甲
乙
完成下列填空:
（l）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上’如图甲所示’托盘秤的示数为l. （）0kg.
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时’托盘秤的示数如图乙所示’该示数为
kg.
（3）将小车从凹形桥模拟器某＿位置释放’小车经过最低点后滑向另＿侧.此过程中
托盘秤的最大示数为′n;多次从同＿位置释放小车’记录各次的m值如下表
所示.
序号
l
2
∩
〕
4
5
m（kg）
1。85
l。75
l.90
1.80
l.75
（4）根据以上数据’可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为
N;小车
通过最低点时的速度大小为
m／s（重力加速度大小取9.80m／s2’计算
结果保留2位有效数字）
96
~~~~~~
~~
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……
［分析］
（2）根据秤盘指针可知量程10kg’最小刻度是0. lkg’因此托盘秤的示数要估读
一位’所以是1.40kg;
（4）记录的托盘示数各次并不相同’而多次测量求乎均值可以减小误差’对表格的
五个数据求乎均值’为1.8lkg’
所以小车对凹形桥模拟器在最低点时的压力F＝（1. 81ˉ1.00）×9.8N≈
7·9N,
根据牛顿第三定律’小车在最低点时所受的支持力F′＝F’
小车质量m＝140kg-l.00kg＝0.40kg’
U2
小车在凹形桥最低点时’由牛顿第二定律’有F′ˉmg＝m而,
解得″≈l.4m／s.
［答案］
（2）1·40
（4）7.9
1.4
［感悟方法］
本题是典型的计算型实验题从情景看’本质为“—动—静”连接体问题凹形桥处
于静止状态’玩具小车在做竖直平面内的圆周运动.—般采用隔离分析的方法来
求解.
题型4探究磁铁受电磁阻尼作用的运动规律
［例4］（2015 .江霉卷）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻
尼作用的运动规律.实验装置如图甲所示’打点计时器的电源
为50Hz的交流电.
（1）下列实验操作中’不正确的有
打点计时器
A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面
C.用手捏紧磁铁保持静止’然后轻轻地松开让磁铁下落
D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
0
｜
甲
97
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‖满分之路搞定高考物灌实验题
（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验o’,）’将磁铁从管口处释放’打出—
条纸带’取开始下落的＿段’确定—合适的点为O点’每隔＿个计时点取—个计
数点’标计为l’2’…’8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离’
记录在纸带」二,如图乙所示.
〉
＞
靠
§
’
●
■
］
］
＾
×
凹
●
／
＾
Ⅷ
气
么
√
●
＾
川
Ⅶ
］
曰
′
『
●
厅
』
『
●
司
′
Ⅱ
◎
∩
／
■
Ⅱ
●
∩
凹
∩
呼
■
电
‖
』
气
′
′
尸
≈
凹
■
＾
川
吵
■
厂
＾
γ
§
↓
·
斗
·
∩
斗
勺
〕
●
句
勺
√
●
巨
山
勺
鱼
句
△
●
∩
×
四
■
】
几
◆
●
］
·
‖
且
●
∩
（单位:
cm）
乙
计算相邻计时点间的平均速度″’粗略地表示各计数点的速度’抄人下表.请将表
中的数据补充完整.
位置
8
2
勺
〕
6
l
4
5
丁
′
~″（cm／s）
39.8
33.8
39.5
39.8
39.8
245
37.8
（3）分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内’磁铁运动速度的变化情况
是
;磁铁受到阻尼作用的变化情况是
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管’重复上述实验操作（记为“实
验@’’）’结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问实
验@是为了说明什么?对比实验o和@的结果可得到什么结论?
…Ⅷ
［分析］
（l）小磁铁竖直下落’穿过铜管’所以铜管妥竖直地固定在限位孔的正下方’所以
A正确;纸带妥穿过限位孔’并且压在复写纸下面’所以B正确;手应该拉住纸
带’而不是捏紧磁铁’所以C错误;应该先接通打点计时器的电源’再让磁铁下
落’所以D错误;本题选错误的’故选CD.
（2）计数点4的速度用它两侧计时点之间的乎均速度来表示’所以
5.60-404 cm／s＝39.0cm／s.
~
↓
吵
0.04
98
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】魏千力孽创新实验］
画溅沁
（3）根据实验数据可知’在这段纸带记录的时间内’磁铁运动速度的变化情况是逐
渐增大到39.8cm／s’之后匀速运动’说明磁铁受到的阻尼作用逐渐增大’最后
等于重力的大小.
（4）磁铁在塑料管中不会产生电磁感应现象’不受阻尼作用的影,向’对比实验@和
@可知’磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.
［答案］
（1）（】D
（2）39.
（）
（3）逐渐增大到39.8cm／s逐渐增大到等于重力
（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用磁铁在铜管中受到的阻尼作用
主要是电磁阻尼作用
［感悟方法］
本题是—个“力电综合类实验题”’通过对纸带运动情况的分析’来判断磁铁在管
中运动的情况’从而推知电磁感应对运动情况的影响’抓住问题的本质即可解决
本题.
.。／实战演练
~~
（20l2.海甭卷）—水平放置的轻弹簧,—端固定’另—端与
—小滑块接触’但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨
l
O
d
上的O点’如图（a）所示.现利用此装置探究弹簧的弹性势
图（a）
能Ep与其被压缩时长度的改变量绷的关系’先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出卯的数
值;然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另＿固定
点A所用的时间《多次改变蕊测得的蕊值及其Ⅱ｛应的』值如下表所示（表中的＋值是
根据!值计算得出的）.
四
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纠满分之路.搞定高考物理实验题［
2.00
2.50
3.00
Ⅶ（cm）
l.50
10（）
l.32
l.08
r（s）
l.60
3.33
2.20
上（s
t
＼
／
］
~
0.926
0.625
0.758
0.455
0.300
（l）根据表中数据’在图（b）中的方格纸上作图线.
吕
／
］
＿
／
↑
125
l00
（）·75
050
（）25
（）
300
x／Cm
2（）0
l.（）0
图（b）
（2）回答下列问题:（不要求写出计算或推导过程）
o已知点（0,0）任÷鳃图线上,从＋獭图线看,＋与＂是仆么关系?
@从理论上分析,小滑块刚脱离蝉簧‖｜的动能风与＋是什么关系（不考虑摩擦力）?
◎当弹簧长度改变量为则时’弹性势能Ep与相应的Ek是什么关系?
@综合考虑以上分析’Ep与卯是什么关系?
｜凹
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」毒题攒力学创新实验｝
~
（2009.上海卷）利用图（a）实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水
平放置’管内塞有潮湿小棉球’实验者从玻璃管的＿端A吹气’棉球从另＿端B飞出’测
得玻璃管内部截面积S’距地面高度∧’棉球质量″!’开始时的静止位置与管口B的距离
卯’落地点C与管口B的水平距离／.然后多次改变则’测出对应的／画出／2ˉ卯关系图线’
如图（b）所示’并由此得出相应的斜率A.
2
｜／,
〃
B
壬了弓ˉ
力
≤ˉ——／—→｜（
C
X
（a）
（b）
（l）若不计棉球在空中运动时的空气阻力’根据以上测得的物理量可得’棉球从B端飞
出的速度!′0＝
（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值’不计棉球与管壁的摩擦’重
力加速度g’大气压强p0均为已知’利用图（b）中拟合直线的斜率∧可得’管内气体
压强p＝
（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦’则（2）中得到的p与实际压强相比
（填“偏大’’或“偏小”）.
3. （2014.三庆卷）为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力
P厂
的变化规律’同学们设计了如图1所示的实验装置.他们将不可
伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D
｜
｜
图l
的两立柱上,固定点分别为P和Q’P低于Q’绳长为L（L＞P0）
他们首先在绳上距离P点10cm处（标记为C）系上质量为″l的重物（不滑动）’由测力
计读出绳PC、0C的拉力大小TP｀TQ’随后’改变重物悬挂点C的位置’每次将P到C点
的距离增加10cm’并读出测力计的示数’最后得到Tp｀TQ与绳长PC的关系曲线如图2
所示.由实验可知:
］O］
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满分之路.撼定高考物理实验题Ⅱ
~~
（选填“TP’’
cm,该曲线为
与P点的距离为
（l）曲线Il中拉力最大时’C
或“TQ”）的曲线
（2）在重物从P移到Q的整个过程中’受到最大拉力的是
所在的立柱.
（选填“P,’或“0”）点
N’它与L｀D｀′″和重力加速度g的
（3）曲线l 、Ⅱ相交处’可读出绳的拉力Tb＝
关系为7b＝
‖刀N
旬
■
■
▲
尸
■
鞋I‖
占
宁
＋
＋
＋
上
丁
▲『
4
呻
3
2
:Ⅱ:
丁厂「
l
（）
20
40
60
80
l00
l20
l40
≡
PC／（m
图2
4. （2005 .上海卷）科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划’搜集
证据’评估交流等一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过
程如下:
A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.
B.他们计划利用＿些“小纸杯”作为研究对象’用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯’’在
空中直线下落时的下落距离｀速度随时间变化的规律’以验证假设.
C.在相同的实验条件下’同学们首先测量了单只“小纸杯’’在空中下落过程中不同时刻
的下落距离’将数据填人下表中’图（a）是对应的位移—时间图线.然后将不同数量的
“小纸杯’’叠放在—起从空中下落’分别测出它们的速度—时间图线’如图（b）中图线
1、2、3｀4｀5所示.
D.同学们对实验数据进行分析｀归纳后’证实了他们的假设
］O2
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》鸳题予—贸j攀创新实赋
回答下列提问
（l）与上述过程中A｀C步骤相应的科学探究环节分别是
（2）图（a）中的AB段反映了运动物体在做
运动’表中X处的值为
（3）图（b）中各条图线具有共同特点:“小纸杯”在下落开始阶段做
“小纸杯”做
运动.
运动’最后
（4）比较图（b）中的l和5’指出在1. （）～1.5s时间段内’速度随时间变化关系的差异
『（m）
『′（m／s）
气
＝
斗
〕
〗
］
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
U
‖
‖
‖
0
‖
‖
0
0
‖
』
U
‖
‖
0ˉˉˉ仁ˉˉ‖ˉˉ」ˉˉLˉˉ仁ˉˉ‖ˉˉ」ˉˉ
‖
0
0
0
】
0
U
置鞠
＝＝＝芦
0ˉˉˉ厂
「ˉ｜ˉ
2
∑
］
0
（）
（
］
归
…
）
＝
日
（
′
β
］
‖
］
β
‖
○
0°5
l·0
／（S）
图（a）
图（b）
］O3
时间（S）
0.（）
0.4
0.8
L2
l.6
2（）
下落距离（m）
0°000
0.036
0·469
0.957
l.447
X
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专题十-电阻测量及测定金属的电阻率
◎典例剖析
题型l:伏安法测电阻
［例1］（20l8 .天津卷）某同学用伏安法测定待测电阻R绷的阻值（约为l0kO）’除了R躯｀
开关S｀导线外’还有下列器材供选用:
A.电压表（量程0～lV’内阻约l0kO）
B.电压表（量程0～l0V’内阻约l00kO）
C.电流表（量程0～1mA’内阻约30O）
D.电流表（量程0～0.6A’内阻约为0.05Q）
E.电源（电动势］.5V’额定电流0.5A’内阻不计）
F.电源（电动势l2V’额定电流2A’内阻不计）
G.滑动变阻器R0（阻值范围0～l0Q’额定电流2A）
（l）为使测量尽量准确’电压表选用
’电流表选用
’电源选用
（均填器材的字母代ˉ号）
（2）画出测量R厕阻值的实验电路图.
（3）该同学选择器材连接电路和操作均正确’从实验原理上看’待测电阻测量值会
其真实值（填‘大于’, ‘‘小于’或“等于’’）’原因是
·解析●
［分析］
（l）若选用电源l.5V’由于被测电阻很大’电路中电流非常小’不利于实验’即电源应
该选『测电压表应该选＂;电踏中的最大电流为′二｜0｜赤A＝l2nlA.赦屯流表
应该选C.
］凹
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……鳃哪…阻翰
~
E翻≈
（2）因为给的滑动变阻器的最大阻值只有l0O’若采用限流接法’则电略中电流
…变化…＼…滑动变腿…….御于窍＜盖所喇暴阔.
流表内接法’电略图如图所示.
R
（3）窗于屯流表的分压,导致电压测量值偏大,雨咆流准确,根撼府鹏＝＋可知铡｜量
值偏大.
［答案］
（l）B
C
F
（2）如解析图所示
（3）大于电压表的读数大于待测电阻两端
实际电压（其他正确表述也可）
［感悟方法］
伏安法测电阻关键考虑的两个选用原则:
1.滑动变阻器的分压接法和限流接法的选用
选用原则:
（1）优先选用限流接法’因为电路结构简单’耗能较少;
（2）下列情况之—者’须选用分压接法:
@当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值’采用限流法不能满足要求时
（本题就是该例子）;
@当实验要求多测几组数据（电压变化范围大）’或要求电压从零开始调节时;
o电源电动势比电压表量程大得多’限流法滑动变阻器调到最大仍超过电
压表量程时.
2.电流表内接和外接的选用
当R腮＞RA时’宜采用内接法’即大电阻用内接法;
当R腮＜RV时’宜采用外接法’即小电阻用外接法可记忆为“大内’小外”.
］O6
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‖满分之路·搞定离蜜物蕊实…t
~
:比较法测电阻
（20l8 .全国卷Ⅲ）＿课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R“的阻值’
图中R0为标准定值电阻（R0＝20.0Q）;V可视为理想电压表;Sl为单刀开关’S2为
单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器.采用如下步骤完成实验:
（l）按照实验原理线路图（a）’将图（b）中实物连线;
题型2:比』
［例2］（20l8
RO
圃
图（a）
图（b）
（2）将滑动变阻器滑动端置于适当的位置’闭合S｜;
（3）将开关S2掷于1端’改变滑动变阻器滑动端的位置’记下此时电压表V的示数
［／l ;然后将S2掷于2端’记下此时电压表V的示数［／2;
（4）待测电阻阻值的表达式R卿＝
（用R0、Ul ｀U2表示）;
（5）重复步骤（3）’得到如下数据
5
4
2
3
l
［／l／V
0,44
0.36
｜
0.40
030
0.25
l.49
U2／V
l.36
l.22
0.86
l.03
屿
—
凸
3.39
3.40
3.39
3.44
3.43
（6）利川上述5次测董所得赁的平均值求得瞳ˉ
Q. （保留l位小数）
＿］仍
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金属的电阻率!
…亨｛～匡副赡测｜鬃腮
m翻m
［分析］
（徽）汁美s里挪于!蠕.……徐……′÷,将汁美s』掷于2
端’R0和R“串联电略电压为U2’R则两端电压为U＝U2-U1 ’由欧姆定律可得
U2～U1R0＝
［／1
｜［′:
＼
｜R0
-1
｀〔／｜
′
待测咆阻阻值R窥＝＋＝
（6）…量所得告锄平…÷（…M…‘
＾监荔-（楞—!）R厂（」川＿｜）×200n≡4…
［答案］
（1）如图所示:
39＋3.40＋3.39）＝3.41 ,代
·
况
）
］
陇
—
凸
（
（4）
（6）48.2
［感悟方法］
比较法测电阻根据的是“串联分压’’与“并联分流”原理
L串联分压:串联电路中’电压与电阻成正比.
2.并联分流:并联电路中’电流与电阻成反比.
］O7
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分之路搞定高考物理实验题［
题型3目苔代法测电阻
［例3］（20l2.广东卷）某同学测量＿个圆柱体的电阻率’需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（l）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径’某次测量的示数如
图（a）和图（b）所示’长度为
cm’直径为
mm.
≡
柱
∩
‖
‖
‖
凹
＿
匡
巨
匡
匡
—
一
｛
‖
但
5
6
‖l‖‖‖
‖‖‖!‖‖」＂｜
——写÷
S
R
图（C）
图（a）
图（b）
（2）按图（c）连接电路后’实验操作如下:
O将滑动变阻器Rl的阻值置于最
处（填“大’’或‘‘小’’ ）;将S2拨向接点
l ’闭合Sl ’调节Rl ’使电流表示数为′0;
@将电阻箱R2的阻值调至最
（填“大”或“小”）’S2拨向接点2;保持
Rl不变’调节R2’使电流表示数仍为′0’此时R2阻值为l280O;
◎由此可知’圆柱体的电阻为
O.
…Ⅷ
［分析］
（l）游标卡尺的读数步骤如下.首先’确定游标卡尺的精度为10分度’即为
0. 1mm’然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数50.0mm’注意小数点后的
有效数字要与精度一样’再从游标尺上找出对齐的一根刻度线’精度×格数＝
0. 1×lmm＝0. 1mm,最后两者相加’根据题目单位要求换算为需要的数据’
游标卡尺的读数为／＝（50＋0. 1×l）mm＝50. lmm＝5.0lcm.
螺旋测微器的读数步骤如下.首先’确定从主尺读出毫米数为5.000mm’可动
刻度与主尺对齐个数为31.5（格）’读数为0.3l5mm’则螺旋测微器读数为
l＝（5＋315×0.0l）mm＝5.3l5mm.
］O8
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』弯罐十一电阻测慧及测定金属的电阻蹬
（2）@为保护电略使电略中电流不会超出电流表量程’应将滑动变阻器接入电路
的阻值置于最大处.
◎为使电略中电流较小’使电流表示数逐渐变大’电阻箱阻值也应先调至
最大.
（3）将Sl闭合’S2拨向接点1时’其等效电略图如图甲所示.
E
由闭合电略欧姆定律得／0＝R＋Rl＋RA＋厂’其中R表示圆柱体的电阻.
圆柱体
甲
将S2拨向接点2时’其等效电略图如图乙所示.
R,
穿
—3弓
二＝1ˉ
｛幻
Rl
乙
E
由闭合电路欧姆定律得′0＝R2＋Rl＋RA＋厂
由等量代换可得R＝R2＝l280Q.
［答案］
（l）5.0l
5.315
（2）O大@大
（3）1280
［感悟方法］
替代法测电阻’将待测电阻与已知阻值的电阻先后接人电路’达到的效果相同’那
么待测电阻的阻值就等于已知电阻的阻值“先后接人”说明待测阻值与已知阻值
的电阻呈“并联”状态’开关可以选择单刀双掷开关’“效果相同”说明需要—个监
控效果的仪器’电压表和电流表均可.为了测量的方便’已知阻值的电阻往往用电
阻箱代替
］的
ˉˉ-＿
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满分之路.搞定高考物理实验题［
~
;电桥法测电阻
（20l7.全国卷Ⅱ）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为l（）0队A’
内阻大约为2500O）的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器Rl 、R2（其中—个阻值
为20Q’另—个阻值为2000O）;电阻箱Rz（最大阻值为99999.9Q）;电源E（电动势
约为l.5V）;单刀开关Sl和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
题型4;电｜
［例4］（20l7
妇n
R:
S』
~D
R
R
l广看
图（a）
（l）按原理图（a）将图（b）中的实物连线.
阁（b）
（2）完成下列填空:
@Rl的阻值为
O（填“20’’或“2000’’）
@为了保护微安表’开始时将Rl的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的
端（填“左’或“右’’）对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.
◎将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Q’接通Sl.将Rl的滑片置于适当位置’再
反复调节R2的滑片D的位置最终使得接通S2前后’微安表的示数保持不变’
这说明S2接通前B与D所在位置的电势
（填“相等’’或‘·不相等”）.
@将电阻箱R‘和微安表位置对调’其他条件保持不变’发现将R2的阻值置于
260l. （）Q时’在接通S2前后’微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为
O（结果保留到个位）.
（3）写出—条提高测量微安表内阻精度的建议
］］O
~
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｜翱＝—露…及窥耀途属的电…
［分析］
（1）实物连线如图所示:
图（b）
（2）o滑动变阻器Rl采用分压式接法’为了方便调节要选择阻值较小的滑动变
阻器;
@为了保护微安表’开始时将Rl的滑片C滑到滑动变阻器的左端对应的
位置;
◎将电阻箱R2的阻值置于2500.0Q’接通Sl ;将R｜的滑片置于适当位置’再
反复调节R2的滑片D的位置;最终使得接通S2前后’微安表的示数保持不
变’说明S2接通前后在BD中无电流流过’可知B与D所在位置的电势相等;
@设滑片D两侧电阻分别为R2l和R22’由B与D所在位置的电势相等可知,
急ˉ蟹伺理当腿和徽≡对调时’仍育署≡急;联立厕式解得腮催厂
√瓦IF万＝√2500.0×26010O＝2550Q.
（3）为了提高测量精度’应调节Rl上的分压’尽可能使微安表接近满量程.
［答案］
（1）如解析图所示
（2）@20@左o相等@2550
（3）调节R｜上的分压’尽可能使微安表接近满量程
］］］
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磁分之路』潜
吻削鳃翘
■疆砧
［感悟方法］
电桥法也叫惠斯通电桥法
如图所示电路中’Rl ｀R2和R3是电阻箱’R憋是待坝
是灵敏电流表G.
实验时’首先将限流电阻R的阻值和电阻箱Rl、R2
和R3的阻值均调节至最大.然后合上开关S’先调
节限流电阻R的阻值’后调节电阻箱Rl、R2和R3
的阻值’逐渐使灵敏电流表G的示数为零
当灵敏电流表G的示数为零时’则α、b两点电势相
等.即:甲α＝甲b
所以通过Rl 、R2的电流相等:′l＝′2
通过R厕、R3的电流相等:′虹＝′3
′lR1＝′zR匆,′2R2＝I3R3
Rl °R3
由以上四式得:R鳃＝
R2
.
是待测电阻’接在电路中α、b两点的
α
b
S
R
ˉ.／实战演练
l. （2014.江霉卷）某同学通过实验测量—种合金的电阻率
（l）用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动’读数前应先旋紧
如图l所示的部件
（选填“A”“B’’“C’’或“D”）.从图中的示数可读出合金丝
的直径为
mIIl
C
D
测砧测微螺杆
＝＼
邹）
王／
图l
∏2
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」专题十＿电阻测慧及测定金属的电阻率｝
（最程l0（）mA’
03Q）
图2
（2）如图2所示是测量合金丝电阻的电路’相关器材的规格已在图中标出.合上开关’将
滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中’发现电压表和电流表的指针只在图示位置
发生很小的变化由此可以推断:电路中
（选填图中表示接线柱的数字）之
间出现了
（选填“短路”或“断路”）
（3）在电路故障被排除后’调节滑动变阻器’读出电压表和电流表的示数分别为2.23V
和38mA’由此’该同学算出接人电路部分的合金丝的阻值为58.7O.为了更准确地
测出合金丝的阻值’在不更换实验器材的条件下’对实验应作怎样的改进?请写出两
条建议.
］］3
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满分之路,搞定高考物理实验题｛
2. （20l4.四川卷）如图是测量阻值约几十欧的未知电阻R“的原理
图’图中R0是保护电阻（l0O）,Rl是电阻箱（0～99.9O）’R是滑
动变阻器’Al和A2是电流表’E是电源（电动势l0V’内阻很小）.
在保证安全和满足要求的情况下’使测量范围尽可能大.实验具体
步骤如下:
（
l ）连接好电路’将滑动变阻器R调到最大;
（il）闭合S’从最大值开始调节电阻箱Rl ’先调Rl为适当值’再诉
Al示数′l＝0. l5A’记下此时电阻箱的阻值Rl和A2的示数I2;
（lll）重复步骤（ll）,再测量6组Rl和′2值;
（Ⅳ）将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.
为适当值’再调
｜
R
节滑动变阻器R’使
R1／O
60
50
40
30
20
10
厂
■
O
0°050.1O0·150.200·250。30I,／A
根据实验回答以下问题:
（l）现有四只供选用的电流表:
A.电流表（0～3mA’内阻为2.0O）
B.电流表（0～3mA’内阻未知）
C.电流表（0～0.3A’内阻为5.0O）
D.电流表（0～0.3A’内阻未知）
Al应选用
’A2应选用
（2）测得＿组Rl和′2值后’调整电阻箱Rl ’使其阻值变小’要使A1示数′l＝0. 15A’应
让滑动变阻器R接人电路的阻值
（选填“不变”“变大’’或“变小”）.
（3）在坐标纸上画出R1与′2的关系图.
（4）根据以上实验得出R绷＝
O
］］4
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■■■毒题十～电阻测｝霹及瓣定金属的电阻率!
3. （20ll .全国卷）为了测量一微安表头A的内阻’某同学设计了如图所示的电路图中’
A0是标准电流表’R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱’S和Sl分别是单刀双掷开关和
单刀开关’E是电池完成下列实验步骤中的填空:
》
｜
尺
问
A（待测）
＝
（1）将S拨向接点l ,接通Sl ’调节
的读数′;
’使待测表头指针偏转到适当位置’记下此时
（2）然后将S拨向接点2’调节
’使—
’记下此时RN的读数;
（3）多次重复上述过程’计算RN读数的
’此即为待测微安表头内阻的测量值
4. （2016·浙江卷）某同学用伏安法测量导体的电阻’现有量程为3V｀内阻约为3kO的电
压表和量程为0.6A｀内阻约为0. lO的电流表.采用分压电路接线’图l是实物的部分
连线图’待测电阻为图2中的R1 ’其阻值约为5o
…
昼
γ
妹
1
电流方向
A
（）.∩
3
皿
力
α
R
尸
已
≥●夕电流方向
凡
（／
~~
图1
图2
（l）测R1阻值的最优连接方式为导线@连接
（填“c,’或“〃’, ）.
~
（填“α’’或“b”）｀导线@连接＿
］］5
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｛满分之路.搞定高考物理实验题‖
（2）正确接线测得实验数据如表’用作图法求得R1的阻值为
』〗
图3
（3）已知图2中R2与Rl是材料相同、厚度相等表面为正方形的两导体’R2的边长是
尺｜的而若测腮2的阻值,则最优的连线应选
（填选项）
A.O连接α’@连接c
B.@连接α’@连接d
（〕.@连接6’@连接c
Do连接b’@连接d
｜］6
~
U／V
′／A
（）.40
0.09
0.80
（）. 19
l.20
0.27
l.60
（）.35
2.00
0.44
2°40
0·53
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专题十二描绘小电珠的伏安特性曲线
◎典例剖析
题型l目描绘小电珠的伏安特性曲线
［例l］（20l5 .浙江卷）图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线,’实验的实物连
接图
（1）根据图甲画出实验电路图;
［‖
憋嘛
@
@
潞腮
@
@
乙
（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的o｀@、o、@所
示’电流表量程为0. 6A’电压表呈程为3V.所示读数为:O
、
◎
和
、◎
@
两组数据得到的电阻分别为
］］7
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懦秀乏路｀搞露离考物…
■疆■
［分析］
（l）根据实物图可知’滑动变阻器起分压作用’电压表测量小灯泡两端的电压’电
流表外接’故画出的电略图如图所示.
↓
（2）电流表量程为0.6A’电压表量程为3V,因此@的读数为0. l0A,@的读数为
Ul
0.24A’◎的读数为2.00V’@的读数为0.27V.两组数据得到的电阻Rl＝万＝
淄nˉ鼠3n｀盘』≡尝～揣o-2〃“
［答案］
（l）如解析图所示
（2）@0. l0A@0.24AO2.00V@0.27V
8.3Q（8.2～8.4O均可）
2.7O（2.6～2.8O均可）（最后两空答案互换位置也正确）
［感悟方法］
l.选择分压电路的原因:由于描绘小灯泡的伏安特性曲线要求电压从零开始变
化’所以应该选择分压式电路
2.电压表电流表的读数方法:0.6A量程的电流表最小刻度为0.02A’应该是本位
估读’所以小数位数为两位;3V量程的电压表最小刻度为0. lA’应该是下位估
读,所以小数位数也为两位.
3.注意冷热电阻问题:＿般地小灯泡的电阻随温度变化明显’用多用电表欧姆挡
测量常温电阻与灯泡正常工作时的电阻相差较大’同学们要特别注意.
］］8
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1专题＋二
描绘小蹈珠的伏安特性曲线!
~
题型2:电表改装与伏安特性曲线结台
［例2］（20］6。天津卷）某同学想要描绘标有“3.8V’0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲
线’要求测量数据尽量精确｀绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外’
还有:
电压表Vl（量程0～3V’内阻等于3kO）
电压表V2（量程0～l5V,内阻等于l5kO）
电流表Al（量程0～200mA’内阻等于10O）
电流表A2（量程0～3A’内阻等于0. 1Q）
滑动变阻器R1（0～l0O’额定电流2A）
滑动变阻器R2（0～lkO’额定电流O5A）
定值电阻R3（阻值等于1Q）
定值电阻R4（阻值等于10O）
定值电阻R5（阻值等于1kQ）
电源E（E＝6V’内阻不计）
（l）请画出实验电路图’并将各元件字母代码标在该元件的符号旁
（2）该同学描绘出的′ˉ［／图象应是下图中的
烂仁.匹烂
A
B
C
D
］］9—
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■疆回
［分析］
（］）题圆婆求绘制陶线宽整’电略连凝应选周分压接法,又R［＝旱＝l3n’所以滑动
变阻器应选Rl ’由于灯泡额定电压为3.8V’V2量程为15V太大’不宜选用’
V1量程略小’串联电阻R5改装成4V量程正合适.由于灯泡额定电流为0.3
A’A2量程太大,不宜选用’Al量程咯小.并联R4改装成0.4A量程正合适.
改装后R』＝5O’R↑＝4kQ’RL＜｀／∏I『F丁’应选用外接法’如图所示
—
｝
γ
产
（2）小灯泡灯丝为金属’温度升高电阻增大’只有B正确.
［答案］
（1）如解析图所示
（2）B
［感悟方法］
本题的难点在于伏特表与电流表的量程不够’要根据题意’灵活进行量程改造
题型3目旦他元件的伏安特性曲线
［例3］（2013 .福建卷）硅光电池在无光照时不产生电能’可视为—电子元件.某实验小组
设计如图甲电路’给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点’正极接低电势
点）’探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表的V］量程选用3V’内阻为6.
0kO;电压表V2量程选用l5V’内阻约为30kO;R0为保护电阻;直流电源电动势E
约为l2V’内阻不计.
］2O
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隐题卞二
″腮蜒:鳃鳞…滋
（1）根据图甲,用笔画线代替导线’将图乙连接成完整电路
甲
乙
5′
′
、｀｀＼刚｀｀｀｜』｜｜）″′
峻.
γ／
＝＝＝‖
γ＼鹏｀｛｜｜』｝｜｛″｜′
′
V／
＝＝＝‖
丙
（2）用遮光罩罩住硅光电池’闭合开关S’调节变阻器R’读出电压表Vl、V2的示数
［／l 、U2.
o某次测量时’电压表Vl示数如图丙’则U｜＝
V’可算出通过硅光电池
的反向电流大小为
mA（保留两位小数）
@该小组测出大量数据’筛选出下表所示的9组Ul 、U2数据’算出相应的硅光
电池两端反向电压U腮和通过的反向电流′瓤（表中‘‘ˉ,’表示反向）’并在坐标纸
上建立′腮ˉU鳃坐标系’标出了与表中前5组U躯｀′鳃数据对应的5个坐标点.请你
标出余下的4个坐标点’并绘出I躯ˉU腮图线.
4
］
2
3
5
8
9
6
刁
′
〔／1／V
0.00
0.06
0. l2
0.24
0·42
0.72
l 。74
0。00
ll4
〔／2／V
l.
（）
2l
3.
］
42
5.4
67
8.
］
9.7
0.0
U卿／V
-3°0
—8.0
0.0
-l.0
-2·0
-4（）
-5.0
-6.0
-7.0
′躯／mA0·00
-0.0l
-（）.（）2
—0° （）4
-0。l2
-0. 19
-0.29
0.00
—0。07
］2］
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［满分之路搞定高考物理实验题【
~
′√mA
ˉ2。0-l.0
秤「「∩
9嗡（）-8。0-7.（）＝6°（）-5·0ˉ40-3。0
｜
｜
l
｜
｜
【
｜
‖
‖
‖
‖
‖
｜
｜
‖
■■■■■■■■■■■■■■■
‖
‖
『
‖
〗
‖
‖
∏‖
‖
「‖＝□■■■■■■■■■■■■■■■
｜｜』ˉ｜ˉ｜ˉ｜＿｜
｜
｜
｜
｜｜
｜
｜
｜
｜
｜｜｀.叫＃卜体卜仁懈
~
ˉ0」0
ˉ（）。20
-0。3（）
（填
o由′厕ˉU躯图线可知’硅光电池无光照下加反向电压时’I躯与U卿成
“线性”或‘‘非线性”）关系.
…Ⅷ
［分析］
（l）根据图甲’将图乙连接成完整电路’如图（a）所示.
（2）@Vl选用的是3V量程’则刻度盘的最小分度为0. 1V’根据电表的读数原则
燕″｜ˉ衅0×αⅣ≡｜绷v,′｜≡悬ˉ0……绘凰…）所示
◎由于绘出的′kˉU躯图象不是直线’即′躯与U厕成非线性关系.
‖
世
辨
斗
）
〃
儿
■
■
■
■
■
■
气
√
｜
｜
卜
｜
｜
厂
ˉ
汁
什
片
∩
γ
■
仁
｜
◎
＋
壬
＋
＝
■
■
■
■
■
■
∩
Ⅷ
＋
±
＋
干
局
／
＿
≡
＝
■
■
■
■
‖
【
~
■
■
＿
■
』
山
印
中
‖
◎
○
■
■
■
■
■
■
■
■
■
＾
‖
Ⅲ
皿
皿
乙
’
■
■
■
■
ˉ3°（）
＝「仔
＝〔）』0
＝
匹
十
-0.20
J
‖
-030
图（a）
图（b）
［答案］
（l）如解析图（a）所示
（2）@1.40
0.23@描点绘出I则ˉU则图线’如解析图（b）所示
o非线性
-］22
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」专题滞二
撞缓‘撼珠的伏安特性曲线｝
［感悟方法］
1类比迁移:本题虽然是描绘硅光电池的伏安特性曲线’但其方法与描绘小灯泡
的伏安特性曲线相同
2.角色扮演:题给条件少了电流表’但提供了—个已知内阻的电压表电压表Vl
量程选用3V’内阻为60kQ’这就意味着这个电压表的多角色扮演’充当电压
表｀电流表、定值电阻均可’同学们按需要选用
题型48两类伏安特性曲线的结台
［例4］（20l7 .全国餐I）某同学研究小灯泡的伏安特性所使用的器材有:小灯泡L（额定
电压3.8V’额定电流0.32A）;电压表V（量程3V’内阻3kO）;电流表A（量程0.5
A’内阻0.5O）;固定电阻R0（阻值lⅫO）;滑动变阻器R（阻值0～9.0O）;电源E（电
动势5V’内阻不计）;开关S;导线若干.
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量’画出实验电
路原理图.
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示.由实验曲线可知’随着电流的增
加小灯泡的电阻
（填“增大”“不变”或“减小’,）’灯丝的电阻率
（填
‘‘增大’,“不变’’或“减小,’）
〃mA
350
300
250
2O0
150
1OO
50
O
1
2
3
4［〃V
图（a）
（3）用另＿电源E0（电动势4V’内阻l.00Q）和题给器材连接成图（b）所示的电路’
调节滑动变阻器R的阻值’可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S’在R的变
化范围内’小灯泡的最小功率为
W’最大功率为
W. （结果均保
留2位小数）
］23＿—
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菌分之路搞定高考物理…验题〖
~~
…Ⅷ
［分析］
（1）电压表量程为3V’要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测
量,需妥给电压表串联一个定值电阻扩大量程’题目中要求小灯泡两端电压从零开
蛤’故滑动变阻器网分压式接法, ′｜｀灯泡的电阻凡＝子＝揣n＝11875o,闽
盏＜筹,…表渺卜揍法.……闺…瞬舔
V
R0
D
L
R
!-亏
甲
（2）由／ˉU图象知’图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小’表示灯泡的电阻随
屯流嫡增大漏增大’根撼屯阻庭撑R二′÷知,灯丝钩电腿率增大
（3）当滑动变阻器的阻值最大为9.0Q时’电略中的电流最小’灯泡实际功率最
小’由E0＝U＋′（R＋r）得U＝—l0′＋4’作出图线o如图乙所示.
↑刀mA@
50b■■■口国□
■■■■■■门
■■■p■■■
■■■■＝■■
00吕日日日吕吕日
■■■■■■■
■■■广＝■■
■■■■■■■
50吕目日日日8日
■■■尸■■■
■■■■■■■
■■■■■■■
00吕目吕目目日吕
■■■尸＝■■
■■■■■■■
■■■巨二二＝
50日吕目吕日日号
■■■■■冈■
■■■■田■■
■■■■■■■
00吕目铝目日日
■■『』匹Ⅲ】■
■■■尸■q■
■■Ⅱ■■■■■
50吕铝吕吕吕日
■■尸■■■■
■‖■■＝■囚■
『■■巴≡≡■■
ⅢⅢ■■■■■
O
◎
艇
锻
∩
七
√
句
〕
∩
△
∩
△
‖
‖
‖
』
弗γ
2
勺
〕
乙
由交点坐标可得Ul＝l.78V’／l＝22lmA’P1＝Ul′l≈0.39W;
当滑动变阻器电阻值R＝0时’灯泡消耗的功率最大’由E0＝〔／＋′（R＋′）得,
′＝ˉ［／＋4’作出图线@如图乙所示.由交点坐标可得’［／2＝3. 66V,I2＝
3l9mA’最大的功率为P2＝U2′2≈l. 17W.
］24
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≡9解析β
［答案］
（1）见解析图甲
（2）增大增大
（3）0.39
l. 17
［感悟方法］
l.扩大电压表量程:电压表量程为3V’要求能够实现在0～3.8V的范围内对小
灯泡的电压进行测量需要给电压表串联—个定值电阻扩大量程.
2.图象与情景结合:电源（或是等效电源）的伏安特性曲线与外接用电器的伏安特
性曲线的交点表示这个电源与这个用电器直接相连接的一种状态’这个交点可
以称之为“工作点’’ ’要求在这个工作状态下用电器的功率’只要找到两条伏安
特性曲线的交点即可.
＾名实战演练
~
~
~~~
~~~~~~~~~~~
~~~
~~~~~~~~~~~~~~~
~
l. （20l6.江苏卷）小明同学通过实验探究某＿金属电阻的阻值R随温度′的变化关系.已
知该金属电阻在常温下的阻值约l0O’R随t的升高而增大.实验电路如图所示’控温箱
用以调节金属电阻的温度.
实验时闭合S’先将开关K与l端闭合’调节金属电阻的温度’分别记下温度tl ’t2’…和
电流表的相应示数′l ’I2’….然后将开关K与2端闭合’调节电阻箱使电流表的示数再
次为′｜’′2’…’分别记下电阻箱相应的示数R1 ’R2’….
电｝M箱
（1）有以下两种电流表’实验电路中应选用
A.量程0～l00mA’内阻约2O
B.量程0～0.6A’内阻可忽略
｛25
ˉ＿.
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1满分之路.搞定高考物理实验题1
~
（2）实验过程中’要将电阻箱的阻值由9.9O调节至10.0O’需旋转图中电阻箱的旋钮
“α’’ ‘‘b,,“C”’IF确的操作顺序是
o将旋钮α由“0’’旋转至』‘l’’
@将旋钮b由‘‘9”旋转至“0’,
◎将旋钮c由‘‘9”旋转至“0’’
（3）实验记录的t和R的数据见下表
l00.0
温度t（℃）
8（）。0
60.0
20。0
40.
（）
l2.8
阻值R（O）
12.
1
lO4
ll』
9.6
请根据表中数据’在方格纸上作出Rˉt图象.
R／O
Z／盯〕
由图线求得R随t的变化关系为R＝
O。
2. （2013 .江茅镭）为探究小灯泡的电功率P和电压［／的关系’小明测量小灯泡的电压U
和电流／’利用P＝Ⅲ得到电功率实验所使用的小灯泡规格为“3.0V
L8W”’电源为
l2V的电池’滑动变阻器的最大阻值为10Q.
（1）准备使用的实物电路如图（a）所示.请将滑动变阻器接人电路的正确位置. （用笔画
线代替导线）
图（a）
R!
｛26
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~~~~
（2）现有10O｀20Q和50〖〗的定值电阻’电路中的电阻Rl应选
O的定值
电阻
（3）测量结束后’应先断开开关,拆除
两端的导线’再拆除其他导线’最后整理好
器材.
（4）小明处理数据后将P｀U2描点在坐标纸上’并作出了—条直线’如图（b）所示.请指出
图象中不恰当的地方.
P／Ⅵ~
2.0
1.5
l.0
Ⅲ
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
Ⅻ
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
Ⅲ
Ⅲ
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
□
Ⅶ
■
0.5
~
O
5
l0
15
20U2／V2
图（b）
3. （20l5 .海南卷）某同学利用图甲所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的
变化实验中使用的器材为:电池E（内阻很小）、开关Sl和S2、电容器C（约100‖F）｀电
阻Rl（约200kO）｀电阻R2（1kQ）、电压表V（量程6V）、秒表｀导线若干.
5
O
甲
乙
内
（l）按图甲所示的电路原理图将图乙中实物图连线.
（2）先闭合开关S2’再断开开关S2｀闭合开关Sl ’同时按下秒表开始计时若某时刻电压
表的示数如图丙所示’电压表的读数为
V（保留2位小数）.
（3）该同学每隔l0s记录一次电压表的读数U’记录的数据如下表所示.在给出的坐标纸上绘
出U≡t图线’已知只有＿个数据点误差较大’该数据点对应的表中的时间是
s.
］27
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｝;髓之路j翅～福霍物理…鹰~
~
50。0
60.0
5.00
5. l8
60.0
50.0
5. l8
5.00
4（）.0
时间t／s
30°0
20.0
l0.0
45］
电压U／V
4.23
2. l4
3.45
删｜
5·00
4.O0
3.00
2·00
l·00
O
10
20
30
40
50
60
1／s
（4）电路中C、R2和S2构成的回路的作用是
。
4. （2015 .福建卷）某学习小组探究＿小电珠在不同电压下的电功率大小’实验器材如图甲
所示’现已完成部分导线的连接.
（l）实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中’电流表的示数从零开始逐渐增大’
请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
↑［′∧
3.α）
2.7（）
2q（）
21（）
l8（）
l.5（）
l.2（）
09（）
O60
0.3（）
广
厂·
02
脚’
…宇
~~~~~~~~′~~
乙
〃A
（）
0」00.200300.《）0°50（）d）
丙
甲
（2）某次测量’电流表指针偏转如图乙所示’则电流表的示数为
A;
（3）该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示’根据图线判断’将
只相同的小电
珠并联后’直接与电动势为3V｀内阻为lQ的电源组成闭合回路’可使小电珠的总
功率最大’其总功率的值约为
W（保留两位小数）.
］28
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专题十三测定电源的电动势和内阻
c典例剖析
题型l目伏安法测定电源的电动势和内阻
［例l］（2014.北京卷）利用电流表和电压表测定＿节干电池的电动势和内电阻
减小实验误差.
（1）应该选择的实验电路是图1中的
（选填‘甲”或“乙”）.
■
要求尽量
甲
乙
图l
（2）现有电流表（0～0.6A）、开关和导线若干’以及以下器材:
A.电压表（0～l5V）
B.电压表（0～3V）
C.滑动变阻器（0～5（）O）
D·滑动变阻器（0～5（）0〖〗）
’滑动变阻器应选用
（选填相应器材前
实验中电压表应选用
的字母）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示’其中5组数据的对应点已经标在图2的
坐标纸上’请标出余下＿组数据的对应点’并画出Uˉ′图线.
序号
7
△
勺
〕
5
l
Z‖
‖■■
6
电压U／V
l.30
l.25
120
110
1。45
l.40
电流〃A
0.480
0. 120
0.260
0.360
0°060
（）.240
］四
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′蒲分之路撼定高鲁
｝
迭呵阴′】
↑U／V
l.6
l。5
］。4
］3
l2
｜」
〃A
l0
△ˉv
0」
0。2
03
0·4
0.5
0。6
图2
（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E＝
V’内电阻′＝
O
（5）实验中’随着滑动变阻器滑片的移动’电压表的示数［／及干电池的输出功率P
都会发生变化图3的各示意图中正确反映PˉU关系的是
咐
△
°
Ⅲ
~
~
~
~
~
~
~
→
∏
′
旦
〃
《
~
α
匹
＂
~
′
｜
○
｀
U
图3
.解Ⅷ
［分析］
（l）干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小’为减小电流表分压带来的系统误
差’应采用电流表“外接法”（相对电源’因为需妥测量的是电池内阻）’故应
选甲.
（2）于电池电动势约为1.5V’电压表选B可减小读数误差.滑动变阻器应选C’若
选D’则滑片滑动时引起电流表读数变化非常微小·
（3）图线应为直线’如图所示’作图时应使尽量多的点在线上’不在线上的点应均
匀分布在线的两侧’误差较大的点舍去
］3O
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」专题厂二测建电源的电动势秘内阻△
…Ⅷ
｝U／V
β
日
斗
〕
~
｜
］
］
］
｛
∩
凸
●
■
〗
】
几
l』
〃A
l .（）
＾… 0
0.l
0。2
0.3
0。q
0
（）.l
0。2
03
0.4
0.5
06
（4）由U＝Eˉ介可得图象上的截距E＝1.50V’斜率的绝对值r≈0.83O.
（5）输…P二〔″二ˉ＋（［′＿:）』噎,…口淘下的…』c正确
［答案］
（1）甲
（2）B
C
（3）如解析图所示
（4）l.50（1.49～l.5l）
0.83（0.8l～
0.85）
（5）C
［感悟方法］
1.选择测量电路:当电源内阻较小时’选择电路甲;当电源内阻较大时’选择电
路乙
2.数形结合方法:描点连线要使尽量多的点在线上’不在线上的点应均匀分布在
线的两侧’误差较大的点舍去;坐标的起点为（0’l.0A）是为了图线分布合理;
判断输出功率的图线’采用了以数助形的方法’即先根据原理,得出表达式’再
与所给的图线“对照”.
题型2目安阻法测定电源的电动势和内阻
［例2］（2（）l8 .江霉卷）＿同学测量某干电池的电动势和内阻.
（l）如图甲所示是该同学正准备接人最后＿根导线（图中虚线所示）时的实验电路
请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处@
;@
］3｛
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物理实验题［
甫分惠路搞定高
待测｜:电池
开关
甲
（2）实验测得的电阻箱阻值R利电流表示数′,以及计算的＋数据见下表
｝R／Q
l0
8
6
4
2
0
-2
｜
／Aˉ｜
~
—
／
0
l
2
3
4
5
6
7
乙
根据表巾数据,在方格纸上作出R—＋关系图象由阎象可计算川该干电池的电
动势为
V;内阻为
O.
（3）为了得到更准确的测量结果’在测出上述数据后’该同学将＿只量程为l（）0mV
的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱’当电流表的示数为0.33A时’电压
表的指针位置如图丙所示’则该干电池的电动势应为
V;内阻应为
O
40
60
Q
丙
］32
R／Q
〃A
＋／A—!
8。0
0.15
6.7
7.（）
0. l7
60
6.0
0. l9
5.3
5.0
0.22
4.5
4.（）
0.26
3。8
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隔题十三铡定电源的电动势熬］内阻‖
［分析］
（l）在连接电略时’开关必须是断开的;电阻箱的电阻应调为最大.
（2）根撼闭合电略欧姆定律,圆-′（R＋r）,变彤为R＝E＋ˉ矿,所以电动势为
腮ˉ＋图象的斜率,内阻′为尺＋图象在愿轴上灼的截距,根撼图象可求出
斜率和截距’从而求出E和r’E＝L4V,′＝1.2Q.
（3）电压表读数为66mγ,根撼已知条件’电流表内腿Ⅷ＝66湍!—』n＝o2n
因为在安阻法测电源电动势和内阻实验中’电动势E真＝E测’内阻r测＝′真＋
′A’所以’第（3）问中的电动势与第（2）问相同’内阻比第（2）｜可少′A＝（）.2O.
［答案］
（l）@开关未断开@电阻箱阻值为零
（2）如图所示
1.4（l.30～L44都算对）
l.2（1. （）～l.4都算对）
｜R／Q
l
‖
目
■
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6
刁
勺
垒
（）倡吕吕目目
＋′A
2b
~
2
3
4
5
6
7一
（3）14（结果与（2）问第—个空格—致）
1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）
［感悟方法］
l.等效变换:从伏安法到安阻法本质上没有发生变化.由伏安法测电源电动势和
内电阻的原理可知’实验电路中缺少电压表’根据U＝IR’不难发现’这里的电阻
箱就扮演着电压表的角色’因为电阻箱的电阻可直接读出,通过电阻箱的电流
可以由电流表测得
］33
~~
~
~~~~
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‖满分之路搞定高警物理实验题〖
田疆Ⅷ
2.化曲为直:如果直接根据闭合电路欧姆定律’得到E＝′（R＋r）’那么Rˉ′图线是
一条曲线’不利于数据处理’我们不妨对E＝′（R＋′）进行“整形”’变形为R＝
β＋r,这样得到的肚＋图线就是—条直线’电源的电动势就是Rˉ＋图线
的斜率
:伏阻法测定电源的电动势和内阻
（2012.辐建卷）某研究性学习小组欲测定＿块电池的电动势E.
（l）先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下’多用电表表盘示数
如图l’其示数为
V.
题型3:伏‖
［例3］（2012
｀‖
O
C
e
O
C
e
画
炮
伍
画
炮
伍
（2）然后’用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路’
测定该电池电动势
@根据电路图’用笔画线代替导线’将实物图连接成完整电路
V
R
R0
司长°百
E厂
@闭合开关S’调整电阻箱阻值R’读出电压表V相应示数〔／.该学习小组测出大
量数据’分析筛选出下表所示的凡″数据,并计算出相应的赤与÷的值请用表
中数据任坐标纸上描点,并作出÷ˉ＊图线
］叫
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l专题
阻｝
Ⅷ靡
冯∏雕
R（O）
U／（V）
l66.7
71.4
50.
（）
33.3
25.0
20.0
8.3
5.9
4.8
4.2
3.2
2.9
l
／
∏（×10ˉ2O＿1）
0,60
l.40
2。00
3. （）0
4.00
5.0（）
｜
÷（vˉ』）
0. l2
0. l7
0·2l
0。24
0.3l
0.35
古（v」）
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厂
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辩蕊睡目辩嚣辩啸§至
（）.30
（）.20 蹿龋露赣
咐〈＋↑＋判胖什↓升＋斗片己日
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■■■■芦■■的●■■■■
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（）.l（）
…＃§…呻§…渊§塞墨至噬雄
蹦!;!
手
I
壬
＋抖氧旨吕巴叶＋
（）
L00
2川0
3川0
4川0
500贵（×l0＿』Qˉ｜）
V。
o从图线中可求得E＝
■疆油
［分析］
（1）多用电表使用的是10V直流电压挡’表盘共有50格,每一格为0.2V’指针指
在第47格上’因此读数为0.2V×47＝9.4V.
（2）电压直接接在电阻箱的两端,逸闹15v的量程;闺E＝l′＋舟（R0＋′）可得,
古＝÷＋午′岩,闽此揣…一条倾斜的直线,圈…的截距…
势的倒数’作出图象’找出截距可求得电动势E＝10.0V（9.5～l11V内均正确）.
［答案］
（l）9.4
（2）@如图甲所示
@如图乙所示ol0（9.5～ll. 1均可）
~
○
α
◎
○
~
20
III
×10ˉ2Oˉl）
甲
乙
］35＿
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IIIIII
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霞
丰
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■
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…之路搞定高考物理实验题｛
~
■箍Ⅷ
［感悟方法］
l.等效变换:从伏安法到伏阻法本质上没有发生变化由伏安法测电源电动势和
内电阻的原理知,实验电路中缺少电流表,根据l＝:’不难发现,这里的电阻箱
就扮演着电流表的角色’因为电阻箱的电阻可直接读出’加在电阻箱两端的电
压可以由电压表测得.
2化曲为直如果直接根据闭合电路欧姆定律,得到圆二U＋÷′,那么UˉR图线
是—条曲线,不利于数据处埋我们不妨对z＝Ⅱ＋÷′进行整形』,变形为
÷＝÷＋÷贪,这样得到的湍图线就是＿条直线,电源的电动势就是计
图线截距的倒数
题型4目伏安法测电阻与测E｀′实验的组台
［例4］（20l8 .海窗卷）某同学利用图（a）中的电路测量电流表A的内阻RA（约为5O）和
直流电源的电动势E（约为10V）.图中R1和R2为电阻箱’Sl和S2为开关.已知电
流表的量程为l00mA’直流电源的内阻为r.
（l）断开S2’闭合Sl ’调节Rl的阻值使A满偏;保持Rl的阻值不变’闭合S2’调节
R2’当R2的阻值为48O时A的示数为48.0mA.忽略S2闭合后电路中总电阻
的变化’经计算得RA＝
Q;（保留2位有效数字）
（2）保持Sl闭合’断开S2’多次改变Rl的阻值’并记录电流表的相应示数.若某次
Rl的示数如图（b）所示’则此次Rl的阻值为
Q;
／｜／Aˉ
｜
2（）
■■■
■■■
■■■■
l5
斋
｜
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°
／
尺
‖
β
）
］
℃
′
′
‖
｀
图
β
斗
］
·
○
｜
图（b）
图（a）
］36
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勤
耐｜窟尉僵割雕
露｜咖｜Ⅱ
（3）利用记录的腮｜的阻值和相应的电流表示数′,作出＋肘』图线,如图（c）所示用
电池的电动势E、内阻′利电流表内阻尺A表示＋髓R｜变化的关系式为＋＝
.利用图（c）可求得E＝
V.
（保留2位有效数字）
m露沁
0
［分析］
（1）因为忽咯S2闭合后电略中总电阻的变化’总电流还是为l0（）mA’表头与R2
RA
并联’电流与电阻成反比分配,即;FI＝
l0（）-48.0
’解得RA＝5.2O
48.0
（2）电阻箱的读数Rl＝l48.2O.
RA＋厂
（〕）根撼闭合电塔欧姆定律有‘＝′（R｜个R…）,变彤得＋二÷R｜＋
E
。
从图（c）可求图线的斜率附＝蒜瑞＝揣则电源屯动势E＋警～
9.2V.
［答案］
…
—
Ⅱ
＋
岛
万
）
］
（
（l）5.2
（2）148.2
9.2（89～9.4之间）
［感悟方法］
l.比例法测电阻:因为R2比R］小得多’所以可以忽略S2闭合后电路中总电阻的
变化’总电流还是可以认为是100mA’电流表与R2并联’S2断开时’电流表测
的是总电流’S2闭合后测的是通过电流表支路的电流’那么通过R2的电流就是
两次电流表读数之差’然后再根据电流与电阻成反比分配规律求出电流表RA
的值.
2安阻法测E｀r:保持S1闭合’断开S2之后’电路就是安阻法测电源的电动势和
内电阻的电路
］37
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到满分之路.搞定高考物理实验题l
~
~
~~~
＾.√实战演练
←
‖
尸
1. （20l5 .四川卷）用实验测＿电池的内阻′和—待测电阻的阻值R卿.已知电池的电动势
约6V’电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:
电流表Al（量程0～30mA）
;
电流表A2（量程0～l00mA）;
电压表V（量程0～6V）
;
滑动变阻器R1（阻值0～5Q）;
滑动变阻器R2（阻值0～300Q）;
开关S＿个,导线若干条
某同学的实验过程如下:
I .设计如图甲所示的电路图’正确连接电路.
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关’逐次调小R的阻值,测出多组U和′的值’并记录.
以U为纵轴’′为横轴’得到如图乙所示的图线.
~
U／V
6.5
6.0
55
5.0
45
4。0
］5
0
2（）
40
6080
l0（｝l20〃mA
乙
甲
Il.断开开关’将R卿改接在B、C之间’A与B直接相连’其他部分保持不变.重复I的步
骤’得到另＿条［／ˉI图线’图线与横轴′的交点坐标为（I0’0）’与纵轴U的交点坐标为
（0’U0）
回答下列问题:
（l）电流表应选用
’滑动变阻器应选用
（2）由图乙的图线’得电源内阻′＝
O
］38
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传题十三—测定电源的电动势和丙圃
（3）用′0、U0和′表示待测电阻的关系式R则＝
’代人数值可得R厕.
（4）若电表为理想电表’R躯接在B、C之间与接在A、B之间’滑动变阻器滑片都从最大阻
值位置调到某同＿位置’两种情况相比’电流表示数变化范围
’电压表示数
变化范围
（均选填“相同”或“不同”）
2. （20l4.全国卷I）利用如图（a）所示电路’可以测量电源的电动势和内阻’所用的实验
器材有:
待测电源’电阻箱R（最大阻值为999.9Q）’电阻R0（阻值为3.0O）’电阻R］（阻值为
3.0O）’电流表A（量程为200mA’内阻为RA＝6.0O）’开关S.
A
R
R
R0
卜———≤弓
｜‖电源
待Ⅷ
图（a）
实验步骤如下:
@将电阻箱阻值调到最大’闭合开关S;
@多次调节电阻箱’记下电流表的示数／和电阻箱相应的阻值R;
◎以＋为纵坐标,腮为横坐标’作＋R图线（用直线拟合）;
@求出直线的斜率片和在纵轴上的截距b.
回答下列问题:
（!）分别川阿和′表示电源的电动势利内阻则＋与R的关系式为—
（2）实验得到的部分数据如下表所示’其中电阻R＝3.0O时电流表的示数如图（l））所
示’读出数据’完成下表答:@-
;@
R／O
l。0
2。0
3°0
4.0
5.0
6.0
7.
（）
o
〃A
（）. 143
0。125
0. l00
O09l
（）。084
（）。077
＋／A—』
｜
@
6.99
8.00
l（）.0
l1.
（）
119
l3.0
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!满分之路.搞定高考物理实验题｜
｜
｜
图（b）
＋／A」
』
l2.0
ll0
l0。（）
9.0
8.0
7。0
6.0
5∩
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■■
■■
■■
■■
‖
0
2.0
4.0
60
R／Q
图（c）
（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图’根据图线求得斜率∧＝
Aˉl .Q—l ’截距b＝
Aˉl .
V’内阻′＝
（4）根据图线求得电源电动势E＝
O
3. （20ll .四川卷）为测量—电源的电动势及内阻
（l）在下列三个电压表中选＿个改装成量程为9V的电压表
A.量程为lV、内阻大约为lkO的电压表Vl
B量程为2V｀内阻大约为2kO的电压表V2
C.量程为3V｀内阻大约为3kQ的电压表V3
选择电压表
串联
kO的电阻可以改装成量程为9V的电压表
（2）利用—个电阻箱｀＿只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号Vl 、V2｀V3与
—个电阻串联来表示’且可视为理想电压表）’在虚线框内画出测量电源电动势及内
阻的实验原理电路图
〗
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
uO
｀议≥血k』鲤
mA
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』零题十三测宠电源的罐动势獭…
（3）根据以上实验原理电路图进行实验’读出电压表示数为150V时’电阻箱的阻值为
l5.0O;电压表示数为2. （）0V时’电阻箱的阻值为40.0O’则电源的电动势E＝
V、内阻′＝
Q.
4（2007 .四川卷）甲同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2阻
值.实验器材有:待测电源E（不计内阻）’待测电阻Rl ’待测电阻R2’电压表V（量程为
1.5V’内阻很大）’电阻箱R（0～99.99O）’单刀单掷开关Sl ,单刀双掷开关S2’导线
若干.
古′v」
勺
兰
8
~
~
（）7
O
背′Q
0。5
甲
乙
（l）先测电阻Rl的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S1 ’将S2切换到α’调节电阻
箱’读出其示数′和对应的电压表示数Ul ’保持电阻箱示数不变’
读出电压表的示数U2.则电阻Rl的表达式为Rl＝
（2）甲同学已经测得电阻Rl＝4.8Q’继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的
做法是:闭合Sl ’将S2切换到α’多次调节电阻箱’读出多组电阻箱示数R和对应的
电压表示数U,由测得的数据,绘出了则图乙所示的÷ˉ☆图线,则电源电动势z＝
V’电阻R2＝
O.
（3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl ’乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值
的做法是:闭合Sl ’将S2切换到b’多次调节电阻箱’读出多组电阻箱示数R和对应
的电腋表示数″,由测得的数据,绘川于相应的÷ˉ尺＋R］阁线,根据图线得到吧源
电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做法比较’由于电压表测得的数据范围
（选填“较大”“较小”或“相同”）’所以
同学的做法更恰当些
］4］
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专题十四电压表与电流表的改装
c典例剖析
:半偏法测量电表内阻
（20l6.全国卷Ⅱ）某同学利用图（a）所示电路测量量程为25V的电压表V的内阻
（内阻为数千欧姆）’可供选择的器材有:电阻箱R（最大阻值99999.9O）’滑动变阻
器Rl（最大阻值50O）’滑动变阻器R2（最大阻值5k〖】）’直流电源E（电动势3V）
’
开关l个’导线若干.
题型1 :半（
［例1］（20l6
图（a）
实验步骤如下:
@按电路原理图（a）连接线路;
@将电阻箱阻值调节为0’将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位
置’闭合开关S;
◎调节滑动变阻器’使电压表满偏;
@保持滑动变阻器滑片的位置不变’调节电阻箱阻值’使电压表的示数为2.00V’记
下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
（l）实验中选择滑动变阻器
（填“R｜”或“R2”）.
（2）根据图（a）所示电路将图（l））中实物图连线.
阑栅鹏;
甸匙
图（b）
］42
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』巍乎愈
鳃压表缮电裤的改装0
（3）实验步骤@中记录的电阻箱阻值为630.0O’若认为调节电阻箱时滑动变阻器
上的分压不变.计算可得电压表的内阻为
O（结果保留到个位）.
（4）如果此电压表是由＿个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为
（填正确答案标号）.
A. l（）0‖A
（〕.500｜』A
B·250‖A
l）. 1mA
［分析］
（l）此实验妥求电压表所在支略的总电压应该尽量不变化’故滑动变阻器的最大
阻值应选比较小的,印选Rl.
（3）近似认为电压表所在支路的总电压不变’且流过电压表与电阻箱的电流相等’
由…分压特…六-1÷二旦则儡v～帆-2520‘』
（4）因电压表是由一个表头和电阻串联构成’表头允许的最大电流不会因此改变’
………满尝≡盖＂Aˉ1m＾
［答案］
（l）R1
（2）连线如图所示
（3）2520
（4）D
u3
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满秀置露-恿磁藩秘理…
~~~
画疆酒
［感悟方法］
lˉ半偏法的本质:就是比较法测电阻,半偏法测电压表内阻根据串联电路的电压
与电阻成正比’半偏法测电流表内阻根据并联电路的电流与电阻成反比.
V
R
≤
ˉ
卜
弓
占
片＿暂
半偏法中的近似法:在半偏法测电压表内阻中’电压表既要测量本身电压’又要
测量与之相串联电阻的电压’只有保持电压表所在支路的总电压应该尽量不变
化’这就要求滑动变阻器应选最大阻值较小的.同理’在半偏法测电流表内阻
中’电流表既要测量本身电流’又要测量与之相并联电阻的电流’只有保持电路
的总电流尽量不变化’这就要求滑动变阻器应选最大阻值较大的.
2
题型2目电表的改装
［例2］（20l3 .海南卷）某同学将量程为200‖A、内阻为500O的表头队A改装成量程为l
mA和l0mA的双量程电流表’设计电路如图（a）所示.定值电阻Rl＝500O’R2和
R｀的值待定’S为单刀双掷开关’A、B为接线柱回答下列问题:
〃
〔
图（a）
（l）按图（a）在图（b）中将实物连线;
（2）表笔α的颜色为
色（填“红’’或“黑”）
（3）将开关S置于｀‘l’’挡时’量程为
mA;
O. （结果取3位有效数字）
（4）定值电阻的阻值R2＝
O,Rq＝
］』4
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l专题十四电腿表与电流表的改装.
（5）利用改装的电流表进行某次测量时’S置于“2”挡’表头指示如图（c）所示’则所
测量电流的值为
mA.
｜儿A
~
图（b）
图（C）
［分析］
电学仪器遵循“红入黑出”’A接线处接的电流表负极’故电流从该处流出’外接黑
表笔’S置于l挡时’上支略总电阻较大’分流电阻阻值较小’分流效果好’量程更
大’故为l0mA挡’S置于2挡时,图中上支略总电阻R＝l000O’满偏电压U1＝
Ul
U2
02v,下…』带岛二l」ˉ′c-;瑞ˉ』n二250o,当攘｜挡时,R』＝′2—′0
吕＝
2×l0ˉ4（l000＋R2）’联立可得R2＝225Q’R3＝25.0Q’图中电流表读数为
9.8×10—3
l56队A’根据电阻关系可知回略的总电流′＝5×156队A＝780‖A＝0.780mA.
［答案］
（1）连线如图所示
R3
表
（2）黑
（3）l0
（4）225
25.0
（5）0.780
u5ˉ
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‖满分之路·搞定高考物理实验题］
■疆m
［感悟方法］
｜置霹瞒驾渊鹏蹬｀‖躺｀糕蕊—惩工〕」『
的内部电路图’设电流表量程为′’扩大量程的倍数〃＝
士.出游联电路的特点得;
IgRg＝Rg
℃
′g .Rg＝（′＿′g）R
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2.电压表的改装:电压表是用来测量电路中两点之间的电
压.电压表是由表头串联＿个分压电阻改装而成’如图所
示是电压表内部电路图.设电压表的量程为U’扩大量程
的倍数为＂三送｀山率联电路＂特点得
瓷＿早｀愿≡导阳鹏ˉ｜）阀』
电压表内阻『V＝R＋Rg＝′!Rg’由两式可知’电压表量程泡
越大.
＝R＋Rg＝′!Rg’由两式可知’电压表量程越
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
大,″越大’其内阻也
题型3吕改装电表的校准
［例3］（2016.海京卷）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示’图中虚线框内是电压
表的改装电路
（l）已知表头G满偏电流为l00队A’表头上标记的内阻值为900〖〗.Rl 、R2和R3是
定值电阻.利用Rl和表头构成lmA的电流表’然后再将其改装为两个量程的
电压表若使用α、b两个接线柱,电压表的量程为lV;若使用α、c两个接线柱’
电压表的量程为3V.则根据题给条件’定值电阻的阻值应选Rl＝
Q’
R2＝
O’R3＝
O
M6
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』专题十四电压轰与电流表的改装｝
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
（2）用量程为3V｀内阻为2500O的标准电压表@对改装表3V挡的不同刻度进行
校准所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格’最大阻值分别为
50O和5kO.为方便实验中调节电压’图中R应选用最大阻值为
O的
滑动变阻器
（3）校准时’在闭合开关S前’滑动变阻器的滑动端P应靠近
‘Ⅳ’’ ）端.
（填“″”或
（4）若由于表头G上标记的内阻值不准’造成改装后电压表的读数比标准电压表的
读数偏小’则表头G内阻的真实值
（填“大于’’或“小于”）9（）0O.
｜6解涵
［分析］
（1）当流过改装后的电流表的电流为1mA时’流过表头的电流为100‖A’根据并
联电略电流与电阻成反比’可得R1为l00O.当α｀b间电压为lV时’电流为
1mA’α、b间总电阻为1 （ⅫQ’改装后的电流表内阻为卯Q’所以R2＝910Q当
α、c间电压为3V时,电流为lmA’α｀c间总电阻为3000O’所以R3≡
2000Q·
（2）分压电略中’滑动变阻器在安全的情况下’最大阻值越小操作越方便.
（3）闭合开关前’应保证被检验电略安全’所以滑动变阻器的滑动端P应在″端
（4）改装后电压表读数偏小’说明改装后的电压表内阻偏大,故表头内阻偏大.
［答案］
（1）l00
9l0
2000
（2）50
（3）M
（4）大于
］47＿
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｛满分之路.搞定高考物理实验题l
｜·解析日
［感悟方法］
校准电路的设计要考虑两点:
1.改装电表与标准电表的连接:如果是电流表的校准’需要串联;如果是电压表的
校准’需要并联
2.控制电路的选择:由于—般都需要全面校准’电压或是电流要从零开始变化’所
以应该是分压式连接
ˉ.／实战演练
｝
（20l3 .全国卷Ⅱ）某同学用量程为lmA、内阻为l2（）O的表头按图（a）所示电路改装成
量程分别为lV和1A的多用电表图中Rl和R2为定值电阻’S为开关回答下列问题:
（l）根据图（a）所示的电路’在图（b）所示的实物图上连线.
（2）开关S闭合时,多用电表用于测量
（填“电流’’“电压”或“电阻”）;开关S断
l
开时’多用电表用于测量
（填‘电流’, ‘‘电压’’或‘‘电阻”）
（3）表笔A应为
色（填“红’’或‘‘黑’’）.
Q. （结果取3位有效数字）
（4）定值电阻的阻值Rl＝
O’R2＝
嚼鱼
幽
R｜
凸s
霸窿.
表
图（b）
图（a）
u8
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］专题十四电压表与电流表的改装｝
2. （20l0.北京卷）（l）甲同学要把—个量程为200队A的直流电流计◎’改装成量度范围
是0～4V的直流电压表
图］
@她按图1所示电路｀用半偏法测定电流计◎的内电阻rg’其中电阻R0约为1kO.为使
′g的测量值尽量准确’在以下器材中’电源E应选用
’电阻器Rl应选用
’电阻器R2应选用
（选填器材前的字母）
A.电源（电动势15V）
B.电源（电动势6V）
C.电阻箱（0～999.9O）
D滑动变阻器（0～500O）
E电位器（—种可变电阻’与滑动变阻器相当）（0～5. lkQ）
F.电位器（0～51kQ）
@该同学在开关断开情况下’检查电路连接无误后’将R2的阻值调至最大.后续的实验
操作步骤依次是
’最后记录Rl的阻值并整理好
器材. （请按合理的实验顺序’选填下列步骤前的字母）
A.闭合S｜
B.闭合S2
C.调节R2的阻值’使电流计指针偏转到满刻度
D调节R2的阻值’使电流计指针偏转到满刻度的—半
F.调节Rl的阻值’使电流计指针偏转到满刻度的＿半
F.调节Rl的阻值’使电流计指针偏转到满刻度
◎如果所得的Rl的阻值为300.0Q’则图1中被测电流计◎的内阻′g的测量值为
O’该测量值
实际值（选填“略大于’,“略小于’’或“等于’’）.
@给电流计◎
联（选填‘串”或“并’’）—个阻值为
kO的电阻’就
可以将该电流计◎改装为量程4V的电压表.
］49＿
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』满分之路｀搞定高考物理实验题｜
（2）乙同学要将另—个电流计◎改装成直流电压表’但他仅借到—块标准电压表
o、＿个电池组E｀—个滑动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻
□＝＝□＝
□＝
□＝＝＝＝＝＝＝＝＝□＝
□＝
□＝
□＝
□＝
□＝
□＝
□＝＝＝＝＝＝＝＝-↑
~
~
——0—
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
图2
o该同学从上述具体条件出发’先将待改装的表◎直接与＿个定值电阻R相连接’
组成＿个电压表;然后用标准电压表@校准请你画完图2方框中的校准电路图
@实验中当定值电阻R选用l7OkO时调整滑动变阻器R′的阻值’电压表O的示
数是40V时’表◎的指针恰好指到满量程的五分之二;当R选用7.0kQ时’调整
R′的阻值’电压表O的示数是20V时’表G的指针又指到满量程的五分之二
由此可以判定’表◎的内阻r窝是
kO’满偏电流′g是
mA.若要将表
◎改装为量程是15V的电压表’应配备—个
kO的电阻
3. （2015 .全国卷I ）图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图’其中虚线框内是毫安表的
改装电路
α
「岂当一肖ˉ＿出刨
｜~ˉˉ＿上ˉ∩
［ˉ引｜—矿乙——二
乙
甲
（l）已知毫安表表头的内阻为l00Q,满偏电流为1mA;Rl和R2为阻值固定的电阻.若
使用α和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用α和c两个接线柱’电表量程为
10mA.由题给条件和数据,可以求出Rl＝
【〗,凡＝
O.
（2）现用—量程为3mA｀内阻为150O的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准’校
准时需选取的刻度为0.5mA｀L0mA｀l.5mA、2.0mA、2.5mA｀3.0mA.电池的电
］印
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动势为l.5V’内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格’阻值分别为300O和1000
O;滑动变阻器R有两种规格’最大阻值分别为750O和3000O.则R0应选用阻值
为
Q的电阻’R应选用最大阻值为
O的滑动变阻器.
（3）若电阻R｜和R2中有＿个因损坏而阻值变为无穷大’利用图乙的电路可以判断出损
坏的电阻.图乙中的R′为保护电阻’虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电
路则图中的〃点应和接线柱
（填“6”或“c,,）相连判断依据是:
4· （20l2.天津卷）某同学在进行扩大电流表量程的实验时’需要知道电流表的满偏电流和
内阻他设计了—个用标准电流表◎来校对待测电流表@的满偏电流和测定◎内阻的
电路’如图所示已知◎的量程略大于◎的量程’图中Rl为滑动变阻器’R2为电阻箱
该同学｜｜顶利完成了这个实验.
｜
R｜
（l）实验过程包含以下步骤’其合理的顺序依次为
（填步骤的字母代号）
;
A.合上开关S2
B·分别将Rl和R2的阻值调至最大
C.记下R2的最终读数
D反复调节Rl和R2的阻值’使◎的示数仍为／｜’使◎的指针偏转到满刻度的＿
半’此时R2的最终示数为r
E.合上开关Sl
R调节Rl使@的指针偏转到满刻度’此时◎的示数为／l ’记下此时◎的示数
（2）仅从实验设计原理上看’用上述方法得到的@内阻的测量值与真实值相比
（填
“偏大”“偏小’’或“相等’’）;
（3）若要将@的量程扩大为′’并结合前述实验过程中测量的结果’写出需在@上并联的
分流电阻RS的表达式’Rs＝
｝5］
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专题十五练习使用多用电表
◎典例剖析
~
~
目用多用电表测电压＼电流与电阻
（2017 .全国卷Ⅲ）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电
池;Rl ｀R2｀R3｀R4和R5是固定电阻’R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250队A’内阻
为480O.虚线方框内为换挡开关’A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5
个挡位’5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡’直流电流lmA挡和2.5mA挡’欧
题型1目用冒
［例l］（2017
姆×l00O挡.
表头
~
~
图（b）
‘4
B
阁（a）
（l）图（a）中的A端与
（填‘‘红”或“黑”）色表笔相连接
（2）关于R6的使用’下列说法正确的是
（填正确答案标号）.
A.在使用多用电表之前’调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B使用欧姆挡时’先将两表笔短接’调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”
位置
C.使用电流挡时’调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）根据题给条件可得Rl＋R2＝
Q.
Q,R4＝
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示.若此时B端是与“l,’相连的’则
多用电表读数为
;若此时B端是与“3’’相连的’则读数为
;若
（结果均保留3位有效数字）
此时B端是与“5’’相连的’则读数为
｛52
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…＝练习嫂…髓蕊
｜◆解阳
［分析］
（l）当B端与“3”连接时’内部电源与外部电略形成闭合回略’电流从A端流出’
故A端与黑色表笔相连接.
（2）在使用多用电表之前’调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流‘‘0”位置’
选项A错误;使用欧姆挡时’先将两表笔短接’调整R6使电表指针指在表盘右
端电阻“0”位置’选项B正确;使用电流挡时’电阻R6不在闭合电略中’调节
无效’选项C错误.
（3）根据题给条件可知’当B端与“2”连接时’表头与Rl 、R2组成的串联电路并
联’此时为量程lmA的电流挡’由并联电路两支路电流与电阻成反比知’
＂｜鸟典-］而罢5-÷,解得RM』二!60o
当B端与“4,,连接时’表头与R1 ｀R2组成的串联电略并联后再与R4串联’此
时为量程1V的电压挡’表头与Rl｀R2组成的串联电路并联后的总电阻为l20O’
两端电压为0. 12V’由串联电略中电压与电阻成正比知:R4两端电压为
0.88V’则R4电阻为880O.
（4）若此时B端是与“l”连接的’多用电表作为直流电流表使用,量程为2.5mA’
读数为1.47mA
若此时B端是与“3’’连接的’多用电表作为欧姆表使用,读数为11×l00O＝
l. 10kO°
若此时B端是与“5’’连接的’多用电表作为直流电压表使用’量程为5V’读数
为2。95V.
［答案］
（1）黑
（2）B
（3）l60
880
（4）1.47mA
l10kQ2.95V
］53
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.满分之路.搞定嗡潜物理实验题｝
［感悟方法］
1.测电阻:用多用电表的欧姆挡测电阻可以归结为八个字:隔离｀选挡｀调零、测
量隔离是指要将被测的电阻从电路中隔离出来;选挡是指测量电阻前要先选
择合适的倍率’特别要记得在每次测量不同的电阻时都要重新选倍率.调零是
指在选好倍率后要将两表笔短接调节调零旋纽’使指针指在电阻零刻度处;测
量是将待测电阻接人红黑表笔之间’读出电阻值.
2.测电压电流:测电压｀电流的方法与—般的电压表和电流表相同’选好量程再测
量要注意的是要将红表笔接在电势高的一端’黑表笔接在电势低的一端.
:欧姆表内部电源电动势的测量
（20ll .大蛔全国卷）使用多用电表测量电阻时’多用电表内部的电路可以等效为一
个直流电源（—般为电池）｀＿个电阻和—表头相串联’两个表笔分别位于此串联电
路的两端现需要测量多用电表内电池的电动势’给定的器材有:待测多用电表’量
程为60mA的电流表’电阻箱’导线若干.实验时’将多用电表调至×lQ挡’调好零
点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:
（l）仪器连线如图l所示（α和b是多用电表的两个表笔）.若两电表均正常工作’则
题型2:欧‖
［例2］（20ll
（填“红’,或“黑”）色;
表笔α为
电流表
多用电表
电阻箱
●○○
●○○
□
＋
ˉ
（J
□
′
″
腐｛
l
（2）若适当调节电阻箱后’图l中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a）
｀
（b）、（c）所示’则多用电表的读数为
Q’电流表的读数为
mA’
电阻箱的读数为
O;
｜“
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」墨囱十五练习使用多用电表‖
×l00
×l0
心洲℃‖
8
7
O~j~4
O~点~4
×l
×0.l
0
禽
◎;
8
7
◎○
）
」
巨—旦旦旦——二
｜
（b）
傻｛2
（a）
（C）
（3）将图l中多用电表的两表笔短接’此时流过多用电表的电流为
（保留3位有效数字）
（4）计算得到多用电表内电池的电动势为
V. （保留3位有效数字）
mA;
｝臼露m
［分析］
（1）对多用电表来说’电流从红表笔进入多用电表’从黑表笔流出’由于设计电略
图中α表笔接在电流表的正极’故电流经过多用电表从α表笔流出’故α表笔
为多用电表的黑表笔
（2）欧姆表读数为肚＝l纵0Q;电流表读数为′＝50mA＋等A×凯0＝5凯0mA;
电阻箱读数为4×1Q＋6×0. 1Q＝4.6Q.
（3）多用电表接外电路时’考虑到多用电表表头的电流刻度是均匀的’其表头偏转
的格数与表盘总格数之比为26
:
50’而多用电表接外电略时’夕卜电路电流表
得
解
’
′
—
矿
勿~~
沥
—
卯
示数为／＝53.0mA’设表笔短接时通过多用电表的电流为′0’则
′〔）≈l02mA.
（4）设多用电表内阻为′’已知外电略电阻为R＝14O’多用电表接外电略时:E＝
′（′＋R）’多用电表两表笔短接时E＝′0′’联立解得多用电表内的电池电动势
E≈1.54V
］55＿
r’《b3
｜
［,｜
2
AˉⅥˉQ
气
…
’
～
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分之路.搞定高考物理实验题］
~
…Ⅷ
［答案］
（1）黑
（2）l40
53.046
（3）l02
（4）l.54
［感悟方法］
l电流的流向:不论测电压还是测电流或是测电阻’电流总是从红表笔进人多用
电表’从黑表笔流出多用电表’但要注意的是’测电流和电压时,红表笔的电势
较高’测电阻时黑表笔处电势较高.
2.类比迁移法:要测欧姆表内电源的电动势’我们可以采用等效类比法’将欧姆表
整个看做一个“电源”’欧姆表内的电池电动势就等于这个o‘电源,的电动势’欧
姆表的内阻就相当于这个“电源”的内阻这样一处理’本题就相当于是安阻法
测电源的电动势和内电阻’问题就容易求解
题型3目用多用电表检测电路的故障
［例3］（20l4.重庆卷）某照明电路出现故障’其电路如图l所示’该电路用标称值l2V的蓄
电池为电源’导线及其接触完好.维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故
障他将黑表笔接在c点’用红表笔分别探测电路的α｀b点.
蓄
电
池
＝
扣
山
图l
（1）断开开关’红表笔接α点时多用表指示如图2所示’读数为
V’说明
正常（选填“蓄电池’’“保险丝”“开关’或“小灯’’）.
（2）红表笔接b点’断开开关时’表针不偏转’闭合开关后’多用表指示仍然和图2相同’
可判定发生故障的器件是
（选填“蓄电池”“保险丝,’“开关”或“小灯”）.
∏
β
』
′
□
】
∩
凹
‖
∑
∩
■
■
〕
仙
渺徽8
0
l50
3O
6
叭
凹
』
｀
英忽｀
O
O
抑
8
蔚
图2
］品
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』专题擎五练习使用多用电链
司
∏
析
＿
解
—
℃
—
［分析］
（1）因用直流50V挡检测’故满偏时电压为50V’刻度均匀’在题图2所示位置
时’读数为11.5（l1.2～1l.8之间均可）V’说明蓄电池正常
（2）红表笔接b点’断开升关’指针不偏转’闭合开关后多用电表读数与原来相同’
说明保险丝｀开关均正常’发生故障的器件只能为小灯.
［答案］
（l）11.5（ll.2～l1.8均可）
蓄电池
（2）小灯
［感悟方法］
检测“断路”故障的＿般思路:
（1）＿般不用欧姆表来判断’因为用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中
断开.当然,如果能事先确保电路与电源断开’也可以选用欧姆表来检测
（2）最佳方案是用电压表来判断’接通电路’然后用电压表逐个并接在各元件两
端’如果发现某元件两端的电压接近电源电动势’那么说明这个元件断路
（3）用电流表来判断’接通电路’然后用电流表逐个并接在各元件两端’如果发现
某电流表并接在某元件两端时电流表有读数那么说明这个元件断路
（4）有时也可以用导线来判断’如果电路中有其他电表或是小灯泡之类的’也可以
用导线逐个并接在各元件两端’如果发现电表有读数’或是小灯泡会发光’那
么说明这个元件断路.
］57
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满分之路.搞定高考物理实验题｝
~
题型4;用多用电表探测黑箱内部结构
［例4］（20l2.江苏卷）如图l所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件’小明使用多用电
表对其进行探测
（）
′｜
咖印乎Ⅸ..PP
b忌…的
旷…Z」｝—」锣』』
O
蔚嘿』lW铲｜｜～＼』…J7滑＞喊
○
○
与
≡
∩
乙
α●
A
日
〔~
~
b
〔
●
厂可
h』
图｜
图2
（l）在使用多用电表前’发现指针不在左边‘』（）’刻度线处’应先调整图2中多用电表
的
（选填“A”“B”或“C’,）.
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱α｀6接点间是否存在电源时’＿表笔接α,
另＿表笔应
（选填“短暂’或“持续”）接b’同时观察指针偏转情况
（3）在判定黑箱中无电源后’将选择开关旋至“×1”挡’调节好多用电表’测量各接
点间的阻值.测量中发现’每对接点间正反向阻值均相等’测量记录如下表.两表
笔分别接α｀b时’多用电表的示数如图2所示.
请将记录表补充完整’并在答题卡的黑箱图中画出—种可能的电路
多用电表的示数
O
两表笔接的接点
α、b
α、C
b、C
10.0O
15.0O
‖·解析●
［分析］
（1）多用电表使用前应进行机械调零’机械调零装置为A.
（2）使用多用电表进行测量时’为保证电表不被损坏往往要进行试触’即让两表笔
迸行短暂接触’观察指针偏转情况’若持续接触则有可能损坏电表.
］58
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1专题赡罐螺朝使用多龋电霖‖
｜6憾面
（3）黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等’由多用电表读数可知所缺数据为
5.0O’由α、b间电阻为5.0Q’α、c间为l0.0Q’b｀c间为l5.0O知,电略为
α、6间5.0Q的电阻与α、c间l0.0O的电阻串联而成’电略图如图所示.
q
α
b
八
b
或
［答案］
（l）A
（2）短暂
（3）5.0电路图见解析图
［感悟方法］
探测黑箱的关键是要熟练掌握各种元件的特性’然后再根据探测过程中出现的现
象判断出是什么元件.常见的元件特性如下表所示:
探究项目
应用挡位
现象
电源
电压挡
两接线柱正｀反接时均无示数说明无电源
欧姆挡
电阻
两接线柱正｀反接时示数相同
二极管
欧姆挡
正接时示数很小’反接时示数很大
指针先指向某一小阻值’后逐渐增大到“由’, ’且
指针摆动越来越慢
电容器
欧姆挡
电感线圈
欧姆挡
示数由“凹”逐渐减小到某一较小固定示数
雇·丫实战演练
l. （2013 .全国卷I）某学生实验小组利用图甲所示电路’测
量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的
总电阻.使用的器材有:
多用电表;
电压表:量程5V’内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kO;
导线若干.
多用
电表
甲
］59
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满分速路·擒定高考物麓实蕊引
回答下列问题:
（1）将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡’再将红表笔和黑表笔
’调零点
（选填“l”或“2”）端相连’黑表笔连接另
（2）将图甲中多用电表的红表笔和
卫山
—』l而.
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置’使多用电表的示数如图乙所示’这时电压表的示
数如图丙所示.多用电表和电压表的读数分别为
kQ和
V.
乙
内
（4）调节滑动变阻器的滑片’使其接人电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分
别为l2.0k〖】和4.00V.从测量数据可知’电压表的内阻为
kO.
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池｀—个理想电｜
流表和＿个电阻串联而成的电路’如图丁所示.根据前面的实验数据｜
计算可得’此多用电表内电池的电动势为
V’电阻“×Ik”挡｀
内部电路的总电阻为
kO.
丁
］印
O
′（）
○
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』专题十五.练习使用多用电表｝
2. （20l2.上海卷）在练习使用多用表的实验中
（1）某同学连接的电路如图所示
@若旋转选择开关’使其尖端对准直流电流挡,此时测得的是
通过
的电流;
@若断开电路中的电键’旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡’
此时测得的是
的阻值;
o若旋转选择开关’使其尖端对准直流电压挡’闭合电键’并将
滑动变阻器的滑片移至最左端’此时测得的是
两端
的电压
（2）（单选）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时’若
A.双手捏住两表笔金属杆’测量值将偏大
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大’则必需减小倍率’重新调零后再进行测量
C.选择“×l0”倍率测量时发现指针位于20与30正中间’则测量值小于25Q
I）.欧姆表内的电池使用时间太长’虽能完成调零,但测量值将略偏大
3. （20l2.大纲全国卷）在黑箱内有＿由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路’黑箱面板
上有三个接线柱l｀2和3.用欧姆表测得1｀2接线柱之间的电阻为lO’2｀3接线柱之间
的电阻为1.5〖〗’l｀3接线柱之间的电阻为25O.
（l）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;
刁
｜
｜
‖
‖
｝
‖
‖
｜
｜
」
〕
闰
团
圃
】
∑
厂
｜
‖
‖
‖
‖
‖
｜
｜
｜
｜
｜
仁
（2）如果将1｀3接线柱用导线连接起来’1｀2接线柱之间的电阻为
O.
4.二极管具有独特的单向导电性’当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时’二极管
的电阻很大（l×l06O’甚至更大）’而当正向电压超过某值时’二极管的电阻随两端电压
的升高而急剧减小.为了探究二极管的导电特性:
（l）实验小组先用多用电表判断二极管的极性.步骤如下:
A.将多用电表置于欧姆表“×l0（）’’挡’短接红、黑表笔’调整
’使指针指向表
盘右侧“0”位置;
B将二极管串接在两表笔之间’多用电表示数如图1中α所示;
］6‖
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‖满分之路.搞定高考物理实验题l
中b所示,则此时与红表笔接触的是二极
C.将二极管两极对调’多用电表示数如图l
管的
（填“正,或“负,’）极.
图l
（2）实验小组设计了如图2所示的实验电路’通过实验测得相关数据如下表
正向电流〃mA
正向电压［／／V
0. 10
0
（）.20
0
0
0.30
0.02
0.40
0°26
0.50
0.56
0·55
0.60
l. l3
（）.65
1。79
0.68
2.37
0.70
3.00
］62
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专撼罐掇练匀健用霹用电震·
~
↑〃mA
5.（）0
400
3.（）（）
2.00
l.00
（）
—
2
0.4
02
0.
0.6
0°8
l.（）〔〃V
图3
图2
图3
@由二极管的特性和表中数据可知’当电压表示数为0. 10～0.30V时’图中开关S
＿定接在位置
@根据表中数据,在图3中作出二极管的伏安特性曲线（要求保留所描的点迹）’由
图线可知’二极管是
（填‘线性”或“非线性”）元件.
（3）若此二极管为发光二极管,正常发光时通过的电流为3.00mA’若用l.5V的电源供
电’则应该给二极管
（填“串”或“并”）联＿个约
Q的电阻. （结果
保留三位有效数字）
｜63
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专题＋六传感器的简单使用
c典例剖析
～-—--—ˉ-＝≈→P≡＝≡宁≡≡＝＝
同≡＝■■一＝＝瘁＝＝…·≡.…
:热敏电阻
（2017.江苏卷）某同学通过实验制作—个简易的温控装置’实验原理电路图如图甲
所示’继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端当继电器的电流超
过l5mA时’衔铁被吸合’加热器停止加热’实现温控.继电器的电阻约为20O’热敏电阻
的阻值R［与温度l的关系如下表所示.
颗型l:热《
［例l］（2017
80.0
t／℃
60.0
70.0
40.0
50.0
30。0
Rl／O
62.9
49.
l
818
199.5
145.4
l08.
l
（l）提供的实验器材有:电源El（3V’内阻不计）｀电源E2（6V’内阻不计）、滑动变
阻器Rl（0～200O）｀滑动变阻器R2（0～500O）、热敏电阻Rt、继电器｀电阻箱
（0～999.9O）、开关S｀导线若干·
为使该装置实现对30～80℃之间任—温度的控制’电源E应选用
（选
填“El ,或“E2’’）’滑动变阻器R应选用
（选填“Rl”或“R2’’）.
电源
川｜热器
『-----
『
甲
（2）实验发现电路不工作某同学为排查电路故障’用多用电表测量各接点间的电
压’则应将如图乙所示的选择开关旋至
（选填“A”‘‘B’’“C”或“D’, ）.
～
2°5
l0
50
25（）
500
OFF
250
25
2°5
mA
＋
@
~◎
2.5 l（）502505（）0V~
乙
］“
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』专题铅六
传感器的简单健用｝
（3）合上开关S’用调节好的多用电表进行排查’在图甲中’若只有b｀c间断路’则应
发现表笔接人α｀b时指针
（选填“偏转”或“不偏转”）’接人α｀C时指针
（选填“偏转”或“不偏转,’）
（4）排除故障后’欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合’下列操作步骤的正确顺序
是
. （填写各步骤前的序号）
o将热敏电阻接人电路
@观察到继电器的衔铁被吸合
◎断开开关,将电阻箱从电路中移除
@合上开关’调节滑动变阻器的阻值
◎断开开关’用电阻箱替换热敏电阻’将阻值调至108. 1O
［分析］
（1）由于继电器的电流超过l5mA时ˉ ,衔铁才能被吸合’若电源E取E］＝3V时’
由闭合电略欧姆定律得
′｜三是-｜5mA-队0!5』
』凶
°
·
◎
∑
~~
∧
γ
日
］
〕
○
α
~~
凸
—
内
~~
登
心
∏
∏
即
而在30℃时’热敏电阻的阻值为199.5Q’再加上继电器的电阻2（）【】’总电阻
为219.5O’已超过200Q’则无法使温度控制在30c℃’故E1＝3V不能选择’
只能选择E2’E2＝6V’由闭合电略欧姆定律得
E勺
′2＝盂二『＝α0l5A
‖凶
则R蔷′＝400Q
0吟
此时若要使温度能控制在80℃’热敏电阻Rt与继电器的总电阻为49. 1O＋
20O＝69. lO＜400O’为使衔铁不至于在低于80℃时被吸合’需串联一个滑
动变阻器’且最大阻值不能小于400Q-69. lO＝33（）.9Q’而R1最大阻值为
200【〗’不符合要求’故选R2
｛65
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满分之路.搞定高考物理实验题〖
m疆洒
（2）要测直流电压’选择开关只能旋至C.
（3）测α｀b间电压时’由于b、c间断略’电略中电流为0’故α｀b间电压为0’因此多
用电表指针不偏转;测α｀c间电压就相当于测电源两极间电压’因此多用电表
指针将会偏转.
（4）为了使在设计电略时方便’这里用电阻箱临时代替热敏电阻.查出50℃时热
敏电阻的阻值’将电阻箱调至相同阻值’断开开关’用电阻箱替换热敏电阻’合
上开关’调节滑动变阻器’使衔铁刚好被吸合.再断开开关’将电阻箱移除’换
成热敏电阻.因此其合理顺序为◎@@◎o
［答案］
（l）E2
R2
（2）C
（3）不偏转偏转
（4）◎@@O@
［感悟方法］
l.仪器的选择方法:＿般来讲’在都满足题目条件的情况下’仪器的选择原则是:
够用就好!这样做’—方面比较好操作’另＿方面比较精确这在很多电学实验
题中都有所体现’同学们似乎“不管三七二十＿”’只要选小的差不多都可以.
但要注意的是’这里有一个前提’就是“都要满足题目条件”’而本题恰恰出现了
另外的情况’电源电动势太小,滑动变阻器最大阻值太小’不满足题目的条件
因此’对于仪器选择,我们还是要具体情况具体分析’以提高精确度’方便操作
′
为目的.
2.故障的判断方法:对于断路故障的判断’我们要明确’首选电压表的方法’电压
表并接到哪里’哪里有读数’—般来讲哪里就有断路故障存在.
］“
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专题雏武传感器的简单使用｜
题型2;光敏电阻
［例2］（2009.山东卷）为了节能和环保’＿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）.某光敏电阻ROS在不同照
度下的阻值如下表所示:
｜
）
Ⅺ
］
（
度
昭
…
0.2
0.4
0.6
（）。8
1.（）
12
电阻（kO）
75
4（）
28
23
20
l8
（l）根据表中数据’请在图l给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线’并说明
阻值随照度变化的特点
电阻／kn
β
刁
′
β
户
〕
斗
］
∑
］
0二土二k｛ˉ｜＋｝｛ˉ｛ˉ＋｜＋ˉˉˉ｜ˉ.
｝圭｜＿｛｛＝疆匿
0
｝
.
｜
｛
｛
｛
｛
｛
＝■厂＝■司＝
. ＝T＝＝司＝
■可＝
p■厂＝＝＝0＝■
0丰ˉ啡ˉⅧˉ!ˉˉ』ˉˉ｛ˉ｝ˉ｝＋ˉ｜ˉ.
0库闸＋宇｜ˉ｛ˉ佳｝ˉ!ˉ.
O020406081（）l2l4照霞／lⅪ
图1
（2）如图2所示’当l｀2两端所加电压上升至2V时’控制开关自动启动照明系统’
请利用下列器材设计—个简单电路’给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度
降低至l.0lx时启动照明系统’在虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关
对所设计电路的影响）
「丽萌累蔬］
｜
图2
提供的器材如下:
光敏电阻Ros（符号二岂’阻值见上表）
直流电源E（电动势3V’内阻不计）
;
定值电阻:R1＝l0kQ’R2＝20kO’R3＝40kO（限选其中之—并在图中标出）
开关S及导线若干.
］67
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‖满分之路.搞定高考物理实验题［
~
［分析］
（l）根据表中的数据’在坐标系中描点连线’得到如图甲所示的变化曲线.
由图可知阻值随照度变化的特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性
减小.
电阻／kO
｜
＝
｜
＝
…
统
系
明
昭
沁
月
γ
β
尸
〕
」
丁
〕
∑
］
~~
O
02（）.4060.8l.0l.2l.4照度／lx
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
乙
q］
（2）因天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统’此时光敏电阻阻值为2（）kO,
两端电压为2V’电源电动势为3V’故应力口上一个分压电阻’分压电阻阻值为
l0kO’即选用Rl .此电路的原理图如图乙所示
［答案］
（1）如解析图甲所示
光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小
（2）如解析图乙所示
［感悟方法］
此类问题本质上是非线性电阻与电源连接来判断是否工作的工作点问题.这个工
作点就是:照度降低至1.0lx时启动照明系统.从非线性曲线中可获知此时光敏
电阻阻值为20kQ’再考虑“当1｀2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启
动照明系统”可知:照度为l.0lx时启动照明系统,此时光敏电阻阻值为20kQ’电
压2V.再根据电路特征’电路设计水到渠成.
］68
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勤
嚣器的衙单使瘫
~
题型3:磁敏电阻
［例3］（2008 .山率卷）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学
家材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应’利用这种效应可以测量
磁感应强度.
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻ˉ磁感
应强度特性曲线’其中RB｀R0分别表示有｀
无磁敏电阻的阻值为了测量磁感应强度B’
需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB.
请按要求完成下列实验
］
］
］
斗
勺
▲
∩
＄
β
斗
∑
~
~
凸
‖
β
』
T＝
斗＝
凸＝
~~
‖
｜
（）
（）.2
（）·4
（）60.8
l.0
l.2
l.4B／T
（1）设计-个可以测量磁场中该磁敏电阻阻
图1
■
值的电路’在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给
出’待测磁场磁感应强度大小约为0.6～L0T’不考虑磁场对电路其他部分的影
响）.要求误差较小.
提供的器材如下:
｜＿＿＿ˉˉˉˉ-＿＿-＿ˉˉ-＿＿-、
×××
—二ˉ
A.磁敏电阻’无磁场时阻值R0＝150O
×××
磁敏电阻
B.滑动变阻器R’全电阻约20O
C.电流表A’量程2.5mA’内阻约30O
D.电压表V,量程3V’内阻约3kQ
图2
E.直流电源E’电动势3V’内阻不计
F.开关S’导线若干
（2）正确接线后,将磁敏电阻置人待测磁场中’测量数据如下表:
2
］
3
4
5
6
U（V）
0.00
0.45
0.9］
1.50
1.79
2.71
｜
′（mA）
（）. （）0
0.30
0.60
10（）
l.20
l.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB＝
的磁感应强度B＝
T.
O’结合图l可知待测磁场
］69
~
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瞬夯乏路.搞定高考物理实验题｜
~
~~
（3）试结合图l简要回答’磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1. （）T范围内磁敏电阻
阻值的变化规律有何不同?
（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在—定温度下的电阻ˉ磁感
应强度特性曲线（关于纵轴对称）’由图线可以得到什么结论?
尺B／Q
-（）。6-03O030.6
B／T
图3
■寇Ⅷ
［分析］
（1）当B＝0.6T时’磁敏电阻阻值约为6×l50Q＝900Q,当B＝l.0T时,磁敏电
阻阻值约为11×150【〗＝l650O.由于滑动变阻器全电阻约20O比磁敏电阻
＂腿值小得多敛潜动变…蜂…揍…于盖＞盎,……肉
接.电路图如图所示.
（2）方法-:根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为:
0·45
0.9l
Rl＝0.30×10ˉ3O＝l500O’R2＝O60×l0—了O≈l5167【〗’
1.50
l.79
R3＝l。00×10ˉ3O＝l500O,R4≡1·20×l0ˉ3O≈l491.7（〗’
271
R5＝l.80×l0刁O≈1506Q,
］7O
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传题士穴棒感器的简单蕊雨］
Rl＋R2＋R3＋R4＋R5
故电阻的测量值为R＝
5
Q≈1503Q（l500～l503O都
算正确.
）
由于:二带＝｜0.从题圈｜中可…周-0皿
方法二:根据表中的数据作出Uˉ′图象’图象的斜率即为电阻（咯）.
（3）在0～0.2T范围内’图线为曲线’故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变
化（或非均匀变化）;在0.4～1.0T范围内’图线为直线’故磁敏电阻的阻值随
磁感应强度线性变化（或均匀变化）;
（4）从题图3中可以看出’当加磁感应强度大小相等｀方向相反的磁场时’磁敏电
阻的阻值相等’故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关.
［答案］
（1）如解析图所示
（2）l500
0.90
（3）在0～0.2T范围内’磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变
化）;在0. 4～l.0T范围内’磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）
（4）磁场反向,磁敏电阻的阻值不变
［感悟方法］
l.电路设计方法:本题从本质上看’是—个伏安法测电阻的电路设计问题’要考虑
两个选择:＿是滑动变阻器的分压与限流的选择;二是电流表的外接与内接的
选择.
2.数据处理方法:—是根据数据表格获取信息’由数据表格求电阻二是根据图线
描绘磁敏电阻的特性.
b
］7］
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分之路搞定高考物理实验题｛
题型4:力电传感器
［例4］（2008 .四」‖｜卷）如图l所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的
劲度系数∧.电源的电动势为E’内阻可忽略不计;滑动变阻器全长为L’重力加速度
为g.V为理想电压表ˉ当木板上没有放重物时’滑动变阻器的触头位于图中α点’此
时电压表示数为零.在木板上放置质量为m的重物’滑动变阻器的触头随木板＿起
下移由电压表的示数U及其他给定条件’可计算出弹簧的劲度系数A
E
木板
图l
（l）写出″l｀〔／与∧之间所满足的关系式~
（2）已知E＝l.50V’L＝l2.0cm’g＝9.80m／s2.测量结果如下表
｜
｜
7.50
6。00
4.5（）
3。00
m（kg）
l.50
1·0（）
0.740
0.608
0.446
0.290
〔／（V）
（）. l54
0. l08
@在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出mˉ［／直线.
m／kg
（）
8
司
≡
（）……陇0…0期。。（T肋Ⅵ肘｜n（）｛）／＼
~ ~
阁2
@′n—［／直线的斜率为
kg／V;
N／m（结果均保留三位有效数字）
◎弹簧的劲度系数k＝
］72
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专题瓣滚膨感器的简擎德翻
［分析］
（l）设放置质量m的物体时弹簧压缩量增量为卯’则有
mg＝版
又U＝÷圆
解得侧-羞α
（2）o用描点法作图’作出的图象如图所示.
｜m／kg
l（）
8
∩
｜
二
■
■
■
■
■
■
＝
■
■
■
＝
■
■
■
白
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
勺
叁
《／
〔′
0。2（）
0。4（）
（）。600ˉ80l.00｛／／＼
@选取（0,0）、（α90,9）两点,则斜率为器-u÷『g0
翻凰咖-盖U,越盖-器｀
kg／V＝l0. （）kg／｀
偷＝器字-lo0×｜:棚j80N／ln-L2］×l0］N′Ⅲ
［答案］
（｜）咖二筐〔′ （2）@见解析隆｜酗00翻L23×｜0｀
］73
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「孺夯乏路搞定高考物理实验题!
~~
…Ⅷ
［感悟方法］
l.综合题的处理方法:此题的本质是一个力电综合类问题’解决的方法一般都是
先从各知识领域求解相应的问题’然后找到力与电的结合点’将两方面的结果
对接’问题便迎刃而解.
2.简单美的组合:本题的解答充分体现了物理的简单美重物压缩弹簧满足mg＝
脉｀体现了弹簧受力与形变之间的简单关系U＝fz体现了分压电路获得的电
压与电阻长度的简单关系’两个简单关系的巧妙组合’创造出了方便使用的仪
器—电子秤
ˉ◎／实战演练
~~
~~~~~~
L（20l6.全国卷I ）现要组装＿个由热敏电阻控制的报警系统’要求当热敏电阻的温度达
到或超过60℃时’系统报警提供的器材有:热敏电阻’报警器（内阻很小’流过的电流超
过I。时就会报警）’电阻箱（最大阻值为999.9O）’直流电源（输出电压为U’内阻不
计）’滑动变阻器Rl（最大阻值为10（）0Q）’滑动变阻器R2（最大阻值为2000Q）’单刀
双掷开关—个’导线若干.
在室温下对系统进行调节.已知U约为l8V’′（;约为l0mA;流过报警器的电流超过
20mA时’报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小’在60℃时阻值为
65O0O.
（1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线.
热敏电阻
（2）电路中应选用滑动变阻器
（填“Rl ’,或“R2’’ ）
］74
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』专题十六传感器的简单使用｀
（3）按照下列步骤调节此报警系统:
o电路接通前’需将电阻箱调到—固定的阻值’根据实验要求’这＿阻值为
【〗;
滑动变阻器的滑片应置于
（填“α”或“b’’）端附近’不能置于另—端的原因是
@将开关向
（填“c’或“肋,,）端闭合’缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变’将开关向另—端闭合’报警系统即可正常使用.
（2009.守互卷）青岛奥运会帆船赛均采用风力发电给蓄电池充电’为路灯提供电能.用
光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关’实现自动控制.光敏电阻的阻值随照射光的
强弱而变化’作为简化模型’可以近似认为’照射光较强（如白天）时电阻几乎为0;照射
光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大利用光敏电阻作为传感器’借助电磁开关’可以实
现路灯自动在白天关闭’黑天打开.电磁开关的内部结构如图所示. l’2两接线柱之间是
励磁线圈’3｀4两接线柱分别与弹簧片和触点连接.当励磁线圈中电流大于50mA时’电
磁铁吸合铁片’弹簧片和触点分离’3｀4断开;电流小于50mA时’3、4接通励磁线圈中
允许通过的最大电流为l00mA.
2
六‰赐
弹簧片
触点
铁片
电磁铁
’
′
’
2
l
…
…
卢
匹
皿
‖
山
〃
∩
励磁线圈
绝缘支架
″
（1）利用以下器材设计＿个自动控制路灯的电路’画出电路原理图
光敏电阻R｜’符号ˉ等;
灯泡L’额定功率40W,额定电压36V,符号吼
保护电阻R2’符号ˉ子＝;
｜
｜
｜
l
电磁开关’符号4
3
↑｜
2↑
｜
｜
蓄电池E’电压36V’内阻很小;
开关S’导线若干.
｜
』
｀
｜
∧曰
↑
）钾
｜
『
］75
l西
逝~
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满分之路.搞谴高考物理鳃撼｛
（2）回答下列问题
V’保护电
o如果励磁线圈的电阻为200Q’励磁线圈允许加的最大电压为
阻R2的阻值范围为
O.
@在有些应用电磁开关的场合,为了安全’往往需要在电磁铁吸合铁片时’接线柱3｀
4之间从断开变为接通.为此’电磁开关内部结构应如何改造?请结合本题中电磁开
关内部结构图说明.
3. （20l0.全国卷）对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT’在给定温度范围内’其
阻值随温度的变化是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻Rl 、R2连成如图甲
虚线框内所示的电路’以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似
为线性的’且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计’他采用伏安法测量在不同温度下
RL的阻值’测量电路如图甲所示’图中电压表内阻很大.RL的测量结果如下表所示.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
甲
］76
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「霉露千☆＿传感器的麓罩霹］
｜
800
9α0
37.9
347
80.0
90.
（）
37.9
347
温度t（℃）
30.0
40.
（）
5（）.0
60.0
70.0
卜l5
｜
5l.5
阻值RL（O）
54.3
48.3
447
4l.4
回答下列问题:
（l）根据图甲所示的电路’在如图乙所示的实物图上连线.
R「（放在控温装置巾）
／｛｜
阐
爵
残
R
6二亏β
9
′
乙
（2）为了验证RL与r之间近似为线性关系’在图丙坐标纸上作RLˉt关系图线
R／／O
5（）
40
■
■
■
30
］0
4（）
5（）
印
丙
70
8（）
9〔）!／丫〕
（3）在某—温度下’电路中的电流表｀电压表的示数如图丁所示.电流表的读数为
电压表的读数为
.此时等效电阻RL的阻值为
;热敏电【［
;热敏电阻所处环境
的温度约为
汀
砖
］
而
轩
勺
夕
＼
O
＼
＼h
夕
］
］77＿
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｛满分之路搞定高考物理实验题l
4（2014。重床卷）某电子天平原理如图所示’E形磁铁的两侧为N极,中心为S极’两极间
的磁感应强度大小均为B’磁极宽度均为L’忽略边缘效应.＿正方形线圈套于中心磁极’
其骨架与秤盘连为＿体’线圈两端C、D与外电路连接’当质量为″′的重物放在秤盘上
时’弹簧被压缩’秤盘和线圈—起向下运动（骨架与磁极不接触）’随后外电路对线圈供
电’秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止’由此时对应的供电电流′可确定重物
的质量.已知线圈匝数为′』’线圈电阻为R重力加速度为g’问
弹髓
＿骨
刀架
线
圈
［）
（l）线圈向下运动过程中’线圈中感应电流是从C端还是从D端流出?
（2）供电电流′是从C端还是从D端流人?求重物质量与电流的关系.
（3）若线圈消耗的最大功率为P’该电子天平能称量的最大质量是多少?
］78
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专题＋七电学创新实验
■
C典例剖析
~~
~~
~
~~
题型l:测定半导体薄片的霍尔系数
［例1］（20l3 .山东卷）霍尔效应是电磁基本现象之—’近期我国科学家
在该领域的实验研究上取得了突破性进展如图甲所示’在—矩
形半导体薄片的P｀Q间通人电流／’同时外加与薄片垂直的磁场
）p干司呈‖q上搏厅胸f、γ｜日」〕巴八屯佩』, ｜口」叮’卜』‖刁傅厅垂且田慨吻‖——U｜｛—｜
甲
B’在M″间出现电压UH’这个现象称为霍尔效应’UH为霍尔电
压,目瞒足UH＝曙,式巾感为薄片的厚度,k为霍尔系数某同学通过实验来测定
该半导体薄片的霍尔系数.
（l）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电’电流与磁场方向如图甲所
示’该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“＋’接线柱与
（填“M’,
或“Ⅳ’’ ）端通过导线连接
（2）已知薄片厚度Ⅲ＝0.40mm’该同学保持磁感应强度B＝0. l0T不变’改变电流′
的大小,测量相应的UH值’记录数据如下表所示.
〃（×l0ˉ3A）
3.0
6.0
l2.0
9。
（）
15.0
18.0
｜
｜
UH／（×l0ˉ3V）
1. 1
1·9
3.4
4.5
6·2
6.8
根据表中数据在给定坐标纸上（见图乙）画出［／Hˉ′图线’利用图线求出该材料
的霍尔系数为
×10ˉ3V.m.Aˉl .Tˉl（保留2位有效数字）.
（3）该同学查阅资料发现’使半导体薄片中的电流反向再次测量’取两个方向测量的
平均值’可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丙所示的测量电
路.Sl ｀S2均为单刀双掷开关’虚线框内为半导体薄片（未画出）.为使电流自Q
端流人’P端流出,应将Sl掷向
（填‘‘α’’或“b’,）’ S2掷向
（填
“C”或“d”）.
｜79
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金题｝
满分之路
周定高考物
为了保证测量安全’该同学改进了测量电路’将—合适的定值电阻串联在电路
中.在保持其他连接不变的情况下’该定值电阻应串联在相邻器件
（填器件代号）之间.
和
U‖／（×l0ˉ〕V）
8.0
7。0
6°0
5.0
4.0
3.0
2.0
l.0
＝＝＝＝＝■■■二＝＝‖
R
＝
‖
厂
α
O
3画0
6,（）
9.（）
l2·0l5。0］802l,0／／（×｜｛）ˉ］A）
了蹦
ˉ
内
…■
［分析］
（l）由于导电空穴为带正电的粒子’由电流方向和磁场方向结合左手定则可判断
出正电粒子向M板偏转’故″板的电势高’电压表的“＋’’接线柱应与M端
连接.
（2）根据表格数据’在坐标纸上描点｀连线’注意使图线尽可能多的穿过坐标点’不
在线上的点均匀分布在线的两侧’误差较大的点予以舍去.
［／＂／（×l｛）ˉ］V）
8.〔）
7.（）
6.0
5.（）
4.（）
3·（）
2.（）
l（）
矛
‖
＝刮＝＝
‖
＝刮＝＝
‖
＝＝卜＝
‖
＝侣＝
＝卜＝
｜
出
‖
‖
‖
丁
‖
＝司＝＝
~
‖
‖
丁
‖
~
~
‖
丁
~
‖
司
‖
‖
厂
‖
‖
＝L＝
‖
＝▲＝
‖
‖
＝兰＝＝
‖
护
‖
＝L＝
‖
＝L＝
‖
＝凸＝
‖
~
‖
‖
厂
／
崖
‖
‖
可
‖
→｜了
＝·『■
‖
≈
〗
≡厂-
-广ˉ
自-
~
‖
↓
~
~』
‖
~
～卜＝
＝＝H＝＝
｛／
＝-巴-
‖
~仁
‖
~
〃-
‖
＝＝‖--
‖
‖
厂
~
‖
‖
广
‖
｜~
~
‖
厂
~
＝
／
‖
丁
‖
~
ˉ丁-
库
‖
＝＝L＝
『
＝L＝
~
‖
」
~
~上
‖
~
』
‖
＝』＝＝
矛
‖
‖
＝丁＝
‖
‖
＝司＝＝
‖
‖
＝司＝＝
‖
‖
＝＝厂＝
｜
＝厂＝
‖
｜
＝丁-
O
3.06.09.0］2.0l5.0l8.02l0′／（×l0ˉ3A）
］8O
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］澎题弓↑←彩电学创新实验.
琶
■
匡
析
解
◆
…得∏＂-曙.知罕二得坪…斜率表示喘』将已炙,数撼代入可
求得内＝l.5×l0-3V.m.Aˉ］.Tˉ1.
（3）外电略中’电流由电源正极流出’经用电器流入电源负极’故Sl接b’S2接c
时’电流自0端流入P端流出;为了避免开关接错位置导致电源短略而被烧
坏’应在开关Sl或S2和电源E之间串联一保护电阻.
［答案］
（l）″
（2）如解析图所示
l.5（l.4或l.6）
（3）b
c
Sl（或S2）
E
［感悟方法］
1.实验创新点:本题将科学应用与电学实验结合起来’重点考查实验数据的处理
与电路设计.
2.两类霍尔效应:＿类是带正电的导电空穴的’—类是导电自由电子的.
题型2;测量磁场的磁感应强度
［例2］（20l2.全国卷）如图所示’图中虚线框内存在—沿水平方向、且与纸面垂直的匀强
磁场现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力’来测量磁场的磁感应强度大小｀
并判定其方向.所用部分器材已在图中给出’其中D为位于纸面内的U形金属框’其
底边水平’两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;A为电流表;S为开关.此
外还有细沙｀天平｀米尺和若干轻质导线.
光辩滑轮□
〗
｀
电流表
架
质
盘
（l）在图中画线连接成实验电路图.
（2）完成下列主要实验步骤中的填空:
o按图接线.
@保持开关S断开’在托盘内加人适量细沙’使D处于平衡状态;然后用天平称
出细沙质量ml.
］8‖
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满分之路.搞定高考物理实验题］
◎闭合开关S’调节R的值使电流大小适当’在托盘内重新加人适量细沙’使D
;然后读出
’并用天平称出
@用米尺测量
（3）用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小’可以得出B＝
’磁感应强度方向垂直纸面向外;
（4）判定磁感应强度方向的方法是:若
反之’磁感应强度方向垂直纸面向里.
［分析］
（1）依题意:绝缘线圈、电流表、变阻器｀开关｀电源组成闭合回略’连接如图所示
光抨滑轮＿□
电流表
架
支
质
盘
（2）◎只有绝缘线圈重新达到乎衡状态才可以读出电流表的示数’测出细沙的质
量’利用乎衡条件得到绝缘线圈所受安培力｀拉力、重力的关系故三处应填:
重新处于平衡状态;电流表的示数I;此时细沙的质量.
@要求安培力必须知道磁场中导线受安培力的有效长度即D的底边长度
（3）由拉力｀安培力、重力三力乎衡得:F±F安＝m1g’且F＝m2g、F安＝B〃.
所以B＝｜′′l2-′Ⅶ1 ｜g
Ⅱ
（4）磁感应强度方向垂直纸面向夕卜’D受安培力向下’绝缘线圈乎衡必须m2＞ml.
］82
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［答案］
（l）如解析所示
（2）◎重新处于平衡状态电流表的示数′此时细沙的质量m2@D的底边长
度′
｜m2-m1 ｜g
（3）
（4）″!2＞″』l
Ⅱ
［感悟方法］
1实验的创新点:本实验的目的是测定磁感应强度’具体涉及到物体的平衡｀安培
力｀闭合电路欧姆定律等知识.
2.从实验原理出发:实验中需要测什么物理量?需要什么仪器?能得出什么结
论?这些问题思考的出发点都是实验原理
题型3:测定弹簧的劲度系数
［例3］（2009.四川卷）在弹性限度内’弹簧弹力的大小与弹
α
｜C
洲川
簧伸长（或缩短）的长度的比值’叫做弹簧的劲度系
数.为了测量—轻弹簧的劲度系数’某同学进行了如
b
｜D
下实验设计:如图所示’将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中’金属
杆αb与导轨接触良好’水平放置的轻弹簧—端固定于O点’另＿端与金属杆连接并
保持绝缘在金属杆滑动的过程中’弹簧与金属杆｀金属杆与导轨均保持垂直’弹簧
的形变始终在弹性限度内’通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时
读数等方法’使摩擦对实验结果的影响可忽略不计.
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题
（l）帮助该同学完成实验设计请你用低压直流电源（＋）、滑动变阻器（ˉ［占）｀
电流表（@）、开关（ˉ√ˉ）设计＿电路图画在图中虚线框内,并正确连在导轨的
C｀D两端.
］83＿
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满分之路搞定高考物理实验题］
~
（2）若已知导轨间的距离为〃’匀强磁场的磁感应强度为B’正确连接电路后’闭合开
关’使金属杆随挡板缓慢移动’当移开挡板且金属杆静止时’测出通过金属杆的
电流为′l ’记下金属杆的位置,断开开关’测出弹簧对应的长度为如l ;改变滑动
变阻器的阻值’再次让金属杆静止时’测出通过金属杆的电流为′2’弹簧对应的
长度为卿2’则弹簧的劲度系数A＝
‖分析‖
■
□
‖
｜
｜
■
『
■
■
‖
■
〗
·
〗
■
■
■
■
□
□
·
〗
‖
｜
｜
｜
｜
■
【
·
■
‖
‖
■
Ⅱ
习
丁
夕
∑
一二
℃
○
、
℃
在
接
串
吕
关
开
有
律
、
表
’
定
流
【
克
阳
电
胡
β
、
尺
用
＿
＿
器
应
仙
阻
仆
乙
变
。
Ⅱ
∑
动
示
为
α
滑
所
长
北
图
原
恤
、
Ⅱ
／
簧
β
口
源
幽
弹
＿
＿
电
司
）
设
门
流
之
。
·
乙
直
点
压
两
法
狗
｛
氏
′
（
〃
方
内
）
）
］
∑
（
（
两式相减可得k（绷lˉ如2）＝B（′1ˉ′2）〃’
B〃（Il-I2）
解得k＝
;
卯1-卯2
方法二:根据胡克定律F＝版可得△F＝内△则’
则』≡链≡圃!′上】!』）
［答案］
（l）设计的电路如解析所示
BⅢ（′lˉI2）或B〃（′2ˉ′l）
（2）
卯l-卯2
卯2-卯l
［感悟方法］
实验的创新点:本实验的目的是测定弹簧的劲度系数’具体涉及到物体的平衡｀安
培力｀闭合电路欧姆定律等知识.同学们不难发现,这个问题与前＿个问题的本质
相同’只是求解的问题不同而已.从这＿点看出’高考真题本身是＿个系统’是高
考复习的关键资料.
］凹
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」鸳霹半仁蹿辫创蔚囊翻
.,′实战演练
~
~~~~~
~
l. （2008 .尘海卷）如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流／关系的
实验装置将截面积为S匝数为Ⅳ的小试测线圈P置于螺线管A中间’试测线圈平面与
螺线管的轴线垂直’可认为穿过该试测线圈的磁场均匀.将试测线圈引线的两端与冲击
电流计D相连拨动双刀双掷换向开关K’改变通人螺线管的电流方向’而不改变电流大
小’在P中产生的感应电流引起D的指针偏转
实验
次数
B（×l（）ˉ3T）
／（／＼）
｜
日
）
（
0。62
勺
≡
｜.（）
l ·25
3
｜
l5
l .88
4
2.（）
］
≤
」
勺
≡
气
√
可
垒
＜
』
3.l2
尺
E
（l）将开关合到位置l ’待螺线管A中的电流稳定后’再将K从位置1拨到位置2’测得D
的最大瞒砸离为d獭＼已捌冲击电流计的磁逾…为p·.D厂念,式｜｝△酗为
单匝试测线圈磁通量的变化量.则试测线圈所在处磁感应强度B＝
;若将K从
位置1拨到位置2的过程所用的时间为△t’则试测线圈P中产生的平均感应电动势
G＝
（2）调节可变电阻R’多次改变电流并拨动K’得到A中电流′和磁感应强度B的数据’
见上表.由此可得’螺线管A内部磁感应强度B和电流′的关系为B＝
.
（3）（多选）为了减小实验误差’提高测量的准确性’可采取的措施有
A.适当增加试测线圈的匝数Ⅳ
B.适当增大试测线圈的横截面积S
（〕.适当增大可变电阻R的阻值
D.适当增大拨动开关的时间△r
］85＿＿
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｜满分之路.搞定离警物理实验题［
2. （20l6.全国卷Ⅲ）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验两根金属导轨αb
和αlb1固定在同—水平面内且相互平行’足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨
的正上方,S极位于两导轨的正下方’—金属棒置于导轨上且与两导轨垂直
金｜禹棒
（l）在图中画出连线’完成实验电路要求滑动变阻器以限流方式接人电路’且在开关闭
合后’金属棒沿箭头所示的方向移动.
（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度’有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B换—根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是
（填人正确选项前的标号）.
3. （20l3 .≡庆卷）某同学对有故障的电热毯进行探究.图甲是电热毯的电路示意图’其中
电热线和导线通过金属接线片连接.图乙为测试电路实物图’A｀B为测试表笔’电压表内
阻很大’可视为理想电表.
插头
二
三
电热线
乙
甲
｛86
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』专磁豁髓电攀创掇鳞验］
~
（1）请在下面虚线框内画出与图乙对应的电路图.
】~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
（2）断开Kl ’用上述测试电路在l和l ′之间检测得知电热线无故障’然后测得电热线的
Uˉ′曲线如图丙所示.已知电热线材料的电阻率为2.8×10ˉ7Q.m’电热线的直径
为0.200mm.可求得此电热线的电阻为
kO’总长度为
m. （结果
均保留两位有效数字）
〔／／V
30
2.5
2.0
l5
l.0
0。5
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
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■
■
■
■
■
■
■
■
■
ˉ
■
■
■
■
■
■
~
尸
］
蹦
＝＝—
OO
0.5
l。0 l52.0253.03·5
4.045
5.0／／mA
丙
（3）为了进—步检查故障’该同学闭合开关Kl和K2’用表笔A和B分别对图甲中所示的
各点进行测试’部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路’位置
在
之间（在“1和2”“l ′和2′’,“2和3”或“2′和3′’,中选填＿项）.
测试点
3和3′
l和l′
l和3
l和2′
2′和3′
电表指针
有无偏转
电压表
有
有
有
无
无
电流表
有
无
有
有
无
］87
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专题＋∧用单摆测定重力加速度
◎典例剖析
＝＝≡＝≡≡≡＝＝7＝■＝同丙
＝
~~~~
~~~~~~
l 目用单摆测定重力加速度
］（20｜3＝餐）根搬单摆周期公式′-2厕储,可以遮过实验侧｜量当地＂重力加速
度.如图l所示’将细线的上端固定在铁架台上’下端系＿小钢球’就做成了单摆.
题型l
目
｜例l
阁l
阁2
（l）用游标卡尺测量小钢球直径’示数如图2所示’读数为
III∏l·
（2）以下是实验过程中的一些做法’其中正确的有
a.摆线要选择细些的｀伸缩性小些的’并且尽可能长—些
b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的
c.为了使摆的周期大—些’以方便测量’开始时拉开摆球’使摆线相距平衡位置
有较大的角度
d.拉开摆球’使摆线偏离平衡位置不大于5°’在释放摆球的同时开始计时’当摆
球回到开始位置时停止计时’此时间间隔△t即为单摆周期T
e.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°’释放摆球’当摆球振动稳定后’从
平衡位置开始计时’记下摆球做50次全振动所用的时间△t’则单摆周
期T＝揣
｛88
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≡
→
~
~
~
［分析］
（1）十分度游标尺的第6个刻度线与主尺刻度线对齐’所以读数为18.6mm.
（2）对于单摆’摆线质量可忽略且不可伸长’所以应选伸缩性小的细线,摆球应选
…大钵…嚣……周翱长些窗′≡2耐旧知,擂线….
所以选项a、b正确;为使单摆具有等时性’摆角应小于5。’要减小测量周期的
误差’计时起点应选在摆球的乎衡位置,且测量多次（Ⅳ）全振动的总时间
（鲤）,然后再算出周期′＝仟,选项·正确
［答案］
（1）18.6
（2）abe
［感悟方法］
L游标卡尺的读数:对三种游标卡尺的原理和精度做到准确理解并熟练掌握
游标尺（mm）
精确度（mm）
刻度格数
刻度总长度
每小格的长度（mm）
l0
9
0.
l
0.
1
20
19
0.05
0.05
｜
＂
｜
49
50
0.02
（）.02
牢记、掌握读数规律和读数公式:
读数＝主尺上的整毫米数＋精确度×″（′′为游标尺上与主尺某＿刻度对齐的
格数）.
2.单摆模型的条件:摆线质量可忽略且不可伸长’所以应选伸缩性小的细线’摆球
应选密度较大｀体积小的钢球
3.单摆做简谐运动的条件:为使单摆作简谐运动’具有等时性’摆角应小于5。.
］89＿
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「蕊分之路搞定高考物理实验题［
:两种数据处理方法的误差分析
（2008 .天肆卷）某同学利用单摆测定当地重力加速度’发现单L／m
摆静止时摆球重心在球心的正下方’他仍将从悬点到球心的距L′,
离当作摆长L’通过改变摆线的长度’测得6组L和对应的周期
L｀
T’画出Lˉ严图线’然后在图线上选取A、B两个点’坐标如图所
题型2:两｛
［例2］（2008
~~~
T｜2
n2
T2／S2
示.他采用恰当的数据处理方法’则计算重力加速度的表达式应为g＝
.请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比’将
~
（填“偏大’,“偏小”或“相同’ ）.
［分析］
设A｀B的摆线长为LA和LB’摆线到重心的距离为L′ ’所以∧、B两处的摆长分别
＾
附
湍
〃
●
川
斗
~~
′
万
儿
＋
』
乙
‖
贝
o
@
爆‘垒『弹翰）……看逃,谩…………蹄碘Ⅵ
影响g值的测量.
［答案］
4丽猾时）
′酮
］卯
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】
诵筐剪力＂删瞄恿｝震
［感悟方法］
处理数据有两种方法
（l）公式法;测出30次或50次全振动的时间』,利用T二片求出周期;不改变摆长’
反复测量二次算出二次测得的周期的平均值7然后肃｜用公式g二警求重
力加速度.
（2）图象法由单摆周期公式不礁推删;′二霹,因此,分删测出
—系列摆长／对应的周期T’作／ˉ帜的图象’图象应是—条
通过原点的直线』如图所示,求出图线的斜率偷二蒜’即可
利用g＝4而2A求重力加速度
（）
T2
题型3:用传感器辅助研究单摆运动
［例3］（2009.浙江卷）（l）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中’两位同学用游标卡尺
测量小球的直径的操作如图甲、乙所示.测量方法正确的是
（选填“甲”或
“7』’,）
早
2
3
cm
｜
｜
｜
｜
｜
‖
｜
‖
｜
｜
｜
｜
‖
｜
‖
｜
｜
‖
｜
｜
‖
‖
｜
｜
｜
｜
｜
甲
‖
c1n
』
2
3
｜
｜
‖
｜
｜
｜
‖
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｝
‖
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
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‖
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l
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｜
｛
｜
｜
｜｜
l0
20
-—-------＝
划
甲
乙
（2）实验时’若摆球在垂直纸面的平面内摆动’为了将人工记录振动次数改为自动记
录振动次数’在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置—激光光源与光敏电
阻’如图丙所示.光敏电阻与某—自动记录仪相连’该仪器显示的光敏电阻阳佰
R随时间r的变化图线如图丁所示’则该单摆的振动周期为
.若保持悬
点到小球顶点的绳长不变’改用直径是原小球直径2倍的另＿小球进行实验’则
该单摆的周期将
（填“变大’’“不变”或“变小,’）’图丁中的△r将
（填“变大”“不变”或“变小”）
］9‖
~
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蹦愚
稿掘尉高
罐
附罐
P
小R
接自
记录
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岳←
＿
β
『
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△
～
β
』
←
△
盖
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‖
（
仆
〖
勺
～
｜
了
『
【
（）
′｜
／］＋′0
丁
闪
■睡Ⅷ
［分析］
（l）游标卡尺应该用测量爪的外边对齐的地方测量’正确的是图乙.
（2）一个周期内小球应该两次经过最低点’使光敏电阻的阻值发生变化’故周期为
〗1＋2‖0ˉt1＝2t0;小球的直径变大后’摆长变长’周期变大;使得每次经过最低
点时摆球的挡光时间变长’即△t变大.
［答案］
（1）乙
（2）2t0变大变大
［感悟方法］
图形与图景结合:本题的难点是对周期的认识’＿个周期内小球应该两次经过最
低点’但是还要注意的是第＿次经过最低点时应数“零’, ’从此时开始计时’两次经
过最低点的时间为＿个周期.
题型4目测定重力加速度的具他方法
［例4］（20l8 .江苏卷）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固
定在铁架台上的轻质滑轮’两端各悬挂＿只质量为M的重锤.实验操作如下:
~
〗
』
′′
重锤2八
／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／
］92
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』专题十八用单摆测定露力加速度｝
o用米尺量出重锤l底端距地面的高度H;
@在重锤1上加上质量为m的小钩码;
o左手将重锤2压在地面上’保持系统静止.释放重锤2’同时右手开启秒表’在重锤
l落地时停止计时’记录下落时间;
@重复测量3次下落时间’取其平均值作为测量值r.
请回答下列问题:
（1）步骤@可以减小对下落时间t测量的
（选填“偶然”或“系统”）误差.
（2）实验要求小钩码的质量′n要比重锤的质量″小很多’主要是为了
A.使H测得更准确
B.使重锤l下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.现提供—些橡皮泥用于减小该误差’可以怎
么做?
（4）使用橡皮泥改进实验后’重新进行实验测量’并测出所用橡皮泥的质量为m0.用
实验中的测量量和已知量表示g’得g＝
c解阳
［分析］
本题考查重力加速度的测量’意在考查考生的实验探究能力.
（l）时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差’所以属于偶然误差
（2）由于自由落体的加速度较大’下落H高度的时间较短’为了减小测量时间的实
验误差’就妥使重锤下落的时间长一些’因此系统下降的加速度妥小,所以小
钩码的质量妥比重锤的质量小很多.
（3）为了消除滑轮的摩擦阻力’可用橡皮泥粘在重锤1上’轻拉重锤放ˉ子后若系统
做匀速运动’则表示平衡了阻力.
（4）根撼牛顿第二定律有吧二（″＋触＂＋咖＋＂）α,又H÷铡2,
2（2″＋m0＋m）H
解得g≡
∏M2
］93
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霸乏路搞定离考物理实验题1
…Ⅷ
［答案］
（1）偶然
（2）B
（3）在重锤l上粘上橡皮泥’调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1
2（2″＋′n（）＋′γ′）H
能观察到其匀速下落
（4）
勺
m广
［感悟方法］
计算型实验题:计算型实验题其命题的思路是将—些计算题中出现过的情景与实
验相结合’比如本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量’解题的关键是
根据计算题解答的—般思维’弄清该实验的原理’再运用所学的知识分析得出减
小误差的方法
＾·／实战演练
~~~~~~
l（20l2.天津卷）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.
（l）他组装单摆时’在摆线上端的悬点处’用—块开有狭缝的橡皮夹牢
摆线’再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧’如图甲所示.这样做的目的是
（填字母代号）.
A.保证摆动过程中摆长不变
B可使周期测量得更加准确
C.需要改变摆长时便于调节
D.保证摆球在同＿竖直平面内摆动
甲
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下’用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端
的长度L＝0.9990m’再用游标卡尺测量摆球直径’结果如图乙所示’则该摆球的直
径为
mm’单摆摆长为
m.
k尺cm
l
勺
△
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
厂丁丁丁ˉ厅丁｛—
游标尺
10
乙
］94
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」专题乖八用单摆测建霍力加逮度!
（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程’图
中横坐标原点表示计时开始’A｀B｀C均为30次全振动的图象’已知Sin5。＝0.087’
sinl5。＝0.26’这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是
（填字母代号）.
↑匆／C∏1~~~
8｜~~~~~~~
僵I买子捻
O
-8
B
勿／cm
8
○
月
~
A
｜｜勿／cm
↑匆／cm~~~~
〕0庐＿「∏∧
拇雨
—岛｜＿M＿Ⅺ“
』雨
~｜~~~~~
C
D
（20l5 .北家卷）用单摆测定重力加速度的实验装置如图l所示.
（l）组装单摆时’应在下列器材中选用
（选填选项前的字母）
勺
～
A.长度为lm左右的细线
B长度为30cm左右的细线
C.直径为l.8cm的塑料球
C.直径为l.8cm的塑料球
图l
D.直径为L8cm的铁球
（2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成′!次全振动所用的时间′’则重
力加速度g＝
（用L｀n｀‖表示）.
（3）下表是某同学记录的3组实验数据’并做了部分计算处理
组次
勺
△
~
~
句
〕
摆长L／cm
80.00
9（）。00
l00.00
50次全振动时间f／s
9（）.0
95.5
l（）0.5
振动周期T／s
1.8（）
l.9l
重力加速度g／（m. sˉ2）
9.74
9。73
∏I／S2.
请计算出第3组实验中的T＝
S,g＝
T2
（4）用多组实验数据作出严ˉL图象’也可以求出重力加速度g.已知三位
同学作出的帜ˉL图线的示意图如图2中的α、b、c所示’其中α和b
平行’b和c都过原点’图线b对应的g值最接近当地重力加速度的
值则相对于图线b’下列分析正确的是
（选填选项前的字母）.
α
（）
′
阁2
］95
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‘满分之路.搞定高考物理实验题｝
A.出现图线α的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线C的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
（5）某同学在家里测重力加速度他找到细线和铁锁’制成—个单摆’
如图3所示’由于家里只有—根量程为0～30cm的刻度尺’于是他
在细线上的A点做了—个标记’使得悬点O到A点间的细线长度
小于刻度尺量程保持该标记以下的细线长度不变’通过改变0｀A
小于亥‖度尺量程·保持该怀记以卜的细线长度小变,通过改变O、A ｜‖｜
阁3
间细线长度以改变摆长.实验中’当O｀A间细线的长度分别为』l ｀I2时’测得相应单
（用／l、／2｀TlJb表示）
摆的周期为Tl 、T2.由此可得重力加速度g＝
（2（）l4.上海卷）某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后’为进—步探究’将单摆的
轻质细线改为刚性重杆.通过查资料得知’这样做成的“复摆,做简谐运动的周期
3
′ˉ2丽√′镣』’式中／‘为由该摆决定的常量’m为摆的质量’g为重力加速度’′为转轴
到重心C的距离.如图（a）’实验时在杆上不同位置打上多个小孔’将其中＿个小孔穿在
光滑水平轴O上’使杆做简谐运动’测量并记录′和相应的运动周期T;然后将不同位置
的孔穿在轴上重复实验’实验数据见表’并测得摆的质量″l＝0.50kg.
2。l
2。0
l9
l ·8
l .7
l 。6
l 。5
l。4
l 。3
l·2
~
~
~
~
~
~
（）
（）。05
0」0
（）」5
（）20025厂2／m2
图（b）
图（a）
0.20
厂／m
0.45
（）。4（）
0·35
（）.30
0.25
T／S
2. ll
2. 14
2.20
2.30
2.43
2.64
（1）由实验数据得出图（b）所示的拟合直线,图中纵轴表示
｝96
■′′
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」专题十八用掌摆测定重力狮速瘦!
（2）Ic的国际单位为
’由拟合直线得到I。的值为
（保留到小
数点后二位）
;
（3）若摆的质量测量值偏大重力加速度g的测量值
（选填“偏大”“偏小”
或“不变”）.
4. （20l3 .江茅卷）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力
加速度’实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁
球’闭合开关K’电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金
属片″’M与触头瞬间分开’第1个小球开始下落’M迅速
恢复电磁铁又吸住第2个小球当第l个小球撞击″时’
″与触头分开’第2个小球开始下落’…’这样’就可测出多
个小球下落的总时间
（l）在实验中’下列做法正确的有
接电源
A.电路中的电源只能选用交流电源
B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方
C.用直尺测量电磁铁下端到″的竖直距离作为小球下落的高度
D手动敲击M的同时按下秒表开始计时
（2）实验测得小球下落的高度H＝l.980m’10个小球下落的总时间T＝65s.可求出重
力加速度g＝
m／s2. （结果保留两位有效数字）
（3）在不增加实验器材的情况下’请提出减小实验误差的两个办法
（4）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间△』磁性才消失’因此’每个小球的实际
下落时间与它的测量时间相差△t’这导致实验误差.为此’他分别取高度H1和H2’
测量n个小球下落的总时间Tl和Th.他是否可以利用这两组数据消除△r对实验结
果的影响?请推导说明.
］97
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专题＋九测定玻璃的折射率
◎典例剖析
题型l 目利用折射定律测定平行玻璃砖的折射率
［例l］（2012.浙江卷）在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头
针’如图甲所示
△
〗
□
■
△
〗
·
□
〗
■
□
□
〗
日
■
□
乓
】
■
□
△
■
‖
·
■
■
■
】
·
】
■
■
〗
≡
‖
＋
土
‖
＝
■
±
】
≡
】
干
干
‖
…
■
＋
土
凸
·
＝
】
■
＝
‖
宁
』
】
＝
‖
】
于
山
‖
＝
『
丛
垂
慧
＝
■
广
丛
丛
】
＝
‖
尸
巴
】
＝
】
~
~
了
帝
』
」
】
厂
广
儿
‖
＝
‖
□
上
〗
了
寸
ˉ
＝
〗
←
儿
‖
＝
‖
‖
码
』
钒
什
郸
＃
灶
‖
坠
乙
~
~
~
~
厂
沪
儿
『
＝
↑
了
仁
匹
‖
＝
】
〗
醛
＿
鞋
~
~
~
~
＝
】
刮
」
‖
≡
‖
厅
卜
』
‖
＝
‖
厂
卜
上
‖
厂
甲
乙
（l）在图乙中画出完整的光路图;
（2）对你画出的光路图进行测量和计算’求得该玻璃砖的折射率′l＝
（保留
3位有效数字）
;
（3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象’某同学做了两次实验’经正确操作插
好了8枚大头针’如图丙所示.图中P1和P2是同—人射光线上的2枚大头针’
其对应出射光线上的2枚大头针是P3和
（填“A”或“B’’）.
~
～己＿
厂T同B
~
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜
｜d
丙
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＼
＼
、
、
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＼
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／儿
｀
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h
［分析］
（1）分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长’与玻璃砖两乎行边分别相交’
标出传播方向’然后连接玻璃砖边界的两交点’即为光线在玻璃砖中的传播方
向.光略图如图所示.
（2）设方格纸上正方形的边长为l,光线的入射角为0l ’折射角
53
＝
2,2
为02’则sin0l＝√5.32＋42 ≡o798’sin02＝Ji22＋362
整蛊甚!l
巴
〗
山
〗
丛
‖
↓
□
』
『
卜
『
出
‖
△
β
己
〗
■■二■■■■■■■＝■■■■＝二＝＝＝□＝乙＝■■＝
0.521
…玻瘸磁蹦折射率＂三糕-黔-｜51
（3）由题图丙可知’光线P1P2入射到玻璃砖上时’相当于光线射到了一个三棱镜
上’因此出射光线将向底边偏折’所以出射光线过P3和A.
［答案］
（1）见解析图
（2）l.53（说明:±0.03范围内都可）
（3）A
［感悟方法］
线’测出人射角与折射角’就可以测定这一介质的折射率
2.操作方法:人射光线通过两枚大头针从自然光中获得,人射角已经确定;要确定
折射角’只要确定这条光线射出介质的分界点’那么人射点与出射点的连线就
是折射光线
题型2:利用折射定律测定旦他形状玻璃砖折射率
［例2］如图所示’某同学用插针法测定—半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸
面插大头针Pl ｀P2确定人射光线’并让人射光线过圆心O’在玻璃砖（图中实线部
分）另—侧垂直纸面插大头针P3 ’使P3挡住P1｀P2的像,连接OP3’图中M＼／为分
界线’虚线半圆与玻璃砖对称’B、C分别是人射光线｀折射光线与圆的交点’AB｀CD
均垂直于法线并分别交法线于A｀D点.
］四
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‖满分之路.搞定高考物理实验题l
~~〃
∧
M
（1）设AB的长度为／l ’AO的长度为／2’CD的长度为／3’DO为的长度为／4’为较方便
地表示出玻璃砖的折射率’需用刻度尺测量
,则玻璃砖的折射率可表示
为
（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度’由
此测得玻璃砖的折射率将
（选填“偏大’’“偏小”或“不变’,）.
｜唾Ⅷ
‖分析‖
／l
（］）…｜～命…』～磊｀闽跳…输栅躺辜＂≡:器等:｀圈此只露
CO
测量／l和／3即可.
（2）玻璃砖顺时针转过一个小角度’在处理数据时,认为′l是不变的’即入射角不
′而′J减小,…｜量｜直＂≡贵辖偏丸
［答案］
′l~
／3
（2）偏大
（1）／1和′3
［感悟方法］
测定折射…与…的形状无关;测定折铡率的原蜒是卿-撇,只霹获取
＿条通过空气与介质的光线’测出人射角与折射角’就可以测定这＿介质的折射
率这个方法与玻璃砖的形状无关’例如在前＿题中出现的平行玻璃砖和三角形
玻璃砖’本题中出现的半圆形玻璃砖.
Ⅻ
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……
题型3月测定液体的折射率
［例3］学校开展研究性学习’某研究小组的同学根据所学的光学知识’设计了＿个测量液
体折射率的仪器’如图所示.在＿圆盘上’过其圆心（）作两条互相垂直的直径BC｀
EF’在半径（M上’垂直盘面插下两枚大头针P1 、P2,并保持Pl 、P2位置不变’每次
测量时让圆盘的下半部分竖直进人液体中’而且总使得液面与直径BC相平’EF作
为界面的法线’在图中右上方区域观察P1、P2的像’并在圆周上插上大头针P3’使
P3正好挡住Pl ｀P2的像’同学们通过计算’预先在圆周EC部分刻好了折射率的值’
这样只要根据P3所插的位置’就可直接读出液体折射率的值’则:
E
P4
C
巨液体
B
二
~~
~~
（l ）若乙A（）F＝30。’OP3与（）C的夹角为3（）。’则P3处所对应的折射率的值
为
.
（2）图中P3｀P4两位置哪—处所对应的折射率的值大?
答:
.
（3）作AO的延长线交圆周于K’K处所对应的折射率值应为
酗攒髓
［分析］
（｜）榷撼狮射定律＂三器题中0｜-60隔,d』三些M′-］″’
所以＂＝:黑:二灯
（2）题图中P4对应的折射角大于P3所对应的折射角’所以／h对应的折射率的值大.
（3）因A、O｀K在一条直线上’入射角等于折射角’所以K处对应的折射率的值应
为1。
［答案］
（1）何（2）P4处
（3）l
2O｛
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.满分之路.搞定高警物理实…｜
［感悟方法］
本题要设计的是—个“液体折射率测定仪’’ ’两枚大头针P1｀P2确定的是液体中的
＿条光线’在圆周上插上大头针P3’使P3正好挡住P1｀P2的像’确定的是在空气
中的—条折射光线
题型4:利用全反射测定圆形玻璃砖的折射率
［例4］（20ll .天津卷）某同学用大头针｀三角板｀量角器等器材测半圆形玻
↑P｜
:利用全反射测定圆形玻璃砖的折射率
（20ll .天津卷）某同学用大头针｀三角板｀量角器等器材测半圆形玻
八
璃砖的折射率开始玻璃砖的位置如图中实线所示’使大头针Pl 、P2
与圆心O在同—直线上’该直线垂直于玻璃砖的直径边’然后使玻璃
O、｀
／
砖绕圆心O缓慢转动’同时在玻璃砖的直径边＿侧观察Pl ｀P2的像’
＼
′
且P2的像挡住P1的像.如此观察’当玻璃砖转到图中虚线位置时’上述现象恰好消
失.此时只须测量出
,即可计算出玻璃砖的折射率’请用你的
测量量表示出折射率n＝
［分析］
由题意可知’当玻璃砖转过某一角度0时’刚好发生全反射’在直径边一侧观察不
童‖尸｜｀P圆的像’作出如闺所示的光蹲图可知’当转过蔚度0时有＂-志
6＼』0
、
′
［答案］
玻璃砖直径边绕O点转过的角度0
l
sin0
［感悟方法］
实验原理利用全反射原理测定折射率的原理是〃二六~
m2
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」壹题十九测定玻璃的折射率‖
~
＾噬实战演练
1. （20l2.重床卷）如图l所示为光学实验用的长方体玻璃砖’它的
面不能用手直
接接触
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中’两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔α｀6、C的位
置相同’且插在c位置的针正好挡住插在α｀b位置的针的像’但最后—个针孔的位置不
同’分别为〃、e两点’如图2所示.计算折射率时’用
（填“‖”或“e”）点得到的值
较小’用
（填“〃”或“e’,）点得到的值误差较小.
X＿＿「
~~~~~~~~~~~~~
~
~
~
~
~
~
~
b
‖
＝」
~~~~
玻璃砖
~
~
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~
~
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磨砂面
~
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-■
●C
●
●
‖
αe
｜
■＝＝□＝
□＝
□＝＝＝＝＝＝＝＝＝□＝
□＝
□＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
匿毯皿／
图l
图2
2. （2017 .全国卷Ⅱ）＿直桶状容器的高为2／’底面是边长为／的正
方形;容器内装满某种透明液体’过容器中心轴I）D′垂直于左右两
侧面的剖面图如图所示.容器右侧内壁涂有反光材料’其他内壁涂
有吸光材料.在剖面的左下角处有—点光源’已知由液体上表面的
D点射出的两束光线相互垂直’求该液体的折射率
点光
反
／
〃
…
…
三
…
…
…
…
＝
…
…
…
…
…
…
…
…
…
〃
胯
………………………………………………………………………………………………………←
丁
｜
｜
｜
刨
｜
｜
｜
↓
—
／
源
光壁
3. （2006.全国卷Ⅱ）＿块玻璃砖有两个相互平行的表面’其中＿个表面是镀银的（光线不
能通过此表面）.现要测定此玻璃砖的折射率给定的器材还有:白纸｀铅笔、大头针4枚
（P｜｀P2｀P3｀P4）｀带有刻度的直角三角板、量角器.
实验时,先将玻璃砖放到白纸上’使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直
线αα′和bb′ ’αα′表示镀银的玻璃表面’6b′表示另—表面,如图所示.然后’在白纸上竖直
2O3
′
′
夕
／》／（／
／／／光学面
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翘之路搞定高考物理实验题｝
′
了
插上两枚大头针Pl ｀P2（位置如图）.用Pl ｀P2的连线表示人‘′
射光线.
b
（1）为了测量折射率’应如何正确使用大头针P3｀P4?
R·
P｜·
~
试在题图中标出P3、P4的位置.
（2）然后’移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的
人射角0l与折射角02.简要写出作图步骤
（3）写出用表0l ｀02表示的折射率公式＂＝
4. （2017
. l1月.浙江）在“测定玻璃的折射率”实验时
（l）下列做法正确的是
A.人射角越大’误差越小
B.在白纸上放好玻璃砖后’用铅笔贴着光学面画出界面
C.实验时既可用量角器’也可用圆规和直尺等工具进行测量
D.判断像与针是否在同—直线上时应该观察大头针的头部
（2）小明同学在插针时玻璃砖的位置如图l所示.根据插针与纸上已画的界面确定人射
点与出射点’依据上述操作所测得的折射率
（填“偏大,’“偏小’’或“不变”）
;
（3）小明同学经正确操作后’在纸上留下四枚大头针的位置Pl 、P2｀P3和P4’AB和CI）
是描出的玻璃砖的两个边’如图2所示.请画出光路图
P｜
.
P,
。
尸q
.
P4
图2
图l
2凹
~
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专题二＋用双缝干涉测光的波长
◎典例剖析
~~~
题型1 目测普通光源发光的波长
［例l］（2012.福建卷）在‘‘用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图甲所示）
光滁滤光片单缝双缝遮光筒屏
＝
上
一
』
←
上
｜
卫
‖
→
叁
川
→
卧
一
甲
（填选项前的字母）
（l）下列说法哪＿个是错误的
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时’应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时’应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心
对齐
C.为了减小测量误差’可用测微目镜测出n条亮纹间的距离α’求出相邻两条亮纹
间距△则＝—尘
几-l
（2）测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图乙所示’其示数为
mm.
0
（）
45
乙
m睡Ⅷ
［分析］
（1）放上单缝和双缝后’由于发生千涉现象没法调节光源的高度’故A项错误.
（2）按读数规则’读出的示数为:l.5mm＋47.0×0.0lmm＝L970mm.
［答案］
（l）A
（2）l.970
四6
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满分之路搞定高考物理实验题［
［感悟方法］
1.普通光发生干涉的条件:用普通光作为光源做干涉实验’要先获取相干光源’必
须采用“＿分为二”的方法’单缝装置在此就是起到这方面的作用
2·关于条纹间距的测量:要特别注意的是’在测量条纹间距时’测微目镜分划板中
心刻线其实一直都是目镜的正中心.另外要注意“点段”问题’即′′条亮纹间的
间隔是＂-l个.
题型2:测定激光光波的波长
［例2］（20l0.江苏卷）（l）激光具有相干性好’平行度好、亮度高等特点’在科学技术和日
常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）如图所示’在杨氏双缝干涉实验中’激光的波长为5.30×10—7m’屏上P点距双
缝Sl和S2的路程差为7.95×10ˉ7m.则在这里出现的应是
（选填‘‘明条纹’,
或“暗条纹,’）.现改用波长为6.30×10—7m的激光进行上述实验’保持其他条件不
变’则屏上的条纹间距将
（选填“变宽”‘‘变窄’’或“不变”）.
P
—
～一--＞
—
激光
’
Ⅱ
’
（）
挡板
屏
亚
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／专题二串潞…干涉铡溅的波嘉0
~
ˉ立蟹掇隐
［分析］
（1）光是横波’所以A错误;在不同介质中光的波长不同’B错误;于涉的条件是频
率相同’C错误;利用激光的乎行度好’可以测量月球到地球的距离’D正确.
｝』）删十多删01′
＝3’波程差是半波长的奇数倍’是暗条纹.
△躯＝;入,∧变大,A鞭变大则条纹阎距变宽
［答案］（1）D
（2）暗条纹变宽
［感悟方法］
激光与普通光不同’激光的单色性好’即—束激光的频率—致,可以作为相干光
源’不必采用单缝’直接照射双缝’发生干涉现象
题型3目用洛埃镜实验测定光的波长
［例3］（2005 .江霉卷）180l年’托马斯.杨用双缝干涉实验研究了
光波的性质’1834年’洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉
S
“nˉ易…z万
的结果（称洛埃镜实验）.
｛＜—』～
｜
L
（1）洛埃镜实验的基本装置如图所示’S为单色光源’M为平
面镜,试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的
光与直线发出的光在光屏上相交的区域
光屏
（2）设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为α和L’光的波长为
人’在光屏上形成干涉条纹’写出相邻两条亮条纹（或暗条纹）间距离△卯的表
达式.
…Ⅷ
光屏
［分析］
（1）如图所示
（2）△鳃＝÷入’闪为《′二2“’故△鹏＝犬儿
［答案］
（l）则解析图所示
（2）△鞭＝炭入
撬
≡』■＝＝
吼
｜
″笋彭Y哲＜″缉厂M
S′｜首ˉˉ
′ˉ
牛＝
｜←
L
m7
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｛霖努乏露了孺震蹿臆…ˉ
｜●解『严
｜
J咱丁
［感悟方法］
类比迁移:本题考查的是洛埃镜实验测定光的波长’对同学们来说或许比较陌生’
但只要作出光路图’并将图景与“双缝干涉实验”相类比’问题容易求解.这个问题
告诉我们’遇到新题不可怕’只要作“异中求同”的思考’往往会找到解决问题的
妙招.
用双棱镜干涉实验测光的波长
（2008 .四」‖‖卷）如图所示为‘』双棱镜干涉,’实验装置’其中S为单色光源’A为—个
顶角略小于l80。的等腰三角形棱镜’P为光屏.S位于棱镜对称轴上’屏与棱镜底边
平行.调节光路’可在屏上观察到干涉条纹.这是由于光源S发出的光经棱镜作用
后’相当于在没有棱镜时’两个分别位于图中Sl和S2位置的相干波源所发出的光
的叠加. （Sl和S2的连线与棱镜底边平行.
）
已知S｜和S2的位置可由其它实验方法确定,类比“双缝干涉测波长”的实验’可以
推测出若要利用“双棱镜于涉”测量光源S发出的单色光的波长时’需要测量的物理
量是
和
题型4用j
［例4］（2008
｛
S｜·
S
■0■●＝0■＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
S·
A
P
［分析］
光源S发出的光束照射到双棱镜上’则光线经过双棱镜折射后’形成两束犹如从
虚光源Sl和S2发出的相干光束.它们在空间传播时有一部分重叠而发生干涉
（画有双斜线的区域）’结果在屏幕上显现干涉条纹’如图所示.
M
翻
—
—
＿
～
＿
＿
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…
＿
一
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～
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∏
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S,ˉc官二二二己二≡＞
～
~
→
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〖
-———2O8
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」专题二十蹈双缝干涉测光的波长.
［p蟹极〕
粪~ 出‘双缝于涉测浚长.的实验.A篮＝÷儿.可得∧＝÷△＂
式中〃为SlS2间的距离、／为S1S2到屏幕的距离’“为任意两条明（暗）条纹之间距离
［答案］
S1与S2间的距离Sl（或S2）与光屏间的距离干涉条纹间距
［感悟方法］
类比迁移:本题是双棱镜干涉测定光的波长’对同学们来说或许比较陌生’但只要
作出光路图’并将图景与“双缝干涉实验’,相类比,问题容易求解.这个问题再＿次
告诉我们’遇到新题不可怕’只要作“异中求同’的思考’往往会找到解决问题的
妙招.
w实战演练
~
~~~
l. （20l7 .全国卷Ⅱ）在双缝干涉实验中’用绿色激光照射在双缝上’在缝后的屏幕上显示
出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距’可选用的方法是
.
A.改用红色激光
B.改用蓝色激光
C.减小双缝间距
D.将屏幕向远离双缝的位置移动
E将光源向远离双缝的位置移动
（2009 ·北京卷）在“用双缝干涉测光的波长’’实验中’将双缝干涉实验仪按要求安装在
光具座上（如图甲）’并选用缝间距〃＝0.2mm的双缝屏从仪器注明的规格可知’像屏
与双缝屏间的距离′＝700mm.然后’接通电源使光源正常工作
2
光源凸透镜滤光片单缝双缝
遮光筒
挚β
甲＿i＿i＿i＿运＿＿ˉ
」
／么
）万
镜
甲
（l））
（a）
（b）
（a）
乙
酉
2凹—
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满分之路.搞定高考物理实验题｝
~
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米’副尺上有50分度某同学调整手轮后’从测量头
的目镜看去’第l次映人眼帘的干涉条纹如图乙（a）所示’图中的数字是该同学给各
暗纹的编号’此时图乙（b）中游标尺上的读数卯l＝｜. l6mm;接着再转动手轮’映人眼
帘的干涉条纹如图丙（a）所示,此时图丙（b）中游标尺上的读数卿2＝
mm;
（2）利用上述测量结果’经计算可得两个相邻亮纹（或暗纹）间的距离△则＝
这种色光的波长入＝
nm.
∏IIn;
3. （20l6.4月.浙江）在“用双缝干涉测量光的波长’’实验中’选用红色滤光片和间距为
0.20mm的双缝’双缝与屏的距离为600mm.某同学正确操作后,在目镜中看到如图甲
所示的干涉条纹.换成紫色滤光片正确操作后’使测量头分划板刻线与第片级暗条纹中
心对齐’在目镜中观测到的是图乙中的
（填字母）’此时测量头的读数为
25.70mm沿同—方向继续移动测量头使分划板刻线与第A＋5级暗条纹中心对齐,此时
测量头标尺如图丙所示’其读数是
mm’紫光的波长等于
nm.
4
（Cm）
3
勺
▲
｜
0
0
｜
0
｜
｜
｜
‖
」
‖
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｜
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｜
｜
｜
｜
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｜
!
｜
‖
｜
｜
‖
｜
‖
｜
｜
l0
20
｜
‖
0
‖
0
｜
‖
0
A
B
D
（］
甲
乙
丙
4. （20l8 .4月.浙江）小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时’尝试用单缝和平面镜
做类似实验.单缝和平面镜的放置如图所示’白炽灯发出的光经滤光片成为波长为∧的
单色光照射单缝’能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹小明测得单缝与镜面延长线
的距离为h’与光屏的距离为D’则条纹间距△匆＝
’随后小明撤去平面镜’在单
（填“能’,或“不
缝下方A处放置同样的另＿单缝’形成双缝结构’则在光屏上
能’,）观察到干涉条纹
滤光片
D
光
屏
白炽灯＃
2］O
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答案与解析
专题—研究匀变速直线运动
［实战演练］
］
β
］
］
●
∑
日
）
∑
（
心
—
∑
＋
∧
〃
）
］
（
■
■
案
续
□
●
］
＿
0A＋0
解析:（1）挡光片完全经过光电门时的速度＂＝0A＋α△t’又因为＂≡—丁,解得
△
〔Ⅱ△t
U＝0A＋-了
≈
（2）根据图象可知硼A＝52. lcm／s’求得α＝l6.3cm／s2.
2答案;（」）DcBA
（2）α｜
（3）宁（4）（……）—（｀＋…）
9严
解析:（l）实验步骤应是先安装仪器,做好实验前的准备工作’开始实验,然后处理数据,因此实验步骤是
DCBA。
（2）时间T＝′l7b＝5×0.02s＝O1 s（″为相邻两个计数的间隔数）.
（3）根据在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度来计算
（4）若想减小实验误差,尽可能多的用到实验数据,因此可以采用“两段法’, ,取sl＝sl＋s2＋s3 ’sh≡s4＋
s5＋s6,则:T′＝3T就可用△s′＝αT′2求α.
3.答案: （1）6不明显’可忽略（2）hM和h’且M.h不变
（3）滑动摩擦力
arcsinO6
0.3
｜A01
｜
｜0.（）-3。0｜
解析;（l）由″ˉ‘图象知滑块A匀减速上滑、匀加速下滑’其加速度大小分别为α上滑＝—∏J厂＝
0.49
＝
6l（m／鼠』）、侧下撇-尝-湍）批-虱,（m′爵』）取—位有效数字得鹏上滑…撇-6…』）设导轨倾
角为0,滑块A与导轨间的动摩擦因数为严,依据牛顿第二定律可得物体沿斜面上滑、下滑的加速度分别
为α上滑＝g（sin0＋严cos0）、α下滑＝g（sin0-〃cos0）.因α上滑≈α下滑,所以摩擦力作用不明显
（2）滑块所受合外力F合＝′′′gsin0,所以m一定时’可通过调节导轨倾角或另—端的高度／l达到改变合
外力的目的又闽…＝＋,所以′含＝竿,为验账（合）力-定时.加速膛与匝量的反比关系’在改变滑
块质量m后应调节导轨高度h,并且要使质量与高度之积″0∧保持不变,以控制（合）力大小不变
（3）若滑板理想光滑,则全过程加速度相同’滑块做类竖直上抛运动’位移-时间图象应是对称的抛物
线.若滑块受到滑动摩擦力作用,则上滑与下滑的加速度大小不同,必然导致上、下滑动过程的位移图线
出现不对称现象由图象知:滑块上滑、下滑位移大小均为s＝0.64m’时间分别为U1＝0.4s、t2＝0.6s。
2∏
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题〖
~~
窗分之路搞定高考
l
s
也＝g（sjn0＋队cos0）,联立两式得sin0＋／Lcos0＝0.8…O
对上滑过程,由!′l＝丁!』〔）＝—、αl＝
t1
t1
△
＿
l
对下滑过程’由″2＝丁″′＝
化-§-g（…—…〃）联立陶式得
S
t2
sin0-以cos0＝0｀36…（2）
联立O@式解得sin0≡0.58;／L＝0。27.按题目要求结果取＿位有效数字得sin0＝0.6,0＝arcsin0.6;
〃＝0·3·
答案: （l）A
C
（2）2.98
l3. 18
（3）如解析图所示
（4）0. 18
解析:（l）打点计时器用的是交流电源,A是必须使用的;刻度尺用
来测量纸带上计数点之间的距离,C是必须使用的.
（2）按读数规则应读到毫米的下＿位,即s2≡2. 98cm,s5＝
4.83
4
80悼′｝W;γ
搬
~60
50
40
.
」
l3. l8Cm
s2
S2
2.98
（3）打点周期T＝O02s,″2＝万＝∏＝4×O02
cm／s≡37。3cm／s
~~／
揖
30
J5
S5
l3. l8
″5＝万＝I∏7≡l0×0. （）2
cm／s＝65。9cm／s°
2（）b
所以与2、5两个计数点对应的坐标分别为（8×l0ˉ2,37.3）、（20×
1（）—2,65.9）.
｜（）L
0
5
l0
l5
20
25′／（×0.0］S）
因为辽｀丝、旦…、土分别表示的是计数点“0”右边连续6个‘‘记录点’,对应的瞬时速度并且小车沿平
tl
〔2
r3
U6
板做匀加速直线运动,所以图线应为直线
（4）由图知打0点即t≡0时小车的速度″0＝0. ］8m／s;
D』-00
0.76-（）。l8
它在斜面上运动的加速度α＝＿＝
6×0。02
m／s2≡483m／s2
注:由速度图象求加速度大小时应尽可能选用图线上相距较远的两个点（不＿定用记录数据点）,本题选
用计数点0和计数点6.确定速度变化所用时间时应特别留心,跟计数点“0”右边连续6个“记录点,’的
瞬时速度对应的时间并不是图中每个点所对应的时间’而是图中每个点所对应时间的＿半
专题二探究弹力和弹簧伸长的关系
［实战演练］
1.答案:D
解析:本题意在考查学生的识图、用图能力.题图中两条线都不是直线’故△′与F不成正比’A错误;比较
两条曲线可知,在拉力相等时’减挂钩码时橡皮筋的伸长量比增挂钩码时的大’B、C错误’故D正确
2.答案:（l）竖直
（2）静止L3
lmm
（3）Lx
（4）49
l0
解析:（l）为保证弹簧的形变只由砧码和砧码盘的重力引起,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方问
2］2
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』答罐翰解瓣｀
（2）弹簧静止时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据有效位数不同,所以数据L3不规范’标准数据
应读至cm位的后两位’最后＿位应为估读值,精确至mm位’所以刻度尺的最小分度为lmm
（3）由题图知所挂肤码质量为0时,熊为0,所以则＝L—L嘶.
（4）由胡克定律F≡k△卯知’mg＝∧（L—L熊）’即mg≡脑’所以图线斜率即为劲度系数
｛-等—（6＂（］剿帅Q;N／m-纵,｜Wm.
同理陆码盘质量
A（L狮-L0）＝4.9×（27.35-25.35）×］0ˉ2kg＝0.0lkg＝l0g.
′川＝
g
9·8
3.答案: （］）6。93
（2）A
（3）钩码重力超过弹簧弹力范围
解析:（l）由图乙知,读数为l466cm’所以弹簧伸长△／＝（l466—7.73）cm＝6.93cm.
（2）若随意增减砧码,会作图不方便’有可能会超出弹簧弹性形变范围,所以应逐＿增挂钩码’选项A
正确
（3）由图丙知AB段伸长量与弹力不成线性关系’是因为钩码重力超过弹簧弹力范围
4答案: （l）l600（l5.95～l6.05均可,有效数字位数正确）
（2）l2.50（l2.20～12.80均可）
能
解析:（］）刻度尺最小分度为lmm’读数时需估读到毫米下—位,故指针的示数为l600cm.
（2）表中对LA的测量有四组数据,应采用逐差法计算增加—个钩码时弹簧I增加的长度
LA3＋LA4-LM-LA2＝0.04m
L0＝
4
故胀-肾＝｜250lWm
通过计算LB—LA可得出A、B两指针间的长度,进而计算出增加＿个钩码时弹簧Ⅱ增加的长度,从而计
算出其劲度系数
专题三验证力的平行四边形定则
［实战演练］
l.答案:（l）40
（2）O见解析图@4.0
0ˉ05
些钟叫F
解析:（1）由题图（b）可知,F的大小为40N
（2）α）画出力F1 、F2的阁示’如图所示
@用刻度尺量出F合的线段长约为20mm,所以F合大小为4.0N,F合与拉力F的夹角的正切值为
tanα＝0.05。
2｜3
~
尸2
橡I
／
A
筋／
O
／
F薪＞
『
】
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｜满分之路·搞定离考物理实验题［
2.答案: （l）见解析图甲
lO（）（9.8、9.9、l0. l均正确）
（2）1◇80（170～l.90均正确）
（3）见解析图乙
（4）FO0′
解析:（l）作出Fˉ／图象,如图甲所示,求得直线的截距即为／0,可得』0＝10.0cm.
｜〃N
3。0
25
2。（）
］.5
l.0
0.5
0
＝
＝
＝
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＝
＝
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＝
＝
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…
＝
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＝
■
＝
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＝
FO
F′
｜
O′
嚣
9
l（）
ll
l2
l3
l4
l5
l6／／cm
甲
乙
（2）可计算橡皮筋的劲度系数
k＝n-荒N′m-50N／Ⅲ
若OA≡6.00cm,OB≡7.60cm’则橡皮筋的弹力为
F＝AA见＝50×（6。00＋7.60-l0.00）×l0ˉ2N＝180N
则此时FoA＝F＝l80N.
（3）FoB＝FoA≡180N,两力的合力F′如图乙所示.
（4）Foo′的作用效果和FoA、FoB两个力的作用效果相同’F′是FoA、FoB两个力的合力,所以通过比较F′
和FO（）′的大小和方向,可得出实验结论.
3.答案:（1）如解析图l所示（F合≡46～49N都算对）
（2）Fα≡Fb
（3）BD
（4）橡皮筋拉伸不宜过
长;选用新橡皮筋. （或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧）
解析:（l）用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小
】
Ⅱ
巳
F△
『
『
（
F下
b
图l
图2
（2）画受力分析图如解析图2所示’橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力C平衡’故
Fcos0＝G,两次实验中的0角相同,故Fα＝Fb。
（3）根据两次描出的不同轨迹说明橡皮筋的长度与受到的拉力不成正比.两次受到的拉力相同时’橡皮
筋第2次的长度较长,A错误,B正确;两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较小,C错
误;根据轨迹越向右相差越多,说明两次受到的拉力相同时,拉力越大’橡皮筋两次的长度之差越大’
D正确
2］4
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］答案与解析‖
4.答案:（l）3.0（）（3.00～3.02）
400（3.90～4l0）
（2）变大变大
解析:（l）弹簧秤的读数应注意估读,由题图乙可知弹簧秤α的读数为3.00N.由题意知弹簧（）C的弹力
大小F（）C＝脑≡5N’即弹簧秤α、b的合力大小应当等于5N,因为它们之间的夹
角为90。,当α的读数为3。00N时’b的读数理论值应为400N.
（2）对O点受力分析’作力的矢量三角形如图所示,保证（）点不动的前提下’弹
簧OC的拉力为定值,在弹簧秤α、b夹角大于90。的前提条件下,若让弹簧秤b与
OC夹角减小,由解析图可知弹簧秤α的拉力应该变大’弹簧秤b的拉力也变大.
（
○
尸力
＝■
＼
芦
｀
专题四验证牛顿运动定律
［实战演练］
l.答案:（l）AD
（2）远小于
（3）小于大于
解析:（l）在探究加速度与力｀质量的关系实验中,平衡摩擦力时木块不通过定滑轮挂砧码桶,而要挂纸
带’并且改变质量时不需要重新平衡摩擦力;在实验时应先接通电源再放开木块,故选项A、D均正确,B、
C均错误
（2）选木块和木块上砧码（设总质量为″）｀砧码桶及桶内的砧码（设总质量为m）为研究对象,则
mg＝（″＋m）α
选砧码桶及桶内的砧码为研究对象’则mg-FT＝mα
联立解得;′『-狮‘—点
要使′『-吧需要汽一0,‖Ⅷ≥『Ⅷ
（3）对质量为m的木块由牛顿第二定律得:F≡〃lg≡mα
即α＝ˉLF—“
′）0
上式与题图结合可知:＿L＞-上,／L甲g＞严乙g
m甲
′n乙
即:m甲＜m乙,陛甲＞以乙。
2.答案:（1）O等间距◎线性
（2）O远小于小车和砧码的总质量（填‘远小于小车的质量”同样给分）
S3—Sl
2而I『了
242（答案范围在23。9～245之间均给分）
47.3（答案范围在47. （）～47.6之间均给分）
』
—
∧
L16（答案范阔在｜」3～L｜9之间均给分）
e）＋
2］5
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露务乏路搞定高考物理实验题1
解析:（l）平衡小车阻力后,小车可做匀速直线运动,所以打出的点是等间距的;设小车质量为M,由于加
遮度与小车利砧码的总质量成反比则有侧≡六（偷为常数）变彤得÷＝喂＋÷.由十偷｀』＂不变,故
ˉL与m为线性关系
α
（2）O根据牛顿第二定律’对小吊盘和盘中物块有
m0g-F＝m0α
对小车有:F＝M′α
所以′＝″呼枫＂
砸0
l
.m0g＝
.m0g.
1＋丽
当m0＜M′时F≈m0g,所以要保证小车和车中砧码所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和
厕0要远小于小车和车中砧码的总质量M′。
@由运动学推论sm—s′!＝（mˉn）α严可得s3＿sl≡2α尸
S3-J1
s3-sl
本题中T＝5△‖,所以α＝
＝
2（5△t）2
50△t2
由刻度尺可读出:s｜≡36.6mmˉ12.4mm＝242mm,
S3＝120。（）mm＿72。7mm＝47.3mm
代人上述公式求得α≡ll6m／s2.
o设小车质量为M拉力为F,则有F≡（M＋′″）α.
÷二平≡婴十十咖｀由题叫知k＝十.‘＝婴
放′＝＋』删-‖′＝÷
3答案;（｜）翌多次测量』求平均值
（2）＂
（3）b＂
解析;（］）由d二十鳃柯得刨二罢喊小偶然误菱的主要方法是多次测量求平均值
（2）巾题意可知,′｜垦水瓶的重力设翅巾执″为′v.｀林顺有.侧二′局』在腮椒…时,乃ˉ′∏
′｜丽F0》排除a、b选项;逐渐增加水的质量,将不再满足′『＝F｜′而是′↑＜F｜’将导致小车加速度实
α＝
际值较理论值偏小’故选项C正确
（3）改变质量且可以连续改变.
2］6
~
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」答露与解析｝
4答案:（l）小车的总质量’小车所受合外力
（2）O在质量不变的条件下’加速度与合外力成正比@c
解析:（1）因为要探索“加速度和力的关系’,所以应保持小车的总质量不变’钩码所受的重力作为小车所
受合外力.
（2）O由于OA段αˉF关系为＿条倾斜的直线,所以在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比
@由实验原理;′赠＝№得侧＝孺-蒜′而实际上测′＝「满叮’叫见佃段明显偏离直线是由于没有满
足M＞′″造成的.
专题五研究平抛运动
［实战演练］
l答案:（l）0。60
1.60O60
（2）0。20
3.0
（3）8.2
解析:（l）由题图2可知P｜、P2两点在竖直方向的间隔为6格,P］、P3两点在竖直方向的间隔为l6格所
以有｜γl -y2
｜＝0.60m, ｜y1 —γ3
｜＝l.60m,Pl 、P2两点在水平方向的距离为6个格,则有｜卯l-“2
｜＝
0°60m.
（2）由水平方向的运动特点可知Pl到P2与P2到P3的时间相等,根据△如＝αt2,解得时间约为0.2s’则
有触0＝十≡楞m／爵＝孰0m.
（3）设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1＝′＂gh抛出时的机械能为E2＝÷m″;,则
▲
β｜亩z』×l00％-u082×l00％＝a2％
2.答案:（l）B
BD
（2）C
（3）B
解析:（1）小球做平抛运动轨迹出发点应该在斜槽末端球的上端处,所以选项B正确.实验过程中,斜槽
不—定光滑,只要能够保证小球从同＿位置静止释放’即使轨道粗糙,摩擦力做功是相同的,小球离开斜
槽末端的速度就是＿样的,所以A错误;记录点适当多—些’能够保证所描曲线更接近小球的真实轨迹,
选项B正确,选项C错误;y轴必须是竖直方向,即用重垂线确定’即选项D正确
（2）由题图可知斜槽末端不水平’才会造成小球做斜抛运动,选项C正确
（3）在瓶中插人直吸管的目的就是为了保证水流流速不因瓶内水面下降而减小,能保证液面下降到直吸
管上端处的＿段时间内,能够得到稳定的细水柱,选项B正确
~′
3答案;（l）保证悬线烧断时小球的速度方向为水平方向
（2W灭∏皇I丁
（3）o52 l5
解析;（l）电热丝P点必须放在悬点正下方的理由是保证悬线烧断时小球的速度方向为水平方向,之后
小球沿水平方向抛出做平抛运动.
ˉ
帧
~~
∩
旧
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庄
）
∑
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2｜7ˉ
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蹈分之路·撼定离考物理实验题!
（3）由题图（b）得s2＝2.0-2cos0,因0＝30°,则s2＝0.268’所以s＝0.52m;
由机械能守恒知,mgL（｜—…）二÷娜＂;,由γ抛运动规律知,』＝＂0』,咖ˉL＝＋g!2,
三式联立得:S2＝4L（／l-L）（l—COS0）
由图象得;l—…＝÷
≡
解得h＝l5m
专题六探究动能定理
［实战演练］
l.答案:见解析
解析:该题综合考查了本实验的注意事项数据处理及结论’对考生的能力要求较高
（l）将木板固定有打点计时器的＿端垫起适当的高度,使小车缓慢匀速下滑.
（4）由匀速运动的速度公式渺＝ˉ坠知’其中鳃在题图中的读数分别为200cm
400cm《＝T＝半＝0023’即可求出小车的速度
／
cm、2. 83cm、3.46cm
｜
由表中数据可得出的结论:橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比
2.答案: （1）小车做匀速运动
（2）0.228
（3）如解析图l所示
（4）0.093
解析:（l）小车处于平衡状态,故它被轻推后能做匀速直线运动。
则］＋躯2＝（2（）6＋2.50）×10ˉ2m＝0.228m／s.
（2）渺l＝
2T
2×0。
］s
（3）如图l所示.
△Ek／（×］0］J）
45
尸
■
4.0
田
3·5
／
／
／
~
3.（）
／
／
α
｜
｜
丫
凰
∑
尸
则
｜
十
山
｜
｜
Ⅷ
图
／
尸0
′
2。5
■
□
2。0
2.0
25
3.（）
35
40
45刚（×l0］J）
怪｜
1
2］8
次数
像皮筋对小车做功
小车速度0（m／S）
u2（m2／s2）
l
1（）
l0
勺
凸
2∏
1.415
2.0
勺
≈
己
3W
勺
〕
叮
／
］
｝.0
4
4Ⅳ
2.0
40
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」答案与解概!
（4）钩码受力如图2所示’则有F合＝mg-F
根据牛顿第二定律得mgˉF＝mα
小车所受合力的大小等于F,再由牛顿第二定律得F≡″α
综合o@得′＝《黑
代人数据得F＝（）.2×0.0l×9.8N≈0.093N.
0.2＋0.0l
3.答案:（］）O小车@然后释放小车
（3减少砧码
（2）0.60（）
（）.6l0
（3）见解析图
解析;（2）皿腻二÷哪｜＂;ˉ＂｝
｜＝÷×0500×2400J＝o600J
Ⅳ3＝F3 °LAB＝l.220×0.500J≡0.6l0J。
（3）如图所示。
（工）
（D
AEk／J
l5
l25
10
0.75
（）5
（）25
蹦
~
朝
籽
O0·250。50°75l.（）
l25
15
‖ⅣJ
∑
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‖
』
／
Ⅲ
纳
（
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］
—
∑
〗
＼
‖
｜
／
α
—
绅
（
″
］
—
旦
4.答案: （l）0.520
（3）砧码盘中砧码的质量m
（5）（′n＋m0）鄂
（7）B
解析: （l）由于游标卡尺是2（）分度’所测遮光片的宽度应是主尺读数与游标尺两读数之和,即5mm＋
4×0.05mm＝5。20mm＝0.520c∏l.
（3）在砧码盘中放人适量砧码’适当调节长木板的倾角,直到轻推小车’遮光片先后经过光电门A和光电
门B的时间相等’这＿步的目的是使取下细线和砧码盘后小车运动所受合外力等于砧码和砧码盘的重
力（m＋m0）g,所以当取下细线和砧码盘时,记下肤码盘中砧码的质量m.
（5）小车从光电门A下滑至光电门B过程中合外力做的总功Ⅳ合＝（m＋m0）gs,小车动能变化量△Ek≡
Ⅲ
—
纠
″
］
—
∑
〃
—
屿
″
］
—
〗
比较Ⅳ合和AEk的值’找出两者之间的关系
（7）尽量减小两光电门间的距离｀;’会增大误差,A错误;调整滑轮’使细线与长木板平行,这样细线拉力
等于小车做加速运动时受到的合外力,有利于减小误差,B正确;本实验没有用砧码和砧码盘的重力代替
细线的拉力,故不需要满足砧码和砧码盘的总质量远小于小车的质量’C错误
2］9
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「满分之路搞定高考物理实验题【
专题七验证机械能守恒定律
［实战演练］
1答案:（l）AB
（2）BC
解析:（l）重物选用质量和密度较大的金属锤,能够减小空气阻力的影响,以减小误差,故A正确;两限位
孔在同—竖直面内上下对正,减小纸带和打点计时器之间的阻力,以减小误差’故B正确;验证机械能守
』愤定律的公式是;厕酗＝士顺聊iˉ÷顾删｝重物质量则以消掉』几糯精硼测量出重物的质量’故c错误;尉
手托稳重物,接通电源后’撤手释放重物对减小实验误差无影响,故D错误
（2）利用纸带数据’根据吧h＝寺砸似2即可验证机械能守恒定律要从纸带上测出重物下落的高度并计
△
算出对应的速度,选项A、D的条件中,下落高度与所能计算的速度不对应;选项B的条件符合要求’可以
取重物卜落oc时处理选项c中,则以求出c、′点的瞬时逮度,又知″｜∏的距离』叮以利用十臃＂i—
÷咖｝＝砸gM验证机械能守恒定律
Ⅲ2
2答案;（｜）惫（2）当地的重力加速度
（3）吨＂xF（…）
解析;（!）根据极短时问内的平均速度等于瞬时速度,可知滑块经过光电门的逮度大小舰＝悬
（2）以钩码和滑块所组成的系统为研究对象’其重力势能的减少量为mg卿,系统动能的增加量为
÷（…）删』-÷（州枷）蛊,可知还需要知道当地的重力加建度
（』）斡证霞力势能的减少…和动能的增j‖量盎（…）是孺捌鄂‖可
3.答案:（l）O@或OO
（2）OO（3）对同＿高度进行多次测量取平均值;或选取受力后相对伸长量尽
量小的绳
解析: （l）通过连结在—起的A、B两物体验证机械能守恒定律,即验证系统的势能变化与动能变化是否
相等,A｀B连结在＿起’A下降的距离＿定等于B上升的距离;A｀B的速度大小总是相等的,故不需要测
量绳子的长度和B上升的距离及时间
（2）如果绳子质量不能忽略,则A、B组成的系统势能有＿部分转化为绳子的动能,从而为验证机械能守
恒定律带来误差;若物块摇摆,则两物块的速度有差别,为计算系统的动能带来误差;绳子长度和两个物
块质量差应适当
（3）多次取平均值可减小测量误差’绳子伸长量尽量小’可提高测量高度的准确度
F
220
~
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1答案翱解掇》
4答案:（l）4砒（2）如解析图所示
（3）小于
（4〉轨道与小球间存在摩擦（回答任＿即可）
解析:（1）根抿机械能守」｜百ˉ可得离开勃千首∩寸减庶头『.／5ˉ丽山亚删ˉ
. S2／（×l（）ˉ!m2）
解析:（1）根据机械能守恒’可得离开轨道时速度为√z∏’由平抛l4
…识可求得时＂为仔∏得
l2
10
＄＝＂t＝√∏刀而
8
（2）依次描点,连线,注意不要画成折线
6
（3）由图可知’同＿h下的s2值理论值明显大于实际值’而在同4
＿高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定’可见实际水平2
速率小于理论速率
O
（4）由于轨道与小球间存在摩擦机械能减小,因此会导致实际值
蹦瞄
尸
湍
咳
了
）
Ⅲ
〗
β
β
］
×
（
／
户
〕
力
斗
〕
∑
］
比理论值小.小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这＿部
分,也会导致实际速率明显小于“理论”速率（这＿点,可能不少同学会考虑不到）.
专题八验证动量守恒定律
［实战演练］
l.答案:见解析
解析:（l）P点是在实验的第—步中小球l落点的平均位置;M点是小球l与小球2碰撞后小球l落点的
平均位置;／V点是小球2落点的平均位置
（2）小球从槽口C飞出后做平抛运动的时间相同’设为t’则有
OP＝Ol0t
OM＝0lj
OⅣ＝02』
小球2碰撞前静止, ″20＝0
o2-01
O／V-OM
e＝
吕二
010-o20
OP
·
（3）（）P与小球的质量无关’O″和O／γ与小球的质量有关
2.答案:见解析
解析:滑块运动的瞬时速度大小
山
—
山~~
〖
）
o
式中△s为滑块在很短时间△t内走过的路程
22］
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｛满分之路·搞定高考物理实验题
~
设纸带上打出相邻两点的时间间隔为△tA,则
△蛔十α02.
AlA可视为很短
设滑块A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为o0｀″｜
将@式和图给实验数据代人o式得
4.00×l0ˉ2m／s≡2.00Ims
00＝
0.02
‖9荒驴ˉ2m／鼠＝0970m／＂
0l＝
设滑块B在碰撞后的速度大小为D2,由O式有
@
o
@
d
″2＝巫
（5）
o
代人题给实验数据得＂2＝2.86m／s
设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为I）和′）′ ’则
p＝ml00
p≡m1Ul＋m202
两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为
@
o
′
丛
仁
尸~~
尸
β
◎
×l0（）％
联立o@◎@o@式并代人有关数据,得
o
6p≈l7％＜5％
因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律
3.答案:（l）ED
（2）C
解析:（l）小球加l从斜槽顶端A处由静止开始滚下,矾］的落点在图中的E点,小球m］和小球m2相撞
后’小球m2的速度增大,小球ml的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后″ll球的落点是D点,′n2球的
落点是F点.
（2）设斜面倾角为0,小球落点到B点的距离为L,小球从B点抛出时速度为″,则竖直方向有Lsin0＝
÷酗2’水平〃向有L…＝删』解得删-些o爵i—L…→里些√页所以嚼匡亿由题意分析得,只要满
t
／2Lsin0／2sin0
γg
＼／丁
足ml″｜＝″』2″2＋ml″｛把速度″代人整理得;m｜√I面ˉ＝m｜√Z万＋m2√Z了,说明两球碰撞过程中动量守
″
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＝溢
恒;若两小球的碰撞是弹性碰撞’则碰撞前｀后机械能没有损失’则要满足关系式;＋′＂］″｝＝÷厕｜＂｜2＋
≡
凸
÷厕2＂;.整理得″』｜Ⅲ』＝咖｜zn…z′,放c止确
4。答案:（l）弹性球l ｀2的质量m1 、″l2
立柱高／l
桌面高H
（2）2″ll ｀／∏ˉ＝万≡2′Ⅶl
~—□---ˉ
C
｀／b—h＋′″2｀／∏丽
解析:（l）要验证动量守恒必须知道两球碰撞前、后的动量变化’根据弹性球l碰撞前｀后的高度α和b,
由机械能守恒可以求出碰撞前、后的速度,故只要再测量弹性球l的质量′nl ,就能求出弹性球l的动量
变化;根据平抛运动的规律只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球2碰撞后的速度’故只要测
量弹性球2的质量和立柱高／l｀桌面高H就能求出弹性球2碰后的动量
（2）根据（l）的解析可以写出动量守恒的方程
′＂］√2g（α—／t）＝′n｜
』
〔
√z（万-h）＋′n2
整理得
／2
γ~
（H＋h）
〃
□
C
2′＂l√而＝万＝2′＂｜√万＝万＋″』2
｀／刀ˉ干万
专题九测定动摩擦因数
［实战演练］
l答案:（1）如解析图所示
（2）（）。40（0.38～（）.42均正确）
（3）√2′Xg（s—h）
解析:（l）根据‘三个标准,’作图线:去奇异点;尽量多的落在直线上;不在直线上的点均匀分布直线的两侧
｜／γN
l.8
l°6
l·4
l。2
l.0
0.8
06
0.4
02
／
／
／
l。0l52.02。53.0354045G／N
（2）由′＝｝M呵知,腆＝珊＝毙≡｛;≡α4α
（3）滑块运动∧达到最大速度″,之后继续滑行直到停到D点,由动能定理可得
—山吧（』—h）＝ˉ十″2解得;徽＝√独（』ˉh）
223
／
／
／
／
夕
／
／
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「藤夯乏路万搞定离考物理实验题［
~
答鬃;（｜）α960
（2）去｜（武）』（孟）』｜
（3）吧ˉ（…）.
（4）系统误差
Mg
解析:（l）游标卡尺的读数＝主尺（整毫米数）＋游标尺对齐格数×精度’题中游标卡尺的主尺部分的读
数为9mm.对齐格敝为第｜2条,20分度的游标卡尺的精度为赤Ⅷm＝005mm,所以感＝9mm刊2×
0。05mm＝9.60mm≡0。960cm.
（2）物块在霞物作用下沿水平桌面上做匀」畦直线运动经过光屯门＂、B川的遮度大小分别为武、武,
2
｜
∑
＼
‖
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／
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纳
／
（
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‖
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／
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必
（
｜
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—
止
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α
导
↑
解
＄
α
’
＝
~~
∑
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凹
∑
β
″
由
（3）把重物物块和遮光片看做整体’进行受力分析,由牛顿第二定律有mgˉ／L‖′g＝（M＋m）∏,解得
严＝皿直＿（″＋m）α
Mg
（4）从来源看,误差分为系统误差和偶然误差两种。系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略,
或实验原理不完善而产生的;偶然误差是由各种偶然因素对实验者｀测量仪器、被测物理量的影响而产
生的细线没有调整到水平引起的误差属于系统误差
］。答案;（l）0.495～0.497m／s2
（2）O（〕D@天平
（3）′′l3gˉ（m2＋′＂3）α
偏大忽略了纸带与限位
m2g
孔之间的摩擦力｀空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量’导致测量的动摩擦因数偏大
解析:由逐差法得α＝（s5-s2〉＋（s6-s3）＋（s7ˉs4）
9帜
＝0。497m／S2
m3g＿（′∏2＋m3）α
对系统应用牛顿第二定律有m3gˉ／mo2g＝（m2＋m3）α,解得陛＝
据此可知为测量动
m2g
摩擦因数’还应测量的有滑块的质量m2,托盘和砧码的总质量′则3,测量质量需要的实验器材是天平.
则
—
′~~
α
（2）m＋″l′
滑块上
（3）0.23（0.2l～0.25均可）
4答案:（1）位移s
时间〗
解板（｜）滑块在水平轨道上从」到圃做初速度为零的匀j‖速直线运动根据』二士〔则:得α二罢｀所以需
要测量的是位移s和时间t。
（2）根搬整体法有“≡哩删糊′′坚—哩ˉ鹏（删＋腕型坦鲤ˉ计鞘÷咖ˉ“若要求·是″』
M＋矾＋m′
的—次函数必须使俞＋黑÷爪变.即使′＂＋m′不变,在增大啊时等量减小厕』,所以实验中应将从托盘
中取出的砧码置于滑块上.
（3）将脚／?÷取为胀』有胀- αl ＋严g
α2＋“,在图象」二取两点将坐标代入解得严＝0.23（在0.21到
＝
′nl
″l2
（）.25之间是正确的）
224
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＝涎
专题＋力学创新实验
［实战演练］
1答案:（l）上ˉ鳃图线如图所示
r
巳
／
］
～
／
↑
尸
〕
’
≈
｜
｜
l 00
75
0
50
（）
0 25
（）
l·0（）
）
（
）
（
●
勺
▲
3.0（）
x／Cm
（2）α）＋与鹏成止比圆圆占（＋）2成正比圆E鹏≡E』@‘腰与腮2成止比
解析;＋ˉ赚图线为过原点的直线’故上与＂成正比’由＂＝＋,动能贝＝十″型＝士〃（十）2,故凤“
（＋）』;根据机械能守恒弹簧形变量为露时对应的弹性势能与弹出时物块动能相等即愿,＝阀M综上∩′得
Ep◎〔卯2。
2答案;（1）′俭（2）′o烯（］）偏小
解析;（｜）棉球从B点飞出后傲平抛运动则省′-鹏触,′』三寸‘』』联立解得输＿儡
（2）任吹栅球的过程中,由动能定理可得; （′＿′＂）瞅-十″鹏;-＋腮』』贪ˉ嘿,
h
即／2＝（p＿p0〉S。4h憨,可知直线的斜率人＝（p-p0）S.4h
哪‘
厕‘
’叫得′≡′0十舞
（3）若考虑实验中棉球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小.
3.答案:（1）60（56～64均可）
TP
（2）Q
（3）430（425～435均可）
—～Ⅱl吕上兰
2√Pˉ二万r
解析:（l）由曲线II的最高点拉力最大,对应的横坐标／〕C＝60cm,设PC和QC与水平面的夹角分别为α
和…点的平…可得啡…～′,…,∏始时‘点靠近′点,醚＞′则弗-糕÷］即呀≥
T0,结合两曲线左侧部分’Ⅱ曲线靠上则为昨的曲线
225
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（2）比较两图象的顶点大小可知, I曲线的最高点更大’代表Q有最大拉力.
（3）两曲线的交点表示左、右绳的拉力大小相等’读出纵坐标为I》＝T0＝430N,设CQ绳与立柱的夹角
为,延膛‘0线交蜀立柱上构…三角形则…-√午正由力的平衡可知2『……则
′厂页隐ˉ刀罢示
4答案:（l）作出假设搜集证据
（2）匀速运动
l.937
（3）加速度逐渐减小的加速运动匀速运动
（4）图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大（图线l反映纸杯做匀速运动’图线
5反映纸杯依然做加速度减小的加速运动）
解析:略
专题＋-电阻测量及测定金属的电阻率
［实战演练］
l答案:（l）B
0.4l0
（2）7、9断路
（3）电流表改为内接;测量多组电流值和电压值,计算出电阻的平均值（或测量多组电流值和电压值’用
图象法求电阻值）
解析:（l）读数前应先旋紧B,螺旋测微器的读数为
0mm＋0。0lmm×41。0＝0。4］0mm
（2）因为电压表有读数,说明除7、9之间的电路都应畅通且是串联电路’由于电压表内阻比较大’因此
通过电压表、电流表的电流比较小’滑动变阻器滑片的移动对两电表示数的影响较小.则7｀9之间的电
路可能接触不良,形成断路
即÷瓷宜采用电流轰内攘酱｀撼…测
×03Q＝30O’R＂＞√∏VF瓦,
（3）由于√雨Fr＝｀／jˉ∏60
量求平均值或图象法可提高实验的精确度
2.答案:（1）D
C
（2）变大
（3）如图所示
（4）31
6O
解析:（l）Al的示数能达到0。］5A,A2的示数由阁象可知能达到
50
0.3A,故Al 、A2的量程均选O3A,由电路图可列出关系式（R＂＋40
＂狸）′2-（嘶带魔｛带脚｛）′｛整蝉旧可得腮…腮』-÷（尺』矾」30
20
＋RAl）’由此可知,若RAl已知,则无论Rl 、′2如何变化,R＂＋RA2
10
均为定值,无法得到R露’故应使RA2已知’即Al选D,A2选C。
｝R1／O
垂
厂
O
0.050.100.15O200.250.30Ii／A
（2）当Rl减小时,如果在滑动变阻器的电阻值保持不变的情况
下,电路的总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得总电流／增大,由分压关系知,并联部分得的电压减
小’则′2减小’由／｜＝′—′2得／l增大,要使／l ＝0. l5A’则需滑动变阻器分得的电压增大,即R的阻
值变大
226
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］答鬃与解祈｝
R冀＋RA2′2—（R0＋RAl）’即Rlˉ′2图象的斜率／t＝
（4）根据（R撕＋RA2）′2＝（R0＋Rl＋RAl）／l ’可得R1＝
／l
见产,根据图象并代人相关数据,叮得凰＝3皿
答案:（l）R0
A0
（2）RN
A0的读数仍为′
（3）平均值
解析:此题测量微安表头A的内阻采用的是替代法首先将S拨向接点l’接通S｜’调节R0,使待测表头
指针偏转到适当位置,记下此时标准电流表A0的读数′;然后将S拨向接点2’让电阻箱替代待测电流
表,调节RN’使标准电流表A0的读数仍为′;此时电阻箱读数等于待测电流表内阻’记—下此时RN的读
数;多次重复上述过程’计算RN读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值
答案:（l）α
〃
（2）如解析图所示45（44～47）
（3）B
鲤士斤
／‖ ＼市二P转勺∏｜
｜｜中【∏D／
／万云士0女韦什亏丛七立肝匡｜｀｜巳乙坐／7＼｜泞总六｛立（／／V
解析
3
4
;（l）由于待测电阻凡＜√FIF了’电流表应外接’所以导线o应该接
α;滑动变阻器采用分压式接法,导线@应接d.
（2）用作图法求解R＂时,注意描点连线应为＿条过原点的直线’使直线
穿过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,Uˉ′图线的斜
率等于待测电阻的阻值由图线可得R＝45【〗。
（3）根据电阻定律R≡′§’叫以计算川题阁中闷个电川尺｜和腮』的删
2.8
2.4
2.0
l.6
l2
0.8
0.4
0
旧
∧‖
〃
日
○
斗
）
（
〕
）
（
∑
）
（
］
‖
值相等,因此测量R2的电阻时,电路接法与测量Rl相同即可’B正确
专题十二描绘小电珠的伏安特性曲线
［实战演练］
l答案:（l）A
（2）O@）O（或OO@）
（3）如图所示（）.04t＋8.8（O04t＋8.6～0.04t＋9.0都算对）
R／Q
▲
］
∑
］
］
］
］
］
瞬
乡
′
／
∩
夕
10
歹
＃
’
月
E／℃
0
20
40
60
80
l00
120
解析:（l）当滑动变阻器取最大阻值l0O时’再加上金属电阻常温下阻值为l0O,总电阻为20O’则电
流′-孟-护-M75……00mA,故选量程为0匡｜00mA的电流蕊比较糟确,即选A
227
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瞒分之路.搞定离考物理实验题［
（2）调电阻箱时要注意的是不能使电流超过电流表的量程,也就是不能先将b、C旋钮先旋转至“0,, ,因为
此时电阻箱相当于导线,电流表可能会烧坏因此必须先将α旋钮由‘‘0,旋转至“l ’, ’再将b、c旋钮旋转
至‘‘0,’
。
（3）根据表中数据,在方格纸上描点,并根据点的分布特点作出Rˉ ‖图象,且使直线尽可能通过更多的
点,在直线上找两个点代人直线方程R＝肛＋b,列出方程组,求出k＝0.（川,b＝8.8,即R＝0.侧t＋8.8
答案:（l）如解析图所示
（2）1（）
（3）电池
（4）图线不应画为直线横坐标的标度不恰当
解析:（l）探究小灯泡的电功率与电压的关系时’小灯泡两端电压从零开始变化’所以滑动变阻器应接成
分腿电路根据P-′U知通过小灯泡的最大电流′＝;＝α6A｀故电流表选0≈α6A的量程实物电
路如图所示
2
Rl
（2）小灯池正常工作时两端屯压是』v,电流′k-贵-罕A-06A,电路瞥电流′＞…,电路总电阻
R＝『＜荒Q≡20O,所以定值电阻只能选择」0o
（3）断开开关后’电路中没有电流,但电池两端的导线接触可能会引起电池短路,所以应该先拆除电池两
端的导线
（4）描点作图应该根据点的分布用平滑的曲线连接;∏的图线应该尽量占满坐标纸
3.答案: （1）如图］所示
（2）3.60
（3）如图2所示4O0
［〃V
…
600
5。00
4·00
3.00
2°00
l。00
O
~~
瓣
韶
蹦露
~
l（）
20
3（）
40
5（）
6（）
′／s
图2
图l
228
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（4）实验前使电容器充分放电
解析: （2）电压表量程为6V,分度值为0. lV’所以读数为3.60V（估读到下＿位）。
（3）用平滑的曲线把大部分点拟合在＿起’发现电压表示数变化越来越慢,40.0s对应的数据偏离曲线
较大（30.0s到40.0s的电压值变化过快,与整条曲线的变化趋势不符）,舍去
（4）实验前电容器不能带电’这个回路使电容器充分放电,不影响后续实验.
4答案:（1）如解析图l所示
（2）0.44
（3）4
228（2.25～3.00）
解析:（l）电流表示数要从零开始逐渐增大,滑动变阻器要用分压接法’如图l所示.
｜照汗w而』.ˉ＿·
..萨ˉˉˉ厂＂
｀
3.α）
2.70jj斟＃世什｝口｜
｜
｝口｛q｜｜卜｜盯｜口｜ˉg＂
■■■■■■■■l
】
‖
‖
‖
‖
‖
‖
‖
■■■■■■7厂＝
2.40｜日8吕吕吕日迅｜□｜
｜
｜■｜
｜
｜
｜
｜｜｛＋［仕目≡吕＝
2。10｜出出甲□口ˉ｜吕｜日｜□｜弓｜□ˉ∩ˉ｜■｜Ⅲ｜拼胖二｜＃
‖
‖
‖
‖
‖
■■
■■■■下■■＝＝｜＝■＝
1。80十｜
｜
｜
｜
口□国■□□□口□尸U■□
□
‖
‖
■
】匝尸■■■■■■■■
＝■
‖
‖
■
【
‖■■■■二ˉ上■■｜＝＝■≡
1.50
｜
｜
｜
｜
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＿.…霉霹
1。20ˉˉˉˉ＋ˉ己日自ˉˉ卜ˉ摊二二｜二
0·9O＝＝＝二二ˉ
α60＝蠕搬＿—蹦:
■卢｜
｜
｜
｜
】
‖
■
‖
‖
‖
‖
‖
‖
‖
0.30＝＝＝湃｜
｜｜＋｜
｜
｝
｜
｜
‖
｜
｜
｜
｜
｜
｜
／ˉ‖川＂川川
｜蝉ˉ坐
O
0。100。200.300。q00.5OO彻
图l
图2
（2）电流表示数为0。44A.
（3）当外电路的总电阻与电源内阻相等时’电源有最大的输出功率,即小电珠的总功率最大’此时R外＝『
-｜o,′～蒜′-÷A-…,U外-÷-L’v,即每只小电珠两蠕的电压为n3v通过图象可知每
只小咆珠的屯流为′0-o瓣A,鹏-÷＝绷（只）;通过每只小电赚的电流为′0,陶绷电压为″,根掘闭合电
路欧姆定律得:U＋″′0『＝E,而U＋4′0≡3V,U＝ˉ4′0＋3V’如图2所示,图线的交点纵｀横坐标分别为
U≈15V,′0≈0.38A,P＝Ⅲ0＝0.57W’P总＝〃P＝0.57×4W＝2.28W.
专题＋三测定电源的电动势和内阻
［实战演练］
｜答案; （1）A:
＂』
（2）2‘
（3）寄—′ （4）渊同不阔
解析: （1）根据题意’电池内阻和待测电阻阻值均为数十欧,从电路图可以看出,滑动变阻器采用限流接
法,故滑动变阻器应选R2;又电池的电动势为6V,由欧姆定律可知电流表A］量程太小,故电流表选
用A2。
（2）由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋′r,即［／＝E—I′’Uˉ′图线的斜率的绝对值表示电池的内阻,从U＿′
图线可以得出′＝25O。
229ˉ—ˉ
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瞬爵乏露·搞篷高蕾物理卖验题【
（3）将RⅡ改接在丛c之侧后｀由川合咆蹄欧姆建律有‘＿U辨′（愿…）〕即〔′-厦＿′（藤…）,可知寄≡
R…,测M←爷ˉ＂
（4）滑动变阻器接人电路的阻值变化相同时,电流表示数变化范围相同,电压表测的是不同电阻两端的
电压,所以示数变化范围不同
2答案;α）＋＝铲腮＋芋（5o＋『）
（2）0. 110
9.09
（3）l。0（或在O96～l.04）之间6.0（或在5.9～6。l之间）
（4）3.0（或在2.7～3.3之间）
10（或在0.6～l。4之间）
解析:本题考查了测量电源电动势和内阻的实验.
（l）根据闭合电路欧姆定律有
E＝｜些＋′ （R＋R（）＋′）＋′R＾
）
＼Rl
代人数据’化简得
＋＝尝尺＋裂（虱0＋′）
（2）电流表每小格表示2mA,因此电流表读数为0. l10A,倒数是9.09Aˉl.
（3）根据坐标纸上给出的点,并补充所缺数据点,画出＿条直线,得出斜率k≡10Aˉl .Qˉl ,截距b≡
6。0A-l·
］
了／Aˉ｜
l2.0
l1.（）
l0。0
9.0
8。（）
7.（）
6.0
5ˉ（）
坯
P
~
0
2。0
4.0
6。（）
R／O
（4）斜斡＝爷,因此E＝3ov截距』＝碧（5』＋『）,囚此′＝竿—5二L0o
3.答案:（l）C
6
（2）如解析图所示
（3）7.5
10
解析:（1）选择量程为3V、内阻大约为3k【l的电压表V3表盘刻度改装容易,读数容易’改装后量程和
内阻都扩大3倍’所以改装时需要串联6kQ的电阻
23O
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」答案赣解祈‖
~
（2）实验原理电路图如图所示
弓传＿旷二
（3）电压表示数为1.50V时,改装电压表的示数为450V,即加在电阻箱上的电压是450V,根据闭合
电路的欧姆定律圆＝纵5＋湍′’＂理有‘＝6』＋湍连京二式解得E＝75v｀「＝l0o
4答案:（l）将S2切换到b
U2—Ul
U1
厂
（2）M3（或早）
12
（3）较小甲
解析: （l）通过串联分压比较法来测电阻R1的阻值’要测出Rl的电压’所以要将S2切换到b,由串联电
U2-Ul
路规律可得Rl＝
Ul
r.
（2）由闭合电蹄欧姆定律得阀＝U十÷（R!十R』）,变形喘-÷＋阀』舌R2啃,叫知＋与十是ˉ次
嗣数关系其截距为古′其斜率为府｜音R2』结合图象数据得古＝07得阀＝L43v,
‘
＝
α鼠
Rl＋R2
2.8-0。7
二二
4.2’得R2＝l2Q.
（3）由于R2的阻值较小,乙同学获得的电压数据范围过小,做实验时要求所取数据范围应尽量大,减小
偶然误差的影响,所以应采用测量范围大的甲同学的做法
专题＋四电压表与电流表的改装
［实战演练］
1.答案:（l）连线如解析图所示
（2）电流电压
（3）黑
（4）l。00
880
解析:（1）表头跟R2串联’Rl跟开关串联’两个支路并联,连线图如图所示
（2）开关闭合时,电表的内阻较小’为等效电流表;开关断开时,电表的内阻较大,为等效电压表
23］
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「蕊穷乏露.搞定高考物理实验题］
~
（3）电流由红表笔流人,由题图（a）可看出表头右端为“＋,’ ,故表笔A为黑表笔
（4）设表头的内阻为厂,满偏电流为Ig,由欧姆定律可知′g（R2＋r）＝1V’（R2＋′）′g＝（1A—′g）Rl ’解得
Rl≈1.00Q,R2＝880Q.
答案:（l）OB
c F@B
c
A
EO300略小于@串
l9.7
（2）O如图所示@3.0
0.50
27. （）
2
解析:（l）o半偏法测量表头内阻时,首先选择滑动变阻器（必须大于电路所需的最小电阻’根据电路的
电压为电动势,电路的最火电流为表头的满偏电流则最小电阻为02÷l0—』M］二30kn或o2谎—』m-
75kO,考虑到电阻R0约为lkO’则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29
k0或6.5kO,电路图中R2只能选择F.表头满偏时滑动变阻器的阻值越大,实验的误差越小,所以电源
选择电动势为6V的B,而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需而Rl是用来测量表头内阻的电阻箱
只能选C.
@实验步骤为:第＿步闭合S2（B）,第二步调节R2的阻值,使电流计满偏（C）,第三步闭合Sl （A）’第四
步调节Rl的阻值,使电流计半偏（E）’第五步读出Rl的示数为待测表头的内阻
ORl的示数为待测表头的内阻,其阻值为300.0O.闭合Sl后’电路的总电阻减小’当表头半偏时’干路
电流就大于表头的满偏电流,流过电阻箱的电流就大于流过表头的电流,所以电阻箱的阻值略小于表头内阻
……—个电陨可以缆…压表改装…的内阻为愿＂÷舰ˉ 02÷｜0ˉ』M』二20M』,
则串联电阻大小为20kO—300O＝19.7kO.
（2）本实验是对改装电压表进行校准的’将改装电压表利标准电压表并联后要求电压从（）到满偏变化,
所以滑动变阻器采用分压式接法.表头的刻度均匀.当表针恰好指到满量程的五分之二时’流过改装电
压表的电流是O4′。,根据欧姆定律分别有
4＝（）.4Ig（厂g＋l7×l03）和2＝0.4′g（厂g＋7×l03）
解得表头内阻为3.0kO,满偏电流为0.50mA
Um
l5
量程是l5V的改装电压表的内阻为Rv＝万＝05×l0ˉ3
30kQ＿3.0kQ＝27.0kO.
kO＝30kO,所以改装时串联的定值电阻为
232
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」答案与解析｝
3.答案:（1）］5
35
（2）300
3000
（3）c
闭合开关时’若电表指针偏转,则损坏的电阻是Rl ;若电表
指针不动’则损坏的电阻是R2
解析: （1）分析电路结构’根据并联电路分流规律,得（R｜＋R2）×2＝100Q’9Rl≡l00O＋R2,解得Rl＝
l5Q｀R,＝35Q。
（2）根据电流表校准的刻度可知屯路中总阻值最大为α湍A二3000n』最小阻值为0↓品＝5＂o
若定值电阻选择l000Q,则无法校准3.0mA,所以定值电阻选择300O。由于最大阻值要达到3000【〗,
所以滑动变阻器要选择3000O.
（3）若接在b端’则电路总是闭合的,不能具体判断哪＿个电阻损坏了’故应将d接c.根据d接c时的电路
连接情况可知:闭合开关’若电表指针偏转’则损坏的电阻是Rl ;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2.
′l厂
4.答案;（l）BEFADC
（2）相等
（3）了＝7了
解析: （l）闭合开关Sl前’先将Rl 、R2调至很大’防止闭合开关后电流过大烧坏电表;闭合S1后调节Rl
使◎满偏’通过@的读数知道◎的满偏电流;闭合S2后调节R! 、R2使@的示数仍为′! ,而
◎的示数为′｜的＿半｀则电阻箱中的电流与◎中的电流相等｀则◎的电阻与电阻箱的读数相等
（2）从原理看｀由于电阻箱中的电流与◎中的电流相等’@内阻的测量值与真实值相等
′l厂
（3）要将电表◎的量程扩大为′’需并联＿个电阻R5’且有′｜′＝（′＿′!）Rs｀Rs＝厂万
专题＋五练习使用多用电表
［实战演练］
1答案:（］）短接
（2）1
（3）15.0
3.60
（4）l2.0
（5）9.00
l5.0
解析:（1）欧姆表每次使用都需要将红、黑表笔短接进行欧姆调零
（2）由于红表笔接欧姆表内置电源的负极,红表笔也应该与电压表的负接线柱相连,故应和l端相连
（3）欧姆表读数需要“×lk’,倍率’因此电阻为15.0kO.电压表示数为3.60V’最小刻度是l的需要精确
到最小刻度的下＿位
（4）当滑动变阻器电阻为零的时候’欧姆表测得的是电压表的内阻,因此是l2.0kQ.
（5）根据欧姆表中间刻度可以判断欧姆表的内阻为l5.0kQ,根据（4）中的数据可知,当测12kO的电压
表内蛆时,电压表示数是4＂0v,所以′-贵-＋mA,可得E-′（阀v十儡内）-队00Ⅵ
2.答案:（l）ORl
@Rl和R2串联OR2（或电源）
（2）I）
解析:（1）o若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时多用电表与Rl串联’测量的是通过Rl的
电流
233
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满分之路.搞定高考物理实验题［
~
~
@断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时Rl和R2串联接人欧姆表,因而测量的
是Rl和R2串联的电阻
o旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡’闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端’Rl ≡0’此时测
量的是R2两端的电压
（2）双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏小’选项A错误;测量时发现指针偏离中央刻度过大,若在中央
刻度左边,需要增大倍率;若在中央刻度右边’需要减小倍率,重新调零后再进行测量,选项B错误;选择
“×l0’,倍率测量时发现指针位于20与30正中间’测量值要大干25Q,选项C错误;欧姆表内的电池使
用时间太长’电池内阻变大,虽然完成调零但测量值将略偏大选项D正确
3｀答案:（1）如解析图所示
（2）（）.6
解析:（l）根据已知l、2间电阻为lO’2、3间电阻为15Q’1｀3间电阻为2。5Q’可画出电阻的连接方式
如图所示.
↑
Ⅱ
勺
〕
2
（2）若将l｀3接线柱用导线连接起来’则等效电路图如图所示
■
‖
Ⅸ
∩
′
臼
故R｜2＝｛升: Q＝（）.6Q
4答案:（l）A.欧姆调零旋钮c.负
（2）Ol
@见解析图非线性
（3）串267
解析:（l）A欧姆表选挡后要进行欧姆调零’即短接两表笔’调整欧姆调零旋钮,使指针指在表盘右侧
“0’,位置;
C.步骤B中欧姆表示数很大,而步骤C中示数很小’由题中所给条件知’当示数很小时红表笔所接为二
极管负极
（2）O图中设计为伏安法测电阻的内接法和外接法可以互换的电路,当开关S接位置l时为电流表内接
法,接位置2时为电流表外接法由表中数据可知,当电压表示数为Ol～O3V时,电流表示数为0,故
电流表内接’开关S接在位置l.
@描点作图如图所示,由图线可知二极管是非线性元件
234
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」答鬃与瞬析｝
~
0（＂骋
5
4 00
3.00
勺
△
0（）
l
（）（）
O丛巴●上＝●上凹▲楞些…上LL』
‖ l」
‖
』
｜
｜□□□□■口
02
0.4
06
（）ˉ8
l.0U／V
（3）发光二极管正常工作时侧端电」搞为α7V’电源电动势高于α7V应串联—个电阻′阻值R-早＝
轰器o＝267o
专题十六传感器的简单使用
［实战演练］
1.答案:（l）连线如图所示
热敏电阻
（2）R2
（3）α）65（）.（）
b接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏@c报警
器开始报警
解析;（1）电路如答案图所示.
（2）在室温下对系统进行调节’已知U约为18V,／α约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警
器可能损坏』可知外电阻的取值范圈为20芳0—』n＝900!』≤R≤｜0荒—’q＝｜s00o
报警器的电阻是65O.0【】,所以滑动变阻器阻值的取值范围在250〖〗到1 150〖〗之间,所以滑动变阻器
应该选R2.
235
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（3）O电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻,阻值应为650ˉ0O’滑动变阻器刚开始应置于b端,若置于
另＿端’接通电源后’流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏;@实验调试时,将开关置于c
端,缓慢调节滑动变阻器,直至报警器开始报警
2,答案:（1）见解析
（2）O20
160～320
@把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通;不吸合时,3、4之间
断开
解析:（l）要使光敏电阻能够对电路进行控制,且有光照时路灯熄灭,光敏
电阻应与1、2串联,3、4与路灯串联’则电路图如图所示
I
4
勺
＝
（2）O由［／≡IR得励磁线圈允许加的最大电压Um≡′mR≡0. 1×200V＝
20V;依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得
闷ˉ″砸—盎』］＝l60o,
R2m『n＝
Irn
圆—［′卿＿谎Q二320Q,
R2max≡
′
ˉ垄max
′
0。05ˉˉ
＿
ˉ
ˉˉ’
因此保护电阻R2的阻值范围为l60～320O.
@把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧’保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通;不吸合时’3、4之间
断开.
3.答案:（l）见解析图甲
（2）见解析图乙
（3）115mA
5。00V
43.5O640（℃
解析:（l）根据电路图连接实物图.
R』｜（放在控温装置中）
236
~
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」答案与解析｝
（2）根据表中数据描点,作出直线
凡／O
50
］
叮
≤
＝
■
40
巴
3（）
30
＝---
9（）‖
40
5〔）
60
70
80
／T〕
乙
（3）电流表读数:／≡］l5mA’电压表读数:U＝5.00V.
则臃′-子二＂洲—』o≡4孰’o,对照解析图乙找出相应搬膛约为“0℃
2ⅡβL／五
（3）
gv′『
4答案:（1）感应电流从C端流出
（2）外加电流从D端流人〃l＝2』1旦L／
g
解析:（1）由右手定则知,感应电流从C端流出
（2）设线圈受到的安培力为FA,
外加电流从D端流人.
由FA＝mg和FA＝2几B几
2ⅫBL′
得:′见＝
g
（3）设能称量的最大质量为m0
2′lBL′和P＝′2R
由m＝
g
仔
2『】BL
得:m0＝
g
专题＋七电学创新实验
［实战演练］
dm
1答案:（1）2ⅣD巾S
Ⅲm
D中△』
（2）0.00l25′（或k′）
（3）AB
dm
解析:（l）改变电流方向,单匝磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS’代人公式计算得B≡2ⅣD小S,
Ⅲm
由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值S＝∏JI了
（2）根据数据可得B与′成正比’比例常数约为0.00125,故B＝∧′（或0.00l25′）.
（3）为了得到平均电动势的准确值’时间要尽量小,由B的计算值可看出与／V和S相关联’故选择A、B
237
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满分之路.搞定高考物理实验题
2.答案:（l）如图所示
／）
（2）AC
解析: （1）滑动变阻器应用限流式接法
（2）由F＝B几可得适当增大导轨间距或增大电流,可增大金属棒受到的安培力’根据动能定理:Fb—∧＝
÷m聊』可知金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的遮度变大』∧、c服确;若换用—个更长的金
属棒但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,所以对最后的速度没有影响,B错误
答案:（l）见解析图
（2）0.57（0.57～0.59均可）
64（64～66均可）
（3）l′和2′
解太斤.／
‖ ＼炯』捍命物回阿中）逛因首＝牛更吾0害拯中只血的丝粕／仆冶Ⅷ‖｜昌ˉ割《袭仆壬『M仕中喜｛〈
A
B
解析:（l）根据实物图画电路图
3
’首先,要看清楚电路的结构’分为测量部分和供电部
分.测量部分是外接法测电阻’供电部分中滑动变阻器接成分压式其次,将用电器符
号代替实物仪器,合理放置.最后,用笔画线代替导线将用电器连起来即可.电路图如
图所示.
（2M′ˉ′图线过原点｀知腮-府二芳二子,选择—组数掘代人’如R＝虱揣—』Q＝
057M］又由电阻定律有R＝′÷得Ⅲ≡堕≡R而（:）2
∏R″2
＝-J万’代人数据得L＝64m.
p
p
（3）由表格中的结果,依次可推得3→2→l→l′—→2′—骸3′这条线路有某处断路;电热丝部分没有断开;3→2→l
导通’电压表短路,读数为零;1 ＋1′—》2′这段线路某处断开;2′
S′之间导通综合可知’应该是］′利2′之间断路
专题＋八用单摆测定重力加速度
［实战演练］
l.答案:（l）AC
（2）12.0
0.9930
（3）A
解析:（l）在“探究影响单摆周期的因素,,实验中,应使单摆在摆动过程中摆长不变’而且摆长便于调节,
故选项A、（〕正确,选项B、D错误
（2）摆球的直径Ⅲ＝l2mm＋0×Olmm＝12。0mm
摆长!＝L—;≡α9990mˉo0060＂｀＝o9930m
（3）单摆振动的摆角0≤5。,当0＝5。时单摆振动的振幅A≡′Sin5。＝O（）87m＝8.7cm,且为了计时准确,
应在摆球摆至平衡位置时开始计时,故选项A正确选项B、C｀I）错误
238
~~
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l答案与解析·
4∏2（／l-′2）
答翼;（｜）AⅡ
（2）4宁‘
（3）20｜976
（4）Ⅱ
（5）
呀ˉ暗
解析:（l）做‘用单摆测重力加速度’,的实验时摆线要选择尽可能长＿些的’摆球要选择质量大些、体积小
些的.所以选择A和D
勺
乙
艳
＿
严
~~
召
得
可
偶
∏
∑
~~
γ
期
周
摆
单
由
）
∑
（
″次全振动的时间为t,则单摆周期为T＝L
∏
由以上两式可得g≡4∏2′『2L
t2
（3）5（）次全振动的时间为1005s’则周期T＝上＝2.0l s
Ⅲ
将题目所给敷掘代人g-4宁L,可得g-队7…弯
（啡）川单闺爵期7三2顿｀／子可嚼雅午′
若误将单摆的摆长记为悬点到小球下端的距离L’则单摆的实际摆长／＝L—厂’其中『为小球半径由以上
两式可得严＝4卫兰（Lˉ′）’变形得严＝堑Lˉ4卫兰I.斜率蛙大于零纵截距ˉ4卫1〔小于零,所以选项A
g
g
g
g
g
不正确;
若误将49次全振动记成50次全振动,由T＝ˉL可知周期偏小’所以选项B正确
n
出gˉ警可删｀『偏小则‘俯大.所以选项c不正确
（5）设A点到细绳与铁锁所组成系统重心的距离为′’则摆长L＝／＋′.
巾单摆周期公式『二2硕｀／÷可得T-2丽√等,
枷后胸次…回得懒绸,』≡2啊√罕,嗡～2厕√罕从丽幅:～
′｛ˉ′;
4∏2（′1-′2）
3.答案:（1）严厂
（2）kg.m2
0. l7
（3）不变
解概＼｜｜）根鹏复摆的阉期公式;,ˉ2丽√′萧旷』＝雅〃～黑芋喻题阎巾纵坐标轰示震＾
（2）根据关系式,利用单位关系可知′′的国际单位为kg.m2;根据图线的截距得4卫I鱼＝l25’解得′c＝0·n
∏lg
（3）本实验数据处理是通过图线的斜率分析出的’与质量无关,所以质量变化后重力加速度的测量值
不变
239
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｛满分之路.搞定高考物理实验题
4.答案:（1）BI）
（2）9.4
（3）增加小球—下落的高度;多次重复实验,结果取平均值（其他答案只要合理也可）
（4）见解析
解析:（l）电路中的电源的作用是为电磁铁通电,选用交流电源和直流电源都可以,故A错;实验前应将
″调整到电磁铁的正下方,以便于金属球敲击弹性金属片M,故B对;用直尺测量金属球下端到M的竖
直距离作为小球下落的高度’故C错;手动敲击M的同时按下秒表开始计时,故D对.
（2）根据〃＝十肆2,又』＝α65;,H＝‖980m』求得g＝队4m／愚鸟
（3）增加小球ˉ下落的高度;多次重复实验’结果取平均值. （其他答案只要合理也可）
（4）由H｜-÷g（‖—山）』和H』-＋g（÷—皿）』
2″2（√∏「ˉ√m2
可得g＝
（Tlˉ吗）2
,因此可以消去△t的影响。
专题＋九测定玻璃的折射率
［实战演练］
l.答案:光学〃
e
解析:实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触,以防止损坏其光学面如图所
示,连接Ⅲc、ec并延长分别交玻璃砖于Ol 、O2点,并连接OOl ｀OO2’人射角j相同,
折射角△0′o02＜△o′0o｜,由″＝器得折射角越大的,求得的折射率越小由图
可得,用d点得到的值较小,而ce与αb近似平行’故用e点得到的值误差较小
2.答案:″＝l.55
解析:设从光源发出直接射到D点的光线的人射角为〔l ,折射角为
＼
《
｜（）
＼Ⅱ
｛
O2
＼
｜O′
‘〕
巴严
厂l 。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接C、D,交反光
壁于E点,由光源射向E点的光线反射后沿ED射向D点.光线在D
点的人射角为j2’折射角为厂2,如图所示设液体的折射率为几’由折
射定律有
川sinjl ＝sin厂1
o
几sinj2＝Sin厂2
@
由题意知
厂l＋厂2＝90◎
o
联立o@o式得
E
7／
～凸
ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ○C
~←ˉ—／—→｜
l
2
n≡
sin2jl＋sin2t2
由几何关系可知
／
2
l
…丽;丁而
@
◎
2qO
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…
~
］
／
］
＿
∑
◎
…w￥’
≡二
联立@o◎式得′』＝155。
答案:见解析
解析:（l）在bb′＿侧观察P1 、P2（经bb′折射、αα′反射,再经bb′折射后）
α
的像,在适当的位置插上P3’使得P3与Pl 、P2的像在—条直线上’即让
P3挡住P1 、P2的像;再插上P4,让它挡住P1 、P2的像和P3。P3、P4的位
b
置如图所示.
句
〕
C｛
Ⅳ
—
／｜
△■
｜0,／
｜
7
（）p′
O′
‖
尸
′
β
●
Ⅵ
＼画P3
（2）O过P｜｀P2作直线与bb′交于o;
@过P3、P4作直线与bb′交于O′ ;
o利用刻度尺找到OO′的中点M;
@过0点作bb′的垂线CD’过″点作bb′的垂线与αα′相交于／V点,如图所示’连接OⅣ;
O乙PlOD＝0l ,乙COⅣ＝02.
sin0l
（3）根据折射定律有＂＝丽ˉJI
4答案:（l）C
（2）偏小
（3）如解析图乙所示
解析: （l）本实验在用插针法时’角度不宜过大’也不宜过小’选项A错误;不能直接用铅笔贴着光学面画
界面以免损坏光学面选项B错误;本实验通过″＝里L1求折射率,也可以画圆通过sin0＝坐将角度正
sln厂
厂
弦之比转化为角度对边长度之比’选项C正确;在观察像与针是否在＿条直线上时,应该观察大头针的
底部,选项D错误
（2）如图甲所示,加粗部分为插针时玻璃砖所在位置,即真实情况,设此时人
…折射隐分别为〃｜、″』折射率…为″则＂-器;未加粗鄙分为
处理数据时玻璃砖所画位置’设玻璃砖转过角度为α,折射率测量值为n′ ,则
』
:｛:｛;瑞｝故＂』＜″折铡率偏｜｀
Ⅶ＝
（3）光路图如图乙所示.
／｀
｜
＼
~
／∩＼
侧———
＼~
＼
｜、
乙
24］
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纠满分之路｀撼定高考物理实验题k
~
专题二十用双缝干涉测光的波长
［实战演练］
1答案:ACI）
解析;根据十涉图样中啊相邻亮条纹的间距△憋＝÷入叫知要使A腮增大,则以增大波长或增人双缝到
屏的距离或缩小双缝间的距离’所以选项A、C、D正确’B、E错误
2.答案:（l）l5.02
（2）2.31
6.6×l02
解析:（l）主尺读数为15mm,游标尺读数为1×0.O2mm＝O02mm’二者相加可得读数为15.02mm.
（2）由于图中数字标记的是暗条纹,首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数,若图乙（a）中的中
x2-冗l
央刻线所对亮条纹记为第l条’则图丙（a）中,中央刻线所对亮条纹为″＝7’则△x＝
≡2·3lmm,
「l-］
光的波长入＝坐广1＝66×｜02皿
3.答案:D
l9.40
42（）
解析;换上紫色滤光片′∏,由A骗二等叮知』在其他条件个变的』情况下′条纹间距应变小.∏服确根据游
mm＝皿6mⅧ』所以紫光的波长入＝÷A』
标卡尺读数为l9.4（）mm,可求出条纹间距A鲸≡25.70-l9。40
5
＝420nm
4答案;晶入小能
解析:如图所示,通过平面镜反射的光线可以看做在A点下方h处射出的光线’则干涉条纹可以看做由
单缝到削点距离均为′《的双缝干涉形成的条纹则条纹间距△蹦-÷人≡景入;
D
光
屏
撤去平面镜,在单缝—下方A处放置同样的另—单缝,形成双缝结构,但白炽灯发出的光不是相干光’通过
两缝的光不能发生干涉
242
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