实验题解题技巧
目录
01 析·方法策略..........................................................................................................................................................1
02 破·方法攻坚..........................................................................................................................................................4
题型一 基本仪器读数......................................................................................................................................4
题型二 教材原型实验......................................................................................................................................6
题型三 创新实验............................................................................................................................................14
一、 高考物理实验题的主要类型
通常可以分为以下三类:
1.基本仪器读数与使用型: 侧重考查刻度尺、螺旋测微器、游标卡尺、电流表、电压表、多用电
表、电阻箱等仪器的读数规则和操作要点。
2.常规实验(源于教材)型: 考查考纲规定的基本实验,如“测匀变速直线运动的加速度”、“测
金属的电阻率”、“测电源电动势和内阻”等。通常考查实验原理、步骤、器材选择和数据处理。
3.设计性/创新型实验: 在教材实验的基础上进行拓展或迁移,利用所学知识(如牛顿第二定律、闭
合电路欧姆定律)解决新情境下的测量问题。这是目前的拉分题。
二、 解题核心策略(三步走战略)
无论面对哪种题型,遵循以下三步可以最大程度减少失分:
1. 实验目的与原理是根本
(1)策略: 读完题后,首先要圈出“测量……”、“验证……”、“探究……”这几个关键词。整
个题目的所有设置都是为了这个目的服务。
(2)原理追溯: 迅速回忆该实验对应的物理公式或定律。例如:测动摩擦因数μ,原理往往是
μ=f
FN
或通过牛顿第二定律a=μg 推导。测电源电动E 和内阻r,原理是闭合电路欧姆定律U=E−Ir。
2. 误差分析贯穿始终
(1)策略: 在分析任何步骤时,都要思考“这样做会引起什么误差?”、“如何减小误差?”。
(2)分类:系统误差: 来源于仪器不精确、实验原理不完善(如伏安法测电阻时的内接/外接)、忽
略次要因素(如忽略空气阻力);偶然误差: 来源于读数、操作,主要通过多次测量求平均或画图线来
减小。
3. 图像法处理数据是核心技巧
(1)策略: 尽量将物理关系转化为线性关系y=kx+b。
(2)优势: 图像可以剔除异常点,斜率k 和截距b 往往直接对应待测物理量。
三、分类详细解题方法指导
第一类:基本仪器读数与使用
解题口诀: “刻度看零位,读数看精度,有效位数定,估读别忘记。”
1.游标卡尺(不估读)
(1)方法: 主尺读数(整数部分,以mm 为单位,由游标零刻线位置读出)+ 游标尺对齐格数 ×
精确度。
(2)注意:10 分度(精确度0.1mm),20 分度(精确度0.05mm),50 分度(精确度0.02mm);无
需估读,最后一位数字要与精确度保持一致(如20 分度的读数最后一位肯定是0 或5)。
2.螺旋测微器(需估读)
(1)方法: 固定刻度(半毫米线是否露出要看清)+ 可动刻度(要估读到最小刻度的下一位,即千
分之一毫米位)。
(2)注意: 读数以mm 为单位时,必须有三位小数。
3.电表读数
(1)方法: 先看量程→ 确定最小分度→ 决定估读位数。
(2)估读规则:
①最小分度是“1”(如0~3V,每小格0.1V):估读到下一位(0.01V),采用1
10
估读。
②最小分度是“2”(如0~0.6A,每小格0.02A):估读到本位(0.01A),采用1
2
估读(即超过半格
算一格,不足半格舍去)。
③最小分度是“5”(如0~15V,每小格0.5V):估读到本位(0.1V),采用1
5
估读(即按0.1 的倍
数变化)。
第二类:常规实验(源于教材)题
教材原型实验题主要考查考生的科学探究素养,这就要求我们在高考实验备考中要重视教材中的每一个
实验,弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等,对每一个实验都应做
到心中有数,并且能融会贯通。
第三类:设计性/创新型实验
实验的考查要求学生具有科学探究意识,能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设;具有设计
实验探究方案和获取实验数据的能力,能正确实施实验探究方案,使用不同方法和技巧分析、处理信息,描述
并解释实验探究结果;具有交流的意愿和能力,能准确表述、评估和反思探究过程与结果。
纵览最近几年高考全国卷及部分省市卷,不难看出实验题更多地聚焦实验原理创新、实验目的创新、实验仪
器的等效与替换等。
高考实验题的特点是题目来源于教材,但又高于教材,实验的基本原理和思想方法是考查的核心。因此
做实验题时,要明确不管实验情境的设计进行了怎样的创新,其考查的实验原理和实验处理方法仍然不变,因
此做实验题时,要有“以不变应万变”的策略,最根本的方法是要把实验的本质从新情境中分离出来,找出与
常规实验的相同之处,然后运用类似的实验原理和实验数据处理方法进行处理。所以在训练中归类找出共性,
构建模型,找出差异,防止错误是应对创新问题的良策。常见创新实验题的创新点及处理方法如下:
创新点
解答方法
实验目的创新
利用原型实验的器材装置:根据题意找出题中实验在教材中的实验原型或原理
实验仪器创新
1.电表的改装或电表互用,如在测量电表的内阻时,要把电表当作能读数的电阻,充分利用
待测电表自身的测量功能,即电流表可测定通过自身的电流,电压表可测定自身两端的电
压,不需要其他的电表来测量
2.电压表换成电压传感器、弹簧测力计换成拉力传感器、用手机功能测量(如利用手机的
计时功能、摄像功能、拍照功能以及手机带的特殊软件等)
3.根据题中所提供的实验器材与原型中的器材比较,用改装的方法完成实验(如电表改装、
量程改变——遇到给定器材中有定值电阻或电表内阻已知类题目,特别要注意这一点)
数据处理创新
应用图像处理数据——细心推导找关系,数形转换是关键。在实验中,数据处理的常用方
法有公式法(直接根据物理公式计算)、列表法(将测得的实验数据填入设计好的表格之中,
可以分析两物理量间的定性关系)、图像法(根据记录的实验数据在平面直角坐标系内进
行作图。若是曲线应平滑,若是直线要让尽量多的点过直线,或在直线两侧均匀分布)、逐
差法(目的是减少偶然误差,例如利用纸带测加速度时,逐差法可使各组数据充分利用,减少
误差)、化曲为直法(通过函数关系的变化,将其他函数转化为一次函数关系——将图线变
成直线)、等效法等
实验原理创新
此类题应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为根本依据,
从题目给出的信息入手分析,再结合已有的知识(如串并联关系、闭合电路欧姆定律、自
由落体运动、牛顿第二定律、摩擦力等)和实验方法(如控制变量法、替代法、半偏法等)
进行推理,找到突破方向
四、 答题规范与技巧
1.实验填空作图要规范:
(1)结果一定要用科学计数法(如果数字很大或很小)。
(2)注意题目的单位要求(是cm 还是m,是V 还是mV)。
(3)连线图要用黑色笔迹描清晰,不能画交叉线,导线要接到接线柱上。
2.文字表述要精准:
(1)问操作步骤时,必须要有“断开开关”、“将滑动变阻器滑片置于最……端”、“使电阻箱阻
值调至最大”等保护电路的规范用语。
(2)问误差原因时,要写清楚“电压表的分流”或“电流表的分压”,不能笼统地说“电表有内
阻”。
3.结论分析要扣题:
如果题目要求“分析造成误差的原因”,不要只回答“读数误差”,要结合原理指出具体是哪一步原
理忽略了什么导致系统误差。
总结: 高考物理实验题,基础在于读数,关键在于原理,难点在于误差分析,高分在于图像处理和
创新迁移。 希望这份策略指导能帮助你在复习和考试中思路更清晰。
题型一 基本仪器读数
1.如图甲所示是某游标卡尺的实物图,它可以用于测量内径、外径和深度,其中 (填
“a”、“b”、“c”、“d”或“e”)是用来测量深度的;测量结束、在读取数据前,需要将游标尺固定在主
尺上,防止其滑动,应操作的部件是 (填“a”、“b”、“c”、“d”或“e”);如图乙所示为用该尺
测量某圆筒内径时照片的一部分,则该圆筒内径大小为 cm。
2.一物体用游标卡尺测其长度示数如图所示,读数为 mm。
3.图甲读数为 mm,图乙读数为 mm。
4.某学生用螺旋测微器测量不同金属导线的直径,其示数如图a、b、c 所示,该金属导线的直径读数为:
a. mm;b. mm;c. mm
5.(1)如图甲所示,电压表选0~3 V 量程时的读数为 V,电压表选0~15 V 量程时的读数为
V。
(2)如图乙所示,电流表选0~0.6 A 量程时的读数为 A,电流表选0~3 A 量程时的读数为
A。
(3)如图丙所示,电阻箱的读数为 。
6.请完成下列各表的读数,把答案填在图下的横线上 。
(1)量程为0~3 V 和0~3 A 的电表。读数 ,读数
(2)量程为0~15 V 的电压表读数。读数 ,读数 ,读数
(3)量程为0~0.6 A 的电流表读数 。读数 ,读数 ,读数 ,读数
题型二 教材原型实验
7.某实验小组利用如图(a)所示的实验装置,探究小车质量不变的情况下加速度与力的关系。小车的左
端与纸带相连,右端用不可伸长的细线跨过定滑轮与钩码相连。钩码下落过程中,小车带动穿过打点计时
器的纸带向右运动,重力加速度为g。完成下列填空:
(1)为补偿阻力,轻推未加钩码牵引的小车使其获得一个初速度,小车带动纸带运动,打点计时器打出的部
分纸带如图(b)所示。已知图(b)中纸带左端与小车相连,根据纸带打点情况,应调高图(a)中轨道
的 (填“P”或“Q”)端;
(2)调节完成后,测量小车在不同质量钩码牵引下的加速度。某次实验得到的一段纸带如图(c)所示,其
上有A、B、C、D、E、F、G 七个计数点,相邻两计数点间均有4 个点未画出。测得x1=3.19cm,
x2=3.95cm,x3=4.55cm,x4=5.25cm,x5=5.93cm,x6=6.62cm,已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。为
减小实验误差,用逐差法求得小车的加速度大小为 m/s2(结果保留3 位有效数字);
(3)根据实验数据,可计算出小车在不同质量的钩码牵引下的加速度,作出小车加速度a 与所挂钩码质量的
m 关系图线,如图(d)实线所示。图线中虚线的斜率为k,则小车质量M= (用k 和g 表示)。随
钩码的增加,数据偏离虚线,如果持续增加钩码至m=M,则理论上a= (用g 表示)。
8.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,重物从高处由静止开始下落,重物拉动纸带通过打点计
时器,打出一系列的点,对纸带上点间的距离进行测量,可验证机械能守恒定律。
(1)实验常选用电磁打点计时器,最符合电磁打点计时器工作要求的电源电压是( )
A.直流
B.直流
C.交流
D.交流
(2)实验中,用打点计时器打出一条纸带,如图所示,
点为打点计时器打出的第一个点。选取连续打出的
点
、
、
为计数点,各计数点间距离已在图上标出。已知打点计时器所用交流电源的频率为
,重物
质量
,从释放到打下
点,重物减少的重力势能
为 ;打下
点时,重物的动能
为
(重力加速度为
)。若
与
近似相等,则机械能守恒。
9.用图甲所示的装置“验证动量守恒定律”,主要步骤如下:
.
ⅰ利用重垂线,记录水平槽末端在白纸上的投影点
。
.
ⅱ取两个大小相同、质量分别为
、
的小球1 和小球2。
.
ⅲ使小球1 从斜槽上某一位置由静止释放,落在地面上垫有复写纸的白纸上并留下痕迹,重复本操作多次。
.
ⅳ把小球2 放在水平槽的末端,小球1 从原位置由静止释放,与小球2 碰撞后,落在白纸上留下各自的落
点痕迹,重复本操作多次。
.
ⅴ在白纸上确定平均落点的位置
、
、
。
(1)用“画圆法”确定小球1 在没有与小球2 发生碰撞时的平均落点,则图乙中圆 (填“
”或“
”)更合理。
(2)该实验必须要测量的物理量是______。
A.用天平测量两个小球的质量
、
B.测量小球
开始释放时距地面的高度
C.测量抛出点距地面的高度
D.测量平抛射程
、
、
(3)该实验选用的小球1 和小球2 的质量必须满足
(选填“
”、“
”或“
”)。
(4)本实验中用于验证动量守恒定律的表达式应为: (用
、
、
、
、
表示)。
10.同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验
(1)在安装刻度尺时, (填“需要”或“不需要”)使刻度尺保持竖直。
(2)图(c)是同学某次测量的弹簧长度,该长度是 cm。
(3)同学通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F 与弹簧长度L 的关系图线,由此图线可得该弹簧的劲度
系数
。(计算结果保留两位有效数字)
(4)图(d)是另一名同学根据另一次实验数据描绘的弹簧的伸长量
与弹力大小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 。
11.某同学在验证力的平行四边形定则时,实验室只为其提供了一只弹簧测力计,通过分析,该同学进行
如下操作:
a、在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
b、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的
点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
c、用弹簧测力计钩住其中的一个绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置
,记
录下
点的位置以及两条细绳的方向,读出弹簧测力计的示数
;
d、用弹簧测力计钩住另一个绳套,拉伸橡皮条使结点到同一位置
,并使两细绳的方向与c 中记录的方向
相同,读出弹簧测力计的示数
;
e、按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出拉力
和
的图示,并以表示
、
的有向线段为邻边作平行四
边形,画出两个有向线段所夹的对角线,在末端标上箭头表示为
;
f、用弹簧测力计钩住任意一个绳套,只用该绳套拉橡皮条,使结点拉到同一位置
,读出弹簧测力计的示
数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力
的图示;
g、比较
和
,得出结论。
(1)某次拉伸橡皮条时,弹簧测力计的读数如图所示,则该示数为 N;
(2)与橡皮条
一定在同一直线上的是 (填“
”或“
”);
(3)在图中,若
与
的夹角小于90°,保持结点
的位置不变,
绳的方向不变,将弹簧测力计在该
平面内沿逆时针方向缓慢转至
与
垂直,弹簧测力计的读数______(填字母)。
A.一直减小
B.一直增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
12.丁同学用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽
轨道
滑下后从
点飞出,落在水平挡板
上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢
球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有_____。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为
轴、竖直方向为
轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点,将
钢球静置于
点,钢球的 (选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原
点;
(3)若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2 所示,在轨迹上取
、
、
三点,
和
的水平间距相等且均为
,测得
和
的竖直间距分别是
和
,可求得钢球平抛的初速度
大小为 (已知当地重力加速度为
,结果用上述字母表示)
13.某兴趣小组用图甲所示的向心力演示器验证向心力F 的大小与质量m、角速度
和半径之间的关系。
已知小球在挡板
、
、
处做圆周运动的半径之比为
,变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分
别为
、
和
,如图乙所示。
(1)在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是______(填正确答案标号)。
A.伽利略对自由落体的研究
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.卡文迪什通过扭秤实验测出引力常量
D.探究加速度与力、质量的关系
(2)在某次实验中,验证向心力F 与角速度
之间的关系时,左、右两标尺露出的格子数之比为
,运用
圆周运动知识可以判断是将传动皮带调至第 (填“一”“二”或“三”)层塔轮
(3)现有两小球1 和2,质量分别为
和
,且
,在另一次实验中,把小球1 放在B 位置,小球2
放在C 位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为
(4)匀速摇动手柄时,若两个钢球的质量和运动半径相等,左、右两标尺显示的格数之比为
,则与皮带
连接的左塔轮和右塔轮的半径之比为
14.(1)用如图甲所示的装置测量重力加速度。
①如图甲所示,选用长度为1 m 左右不可伸长的细线与 (选填“小塑料球”或“小铁球”)组装
成单摆。
②某次实验中用刻度尺测出摆线长l,用游标卡尺测得小球直径d,如图乙所示,d= cm;用秒表
记录下单摆n 次全振动的时间t,计算出单摆的周期 T 及摆长L。
③多次改变摆线长,重复②中的实验,用多组实验数据作出单摆周期的平方T2与摆长L 的关系图像。已知
三位同学作出的T2- L 图线如图丙中的a、b、c 所示,其中a 和b 平行,b 和c 都过原点,通过图线b 计算
出的g 的测量值最接近当地重力加速度的值。下列分析正确的是 。(选填字母)
A、出现图线a 的原因可能是将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B、出现图线c 的原因可能是将51 次全振动记为50 次
C、图线c 对应的g 的测量值大于图线b 对应的g 的测量值
(2)通过测量重力加速度可进行地质勘探。现测得某地重力加速度明显高于同一纬度其他地区的重力加速度,
请你写出可能的原因。
15.某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)首先用游标卡尺测量该金属丝的长度,结果如图甲所示,其长度
cm;再用螺旋测微器测
金属丝直径,结果如图乙所示,其直径
mm。
(2)为了精确地测量金属丝的电阻,除被测电阻外,实验室提供了下列器材:
直流电源(电压3V,内阻不计)
电压表V(量程0~3V,内阻约为
)
电流表A(量程0~300mA,内阻
)
滑动变阻器
(
)
滑动变阻器
(
)
开关一只,导线若干
为调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,实验中滑动变阻器应选择 (选填“
”或“
”),应选用如图 (选填“丙”或“丁”)的电路图进行实验。
(3)根据实验数据作出
图像,若
图像的斜率用k 表示,则待测金属丝的电阻率
(用
题中所给物理量符号表示)。
16.某实验小组要测量一种特殊电池的电动势和内阻。实验室提供以下器材:
待测电池(电动势约
,内阻约
);
电压表V(量程
,内阻约
);
电流表A(量程
,内阻约
);
滑动变阻器
(
);
滑动变阻器
(
);
开关、导线若干。
(1)该小组采用图甲电路进行测量,实验中发现电压表示数变化范围很小。可知该小组选择的滑动变阻器是
(选填“
”或“
”);
(2)更换合适的滑动变阻器后,该小组根据图甲的电路图正确连接实物电路。请在图乙中将实物图连接成完
整电路。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U 和电流表示数I 的值,绘制
图像如图
丙所示,根据图像测得该电池电动势
V,内阻
Ω。(结果均保留3 位有效数字)
(4)考虑电表内阻的影响,电动势的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
17.如图1 所示为观察电容器的充、放电现象的实验电路,
是电容器,
是单刀双掷开关,
是与计算
机相连的电流传感器,
是滑动变阻器,
是电动势为
的直流电源。
(1)单刀双掷开关置于
时,电容器 ,单刀双掷开关置于
时,电容器 。(均选填“充
电”或“放电”)
(2)通过调整滑动变阻器触头可以调整电容器的放电时间,若发现放电时间过短,此时只需要 (选
填“向上”或“向下”)调整滑动变阻器的滑片,就能够延长放电时间。
(3)图2 是电流随时间变化的
图像,图像与坐标轴围成的面积表示电容器所带电荷量,计算图像与坐
标轴围成的面积时,数出一共有40 小格,则电容器所带电荷量为 C,电容
。(结
果均保留2 位有效数字)
题型三 创新实验
18.如图所示,某同学用该装置探究加速度与力的关系。
(1)装置图中木板右侧垫高以平衡阻力,这样做的目的是___________。
A.为使小车所受合力与绳子拉力大小相等
B.为使绳子拉力大小近似等于槽码重力
C.为使小车能做匀加速运动
(2)实验中用槽码重力代替细绳拉力,会使拉力的测量值比真实值偏 (填“大”或“小”)
(3)实验中保持小车质量不变多次改变槽码质量
,测得对应的小车加速度
。以下作出的
图像中与
实验事实相符的是___________。
A.
B.
C.
(4)实验小组改进方案,利用如图所示装置进行探究。小钢球置于一小车内,车内后壁装有压力传感器,车
顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在水平长木板上的定滑轮,挂上钩码。
a.若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,在实验过程中, (选填“需要”或“不需
要”)满足“钩码质量远小于小车质量”的条件,细线 (选填“需要”或“不需要”)调节
至与长木板平行。
b.光电门安装在长木板的位置
,在长木板上标记另一位置
。改变钩码个数,让小车每次都从位置
开
始运动,记录多组压力传感器示数
和光电门测量的遮光时间。某同学猜想小球的加速度与
成正比,
若用图像法验证猜想,则最直观、合理的关系图像是下列选项中的 。
A.
B.
C.
D.
19.实验小组设计了如图所示的装置来验证机械能守恒定律。将质量分别为6m、4m 的重物A、B(A 的质
量含挡光片)按照图示方式用轻绳和轻质滑轮连接,一同学用手托住物块B,另一同学测量出挡光片中心
到光电门中心的竖直距离h,释放物块B,测得挡光片经过光电门的时间为∆t。已知重力加速度为g,请回
答以下问题:
(1)用游标卡尺测得挡光片的宽度d 如图乙所示,d= cm;
(2)挡光片经过光电门时,物块B 的速度vB= (用字母d、∆t 表示);
(3)若以
为纵坐标,以挡光片到光电门的竖直距离h 为横坐标,做出如图丙所示的图像,当斜率k=
时,即可验证系统机械能守恒。
20.小明同学利用如图甲所示的实验装置验证碰撞过程中的动量守恒。竖直平面内的一段固定的圆弧轨道
下端与水平桌面相切于O 点,以切点O 为坐标原点,水平向右为正方向建立一维坐标系,在足够远的地方
放置了位移传感器,当小滑块A 经过O 点时,位移传感器开始工作。已知小滑块A(质量为m1,包含A 上
的传感器)和B(质量为m2)与接触面间的动摩擦因数相同。
①先将小滑块A 从圆弧轨道上某一点由静止释放,测出小滑块在水平桌面上滑行的x—t 图像如图乙中的a
图线所示,记录小滑块A 停止的时刻为t₁;
②然后将左侧贴有双面胶(不计双面胶的质量)的小滑块B 放在圆弧轨道的最低点O 处,再将小滑块A 从
圆弧轨道上由静止释放,小滑块A 与B 碰撞(时间极短)后结合为一个整体,测出小滑块A、B 整体在水
平桌面上滑行的x—t 图像如图乙中的b 图线所示,记录小滑块A、B 整体停止的时刻为t2。
(1)本实验中小滑块A 从圆弧轨道上由静止释放的位置 (填“需要”或“不需要”)相同。
(2)小滑块A、B 发生碰撞后结合为一个整体,当满足表达式
= (用t1和t2表示),则验证了小滑块
A 和B 碰撞过程中动量守恒。
(3)撕掉胶布将小滑块B 放在圆弧轨道的最低点O 处,再将小滑块A 从圆弧轨道上同一点由静止释放,若小
滑块A 与B 发生弹性碰撞,为了保证小滑块A 不反弹且速度不为0,应满足的条件是m1 (填“>”
“<”或“=”)m₂,此后小滑块B 的x—t 图像应在图乙中
A.a 线上方 B.ab 之间 C.b 线下方
21.利用手机phyphox 软件可定量探究向心加速度a 与半径r、角速度ω 的关系。装置如图甲所示,转盘
连接在一个可调转速的电机上,在转盘上沿半径方向每隔相等距离打一个孔,测出每个孔到圆心的距离,
手机可用支架固定在孔上。
(1)下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是___________(填正确答案标号)。
A.探究弹簧弹力与形变量的关系
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.探究加速度与力、质量的关系
(2)将手机固定在转盘的某一孔位上,打开phyphox 软件,调出测量向心加速度的界面,利用调速器改变转
盘的转速,得到手机转动过程中向心加速度a 与角速度ω 的图像如图乙所示。为进一步探究a 与ω 的关系,
改为以 为横坐标,可使图像变为过原点的直线。
(3)保持转盘的转速不变,将手机固定在不同的孔位上,测出不同半径r 下手机的向心加速度大小a,得到
a−r 图像如图丙所示,由图可知手机内部传感器比手机中轴线 (填“靠近”或“远离”)转盘
的圆心。
22.学生要测量某金属圆环材料的电阻率,如图甲,已知圆环的半径为.
(1)他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径
如图乙所示,则
;
(2)他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻,图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上,电压表的
量程为
。为保证电路安全,实验开始前,应将滑动变阻器
的滑片放置在 (填“最左端”
“最右端”或“中间”)。电键
闭合后,电压表右端接到
点时电压表示数为
、毫安表示数为
,接到
点时电压表示数为
、毫安表示数为
。为了减小电阻的测量误差,他应该把电压
表的右端接在 进行实验(填“
”或“
”);则圆环接入电路的两点间的电阻值为
;
电阻测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)实验中发现电压表损坏,他又找到另外一个内阻为
的电流表
替代电压表完成了实验。实验中毫安
表
和
的示数分别为
和
,改变滑片位置测得多组
、
数据,他作出了
图像为一条直线,如
图丁所示,测得该直线的斜率为
。若远大于
,则金属圆环材料的电阻率的表达式为 (用、
、
、
表示)。
23.(1)某小组同学先用半偏法通过如图甲所示的电路来测量灵敏电流计
的内阻,滑动变阻器
的最大阻
值远大于灵敏电流计
的内阻
。实验步骤如下:
①实验时,先断开开关
,闭合开关
,调节滑动变阻器
,使得
的示数为
;
②保持
的阻值不变,再闭合
,调节电阻箱
,使得
的示数为
,此时电阻箱
的示数如图乙所
示,则
的内阻为
;
③根据实验方案可知:该实验中G 的内阻测量值 (选填“大于”或“小于”)真实值。
(2)该小组同学又设计了图丙所示电路来测量某一电源电动势
和内阻,其中
是辅助电源。实验步骤如
下:
①闭合开关
、
,调节
和
,使灵敏电流计
的示数为零,读出电流表和电压表的示数
和
;
②改变
、
的阻值, ,读出电流表和电压表的示数
和
;
③重复②中的操作,得到多组
和
,根据所得数据作出
图像如图丁所示;由图丁可得:电源电动势
V,内阻
。(结果均保留2 位小数)
24.该兴趣小组查阅资料得知,在
范围内,金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系:
,其中
为铂电阻在0℃时的电阻,t 为摄氏温度,
为一正的常数,称为铂电阻的温度系
数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。
(1)他们利用图甲所示电路来测量
的阻值,其中定值电阻
,按图甲所示电路图连接好电路
后,在0℃的条件下闭合开关S,调节电阻箱
,当
时灵敏电流计G 的示数为零,则
。
(2)他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数,可认为定值电阻
且远大于
。将铂电
阻置于温度为t 的环境中,调节
,测得干路电流为
,则图乙中B、D 两点间的电压为
(用
和
表示);保持电流表示数I 和
不变,多次改变温度t,测量B、D 两
点间对应的电压
,将测得的数据标在图丙所示的
图上,由此可得
(保留两位有
效数字);
(3)若实验中没有保证
远大于
,则温度系数
的测量值将 (选填“偏大”“偏小”或
“不变”)
(4)为减小误差,该小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,并未直接测量相邻亮条纹间的距离
,
而是先测量n 个条纹的间距再求出
。下列实验和他们采用类似方法的有______。
A.“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1 滴油酸酒精溶液的体积测量
25.某实验小组准备利用表头
设计一个多挡位欧姆表,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小
组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示,分为控制电路和测量电路两部分,所用器材如下:
A.待测表头
:量程
μA,内阻约为
B.灵敏电流计G
C.定值电阻
D.粗细均匀的电阻丝AB,总长度
E.滑动变阻器
(最大阻值为
F.滑动变阻器
(最大阻值为
)
G.线夹、电源、开关及导线若干。
(1)实验过程中为便于调节,滑动变阻器应选用
填器材前的字母;
(2)闭合开关S 前,先将线夹
大致固定在电阻丝AB 中部,滑片
置于a 端。调节滑动变阻器滑片使表头
示数适当后保持不动。移动线夹
直至灵敏电流计G 示数为零,测得此时
段电阻丝长度
。
则表头内阻
保留三位有效数字;
(3)将表头
改装成具有“
”、“
”或“
”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势
,内阻忽略,
为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3 未接电阻。表笔b 为
填
“红”或“黑” 表笔;当开关S 接接线柱3 时,对应的倍率为 (填“
”、“
”或“
”);短接表笔a、b 进行欧姆调零时,
应调至
。